CN101378704B - 用于骨头断口固定的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了用骨拼合薄板固定骨头的方法及装置。在本发明的实施例中，薄板在断口位置导入骨头，或可在邻近断口位置的孔进入肋骨，并沿着骨髓内槽延伸穿过断口位置。

Description

用于骨头断口固定的装置
技术领域
本发明的实施例涉及矫形术的领域，更具体地涉及用于骨头断口固定的方法和装置。 
背景技术
胸壁断裂，特别是肋排骨的肋骨断裂会引起潜在的威胁生命的呼吸不足，引起胸部伤害的死亡率高达50％。肋骨的断裂可发生在骨头的任何位置。但是，最危险的断裂常包含一套邻近的肋骨中各个的多处断裂。特别是，如果肋排骨中的相邻的四根或多根肋骨各有两处或更多的断裂，例如产生由断口位置邻接的一行骨头段，该断裂模式称作撞击式(flail)胸伤。在撞击式胸伤中，胸壁的断裂区与胸壁的其余部分脱开，且不再被肋排骨保持在位。因此，在呼吸时，断裂区合独立于胸壁移动，导致例如呼吸能力不足。 
撞击式胸伤可非手术或手术处理的恢复胸壁的骨骼和生理的功能。非手术处理一般包含强烈的疼痛控制及机械通气装置。结果，非手术处理结合着长期耽在医院里并有增加的死亡率。手术处理一般用外科固定装置(骨拼合元件)，如金属支杆、板或钢丝减小及稳定肋骨的断口。手术稳定撞击性胸伤(如用支杆、板或钢丝)比非手术处理提供了重要的优点。例如，手术稳定可减少常期用机械呼吸装置的需要，因此也降低与此有关的死亡率。另外，手术稳定可惊地减轻呼吸时的疼痛、提供较快的断口愈合、防止持久的呼吸损害以及降低了处理的成本。 
早在1958年，引入了用不锈钢销的骨髓内销连接，通过把薄板穿过断口处插入骨髓内槽来稳定肋骨断口，参见Moore，B.P.，“Operative stabilizatiow of mon-penetrating chest injuries”，J.Thorae.Cardiovasc.Surg.，70，619-639(1975)，该文件的全部内容结合作为本 发明的参考。在另外的方法中，外科医生把不锈钢(Kirschner)丝插入肋骨内进行肋骨断口固定。但是这些细的圆钢丝提供小的扭曲稳定性，过一段时间会移动。 
在1975年，Paris等报导使用三种不同尺寸的不锈钢支杆，这提供了更大的扭曲稳定性，参见Paris，F.，等人的“Surgical stabilization of traumatic flail chest”，Thorax，30，521-527(1975)。这些支杆用作肋骨内的骨髓内钉或用作应用在肋骨表面上的外拉条。用于外拉条，这种支杆用一系列孔用连接钢丝提供支杆固定。 
还用过其它的固定机构，如尤的特(Judet)板和维克瑟(Vecsei)板，但是专门地构造成用于肋骨断口的外固定。1972年，引入了里赫本(Rehbein)板，其他内外固定技术结合起来，参见Meier，P.，等人的“Zur Therapie des instabilen Thorax bei Rippenserienfrakturen”，Schweiz.Med.Wschr.，108，606-613(1978)。该文件的全部内容结合作为本发明参考。里赫木板是薄的、直的柔性板，其带转弯的角度端部留在骨头的外面。为了插入里赫木板，可在断口前面钻出一个进口孔，钻通过肋骨的外表皮几厘米。通过该进口孔，里赫木板可穿过断口位置插入骨髓内槽，直到仅仅里赫木板的带转弯的角度的端部留在肋骨的外面。带转变的角度的端部可朝肋骨表面弯折并且如果需要用连接线固定。但是，把带转弯的角度的段折到肋骨段会降低弯折线处板的强度。在插入肋骨中后弯折不锈钢板也造成在肋骨中不希望的高应力，这会导致肋骨进一步断裂或裂开，特别是老年病人，他们的肋骨薄而脆。另外，把板连接到骨头上是费时及困难的。特别在断口位于肋骨的后部，在该处在肋骨上的厚软组织及肌肉层复杂或防碍进入。 
