BRPI0710027B1 - Métodos para desenhar lentes de contato coloridas - Google Patents

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J. Hoffmann Gregory
G. Clark Douglas
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Johnson & Johnson Vision Care, Inc.
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Abstract

<b>métodos para desenhar lentes de contato coloridas<d>a invenção proporciona métodos para desenhar modelos para uso em lentes de contato coloridas em que os modelos são gerados usando algoritmos. o método da invenção proporciona uma descrição objetiva do modelo para fins de modelagem, metrologia e fabricação de uma lente incorporando o modelo.

Description

(54) Título: MÉTODOS PARA DESENHAR LENTES DE CONTATO COLORIDAS (73) Titular: JOHNSON & JOHNSON VISION CARE, INC.. Endereço: 7500 Centurion Parkway, Suite 100, Jacksonville, FL 32256, ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA(US) (72) Inventor: GREGORY J. HOFFMANN; DOUGLAS G. CLARK
Prazo de Validade: 10 (dez) anos contados a partir de 02/05/2018, observadas as condições legais
Expedida em: 02/05/2018
Assinado digitalmente por:
Júlio César Castelo Branco Reis Moreira
Diretor de Patente
1/12
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODOS PARA DESENHAR LENTES DE CONTATO COLORIDAS. CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a lentes de contato coloridas. Em particular, a invenção proporciona métodos para desenhar lentes de contato que acentuam ou mudam a cor de um ou mais dentre a íris, o anel limbal e a pupila de um usuário de lente.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] O uso de lentes de contato tingidas, ou coloridas, para um ou ambos, alterar a cor natural do olho e mascarar anormalidades oftálmicas, é bem conhecido. Tipicamente, essas lentes incorporam um padrão na porção da lente que sobrepõe um ou mais dentre a íris, a pupila e o anel limbal do usuário de lente, quando a lente está no olho. [003] O método convencional para fornecimento do modelo é desenhar o modelo à mão ou pelo uso de um programa gráfico de computador. Alternativamente, o modelo pode ser formado tomando-se uma imagem digital de um ou mais dentre uma íris real, pupila ou anel limbal e extraindo porções das imagens para uso em um modelo. Esses métodos são desvantajosos pelo fato de que a descrição precisamente dos modelos resultantes para fins de criação de ferramentas para a produção de lentes, incorporando o modelo, aplicação do modelo a um molde de lente, metrologia do modelo e semelhantes são desafiadores devido às geometrias complexas dos modelos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [004] A figura 1 é um fluxograma de um método da invenção.
[005] A figura 2 é um fluxograma de um segundo método da invenção.
[006] A figura 3 é um modelo produzido de acordo com um método da invenção.
[007] A figura 4 é um segundo modelo produzido de acordo com
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2/12 um método da invenção.
[008] A figura 5 é um terceiro modelo produzido de acordo com um método da invenção.
[009] A figura 6 é um fluxograma de um terceiro método da invenção.
[0010] A figura 7 é um fluxograma de um quarto método da invenção.
[0011] A figura 8 é um quarto modelo produzido de acordo com um método da invenção.
[0012] A figura 9 é um quinto modelo produzido de acordo com um método da invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO E MODALIDADES PREFERIDAS [0013] A invenção proporciona métodos para desenhar modelos para uso em lentes de contato coloridas, métodos para a fabricação dessas lentes e lentes incorporando os modelos em que os modelos são gerados, usando algoritmos. Os modelos resultantes, quando incorporados em uma lente de contato, servem para acentuar ou alterar a cor de um ou mais dentre a íris, a pupila e o anel limbal do usuário. O método da invenção proporciona uma descrição objetiva do modelo para fins de modelagem, metrologia e fabricação de uma lente incorporando o modelo.
[0014] Em uma modalidade, a invenção proporciona um método para a produção de modelos para lentes de contato coloridas, compreendendo, consistindo essencialmente de e consistindo da etapa de geração de pelo menos uma porção de um padrão usando pelo menos um algoritmo. Para fins da invenção, por algoritmo se quer dizer um conjunto de regras que produzem um conjunto de pontos e inclui, sem limitação, uma ou mais fórmulas matemáticas.
