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引用Wang Z，Sun Y和Li C（2024）3D打印技术的进步，用于从可生物降解材料中制备骨组织工程脚手架
患者面临严重创伤，传染病或肿瘤引起的显着骨缺损时，通常需要手术骨移植才能完全愈合，这使得骨组织成为当今第二常见的移植组织（Migliorini等人，2021年）。传统的自体或同种异体骨移植经常遇到供体短缺，免疫排斥和对次级手术的需求（Dalipi等，2022）。骨组织工程（BTE）有可能通过促进快速骨再生来减轻这些问题。这是通过将官能细胞播种到生物相容性支架上的，在植入以促进骨骼再生之前，在体外培养到成熟。植入的支架为细胞提供了一个栖息地，可帮助营养供应，气体交换和废物清除。随着材料的降解，植入的骨细胞增殖，最终导致骨缺陷的修复（Ellermann等，2023； Jia等，2021）。BTE的关键在于鉴定高度生物相容性，迅速降解，无毒的脚手架材料，并且具有出色的孔隙率和表面生物活性。传统的支架材料，例如生物陶瓷，玻璃，金属和聚合物通常缺乏生物活性，导致诸如不良整合，磨损和腐蚀等问题，从而阻碍了功能性骨再生（Deng等，2023; Abbas et al。，2021;Pazarçeviren等，20221，20221）。虽然复合材料已经解决了单一材料的某些局限性，例如制造复杂性，脆性和对衰老的易感性，继续阻碍BTE的发展（Cannillo等，2021）。3D打印技术通过基于数字模型文件（Yang，2022）将粘合剂（例如金属或塑料）分层（例如粉末状金属或塑料）来构建对象。这项技术简化并加速了骨组织工程脚手架的制造，显着减少了生产时间，同时可以使用复杂的结构来创建个性化的脚手架，这极大地有益于患者损伤的修复（Anandhapadman等人，2022222222年）。尤其是3D生物打印的快速发展将其定位为生产组织工程脚手架材料的最有前途的技术之一，具有应对材料制备和推动材料科学和医学快速发展的主要挑战（Liu等人，2022年）。近年来，低温打印技术的应用进一步提高了脚手架的性能。Gao等。 （2022）证明，通过低温打印产生的层次多孔支架在生物矿化和骨再生方面具有显着优势。 尽管现有的评论文章广泛讨论了3D生物打印在骨组织工程中的应用，但大多数主要关注材料选择和过程优化，对挑战和潜在临床应用的潜在障碍有限分析。 这些评论通常会忽略3D生物打印与创新的生物材料和个性化结构设计相结合时如何应对骨组织工程中当前的挑战。 此外，本文探讨了如何创新Gao等。（2022）证明，通过低温打印产生的层次多孔支架在生物矿化和骨再生方面具有显着优势。尽管现有的评论文章广泛讨论了3D生物打印在骨组织工程中的应用，但大多数主要关注材料选择和过程优化，对挑战和潜在临床应用的潜在障碍有限分析。这些评论通常会忽略3D生物打印与创新的生物材料和个性化结构设计相结合时如何应对骨组织工程中当前的挑战。此外，本文探讨了如何创新回应，本文提供了3D生物打印的临床应用的全面摘要，分析了诸如印刷材料的可控降解性，与骨组织的机械兼容性以及植入后生物相容性的问题。
植物工厂的历史和先进技术
植物工厂可以定义为园艺温室或自动化系统设施，通过控制环境条件，例如光，温度，湿度，CO 2和养分溶液。最近，在工厂工厂中，先进的技术已被用来自动调整和控制增长环境。现代工厂工厂技术的主要好处是安全，保障和稳定的食品供应。他们可以解决减少农业员工减少的问题，由于全球变暖的异常天气以及由于人口过多而导致的粮食短缺。因此，可以预期农业业务的进步。植物工厂可以将基于人造照明的完全封闭的系统和基于天然阳光的系统广泛归类。封闭的植物工厂中使用的主要培养方法是水培法，而天然阳光系统可以同时使用土壤和水培技术。基于阳光的植物工厂可以独自使用自然阳光，或者可以使用自然的阳光和人造光的组合。在一个封闭式工厂工厂中，运营成本很高。这种方法不适合种植大量水果和蔬菜，但叶蔬菜适用。小空间，建筑物内部或以前的工业工厂，是植物生长系统的足够关联。如果环境控制是最佳的，则可以增加植物的营养价值。这种用于重新搜索的温室称为phytotron。另一方面，与封闭系统相比，基于阳光的植物工厂的运行成本较低。