附图说明
通过下面参照附图的详细说明，将很容易明白本发明的实施例。为便于说明，图中类似的标号表示类似的结构。本发明实施例只作为实例来示出，而不是仅限制在附图中的这些图。 
图1-5示出按照本发明的多个实施例的固定到骨头的装置的横剖面图； 
图6和7示出按照本发明的多个实施例的用于固定骨头的装置的透视图；和 
图8A、8B和8C示出按照本发明的多个实施例的插入用于固定骨头的装置的方法。 
具体实施方式
在下面的说明中，参照附图进行说明，附图形成说明书的一部分，其中类似的附图标记表示类似的部件，附图示出了实施本发明的一些实施例。应该明白还可用其它的实施例，并可在不背离本发明的范围的情形下作出结构或逻辑的变化。因此，下面的详细说明不应看作是限制的概念，本发明实施例的范围由所附的权利要求中及其等同物所限定。 
为便于明的本发明的实施例，各个实施例可作为依次的多个分开的操作来说明，但是，说明的顺序不应暗示这些操作是顺序从属的。 
说明书可使用透视方式的说明，如上/下；后/前；和顶部/底部。这种说明仅用来便于讨论，而不是限制本发明实施例的应用。 
对于本发明，词组“A/B”意思指A或B。对于本发明，词组“A和/或B”意思指“(A或B)及(A和B)”。对于本发明，词组“A，B和C中至少一个”意思指“(A)或(B)或(C)；(A和B)、(A和C)、或(B和C)；或(A、B和C)”；对于本发明，词组“(A)B”意思指“(B)或(AB)”，也就是，A是优选的元件。 
说明书中会使用“在一个实施例中”或“在实施例中”，这分别涉及同一或不同的实施例中的一个或多个。另外，相对本发明实施例使用的“包括”、“包含”、“具有”等是同义的。 
本发明的实施例提供了用骨拼合薄板固定肋骨的方法和装置，骨拼合薄板可在断口的一侧固定到肋骨的外表面，并延伸入肋骨的骨髓内槽中。在本发明的实施例中，薄板可在断口位置导入肋骨，或在邻近断口位置在开口进入肋骨并穿过断口位置沿着骨髓内槽延伸。本发明的实施例可用于固定其它骨头，如直骨或其它弯骨。 
对于本发明，术语“骨拼合”涉及稳定或连接断骨的端部的装置 或方法，部分使用机械装置，如板、销、杆、薄板、钢丝或螺钉。 
对于本发明，术语“定位”或“固定”涉及固定或稳定断骨的一些部分或全部。 
对于本发明，术语“骨髓内”意思指发生或保存在管内，并可用来说明例如完全或部分在骨内的装置。 
本发明的实施例提供了用骨拼合薄板固定肋骨的方法和装置。按照本发明的一个实施例，一个薄板例如在断口的前侧固定到肋骨的外表面。在实施例中，一个骨拼合薄板可沿肋骨的骨髓内槽延伸并穿过断口位置，或者可在断口位置导入。 
在本发明的一个实施例中，无固定装置用在断口的后侧，大大地减小对于通到后肋骨段的外科手术入口的需要。这不仅减少了手术的时间，也减少了要求用在侧和后肋骨固定肋骨的断口的软组织切断的量，在侧和后肋骨段，厚层的软组织和肌肉使外科手术入口复杂化及受到阻碍。另外，在本发明的实施例中，避免使用附加的后断口固定可允许本发明的管拼合管板随着骨头的运动而稍微运动或弯曲，因而避免了不希望的附加的应力。在本发明的一个实施例中，骨拼合薄板的远端在骨头的骨髓内腔中浮动的特点避免了与附加的后固定和/或由于薄板的张紧或扭曲而传回到主固定点的应力有关的不希望的应力。 
图1示出了举例的、用骨拼合薄板104固定断肋骨102的装置100。薄板104可通过例如在肋骨102的外皮层钻出的孔106插入。在本发明的一个实施例中，为便于插入及进入，孔106可位于断口位置108的前面。在另外的实施例中，孔106可位于断口位置108的后面。 
在本发明的一个实施例中，为便于薄板插入骨头中，一个柔性的扩孔器可通过钻出的孔或断口位置送进到骨头的骨髓内槽以制出骨拼合薄板可沿着其送进的槽。 
