Celem pracy było opracowanie efektywnej metody pozyskiwania substancji aktywnych z odpadowego surowca roślinnego - fusów kawowych - oraz ocena ich przydatności jako naturalnych bio-czynników sieciujących dla polimerów białkowych, ze szczególnym uwzględnieniem żelatyny. Weryfikowano cztery techniki ekstrakcji (LSE, UAE, MAE, UMAE), z których metoda UMAE okazała się najskuteczniejsza w pozyskiwaniu związków bioaktywnych, takich jak kwas chlorogenowy, kofeina i kwas kawowy. Otrzymane ekstrakty zastosowano do chemicznego usieciowania hydrożeli żelatynowych, a ich wpływ oceniono pod kątem właściwości fizykochemicznych, mechanicznych i termicznych. Wyniki potwierdziły skuteczność ekstraktów jako naturalnych czynników sieciujących, poprawiających stabilność i strukturę materiałów. Dalsza modyfikacja hydrożeli niacynamidem i kwasem hialuronowym nadała im dodatkowe właściwości biologiczne, istotne z punktu widzenia zastosowań dermatologicznych. Otrzymane materiały charakteryzowały się biokompatybilnością, biodegradowalnością, brakiem cytotoksyczności oraz aktywnością przeciwdrobnoustrojową. Praca potwierdza, że odpadowe surowce roślinne mogą stanowić wartościowe i zrównoważone źródło bio-czynników sieciujących dla biomateriałów polimerowych.
The objective of this thesis was to develop an efficient method for extracting active compounds from a selected plant-based waste material – spent coffee grounds – and to evaluate their applicability as natural bio-crosslinking agents for protein-based polymers, with particular emphasis on gelatin. Four extraction techniques were investigated (LSE, UAE, MAE, UMAE), with the UMAE method identified as the most effective in terms of the yield and concentration of bioactive compounds, including chlorogenic acid, caffeine, and caffeic acid. The obtained extracts were applied in the chemical crosslinking of gelatin-based hydrogels, and their effects on the physicochemical, mechanical, and thermal properties of the resulting materials were assessed. The results confirmed the effectiveness of the extracts as natural crosslinkers, enhancing the structural integrity and thermal stability of the hydrogels. Subsequent functionalization with niacinamide and hyaluronic acid imparted additional biological properties relevant to dermatological applications. The materials exhibited biocompatibility, biodegradability, non-cytotoxicity, and antimicrobial activity. The findings highlight the potential of plant-derived waste materials as sustainable and effective sources of bio-crosslinking agents for polymeric biomaterials.