它们更适合种植更大的水果和蔬菜，但是由于气候变化不可预测，环境控制很困难。植物工厂的历史和典型的过渡如下：1949年，帕萨迪纳加利福尼亚理工学院的Earhart植物研究实验室开发了第一个温室，控制着照明，温度，湿度，湿度，CO 2，风，雨，雨水和雾气。在1950年代在日本，植物体安装在大学，生物学和农业研究机构中。1952年，国家遗传学研究所的环境监管温室成为该国的第一个植物。在1957年，东京大学的农业教师安装了能够控制温度，湿度和人工照明的生物环境控制设施（Biotron）。它不仅是植物植物，而且是生物学研究目的的动物和昆虫环境控制实验室。在1950年代和60年代，BIOS-3 CELSS（受控生态生命支持系统）始于其他国家的太空发展计划。1967年，威斯康星大学还建立了一个名为Biotron的设施。在1970年代初期，日本有限公司（目前是该协会的名誉会员（日本农业，生物学和环境工程师和科学家学会），Takatsuji Masaki）是世界上第一个开始使用工厂工厂技术进行测试的人。在1980年代在美国，使用自然阳光的大型自动化植物工厂变得广泛。同时，在荷兰，使用人造光作为种植花，观赏植物和幼苗的植物生产工厂也变得突出。在日本，水疗中心（语言植物方法）生物特征培养技术是由Ehime University教授Hashimoto Yasushi提出的。1990年，提出了国际空间站内的一家工厂工厂，对零重力与植物生长之间关系的研究始于NASA开发的沙拉机。在日本，目的是提高生产效率。由于这种重点，已经开发了基于荧光照明的多层培养系统，有效地利用面积较密集的植物布局以及漂浮在洪水床上的栽培面板。机器人还被引入植物工厂，在该工厂中，开始并继续进行播种，收获和包装的测试。2008年，启动了一项日本国家政策，称为“广泛工厂工厂使用的经济增长战略”，以促进完全控制的环境和太阳能植物工厂企业的传播。 在2009年第三次繁荣时期，三菱研究所公司2012年3月的调查显示，建立了各种工厂工厂，并且已经开始运营。 106个工厂仅使用人造光，21使用人工和自然光的组合，而84个独有的自然阳光。2008年，启动了一项日本国家政策，称为“广泛工厂工厂使用的经济增长战略”，以促进完全控制的环境和太阳能植物工厂企业的传播。在2009年第三次繁荣时期，三菱研究所公司2012年3月的调查显示，建立了各种工厂工厂，并且已经开始运营。106个工厂仅使用人造光，21使用人工和自然光的组合，而84个独有的自然阳光。从那时起，从耕种到收获的自动化技术管理元素的快速发展就一直在环境控制开始。到目前为止，据推测，只有机器才在植物工厂内部移动。但是，最近还分析了植物移动系统的土壤培养物。例如，大阪县大学的多阶段生菜培养系统机器人或国家农业和食品研究组织的草莓收获机器人。
植物中的抗氧化系统
在生态系统中发现是生物之间的微妙平衡。对这种平衡的研究称为生态系统生态学。这个科学领域探讨了生活如何传播并与周围环境互动。生态学是研究不同生物与其环境之间关系的生物学分支。生态系统中组织的水平是复杂而多样的。它们的范围从单个生物到较大的群体，例如人群，社区，生态系统，生物组和生物圈。生物是最简单的组织水平，由一个或多个细胞的生物组成。种群是来自同一物种的个体群体。社区是彼此相互作用及其环境的不同物种的集合。它们可以进一步分为两种主要类型：主要社区和二级社区。主要社区是自给自足的，直接从太阳中获得能量，而二级社区则依靠外部来源来获得其能量和营养。生态系统的例子包括热带森林，珊瑚礁，洞穴，山谷，湖泊和溪流。这些多样化的环境支持各种各样的生物，从单细胞生物到复杂的社会。了解生态系统中的组织水平对于欣赏这些系统中的复杂关系并保持其微妙的平衡至关重要。光合作用的过程为系统提供了能量，主要由植物组织吸收。生态系统由特定区域内的生活和非生命元素组成，这些元素通过营养周期和能量流相互作用。生态系统可以独立运行，例如池塘或森林。生态组织提供了一个理解自然中复杂关系的框架。这种结构分为六个层次：物种，种群，社区，生态系统，生物群落和生物圈。每个级别都显示出生物多样性和生态作用的不同方面，物种是最简单的单位，由单个可以再现的单个生物组成。人群是同一物种相互作用的组成群体，而社区则说明了共享特定区域的各种人群的复杂网络，导致生态系统既包括生命和非生命元素。