[0015] No método da invenção, um ou mais algoritmos são usados
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3/12 para gerar pelo menos uma porção de um modelo útil em uma lente de contato colorida. Os algoritmos para uso na invenção são fractais em natureza. Algoritmos adequados podem ser derivados de estruturas, tais como, sem limitação, sistemas caóticos, sistemas de difusão, sistemas de agregação, sistemas -L, sistema -P, autômato celular e semelhantes.
[0016] Como um exemplo, o algoritmo é derivado de um sistema L. Mostrado na figura 1 está um fluxograma para derivação de tal algoritmo e produção de um modelo de acordo com a invenção. Em uma primeira etapa (101), os limites internos e externos do modelo são definidos. Os limites podem ser de qualquer tamanho e forma adequados. Tipicamente, os limites serão aqueles do raio médio de um ou mais dentre a pupila humana, a íris e o anel limbal. Os limites externos e internos podem ser mudados através da adição ou da subtração de uma fração pequena, deltainner ou deltaouter do raio de partida correspondente até o limite (102). Essa mudança pode ser tornada estocástica pela multiplicação de deltainner ou deltaouter por um número randômico entre 0 e 1, cujo efeito resultante será fazer o limite parecer mais natural. A mudança pode ser feita e a variável randômica selecionada, em cada etapa de iteração, significando cada vez que um segmento de linha é traçado. Adicionalmente, um ângulo de partida, distância de deslocamento e ângulo de mudança são selecionados randomicamente (103) junto com o cordão inicial, o cordão de iteração e o número de iterações a serem executadas (104). O algoritmo, então, é processado para gerar um modelo (105) e uma determinação é feita quanto a se o modelo resultante é aceitável (106). Se o modelo não for aceitável, o processo é repetido mudando alguns ou todos os parâmetros e restrições.
[0017] Em um exemplo mais específico, um algoritmo é derivado de um sistema -L e as condições de limite limitam os comandos gráfiPetição 870180006999, de 26/01/2018, pág. 7/22
4/12 cos dos símbolos do sistema -L a uma área que é substancialmente igual à área coberta por um modelo convencional de íris de lente cosmética. Adicional e preferencialmente, um elemento estocástico é proporcionado a esse sistema -L. Mais particuiarmente, um sistema -L de 5a ordem é restringido para produzir um modelo dentro de uma região definida por dois círculos. Em outras palavras, o modelo (P) é produzido dentro de uma região definida por:
Router ± deltaouteZ P < Rinner ± deltainner [0018] em que Router ± deltaouter θ um raio de um círculo, raio que é substancialmente igual ao raio médio da íris humana mais ou menos uma fração do raio multiplicado por uma variável randômica entre 0 e
1.
[0019] Rinner ± deltainner θ um raio de um círculo, raio que é substancialmente igual ao raio médio da pupila humana mais ou menos uma fração do raio multiplicado por uma variável randômica entre 0 e
1.
[0020] O algoritmo para esse sistema começa com um cordão de início, ou axioma, composto de símbolos representando comandos gráficos. Os comandos são usados pelo código de computador para traçar segmentos de linhas, definidos em unidades de pixels, que compõem um modelo para uso em uma lente colorida. Por exemplo, o axioma pode ser os símbolos F-F e, durante a primeira iteração, um cordão de iteração randomicamente escolhido pelo desenhista é substituído para cada F. O código, então, executa o comando no novo cordão. Em uma segunda iteração, o cordão de iteração é substituído para cada F no cordão prévio e o código executa esses comandos. [0021] Por exemplo, se o cordão de iteração para o axioma “F-F” for “F+F+”, após a primeira iteração o cordão é “F+F+-F+F+.” Após a segunda iteração, o cordão é “F+F++F+F+F++-F+F++F+F++.” Iterações subseqüentes são realizadas até um número pré-definido de itePetição 870180006999, de 26/01/2018, pág. 8/22
5/12 rações, determinado pela ordem do sistema, ter ocorrido. Por exemplo, 5 iterações serão realizadas para um sistema -L de 5a ordem. A ordem usada será determinada pela observação de qual ordem proporciona o modelo desejado.
