CN102046228A - 分配牙科用组合物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分配牙科用组合物的装置。所述装置包括：柱塞，所述柱塞用于从容器中挤出牙科用组合物；蓄能器，所述蓄能器用于推动所述柱塞；以及致动器，所述致动器可为所述蓄能器充能。用于启动所述致动器的力小于能推动所述柱塞的力。所述装置优选地提供牙科用组合物的方便分配。

Description

分配牙科用组合物的装置

技术领域

本发明涉及分配牙科用组合物的装置和方法。

背景技术

在牙科学中，会在诸如药筒、胶囊和注射器之类的容器中提供多个牙科用组合物。通常，这类容器制备用于单次使用并预填充有牙科用组合物。可获得能与可重复使用的分配器一起使用的多种容器。因此，用于分配牙科用组合物的系统通常包括分配器和容器，该容器可插入分配器的接收器并可从分配器的接收器中移除。市场上提供的分配器通常包括用于从容器中挤出牙科用组合物的柱塞。

例如WO 97/21394公开了一种包括主体的分配器，该主体具有柄部、枢转杆和前支座，该前支座具有用于接纳双室药筒的接收器。

美国专利5,125,836公开了一种用于在前端处接纳药筒的手动挤出机。该挤出机包括附接到指握柄部的枢转柄部。设置在挤出机中的柱塞可由该枢转柄部驱动。当枢转柄部被挤压靠近指握柄部时，柱塞朝挤出机的前端移动。从而柱塞可移动进入药筒以将材料从药筒中挤出。

WO 03/061508公开了另一种用于分配牙科用组合物的分配器。该分配器包括其内保存有特定量组合物的注射器主体。组合物借助位移活塞通过中空分配针头从注射器主体中分配到所需位置。位移活塞由设置在分配器弹簧动力部件中的推动装置启动。介于注射器主体和分配中空针头两者内部之间的流体通道由阀门控制，该阀门与设置在注射器主体处的手动驱动装置相连接。

最后，美国专利4,993,948公开了一种圆筒，该圆筒包含牙医免手动使用的补牙材料。填充材料可借助弹簧压力从圆筒中推出。材料流出圆筒穿过喷嘴的操作由阀门控制，该阀门被布置为使得能够通过牙医控制阀门的同一只手方便地在打开位置和关闭位置之间进行操作。填充材料位于独立的胶囊中，该胶囊包含足够用于数颗牙齿的填充材料，并且可轻松地将该胶囊放入圆筒或从圆筒中移除。

还期望提供这样的分配装置，该分配装置便于与市场上提供的不同牙科用组合物和不同类型的容器配合使用。另外，还存在对这样的分配装置的需求，该分配装置能够以相对低廉的成本制造，并且满足尤其与牙科领域相关的要求。

发明内容

本发明的第一方面涉及分配牙科用组合物的装置。该装置包括：柱塞，其用于从容器中挤出牙科用组合物；蓄能器，其可连接到柱塞以在挤压力下推动柱塞；以及致动器，其可启动从而为蓄能器充能。该装置还包括力转化器，该力转化器允许致动器以低于蓄能器提供的挤压力的致动力启动，从而推动柱塞。

本发明可有利于在精确的位置分配牙科用组合物，并且尤其有利于沿有精度要求的通道连续分配牙科用组合物。分配装置允许装置驱动操作和从容器分配牙科用组合物的操作独立进行。因此，在利用本发明分配组合物期间，可以避免发生可导致用户摇动整个装置的驱动操作。分配装置还可允许将在装置驱动操作中产生的能量积蓄起来，这些能量随后可用于挤出牙科用组合物。因此，该装置不但适于以相对高的力挤出牙科用组合物，而且适于以相对低的力进行驱动操作。因此该装置从总体上讲可便于使用。

