Caracterización de cartilago de avestruz mediante espectroscopia de Raman

Abstract

Resumen

El avestruz es una fuente de carne sustentable, mientras que el cartílago de avestruz termina siendo un tejido de desecho, el cual podría ser usado potencialmente como un biomaterial para la construcción de andamios. El objetivo de esta investigación es caracterizar la composición bioquímica y la morfometría del cartílago nativo y bajo condiciones de estrés como la reticulación o desnaturalización. El tejido de avestruz estudiando se obtuvo de un matadero local, en particular estudiamos el cartílago extraído del corvejón mediante disección roma. La composición bioquímica del tejido se obtuvo mediante espectroscopia Raman. Además, examinamos cartílago avestruz bajo cuatro condiciones desnaturalizantes: 1) la exposición a la ribosa o solución de glucosa con el fin de inducir la reticulación no enzimática en el colágeno; 2) la liofilización / rehidratación; 3) la exposición a la solución ácida o 4) la exposición a la solución de alcalina. Para estudiar los cambios que sufre el cartílago bajo las condiciones de estrés antes mencionadas, utilizamos un espectrómetro Raman confocal, (ThermoScientific DXR Raman) el cual opera a una longitud de onda de excitación de 532 nm. Para estudiar los cambios morfológicos de las fibras de colágeno después del proceso de liofilización se utilizó un microscopio de fuerza atómica (marca Nanosurf easyScan 2). El cartílago de avestruz se comparó con el extraído del pollo, tanto fresco como en condiciones de estrés. En particular, nos enfocamos en estudiar las bandas espectrales Raman correspondientes a la amida I y amida III, Condroitín Sulfato, del colágeno hidroxiprolina y prolina fueron utilizados para monitorear las moléculas de la matriz durante condiciones de estrés. Los resultados de la espectroscopia Raman muestran que el cartílago de avestruz es más resistente a la reticulación o desnaturalización no enzimática en relación con el cartílago de pollo. Imágenes de AFM muestran la pérdida completa de la morfometría de colágeno durante el proceso de liofilización, la cual no puede ser restaurada por la rehidratación. La caracterización de la composición y morfometría del cartílago en condiciones de reticulación y de estrés proveen una visión de los mecanismos de desgaste. Estos datos permitirán abordar futuros experimentos de cultivo celular y biomecánico, identificar rápidamente el cartílago potencial para uso de andamios y optimizar las condiciones de almacenamiento.