[0022] Significados gráficos estão associados com os símbolos para o axioma. Por exemplo, os símbolos para o axioma acima são apresentados na tabela abaixo.
Símbolo Significado
F Desenhar linha de distância de deslocamento prescrita da posição prévia até a posição final, em que a posição final é definida pelo ângulo de direção e pela distância de deslocamento.
+ Mudar o ângulo corrente - giro à esquerda pelo ângulo de giro.
& Mudar ângulo corrente - giro à direita pelo ângulo de giro.
- Mudar ângulo por meio de reflexão através do eixo horizontal (x).
[0023] Na tabela acima, a distância de deslocamento é o comprimento selecionado. Os valores para a distância de deslocamento, ou comprimento, do segmento de linha desenhado quando o símbolo F é encontrado, o ângulo de giro, ou a mudança no ângulo ocorrendo quando um símbolo “+” ou “&” é encontrado, o cordão de iteração, e a nova posição de início dos segmentos de linha, quando uma violação da condição de limite ocorreu, são todos selecionados pelo desenhista. Cada um desses valores será determinado pelos valores que produzem um modelo desejável, significando um modelo que, quando incorporado em uma lente alcança um efeito cosmético desejável no olho.
[0024] A posição de início do primeiro segmento de linha é escolhida randomicamente em uma posição perto do círculo interno. Se os segmentos de linha devem ser desenhados dentro de Router ± deltaouter e dentro de Rinner ± deltainner θ um segmento de linha é maior do que Router ± deltaouter ou menor do que Rinner ± deltainner, uma nova posição
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6/12 de início para os segmentos que está dentro dessas restrições será escolhida randomicamente em uma distância vezes um número randômico entre 0 e 1 de Rinner, após o que o código continuará com a execução dos comandos gráficos. Se um segmento de linha estiver dentro de Router ± deltaouter θ Rinner ± deltainner, nenhuma mudança será feita. Na figura 2 está um fluxograma desse método.
[0025] As figuras 3 a 5 são exemplos de modelos gerados pelos métodos mostrados nas figuras 1 e 2. Para fins dessas figuras, os círculos externo e interno são de 350 e 150 pixels, respectivamente. Conforme mostrado nas figuras 3 a 5, os limites dos círculos interno e externo são imprecisos, significando que, quando a posição final de cada segmento de linha é definida, o algoritmo verifica para determinar se um limite que muda randomicamente em torno dos limites de círculos internos e externos foi excedido. Adicionalmente, há uma natureza estocástica para o algoritmo usado, pelo fato de que, se a condição limite foi excedida, uma nova posição de início para o segmento de linha será selecionada randomicamente.
[0026] Na figura 3 está representado um modelo 10 adequado para uso como um modelo em uma lente de contato cosmética. O modelo 10 foi gerado após cinco iterações usando o axioma F - F e o cordão de iteração de F&F&F&F&F+F+F+F+. O ângulo de início era 180 graus da horizontal, a distância de deslocamento era 5 pixels e o ângulo de giro era 45 graus e a distância de remoção era 150 pixels. A figura 4 representa o modelo 20 gerado após 5 iterações e usando os mesmos axioma, cordão de iteração, ângulo de início e distância de deslocamento que para a figura 3, mas usando um ângulo de giro de 22,5 graus e uma distância de remoção de 200 pixels. O modelo 30 da figura 5 foi gerado como foi o modelo para a figura 3, exceto que uma distância de deslocamento de 2 pixels foi usada.