蓄能器提供的挤压力可为潜在的挤压力。因此，该挤压力可对应于通常提供用于推动柱塞、或提供用于从容器中挤出牙科用组合物的力。然而，用于挤出牙科用组合物的实际挤压力还可以更低，这取决于所用的容器和/或牙科用组合物的特性。

在本发明装置的一个实施例中，致动器用于手动启动。因此，致动器可包括柄部，该柄部的形状和尺寸被构造为与进行驱动操作的用户的手相配合。在一个优选的实施例中，致动器包括可用于在驱动操作中枢转的杠杆。致动器优选地连接到或可连接到装置的柱塞。从而驱动操作可以使柱塞移动。驱动操作可以包括工作行程和返回行程。优选的是，工作行程使柱塞移动，而返回行程与柱塞的移动无关。在一个优选的实施例中，工作行程使柱塞回缩，例如以远离容器的方向移动。优选的是，致动器和柱塞之间的连接装置包括力转化器。因此用户可以相对低的力(其转化为相对高的力)启动致动器以移动柱塞，从而为蓄能器充能。这还可有利于具有高粘度牙科用组合物的装置的使用，因为传送给蓄能器的相对高的力可在以后用于挤出牙科用组合物。

在另一个实施例中，力转化器可将致动器的第一运动转化为第二运动，以便以第一运动和第二运动之间的特定力转化率为蓄能器充能。第一运动和第二运动之间的力转化率优选地介于约3∶1和约10∶1之间，例如从约3∶1、7∶1、8∶1和10∶1之中选择。挤压力和用于为蓄能器充能的力通常可以在数量级上彼此相对应。因此，致动力可以低于充能力并且低于挤压力。具体地讲，致动力可为由本发明装置提供(或得自本发明装置)的挤压力的约1/10至1/3。例如，如果致动力为挤压力的约1/10，则在约50N的致动力下，10个工作行程将提供足够的能量来挤出需要约500N挤压力的特定组合物。在某些实施例中，蓄能器可能需要最小充能力，并且蓄能力随着蓄能器的进一步充能而增加。例如用作蓄能器的机械弹簧可具有此类弹簧特性。在这种情况下，致动力与充能力之间的关系可为彼此成比例，例如线性或递增式成比例增加，但同时致动力小于充能力。因此挤压力也可随挤压过程而改变，例如根据机械弹簧的弹簧特性。例如挤压力可在挤压过程开始时较高，而在接近结束时较低。

在另一个实施例中，力转化器可将从蓄能器输出的第三运动转化为用于推动柱塞的第四运动。在这种情况下，力转化器可包括在蓄能器和柱塞之间的连接装置中。第三运动和第四运动之间的力转化率优选从约3∶1、7∶1、8∶1和10∶1之中选择。从而用户能够以低于挤压力的致动力来启动致动器。在另一个实施例中，可将一个力转化器置于致动器之间的连接装置中，而将另一个力转化器置于蓄能器和柱塞之间的连接装置中。这可以允许致动力与挤压力之间甚至更大的差值。

在一个实施例中，蓄能器和柱塞配合工作，使得蓄能器的能量可释放用于推动柱塞。蓄能器和柱塞也可配合工作，使得柱塞的回缩导致蓄能器充能。因此，致动器的驱动操作可使蓄能器充能。因此，致动器的驱动操作可为蓄能器提供能量，其中多个驱动操作提供的各部分能量积蓄在蓄能器中。因此，可为分配牙科用组合物提供可大于各部分能量的积蓄能量的部分。

在另一个实施例中，本发明的分配装置包括释放机构。该释放机构优选适于阻止柱塞的推动(优选在装置中存在或不存在容器)。因此，柱塞可在蓄能器充能时回缩，并可以保持在“充能”位置。这可以允许逐步对蓄能器充能，例如通过因施加到致动器的多工作行程而导致的逐步回缩柱塞对蓄能器充能。释放机构也优选适于允许柱塞的推动。因此，一旦蓄能器被充以足够的能量，即可启动释放机构以使得柱塞被推动。因此，释放机构优选在操作的第一模式和第二模式可操作，其中第一模式阻止柱塞的推动，而第二模式允许柱塞的推动。优选的是，释放机构适于在任何时间开启和关闭。因此用户可以首先为蓄能器充能，然后逐步将少量的牙科用组合物分配到所需位置。

