INVESTIGADORES
LACZESKI margarita Ester
congresos y reuniones científicas
Título:
Determinación de la incertidumbre en los potenciales de interacción Lifshitz van der Waals entre bacterias y biomateriales
Autor/es:
SCHUSTER, JONATHAN MAXIMILIANO; LACZESKI, MARGARITA ESTER; ROSENBERG, MARIO ROBERTO
Reunión:
Congreso; 106ª Reunión de la Asociación Física Argentina; 2021
Institución organizadora:
Asociación Física Argentina
Resumen:
Actualmente la teoría de Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek extendida (X-DLVO) es muy utilizada para calcular la energía de interacción (EI) y así modelar la interacción entre células bacterianas y biomateriales de interés. Según esta teoría la EI en un medio acuoso es la suma de la energía libre de interacción de Lifshitz van der Waals (LW), la energía libre de interacción de la doble capa electrostática y la energía libre de interacción ácido-base de Lewis (atracción hidrofóbica y repulsión hidrofílica) [1]. Para estimar la EI entre un morfotipo bacteriano determinado y una superficie sólida sumergida en medio acuoso, es factible suponer a la bacteria como una esfera lisa y a la superficie como completamente plana y calcularlo a partir de la aproximación de Derjaguin [2]. Sin embargo, esta aproximación no es suficiente para abordar el cálculo de la EI a partir de suposiciones más realistas, como pueden ser: rugosidad de superficie bacteriana, rugosidad del material, nanoestructura del material, entre otras. Resulta entonces necesario recurrir al método de integración de elementos de superficie (SEI) para encontrar la EI correspondiente a la geometría planteada, la aplicación de este método requiere definir los parámetros geométricos y exige la resolución numérica de integrales dobles [2]. La aplicación de la teoría X-DLVO demanda conocer parámetros del sistema como: la constante de Hamaker y el Potencial zeta de las entidades que interactúan, además de la energía libre de interacción acido-base, entre otros [1-2]. En general, dichos parámetros tienen asociada una incerteza no despreciable. Surge así la necesidad de tener un método seguro y práctico para efectuar la propagación de la incertidumbre en la EI final cuando es calculado mediante SEI, ya que el mismo no resulta trivial. Una opción para la propagación de incertidumbre es el Método de Montecarlo (MM) [3]. Con la finalidad de aplicar y evaluar la efectividad del MM en la situación descripta, se realizó la propagación de incertidumbre en el potencial LW obtenido mediante SEI. Se consideró a la bacteria como una esfera perfecta y a la superficie como plana y lisa. Esta incertidumbre se comparó con la incertidumbre obtenida a partir de la expresión analítica exacta del potencial LW [1]. El potencial LW a una distancia bacteria-sólido determinada es función de cuatro parámetros: la componente LW de la energía libre superficial del sólido y de la bacteria, la constante de Hamaker del agua y la constante llamada distancia mínima de equilibro [1-2]. Para los cuatro parámetros se consideró una distribución de valores continua uniforme y acotada que representa la incertidumbre asociada al parámetro. Los valores y la incertidumbre de los parámetros se tomaron de la bibliografía [4]. Se observó que las incertidumbres obtenidas por el MM para el potencial LW obtenido mediante SEI y el obtenido mediante la expresión exacta fueron muy similares. La incertidumbre obtenida por SEI fue 1.02737 veces mayor (2.7 %) a la obtenida por la expresión exacta. Se concluye que el método propuesto es fiable para la propagación de incertidumbres en el caso de potenciales LW obtenidos mediante SEI.