[0027] Os desenhos mostrados nas figuras 3 a 5 são o resultado
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7/12 do uso de um algoritmo usado para traçar segmentos de linha. Como outro exemplo, um algoritmo pode ser usado para gerar modelos similares a um processo físico, tal como difusão. Por exemplo, um modelo pode ser desenvolvido através do lançamento de um número definido de círculos e permitindo que cada círculo descubra sua localização. [0028] A figura 6 mostra um fluxograma desse processo. Em uma primeira etapa (201), limites de horizonte e substrato do modelo, de preferência, que são círculos, são definidos. Por horizonte se quer dizer a posição da qual os círculos são lançados. Por substrato se quer dizer a posição em que os círculos lançados se acumulam. Os círculos de horizonte e substrato podem ser de quaisquer raios, mas, de preferência, o círculo de horizonte é concêntrico com e tem um raio maior do que o círculo de substrato. Os limites de horizonte e substrato podem ser alterados (202) em cada etapa de iteração através da adição ou subtração de uma fração escolhida randomicamente do raio de início do horizonte ou substrato correspondente. A extensão dessa fração escolhida randomicamente será determinada através de inspeção visual do impacto que essa alteração tem sobre o modelo resultante. [0029] Nessa modalidade do método da invenção, os critérios para seleção do número mínimo e máximo de círculos a serem lançados (203) são baseados na extensão até a qual a área entre os círculos deve ser preenchida de modo a produzir um modelo desejável. Isso será determinado por através de inspeção visual do impacto feito sobre o modelo resultante, quando da mudança do número mínimo e máximo de círculos. Os mesmos critérios são usados para selecionar o raio máximo e o mínimo dos círculos lançados (204). O algoritmo, então, é processado para gerar um modelo (205) e uma determinação é feita quanto a se o modelo é aceitável (206).
[0030] Mais especificamente, à guisa de exemplo e como mostrado no fluxograma da figura 7, o algoritmo pode ser tal que círculos pePetição 870180006999, de 26/01/2018, pág. 11/22
8/12 quenos são lançados de um horizonte circular, usando localizações e trajetórias randômicas (301). Cada círculo é permitido se mover até que ele encontre outro círculo (302) ou exceda o limite Rhorizon ± deltah0rizon (303). Se um círculo lançado entrar em contato com outro desses círculos, ele é colocado no ponto de contato e outro círculo é, então, lançado daquele ponto. Se um círculo lançado se move além do limite Rhorizon ± deltahorizon, θΐθ θ removido (304) e outro círculo é lançado ou, se um círculo lançado estiver dentro do limite Rhorizon ± deltahonzon, nenhuma mudança é feita (305). Alternativamente, o raio do círculo de horizontal pode ser mudado randomicamente por uma quantidade pequena, quando uma interrogação é feita quanto a se uma partícula se moveu além do raio do círculo do horizonte.
[0031] À medida que o círculo atravessa a região entre outros círculos e o círculo do substrato, ele pode colidir com uma partícula de base. Uma partícula de base é uma partícula, de preferência, invisível, que muda a trajetória de um dos círculos usados para definir o modelo. Essa colisão é elástica pelo fato de que a trajetória do círculo pode ser mudada por algum fator randômico devido à colisão. A probabilidade de ter essa colisão pode ser controlada pelo uso de uma variável que atua, similarmente, a uma variável de temperatura e densidade e, desse modo, pode ser considerada como um coeficiente de difusão.
[0032] Junto com a probabilidade de colisão, o desenhista pode variar os raios do horizonte e do substrato e o número de círculos lançados e seus raios. Nas figuras 8 e 9 são mostrados exemplos usando esse algoritmo. Para fins desses exemplos, o coeficiente de difusão era infinito, significando que não houve colisões de fundo.
[0033] Na figura 8 é mostrado um modelo 40 gerado usando o algoritmo de difusão descrito acima, um raio de horizonte de 750 pixels, um raio de substrato de 450 pixels e 100.000 círculos, cada um tendo um raio de 1 pixel. O modelo 50, mostrado na figura 9 foi gerado usanPetição 870180006999, de 26/01/2018, pág. 12/22
9/12 do o algoritmo de difusão, um raio de horizonte de 750 pixels, um raio de substrato de 550 pixels e 100.000 círculos lançados, cada um com um raio de 1 pixel.
