Aprisionamento de bactérias de forma eficiente para o tratamento de infecção do trato urinário utilizando chips microfluídicos: modelagem matemática e estudo observacional

• Processo: 16/20115-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 09 de janeiro de 2017
• Data de Término da vigência: 08 de maio de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Matemática - Matemática Aplicada
• Pesquisador responsável: Gustavo Carlos Buscaglia
• Beneficiário: Stevens Paz Sánchez
• Supervisor: Hermes Gadelha
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of York, Inglaterra
• Vinculado à bolsa: 14/14720-8 - Métodos de elementos finitos para escoamentos multifásicos em microescala: aplicação em processos de separação, BP.DR
• Assunto(s): Dinâmica dos fluidos Escherichia coli
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Coli bacteria | E | Microfluidic | U-shaped traps | Fluid dynamics

Resumo

O estágio proposto visa participar do desenho de dispositivos microfluídicos para a captura da bactéria E. Coli e a análise rápida da sua susceptibilidade aos antimicrobianos. Um projeto em andamento na Universidade de York já tem fabricado uma primeira geração de tais dispositivos, em que várias linhas de micro armadilhas em forma de U são colocados em sequência. A eficiência deste primeiro projeto foi experimentalmente medida e mostrou-se abaixo subóptima. Modelagem matemática e simulação numérica são ferramentas adequadas para melhorar o desenho, uma vez que o grande número de parâmetros (principalmente geométricos) torna a otimização empírica complicado, caro e demorado, com uma produção ideal não sendo garantida. O estudante irá resolver numericamente as equações que descrevem o fluxo de fluido ao redor da micro armadilha em forma de U. Com a introdução de um parametrização matematicamente conveniente, algoritmos de optimização robustos irão ser acoplado à solução do fluxo, de modo a maximizar o número de bactérias de E. coli presas, assim como a força de aprisonamento associada.