在一个实施例中，薄板可沿着骨髓内槽送进以穿过断口位置及稳定断口位置。如图1所示，薄板104可送进直到仅仅薄板104的固定板段110留在肋骨102的可见的外侧。固定板段110可用一个或多个 紧固件固定到肋骨102，所述紧固件例如是骨螺钉112，该骨螺钉装在固定板段110的相应孔中及肋骨102中。另外，在图1中，薄板104延伸穿过断口位置108给断口位置108提供了稳定性。 
本发明的实施例提供了比用普通板或骨髓内销的固定方法有更实际的优点。例如，本发明的多个实施例可不需要用于薄板固定的通到后肋骨段的入口，这可减少手术的时间及减少手术时切断软组织的量。另外，本发明的实施例用螺钉固定来提供骨拼合薄板的牢固的固定而防止了薄板的移动和固定失效。本发明实施例的其它附加的优点在说明书中提供。 
图2示出举例的、用骨拼合薄板204固定断肋骨202的装置200。薄板204可通过例如在邻近断口位置208在肋骨202的外皮层钻出的孔206插入。薄板204可送进直到仅仅薄板204的固定板段210留在肋骨202的可见的外侧。固定板段210可用多个紧固件固定到肋骨202，所述紧固件例如是骨螺钉212，该骨螺钉装在固定板段210的相应孔中及肋骨202中。 
图示的骨螺钉212延伸穿过肋肌202，但是，在本发明的替换的实施例中，螺钉可终止在骨髓内腔或可终止在骨的外皮层。另外，在本发明的一个实施例中，螺钉可以各种对准、结构和/或插入方向使用。 
在本发明的实施例中，可用不同于螺钉的紧固件，如销、杆或钢丝。在本发明的一个实施例中，如果用钢丝或类似的固定机构，可不需要在固定板段中的通孔。另外，在本发明的实施例中，可用多种固定机构的结合。图3示出举例的、用骨拼合薄板304固定断骨302的装置300。薄板304可通过例如在邻近断口位置308在骨头302的外皮层钻出的孔306插入。薄板304可送进直到仅仅薄板304的固定板段310留在骨头302的可见的外侧。固定板段310可用多个紧固件固定到骨头302，所述紧固件例如是骨螺钉312，该骨螺钉装在固定板段310的相应孔中及骨头304中。 
骨头302是动物体中多种骨头的任一个的代表，可是直的或弯的，并有可用本发明一个实施例固定的各种横截面。 
图4示出举例的，用骨拼合薄板404固定断肋骨402的装置400。薄板404可通过例如在邻近断口408在肋骨402的外皮层钻出的孔406插入。薄板404可送进直到仅仅薄板404的固定板段410留在肋骨402的可见的外侧。固定板段410可用多个紧固件固定到肋骨402，所述紧固件例如是骨螺钉412，该骨螺钉装在固定板段410的相应孔中及肋骨402中。另外，在图4中，薄板404延伸通过断口位置408和409，对断口位置408和409提供稳定性。 
图4示出薄板用来固定两个断口位置，但是，在本发明的实施例中，薄板可用来固定单根骨头的一、二、三或多个断口。 
图5示出举例的、用骨拼合薄板504固定断肋骨502的装置500。薄板504可在断口位置508插入肋骨502，因此避免需要产生或使用时加的插入位置。薄板504可送进直到仅仅薄板504的固定板段510留在肋骨502的可见的外侧。固定板段510可用多个紧固件固定到肋骨502，所述紧固件例如是骨螺钉512，该骨螺钉装在固定板段510的相应孔中及肋骨502中。 
图6示出用于固定骨头的一个举例的骨拼合薄板600。薄板600包括具有安排在一个固定板段602中的至少一个孔604的固定板段602。在本发明的实施例中，孔604可以是延伸通过骨拼合薄板600的通孔。在本发明的实施例中，各孔604可是螺纹的或非螺纹的孔。 
在本发明的实施例中，固定板段602可包括设在固定板段602中的一个或多个凹槽606(以虚线示出)。凹槽606可设在固定板段602的一个或两个相对的横向边，并可有多种的形状和尺寸。 