优选的是，释放机构允许柱塞在第一操作模式和第二操作模式中回缩。因此柱塞可在任何时间回缩，无论释放机构被切换到何种模式。这允许用户为蓄能器充能的同时释放机构在相反方向阻止柱塞推动。

在又一个实施例中，本发明的装置包括可通过致动器移动的单向离合器。该单向离合器优选适于在第一方向移动时使柱塞回缩，而在与第一方向相反的第二方向移动时可相对于柱塞移动。因此，该单向离合器可与柱塞接合，并限制离合器与柱塞之间在一个方向的相对运动，但允许在相反方向的相对运动。然而，单向离合器也可脱离柱塞。在这种情况下，优选选择性启用柱塞在两个方向的运动。致动器可以(例如)驱动单向离合器。因此，在工作行程中启动致动器可以使单向离合器从初始位置向第一方向移动。单向离合器由此可以接合柱塞并使柱塞回缩。并且在返回行程中启动致动器或释放以返回时，可使单向离合器向后移动到初始位置。在初始位置，单向离合器优选地自动脱离柱塞，使得柱塞能够相对于单向离合器推动(例如由蓄能器引起的柱塞的推动)。单向离合器的优选实施例包括所谓的夹板机构，如在附图说明中对该机构更为详细描述的。

在一个实施例中，蓄能器适于积蓄机械能。合适的蓄能器可为弹簧，例如螺旋压缩弹簧或拉簧。但也可酌情使用任何其他机械弹簧类型，例如片簧或螺旋弹簧。在其他实施例中，气缸或气室可用作所谓的气弹簧。气弹簧可提供相对稳定的弹簧特性，例如相对于机械弹簧而言相对稳定的线性弹簧响应。其他可用弹簧可包括弹性材料，例如泡沫橡胶材料，具体地讲，这种材料相对便宜并且重量轻。

在一个实施例中，本发明的装置结合有容器。容器优选地填充有牙科用组合物，并且优选地具有用于从容器挤出牙科用组合物的柱塞。具体地讲，柱塞至少在其正面可被成形为与含有牙科用组合物的容器配合工作。

在一个实施例中，容器为药筒或胶囊。此类容器优选地具有形成室的容器体，该室内填充有或用于接纳牙科用组合物。容器室优选地在前端通向喷嘴，以用于分配牙科用组合物，并通过活塞在后端关闭。活塞优选可滑动地布置在容器室内，并可从后端朝向前端移动以从容器挤出牙科用组合物。容器优选具有适配器部件，该适配器部件与分配装置的互补适配器部件相对应。例如容器可具有与后端相邻的凸起边缘，该凸起边缘与装置中尺寸和形状经过相应构造的凹槽相配合。此类适配器优选地允许容器在装置中保持在固定位置。

喷嘴可具有适于提供特定流量牙科用组合物的出口直径，这可取决于牙科用组合物的粘度以及装置所提供的挤压力。优选的出口直径介于0.4mm和1mm之间。优选的力介于10N和2000N之间，具体地讲，介于约100N和约1200N之间，并且更具体地讲，介于约500N和1000N之间。上述参数可以特别有利于使用该装置提供牙科用排龈组合物。

本发明的第二方面涉及分配材料的方法。该方法包括以下步骤：

-以致动力启动分配装置的致动器；以及

-独立于启动致动器，以挤压力挤出牙科用组合物；其中致动力小于挤压力。致动力可以(例如)为以下大小的力中的一个：小于挤压力的约75％、小于挤压力的约50％、以及小于挤压力的约10％。

