Simulação da adesão bacteriana a uma superfície rugosa baseada na Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (SPH)

Abstract

A adesão bacteriana a superfícies rugosas desempenha um papel essencial na formação de biofilmes, impactando a saúde, a indústria e o meio ambiente. Nesta tese, foi desenvolvido

um modelo numérico inovador que combinou o método da Hidrodinâmica de Partículas Sua- vizadas (SPH) com o potencial de Lennard-Jones (LJ) para investigar os mecanismos iniciais

de adesão de bactérias individuais rígidas a superfícies rugosas. Implementado no framework Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas baseada em Python (PySPH), o modelo permitiu

simular interações intermoleculares e hidrodinâmicas, superando limitações de teorias tradi- cionais, como as teorias termodinâmica, Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO), DLVO

Estendida (XDLVO), o método da Aproximação de Derjaguin (DA) e o método de Integração de Elementos de Superfície (SEI). Dados experimentais obtidos por Microscopia de Força de Cisalhamento (ShFM) e estudos prévios sobre a adesão da bactéria Staphylococcus aureus

foram utilizados para analisar o impacto da rugosidade do substrato. Comparações com re- sultados da literatura, baseados em Dinâmica Molecular (MD), demonstraram a precisão e a

consistência do modelo proposto. Esta pesquisa estabeleceu uma base para o desenvolvimento de modelos mais abrangentes, capazes de incorporar propriedades adicionais de bactérias e contribuir para o controle de biofilmes em aplicações práticas.