在本发明的一个实施例中，凹槽606可用作例如用连接钢丝支承或提供板固定的位置。在本发明的一个实施例中，凹槽606可提供帮助把薄板600插入骨头中的、接合钳子或其它的夹紧或插入工具的位置。 
薄板600还包括过渡段608，过滤段608提供固定板段602的平面和骨髓内段610的平面之间的偏离。当使用时，在过滤段608，骨拼合薄板600从骨头的外表面过渡到骨头的骨髓内槽。另外，在本发 明的一个实施例中，在过渡段608前面或在过渡段608，固定板段602的宽度逐渐变窄到骨髓内段610的宽度。 
取决于要固定的骨头的要求的应用或类型或方向，过渡段608相对骨髓内段610可有变化的角度，例如约90°、100°、120°、135°或150°。 
薄板600包括穿过和/或在一个或多个断口位置的穿入骨头的骨髓内槽的骨髓内段610。骨髓内段610可有适合于插入骨头(如肋骨)的骨髓内槽的圆形截面、卵形截面、椭圆形截面、矩形截面或其它多边形的横截面。骨髓内段610的远端612可是倒圆的、锥形的或削尖的以便于骨拼合薄板600插入骨头中。 
图7示出举例的、用于固定骨头，特别是如肋骨这类的弯曲的骨头的骨拼合薄板700。薄板700包括具有安排在一个固定板段702中的至少一个孔704的固定板段702。在本发明的实施例中，孔704可以是延伸通过骨拼合薄板700的通孔。在本发明的实施例中，各孔可以是螺纹的或非螺纹的孔。 
薄板700还包括过渡段708，过渡段708把固定板段702与骨髓内段710连接起来。当使用时，在过渡段708，骨拼合薄板700从骨头的外表面过渡到骨头的骨髓内槽。 
薄板700包括穿过和/或在一个或多个断口位置的、穿入骨头的骨髓内槽的骨髓内段710。骨髓内段710可有适合于插入骨头(如肋学)的骨髓内槽的圆形截面、卵形截面、椭圆形截面、矩形截面或其它多边形的横截面。骨髓内段710的前尖端712可是倒圆的、锥形的或削尖的以便于骨拼合薄板700插入骨头中。 
如图7所示，骨髓内段710包括一个远段714和一个近段716。近段716有比较段714的宽度更大的宽度。在本发明的一个实施例中，近段716的宽度可逐渐斜向或迅速过渡到远段714的宽度。在本发明的实施例中，远段714和近段716可有同样的或不同的厚度。 
在本发明的一个实施例中，远段714和/或近段716可有沿各段的全部或部分的基本均匀的宽度。 
在本发明的一个实施例中，远段714和近端716具有不同的柔性程度。在本发明的一个实施例中，近段716的宽度比厚度大，例如宽厚比为约1.5∶1、2∶1、3∶1或更大，因此竖向的柔性度(720)比横向的柔性度(718)大。在本发明的一个实施例中，远段714的宽度与厚度有类似的尺寸，或构造成其中一个比另一个大来控制柔性特点。在本发明的一个实施例中宽度与厚度的比为1∶1，因此具有沿所有方向基本均匀的柔性特性。 
在本发明的一个实施例中，远段714和近段716的不同宽度提供容易把薄板插入骨头中。 
在本发明的实施例中，骨拼合薄板可有任意合适的长度。固定板段的长度可以是足够用单个螺钉或多个螺钉固定薄板。举例的板段长度可以为5-50mm，例如约10-200mm。或者在本发明的一个实施例中，固定板段可以是足够长到跨过和稳定在用骨髓区段稳定的断口的一个第二断口位置。如此，在本发明的其它实施例中，举例的板段长度为约30-200mm，例如约50-100mm。在本发明的实施例中，举例的过渡段的长度可以为2-10mm，例如约50-100mm。在本发明的实施例中，举例的过渡段的长度为约2-10mm，例如约4-8mm。在本发明的实施例中，举例的骨髓内段的长度为约20-100mm，例如约40-80mm。 
按照本发明实施例的骨拼合薄板的板段可有任意合适的宽度。例如，板段可有宽度度为约5-10mm，例如8-10mm，如其中包括9mm。 