独立于装置启动操作的牙科用组合物的挤出操作可以达到将牙科用组合物相对精确地分配到所需位置的目的，尤其沿连续通道分配时更为如此，这至少部分上是因为在组合物分配期间，无需移动装置的致动器。

本发明的第三方面涉及部件的套件。该套件优选地包括根据本发明的装置，以及具有不同弹簧特性的多根弹簧。弹簧优选在装置中可更换。因此，可以调节该装置以提供使用不同牙科用组合物时所要求的不同挤压力，例如使用具有不同粘度的牙科用组合物。这可以允许用户调节从装置分配材料时的流量。可以对弹簧或牙科用材料药筒或这两者进行标记，以指示通用应用所要求或优选的弹簧力。

附图说明

将在下文结合附图对本发明进行描述，其中：

图1为根据本发明的装置处于初始状态时的第一实施例的剖视图；

图2示出了处于部分加载状态的图1的装置；

图3示出了处于加载状态的图1的装置；

图4示出了根据本发明的装置处于未加载状态时的第二实施例；以及

图5示出了处于加载状态的图4的装置。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的分配装置1。虽然图1中并未示出，但分配装置1也可用于从诸如药筒或胶囊之类的容器中挤出牙科用组合物。分配装置1包括致动器4、柱塞2、以及弹簧3。弹簧3就本发明而言形成蓄能器，该蓄能器适于以弹簧力形式存储能量。然而，也可使用适于积蓄机械能的其他类型的蓄能器，如不同形状的弹簧、气弹簧、或在压缩之后趋于返回到其原始尺寸和/或形状的任何类型的弹性装置。

分配装置1通常可以用于利用蓄能器的能量来分配牙科用组合物。通过启动致动器可对蓄能器进行进一步的充能。因此，牙科用组合物的分配操作可以独立于致动器的启动操作，这与启动操作和分配操作大致同时发生的大多数常规装置不同。例如，对于将牙科用组合物分配到所需位置而言，用户可以使用蓄能器中存储的能量，而无需启动致动器。由于启动操作可导致用户摇动装置，因此可以对分配装置进行相对精确和稳定的引导，这是本发明的优点。

分配装置1具有接口管6，该接口管包括用于接纳容器(图1中未示出)的适配器。柱塞2在分配装置1中被布置为使其在容器中可移动，例如以便推动容器中的活塞，从而挤出组合物。在图1示出的例子中，弹簧3连接到柱塞2或与之接合，使得可提供弹簧力以推动柱塞。在另一方面，柱塞2的回缩导致弹簧3加载。在该实施例中示出了压缩弹簧，然而，也可在其他实施例中使用通过拉力而不是压缩力来加载的拉簧或扭转弹簧。柱塞2可通过第一单向离合器5回缩。第一单向离合器5允许离合器在一个方向相对于柱塞自由移动，但在相反方向锁住柱塞使其不能移动。因此，第一单向离合器5从初始位置朝向第一方向移动(图中为从左到右)，并可接合柱塞2并由此使柱塞2回缩，但可以从第二方向复位到初始位置(图中为从右到左)，而无需任何显著程度地移动柱塞2。在初始位置，单向离合器5脱离柱塞2，使得柱塞2可相对于单向离合器5自由移动。在该例子中，第一单向离合器5包括夹板9，该夹板具有柱塞2延伸通过的通道。夹板9总体上可相对于柱塞自由移动，其中夹板9的通道总体上与柱塞同轴对齐，例如如图1所示。然而，夹板9可相对于柱塞2(图2中所示)倾斜，使得形成通道的壁的边缘与柱塞2的外表面接合，从而锁住柱塞2。夹板9通过保持弹簧7朝向初始位置移动，该保持弹簧7保持在夹板脱离柱塞2的取向。在夹板9的此位置处，柱塞2可在第一方向和第二方向相对于夹板9自由移动。