生物群组基于气候和地理特征的类似生态系统，最终在包含地球上所有生命的生物圈中。这种结构化方法不仅增强了我们对生态相互作用的理解，而且还强调了生物多样性在维持生态稳定性方面的重要性。生态组织的水平对于研究生物多样性以及生态系统的功能，展示生物如何相互关系及其周围环境至关重要。忽略生态系统模型中的人群和社区因素可能会导致生态结果的不可预测性，从而影响碳动态。生态组织的水平对于理解自然环境如何相互作用至关重要。此外，土壤生物多样性中看到的详细连接强调了这些相互作用在维持生态系统功能中的至关重要作用，这说明了各个级别的相互依存关系。它始于物种水平，在该物种水平上，各个生物体表现出通过生存和繁殖影响种群变化的行为和特征。随着人群的结合，形成社区，诸如捕食，竞争和共生的复杂关系，突出了生态系统内的脆弱平衡。当社区及其物理环境互动时，它会导致生态系统的形成，影响能量流和营养周期。生态系统之外的生物群落是生物群落，它代表了由特定气候和生物群落定义的大型地理区域。生物圈包含所有生物群落，表示地球上的所有生命。了解这些等级结构对于掌握生物多样性及其对生态稳定性的影响以及认识到威胁这些系统的人类影响至关重要。这种知识以旅游计划等可持续实践为基础，旨在保护自然和社会环境，同时促进经济增长，尤其是在气候变化和人类活动的背景下。当我们深入研究生态世界时，必须了解管理我们星球生物多样性的不同组织水平。在物种一级，我们发现可以共同繁殖并与环境相互作用的单个生物。北美的红狐狸人口约为500万。移动规模，我们有种群 - 居住在特定区域的同一物种的组。沙漠社区，包括仙人掌，蜥蜴和土狼，人数约50个人。生态系统，相互作用的生物体及其环境的生物群落是另一个组织的水平。一个热带雨林生态系统是超过120万种物种的家园。生物群体，具有相似生命形式和条件的大型地理单元，对于理解生态动力学也至关重要。覆盖大约200个人的Savanna Biome由于人类的活动特别容易受到影响。生物圈是所有生态系统的全球总和，是一个跨越我们星球的广阔生活区。拥有超过15亿种的物种，难怪生物圈是由人类活动强调的。了解这些生态组织的这些水平对于掌握生态学的工作方式至关重要。物种相互互动及其环境，塑造了人口和社区。这些相互作用可能会带来深远的后果，不仅会影响人口规模，而且会影响社区结构。条形图说明了三个生物学层面的相互作用类型的数量：物种，人口和社区。图表显示，每个级别的相互作用类型相等的计数 - 捕食，竞争和共生。总而言之，认识到生态组织的不同水平对于提高我们对环境问题的理解并促进与我们的星球建立可持续纽带至关重要。通过探索单一生物如何生活在建立社区和生态系统的人群中，我们可以欣赏生活的相互联系。当我们努力建立可持续的未来时，要理解地球多元化生态系统中复杂的联系至关重要。了解生态水平对于有效的环境保护至关重要，因为它使我们能够看到不同生物系统之间的复杂关系。从单个物种到全球生物圈的每个级别在支持生活中起着独特的作用。例如，在努力保存一个物种时，必须考虑种群变化，因为失去一个物种会在整个生态系统中产生连锁反应。此外，了解生物群落使保护主义者能够制定本地计划，以解决特定的环境问题，例如栖息地丧失或气候变化。通过认识到这些联系，我们可以更好地计划保护工作，以恢复生态系统中的平衡，最终促进生物多样性和韧性。对生态水平的深入了解不仅指导保护工作，还可以鼓励可持续性，从而使环境和依赖这些自然系统的人类社区受益。生态水平包括： *物种：一组能够杂交和产生肥沃后代的生物。*人口：生活在特定地区的同一物种的一群人。*社区：生活在特定栖息地中的不同物种。*生态系统：一个生物体及其物理环境社区作为系统相互作用。* Biome：一个以特定气候和植被为特征的大型区域社区。*生物圈：所有生态系统存在的全球总和。这些水平对于保护工作至关重要，因为它们可以帮助我们了解物种生存能力，栖息地需求和生态系统服务。通过认识到生态水平的重要性，我们可以在2030年之前努力实现可持续发展目标（SDG），从而保护土地和水下的生活。引用了1989年至2020年的学术论文集合，重点是环境毒理学，入侵物种和生态系统。作品探讨了主题，例如大陆规模的生态学，气候变化的影响，地下生态系统，碳动态，可持续的旅游业和陆地表面模型。