在本发明的一个实施例中，骨髓内段例如可有宽度为约1-10mm，例如2-8mm，如其中包括5mm。骨髓内段的宽度可沿着其长度基本均匀，或可变化，例如便于插入，或在特别区域或从一个区域到另一区域改变弯曲性和柔软性。例如，在本发明的一个实施例中，在含有一个远段和一个近端的骨髓内段中，远段可有宽度为约2-8mm，例如5mm，而近段可有宽度为约0.5-3mm，例如2mm。 
按照本发明实施例的骨样合薄板可有任意适合的厚度。在本发明的一个实施例中，沿着骨拼合薄板的长度，厚度可是基本恒定的，或可改变，例如便于插入，或在特别区域改变弯曲性或柔软性。按照本 发明实施例的板段或骨髓内段的举例的厚度可为约0.5-3mm。 
在本发明的一个实施例中，骨拼合薄板可有任意合适的平面外的曲率，例如纵向曲率，或可以没有曲率。在本发明的一个实施例中，整个骨拼合薄板或薄板的板段可类似于或匹配于骨头(如肋骨)的一部分的曲率。在本发明的一个实施例中，薄板或薄板的板段的曲率半径为约5-30cm。 
在本发明的一个实施例中，板段可有任意合适的孔的数目、方向或结构。在本发明的实施例中，孔可包括在板段的内外表面之间延伸的一个或多个孔。孔可沿着板段的中心线设置，或偏心设置、错列设置或并排设置。另外，在本发明的一个实施例中，孔可以是等距的或不等距地间隔着。在本发明的实施例中，孔可间隔开例如约5-15mm，如约10mm。各孔可以是螺纹的或非螺纹的孔，分别用于用各种骨螺钉、销等作螺纹或非螺纹接合。 
在本发明的实施例中，骨拼合薄板可有任意合适的机械性能。例如，在本发明的一个实施例中，固定板段和/或骨髓内段可构造成基本与要固定的骨头的强度匹配，使得板段有足够的固定强度而避免过份的强劲的插入引起的临界应力集中。 
在本发明的实施例中，骨拼合薄板或其板段可由有展性的材料，如医疗级的钛(Ti6Al4V)或不锈钢(316L)制成。在本发明的一个实施例中，骨拼合薄板可由可足够延展的材料构造成以允许近手术调节使薄板符合具体的骨头的几何形状。在本发明的实施例中，骨拼合薄板可以是整体的(由单块材料构造成)或者可是以任何适合的方式连接或焊接的多部件的。 
在本发明的实施例中，骨拼合薄板可以是永久性的或可取出的。 
按照本发明的实施例的骨拼合薄板可用在固定骨头(如肋骨)的方法中。图8A、8B和8C示出了按照本发明的一个实施例的举例的方法。 
骨拼合薄板802可通过插入孔808插入骨头806的骨髓内槽804中，插入孔808由例如在邻近断口位置810钻入骨头806的外皮层而 现时形成或已经形成的。 
在本发明的一个实施例中，插入孔808可产生在离开断口位置810的约10-40mm，例如20-30mm。在本发明的一个实施例中，手入孔808可制成任意合适的尺寸以允许插入骨拼合薄板。例如，在本发明的一个实施例中，插入孔808可比要插入的薄板大约1-4mm，例如2mm。插入孔808可制成各种形状，包括圆形、卵形、椭圆形、矩形等。 
或者，骨拼合薄板802可在断口位置810直接插入骨髓内腔804，这种插入的举例结例如在图5中示出。 
如图8B所示，薄板802可部分插入骨髓内槽804中并轴向转动(绕薄板的纵向轴线转动)以使薄板802的曲率与骨头806的曲率对准9如箭头816所示)。在本发明的一个实施例中，薄板802可转动约180°。 
在骨髓内段812插入骨髓内槽824完成后，板段814可连接到骨头806的外表面。 
在本发明的一个实施例中，骨拼合薄板802可通过插入孔808插入骨髓内槽804中。为了便于通过插入孔808插入薄板802，骨髓内段812的远段818的宽度可比近段820的宽度小(见例如图7)。 
在本发明的一个实施例中，骨拼合薄板802可沿着薄板802的全长一部分，例如如所示在图8A的远段818，有一个纵向曲率。在本发明的一个实施例中，如果薄板802有纵向曲率，插入可在薄板的曲率与骨头806的曲率相对情形下开始。在远段818已插入后，可转动薄板802以使薄板802的曲率与骨头806的曲率(如一肋骨的曲率)对准。在曲率对准后，骨拼合薄板802的骨髓内段812可沿着骨头806的骨髓内槽804完全插入(见图8C)。 