分配装置1还具有包括第二单向离合器10的释放机构，该第二单向离合器10与第一单向离合器5的操作总体上类似，不同的是在初始位置与柱塞2接合。因此，在释放机构的初始位置，柱塞2被锁住以阻止其在第一方向移动，但可在第二方向自由移动。与第一单向离合器5类似，第二单向离合器10包括夹板11，该夹板11锁住柱塞2以阻止其在一个方向的任何显著移动，但在相反方向使柱塞2可相对于夹板11自由移动。保持弹簧8迫使夹板11朝向初始位置移动，在初始位置夹板11与柱塞2接合。

在图2中，示出了致动器4工作时的分配装置1。致动器4可围绕铰链或销轴12枢转，并且包括第一柄部13。第一柄部13优选地允许用户方便地启动致动器4。分配装置1进一步被优选地构造和成形为适于单手操作。例如分配装置1可具有第二柄部14，通过第二柄部14，用户可以保持或支承装置。优选的是，位于初始位置的致动器4与远离第二柄部14的柄部13放在一起，并且在工作行程中的致动器4可朝第二柄部14移动。在工作行程期间，夹板9在第二方向移动，使得柱塞2回缩，并由此加载弹簧3。夹板9由致动器4驱动，在该例子中，通过连杆15进行。连杆15以与铰链12的距离L1附接到致动器。相比之下，距离L2大概表明用户施加到致动器4上的所得致动力的区域。由于距离L2大于距离L1，因此致动器提供了杠杆作用，使柄部13的运动转化为夹板9的少量运动。换句话讲，分配装置具有将致动力转化为用于加载弹簧3的更大的力的力转化器。加载弹簧所需的力可以大体上与所提供的挤压力相对应，因为这两种力都取决于相同弹簧的特性。因此，力转化器通常将较小的致动力转化为较大的挤压力。多工作行程可用于对弹簧3进行充分地加载，并且可提供不止一根弹簧或其等同物。因此，多行程的能量可存储在弹簧或蓄能器中，并在以后提供用于分配牙科用组合物。力转化可通过所述杠杆作用实现，但也可以采用多种其他的解决方案。例如，致动器可通过传动装置作用于蓄能器，例如齿轮减速装置、蜗轮、(齿轮)皮带传动装置、液压或气动传动装置、链传动装置、摩擦传动装置、以及它们的组合。

图3示出了基本上处于完全加载状态的分配装置1。处于初始位置的释放机构使第二单向离合器10保持现已通过弹簧3进行预加载的柱塞2。然而，也可以启动释放机构(如图中箭头所示)，使得第二单向离合器10脱离柱塞2。从而使柱塞2释放并可以由弹簧力推动。释放机构可以朝初始位置返回或返回到初始位置(以与图中箭头相反的方向)，从而根据需要使柱塞2停止。这使得可以如用户所期望的那样控制(中断和/或继续)分配操作。

在应用中，装有可流动牙科用组合物201的容器200被接纳到分配装置1的接口管6中。牙科用组合物201选自例如牙科用修复材料、牙科用排龈材料、牙科用填充材料、牙科用粘结剂或正牙粘固剂、牙科用印模材料、牙科用酸蚀凝胶、牙科用粘合剂、以及牙科用密封剂。牙科用修复材料的商用例子包括Z100修复剂、Filtek Z250通用修复剂、以及Filtek Supreme Universal修复剂，均可得自3M公司(St.Paul，MN.)。在一个优选的实施例中，牙科用组合物为牙科用排龈材料，例如可以商品名Expasyl^TM得自company Produits Dentaires Pierre Rolland(France)的那些。牙科用排龈材料特别有利于用于本发明，因为本发明的分配装置可提供挤出高粘度牙科用排龈材料通常所需的高作用力。此外，用户可以精确并且平稳地引导该装置，这通常是在患者口腔内的牙齿周围分配材料时所需的。

