La tilapia, que se cultiva extensamente a nivel mundial y ocupa el segundo lugar como el pez más cultivado en Filipinas, genera cantidades significativas de desechos que a menudo son subutilizados. Un tipo específico de material de desecho consiste en cabezas de pescado, que contienen una valiosa fuente de matriz extracelular (ECM). Este estudio tiene como objetivo evaluar los efectos de la sonicación como un método viable de descelularización para la extracción de ECM de las cabezas de tilapia. En particular, se probaron dos tratamientos en las muestras de cabeza: descelularización asistida por sonicación (dWS) utilizando un sonificador de baño de agua, y descelularización sin sonicación (dNS), cada uno con diferentes tiempos de contacto (5 min y 10 min). El análisis histológico con tinción H y E y la cuantificación de ADN revelaron que las muestras asistidas por sonicación (dWS) mostraron una mayor reducción en los componentes basofílicos y en el contenido de ADN, logrando una tasa de eliminación del 93.7%. Estas muestras dWS también tuvieron la mayor pérdida de proteínas, reteniendo solo el 33.86% de la proteína original. El análisis de SDS-PAGE indicó que tanto las muestras dWS como dNS mantuvieron estructuras de colágeno similares, como lo evidencian bandas de subunidades idénticas. Los espectros de ATR-FTIR confirmaron la presencia de colágeno tipo I en todas las muestras, detectando amidas A, B, I, II y III características. Los resultados revelaron que los tratamientos y tiempos de contacto variables tuvieron efectos significativos en las propiedades físicas y mecánicas de la matriz extracelular descelularizada (ECM). Estos hallazgos destacan la efectividad de la sonicación en el proceso de descelularización, particularmente para la utilización de cabezas de tilapia desechadas.