[0034] Usando o método da invenção, modelos para lentes de contato coloridas podem ser criados, modelos que são definidos por um ou mais algoritmos. Os modelos podem ser usados em uma lente para acentuar ou alterar um ou mais dentre a cor do anel limbal, da pupila e da íris do usuário e o elemento do modelo pode ser translúcido ou opaco, dependendo do resultado no olho desejado. Para fins da invenção, por translúcido se quer dizer uma cor que permite uma transmitância média de luz (% T) na faixa de 380 a 780 nm de cerca de 60 a cerca de 99%, de preferência, cerca de 65 a cerca de 85 % T. Por opaco se quer dizer uma cor que permite uma transmitância média de luz ( % T) na faixa de 380 a 780 nm de 0 a cerca de 55, de preferência, 7 a cerca de 50 % T.
[0035] A cor dos elementos do modelo pode ser substancialmente a mesma ou complementar uma à outra e a cor selecionada para os elementos do modelo será determinada pela cor natural da íris do usuário e pela acentuação ou mudança da cor desejada. Desse modo, os elementos podem ser de qualquer cor, incluindo, sem limitação, qualquer uma de uma variedade de tons e cromas de azul, verde, cinza, castanho, preto amarelo, vermelho ou suas combinações. As cores preferidas para um anel limbal incluem, sem limitação, qualquer uma das várias tonalidades e cromas de preto, castanho e cinza.
[0036] Os elementos do modelo podem ser feitos de qualquer pigmento orgânico ou inorgânico adequado para uso em lentes de contato ou combinações desses pigmentos. A opacidade pode ser controlada através da variação da concentração de um ou ambos do pigmento e do dióxido de titânio usado, com maiores quantidades produzindo maior opacidade. Pigmentos orgânicos ilustrativos incluem,
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10/12 sem limitação, azul de ftalocianina, verde de ftalocianina, violeta de carbazol, laranja vat # 1 e semelhantes e suas combinações. Exemplos de pigmentos inorgânicos úteis incluem, sem limitação, preto de óxido de ferro, castanho de óxido de ferro, amarelo de óxido de ferro, vermelho de óxido de ferro, dióxido de titânio e semelhantes e suas combinações. Além desses pigmentos, corantes solúveis e não solúveis podem ser usados, incluindo, sem limitação, diclorotriazina e corantes baseados em vinil sulfona. Corantes e pigmentos úteis estão disponíveis comercialmente.
[0037] O corante ou pigmento selecionado pode ser combinado com um ou mais de um pré-polímero ou polímero de aglutinação e um solvente para formar o corante usado para produzir as camadas translúcidas e opacas usadas nas lentes da invenção. Outros aditivos úteis em corantes para lentes de contato também podem ser usados. Os polímeros de ligação, solventes e outros aditivos úteis nas camadas coloridas da invenção são conhecidos e/ou comercial mente disponíveis ou métodos para sua fabricação são conhecidos.
[0038] Os elementos podem ser aplicados ou impressos sobre uma ou mais superfícies de uma lente ou podem ser impressos em uma ou mais superfícies de um molde em que um material de formação de lente será depositado e curado. Em um método preferido para formação de lentes incorporando os desenhos da invenção, um molde ótico termoplástico, feito de qualquer material adequado, incluindo, sem limitação, poliolefinas cíclicas e poliolefinas, tais como resinas de polípropileno ou poliestireno, é usado. Os elementos são depositados sobre a porção desejada da superfície de moldagem do molde. Por superfície de moldagem se quer dizer a superfície de um molde ou metade de molde usada para formar uma superfície de uma lente. De preferência, a deposição é realizada através de impressão indireta de gravura, como segue.
