Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/30827
Título em portugués: Análise de adesão e crescimento bacteriano em superfícies modelo: uma avaliação em ampla escala de comprimento
Autor: Sousa, Francisco de Assis
Tutor(es): Paula, Amauri Jardim
Palabras clave : Topografia
Microscopia confocal
Microscopia de força atômica
Fecha de publicación : 2017
Citación : SOUSA, F. A. Análise de adesão e crescimento bacteriano em superfícies modelo: uma avaliação em ampla escala de comprimento 2017. 156 f. Tese (Doutorado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017.
Resumen en portugués: No presente trabalho foi avaliado em ampla escala de comprimento (nanômetro a milímetro) a adesão e crescimento bacteriano sobre substratos de silício (modificados através de corrosão anisotrópica com KOH) usando um método baseado em processamento computacional de imagens. Primeiramente, as topografias das superfícies de Si obtidas foram caracterizadas em função de um conjunto de parâmetros topográficos (Ra, Rq Rsk, Rk, ξ e D). Posteriormente, o imageamento com microscopia ótica confocal de campo amplo (LF-CLSM) foi usado para caracterizar todo o substrato (5  5 mm), após incubação desses em uma suspensão bacteriana de Staphylococcus aureus. A análise computacional dessas imagens permitiu comparar quantitativamente a ocupação (em %-área), quantidade de bactérias e aglomerados, e suas distribuições de tamanho. Os resultados mostraram que amostras de baixa rugosidade (Rq ~32 nm) apresentam menor quantidade de bactérias aderidas, e menor ocupação de área para o tempo de 3 h de incubação. Por outro lado, menor crescimento bacteriano foi observado para amostras mais rugosas (Rq ~330 nm) para o tempo de 5 h de incubação. Nessa amostra houve formação de microestruturas (grandes pirâmides) em sua superfície, como resultado da corrosão anisotrópica com o KOH. Todavia, para tempos maiores de 18 e 26 h foi evidenciado que todas as superfícies em estudo foram incapazes de impedir a formação de biofilmes, resultando em valores médios de ocupação de área próximos de 100 %, avaliados sobre uma área de 3,6  3,6 mm. Através de algoritmos desenvolvidos para processar stacks das fatias ótica desses biofilmes, foi possível observar que não houve grandes diferenças nas quantidades de biomassas dos mesmos. Os métodos e resultados apresentados auxiliam na compreensão e desenvolvimento de novas estratégias para tratamentos e prevenção de formação de biofilmes. Por fim, a abordagem metodológica apresentada no presente trabalho pode ser utilizada para diversos tipos de bactérias, em diversos tipos de superfícies, com diferentes tipos de topografias e ambientes físico-químicos que possuem importância científica ou tecnológica. Bactérias e biofilmes geram crescente preocupação mundial por ocasionar graves problemas para a saúde humana e para a indústria, principalmente alimentícia. Nesse contexto, o presente trabalho contribui descrevendo o comportamento de bactérias de S. aureus em função da topografia de superfícies, descritas com um conjunto de parâmetros dimensionais.
Resumen en inglés: In the present work the adhesion and bacterial growth on silicon substrates (modified through anisotropic corrosion with KOH) were evaluated in a large scale of length (nanometer to millimeter) using a method based on computational processing of images. Firstly, the topographies of the Si surfaces obtained were characterized by a set of topographic parameters (Ra, Rq Rsk, Rk, ξ e D). Posteriorly, the large-field confocal optical microscopy (LF-CLSM) imaging was used to characterize the whole substrate (5  5 mm) after incubation of these in a bacterial suspension of Staphylococcus aureus. The computational analysis of these images allowed to quantitatively compare the occupation (in %-area), amount of bacteria and agglomerates, and their size distributions. The results showed that samples of low roughness (Rq ~32 nm) present lower amount of bacteria adhered, and less occupation of area for a 3 h incubation time. On the other hand, lower bacterial growth was observed for more rough sample (Rq ~330 nm) for the 5 h incubation time. In this sample, microestructures (large pyramids) were formed on its surface as a result of anisotropic corrosion with KOH. However, for times greater than 18 and 26 h it was evidenced that all surfaces under study were unable to prevent the formation of biofilms, resulting in average values of area occupation close to 100 %, evaluated over an area of 3,6  3,6 mm. Through algorithms developed to process stacks of the optical slices of these biofilms, it was possible to observe that there were no great differences in the biomass amounts of the same ones. The methods and results presented help to understand and develop new strategies for treatments and prevention of biofilm formation. Finally, the methodological approach presented in the present work can be used for several types of bacteria, in different types of surfaces, with different types of topographies and physico-chemical environments that have scientific or technological importance. Bacteria and biofilms generate growing worldwide concern for causing serious problems for human health and for the industry, especially food industry. In this context, the present work contributes to describe the behavior of S. aureus bacteria as a function of surface topography, described with a set of dimensional parameters.
URI : http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/30827
metadata.dc.type: Tese
Aparece en las colecciones: DFI - Teses defendidas na UFC

Ficheros en este ítem:
Fichero Descripción Tamaño Formato  
2017_tese_fasousa.pdf25,64 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Los ítems de DSpace están protegidos por copyright, con todos los derechos reservados, a menos que se indique lo contrario.