在本发明的一个实施例中，远段818可以是足够柔性的，以允许远段818与骨髓内槽804的壁接触时可弯曲以便于插入骨髓内段812。不管全部或部分的骨髓内段弯曲，远段818可是柔性的。 
在本发明的一个实施例中，不使用弯曲的薄板、柔性薄板和/或具 有带减小宽度的远段的薄板，则较大的进口孔是必须的以保证完全插入骨拼合薄板，不管是插入一个直的骨头或弯曲的骨头中。如此，本发明提供了可单独或结合使用的各种结构以保证骨拼合薄板完全插入骨头中。 
虽然为了说明优选实施例，这里已经图解说明及描述了一些实施例，但是本专业技术人员会明白不背离本发明的范围，可用适合的能达到同样目的的很多代替的和/或相当的实施例或实施方法来代替所示和说明的实施例。本专业技术人员很容易明白按照本发明的实施例可以很多方式实施。本申请旨在覆盖这里讨论的实施例的任意修改和变化。因此，很明白打算按照本发明的实施例仅由权利要求书及其等同物限定。 

Claims (17)

1.一种用于固定肋骨的骨拼合薄板，所述骨拼合薄板包括：
固定板段，其能用多个紧固件固定到骨头；
与所述的固定板段连接的骨髓内段，所述的骨髓内段沿着所述骨髓内段的长度具有一远段及一近段，所述的远段有沿着所述的远段的长度均匀的第一宽度，所述的近段有沿着所述的近段的长度均匀的第二宽度，所述的第一宽度小于所述的第二宽度，其中所述骨髓内段限定一厚度，所述第二宽度大于所述厚度；和
连接所述固定板段与所述骨髓内段的所述近段之间的过渡段。
2.按照权利要求1所述的薄板，其特征在于所述固定板段限定了固定板段的平面并且所述骨髓内段限定了骨髓内段的平面，并且所述过渡段提供所述固定板段的平面和所述骨髓内段的平面之间的偏离。
3.按照权利要求1所述的薄板，其特征在于所述的固定板段限定与所述的骨髓内段的第二平面偏离的第一平面。
4.按照权利要求1所述的薄板，其特征在于所述骨髓内段具有平面外的曲率。
5.按照权利要求4所述的薄板，其特征在于所述平面外的曲率限定一曲率半径，所述曲率半径为5-30cm。
6.按照权利要求1所述的薄板，其特征在于所述的固定板段包括用于与一个或多个紧固件接合的一个或多个固定接合装置。
7.按照权利要求1所述的薄板，其特征在于所述的固定板段包括在所述的固定板段的一个或两个相对的横向边中的凹槽。
8.按照权利要求1所述的薄板，其特征在于所述的近段包括基本矩形的横截面。
9.按照权利要求1所述的薄板，其特征在于所述的近段具有比横向柔性更高的竖向柔性。
10.按照权利要求1所述的薄板，其特征在于，所述固定板段包括待设置成抵靠肋骨的内表面和相对的外表面；和
所述骨髓内段具有平面外的曲率，所述平面外的曲率的曲率半径位于所述内表面之下的位置。
11.按照权利要求10所述的薄板，其特征在于所述固定板段限定了固定板段的平面并且所述骨髓内段限定了骨髓内段的平面，并且所述过渡段提供所述固定板段的平面和所述骨髓内段的平面之间的偏离。
12.按照权利要求11所述的薄板，其特征在于所述平面外的曲率具有纵向曲率。
13.按照权利要求12所述的薄板，其特征在于所述曲率半径为5-30cm。
14.按照权利要求12所述的薄板，其特征在于所述的固定板段包括用于与一个或多个紧固件接合的一个或多个固定接合装置。
15.按照权利要求12所述的薄板，其特征在于所述的固定板段包括在所述的固定板段的一个或两个相对的横向边中的凹槽。
16.按照权利要求12所述的薄板，其特征在于所述的近段包括基本矩形的横截面。
17.按照权利要求12所述的薄板，其特征在于所述的近段具有比横向柔性更高的竖向柔性。
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