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11/12 [0039] Uma placa de metal, de preferência, feita de aço e, mais preferivelmente, de aço inoxidável, é coberta com um material fotoresistor que é capaz de se tornar insolúvel em água uma vez curado. Os elementos são selecionados ou designados e, então, reduzidos ao tamanho desejado, usando qualquer uma de um número de técnicas, colocados sobre a placa de metal e o material foto-resistor é curado. [0040] A placa, subseqüentemente, é lavada com uma solução aquosa e a imagem resultante é gravada na placa até uma profundidade adequada, por exemplo, cerca de 20 mícrons. Um corante contendo um polímero de ligação, solvente e pigmento ou tinta é, então, depositado nos elementos para encher as depressões com corante. Uma almofada de silício de uma geometria adequada para uso na impressão na superfície e dureza variável, em geral, cerca de 1 a cerca de 10, é comprimida contra a imagem na placa a fim de remover o corante e o corante é, então, seco ligeiramente através de evaporação do solvente. A almofada, então, é comprimida contra a superfície de moldagem de um molde ótico. Se necessário, o molde é desgaseificado por até 12 horas para remover solventes e oxigênio em excesso, depois que o molde é cheio com material de lente. Uma metade complementar do molde é, então, usada para completar o conjunto do molde e o conjunto do molde é exposto às condições adequadas para curar o material de lente usado. Essas condições são bem conhecidas na técnica e dependerão do material de lente selecionado. Uma vez que a cura é completada e a lente é liberada do molde, ela é equilibrada em uma solução salina tamponada.
[0041] Em uma modalidade preferida, uma camada clara, de prépolímero, é usada, camada de pré-polímero essa que sobrepõe o modelo e pode formar a totalidade da superfície externa da lente. A camada clara, de pré-polímero, de preferência, é primeiro aplicada à superfície do molde e o corante é aplicado, subseqüentemente, ao préPetição 870180006999, de 26/01/2018, pág. 15/22
12/12 polímero. O pré-polímero pode ser qualquer polímero que seja capaz de dispersar o pigmento e qualquer agente de opacificação usado. [0042] A invenção pode ser usada para proporcionar lentes de contato coloridas gelatinosas ou flexíveis feitas de qualquer material formador de lente conhecido ou material adequado para fabricação dessas lentes. De preferência, as lentes da invenção são lentes de contato flexíveis, o material selecionado para a formação das lentes sendo qualquer material adequado para a produção de lentes de contato flexíveis. Materiais adequados preferidos para a formação de lentes de contato flexíveis, usando o método da invenção, incluem, sem limitação, elastômeros de silicone, macrômeros contendo silicone incluindo, sem limitação, aqueles descritos nas patentes norteamericanas n°s 5.371.147, 5.314.960 e 5.057.578, incorporadas aqui em suas totalidades através de referência, hidrogéis, hidrogéis contendo silicone e semelhantes e suas combinações. Preferivelmente, a lente é feita de um material contendo uma funcionalidade de siloxano, incluindo, sem limitação, macrômeros de siloxano de polidimetila, siloxanos de metacriloxipropil polialquila e suas misturas, um hidrogel de silicone ou um hidrogel feito de monômeros contendo grupos hidróxi, grupos carboxila ou ambos e suas combinações. Materiais para a fabricação de lentes de contato flexíveis são bem conhecidos e disponíveis comercialmente. De preferência, o material da lente é acquafilcon, etafilcon, genfilcon, lenefilcon, balafilcon, lotrafilcon ou galyfilcon.
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Claims (2)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para produzir um modelo para lentes de contato coloridas compreendendo a etapa de gerar pelo menos uma porção de um modelo usando pelo menos um algoritmo, caracterizado pelo fato de que o algoritmo é fractal em natureza, em que o algoritmo é derivado de sistemas -L modificado que é um sistema -L de 5a ordem restringido para produzir um modelo P dentro de uma região definida por:
    Pouter ± deltaOuter< P < Pinner ± deltainner em que Router ± deltaouter θ um raio de um círculo igual ao raio médio de uma íris humana mais ou menos uma fração do raio; e em que Rinner ± deltainner θ um raio de um círculo igual ao raio médio de uma pupila humana mais ou menos uma fração do raio.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende as etapas de:
    a) definir um limite de modelo interno e externo;
    b) selecionar um ângulo de início, uma distância de deslocamento e um ângulo de mudança;
    c) selecionar um cordão de início e cordão de iteração e um número de iterações a serem executadas; e
    d) gerar um modelo usando o algoritmo.
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    1/9
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