Simulação da Adesão Bacteriana a uma Superfície Rugosa Baseada na
Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (SPH)
Adesão Bacteriana. Biofilmes. Staphylococcus aureus.
Rugosidade. Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (SPH). Acoplamento
Rígido-Fluido.
A adesão bacteriana a superfícies rugosas desempenha um papel essencial na
formação de biofilmes, impactando a saúde, a indústria e o meio ambiente.
Este trabalho apresenta um modelo numérico inovador que combina o método da
Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (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 PySPH, o modelo permite simular interações intermoleculares e
hidrodinâmicas, superando limitações de teorias tradicionais, como as
teorias termodinâmica, a teoria 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 resultados
existentes na literatura, utilizando o método da Dinâmica Molecular (MD),
demonstraram a precisão e a consistência do modelo proposto. Este trabalho
estabelece uma base para o desenvolvimento de modelos mais abrangentes,
capazes de incorporar propriedades adicionais de bactérias e otimizar o
controle de biofilmes em aplicações práticas.