Evaluación anatómica, morfológica, comportamiento mecánico y propiedades químicas del hueso tarsometarso de avestruz

Abstract

Introducción: el avestruz es una fuente de carne sostenible, y el hueso representa un tejido que, de lo contrario, se desecharía, que podría usarse como un andamio de tejido óseo diseñado. El desafío de construir tejidos artificiales radica en combinar células recolectadas y andamios adecuados para proporcionar un tejido biomimético. Los implantes de aleación muestran un alto desajuste mecánico en comparación con las propiedades del hueso, lo que da como resultado fenómenos de protección contra el estrés que conducen a la osteólisis. Los productos naturales como andamios de tejido artificial modelan eficazmente la estructura jerárquica y la función del tejido nativo. Esta investigación plantea la hipótesis de que el hueso trabecular tiene una superficie acorde a una escala, lo que podría mejorar la calidad de la topología en un andamio nativo. Objetivo: caracterizar las propiedades anatómicas y morfométricas de la superficie del hueso trabecular de avestruz. Materiales y métodos: Las muestras de avestruz se obtuvieron de un matadero local y el hueso se obtuvo mediante disección roma, n = 5. La anatomía del tejido óseo y la estructura trabecular se midieron mediante tomografía axial computarizada (CAT), las mediciones de CAT se realizaron en OPTIMA* CT520, de General Electric® Company para medir la longitud y densidad ósea de avestruz. Microscopía de fuerza atómica EasyScan 2 AFM (NanoSurf AG) se utilizó para examinar la morfometría de la superficie del hueso de avestruz trabecular después de la liofilización. Se examinaron especímenes equinos como control. Resultados y Discusión: Los resultados del CAT sugieren que en términos de antropometría, el hueso tarsometatarso de avestruz es más adecuado debido a su longitud de 432,56 ± 3,12 mm vs. las estructuras óseas humanas más altas reportadas, cuya longitud de fémur es de 533,66 ± 18,81 mm. Además, la baja radiodensidad en la escala de Hounsfield presenta hueso trabecular equino más frágil (Av = 1538,4 ± 0,9) que el hueso trabecular de avestruz (Av = 462,1 ± 1,5). Las imágenes AFM demuestran que el hueso trabecular de avestruz tiene una rugosidad promedio (Ra) de 207 nm, mostrando una rugosidad jerárquica que podría reducir la protección contra el apantallamiento de esfuerzos. El espectro del mapa EDS mostró C, Ca, P, Mg, N y S con 31 %, 15,1 %, 6,9 %, 0,4 % y 0,3 % en peso respectivamente. Conclusión: La longitud del tarsometatarso de avestruz representa ventajas destacadas frente al metacarpiano y metatarsiano equino en cuanto a la dimensión de las estructuras óseas humanas. Estos hallazgos permitirán abordar futuras pruebas biomédicas e identificar rápidamente andamios de tejido óseo prometedores y optimizar las condiciones de almacenamiento.