容器200具有主体部分202，该主体部分202包括其内包含可流动组合物201的容器室。容器室在前端通向分配喷嘴203，并通过活塞204在后端关闭。容器还包括用于与接口管6内的凹槽接合的凸起边缘205。容器可在前端用盖子或等同物关闭，例如以阻止组合物过早硬化。可与本发明的装置一起使用的装置可以商品名Aplicap得自3M ESPE AG(Germany)。

对于从容器200中排出牙科用组合物201而言，可启动释放机构以解锁柱塞2，柱塞2随后由于弹簧力而被推动。柱塞2适于移动进入容器并朝喷嘴方向推动活塞204。将牙科用组合物201分配出容器200的操作可在任何时间中断，方法是将释放机构释放或复位到初始位置。由此可以间歇释放加载到弹簧3中的能量。柱塞可以略微回缩以立即停止分配。

图4中示出了分配装置100的另一个实施例。分配装置100通常被构造为类似图1至3所示的装置。然而，分配装置100在释放机构110中仅具有一个离合器。因此，该装置的制造成本相对便宜。分配装置100具有致动器104、柱塞102以及弹簧103。在该例子中，致动器104和柱塞102通过耦接头105相连。如图所示，致动器104在相对于柱塞102的两端位置之间留有空间。这允许致动器104从初始位置朝向第二方向移动(图中为从左到右)，以使得柱塞102回缩。一旦柱塞102回缩，该空间允许致动器相对于柱塞102以相反方向移动。从而致动器104可以复位到初始位置。然而空间是任选的，因为可能无需复位致动器104，这是因为在该实施例中单工作行程足以加载弹簧103。如上所述，该装置在施加致动力的区域和连接柱塞102的致动器104的区域之间提供杠杆作用。从而该实施例还包括根据本发明特征的力转化器。

致动器在第二方向移动时，使柱塞102回缩。当柱塞102再次回缩时加载弹簧103。柱塞102沿其长度的至少一部分具有齿111，齿111适于通过释放机构110的棘轮112而接合。棘轮112和柱塞102的齿111形成用于释放机构110的离合器。齿111通常为锯齿形并被取向，使得当迫使柱塞102在第一方向移动时使棘轮锁住柱塞102的齿，但允许其在相反方向运动。

图5示出了分配装置100，其中活塞102回缩并且被棘轮112锁住。可如箭头所示启动释放机构110。从而棘轮112可脱离柱塞102中的齿111，并且释放柱塞102以通过弹簧103的力推动。

装置100的另一个实施例可以不具有释放机构，而是具有用于克服弹簧阻力回缩柱塞的致动器。该实施例的柱塞可在致动器的工作行程中回缩，并在致动器释放时释放。这种构造的装置成本相对便宜，但仍然方便可用。

如图1至3所示，分配装置100还可以与装有牙科用组合物的容器200(图5所示)一起使用。可以视情况将本说明书中所描述的实施例特征用于其他实施例。

现在，已经结合本发明的若干实施例对本发明进行了描述。技术人员将会知道，在不脱离本发明范围的前提下，可以对所述实施例进行多种修改。因此，本发明由权利要求书中的文字所限定。

Claims (15)

1.一种用于分配牙科用组合物的装置，所述装置包括：柱塞，所述柱塞用于从容器中挤出所述牙科用组合物；蓄能器，所述蓄能器可连接到所述柱塞以在挤压力下推动所述柱塞；以及致动器，所述致动器能被驱动从而为所述蓄能器充能，其中所述装置还包括力转化器，所述力转化器允许所述致动器以低于所述蓄能器提供的所述挤压力的致动力启动，从而推动所述柱塞。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述致动器适于手动启动。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述力转化器将所述致动器的第一运动转化为第二运动，以便以所述第一运动和所述第二运动之间的力转化率为所述蓄能器充能，所述力转化率从约3∶1、7∶1、8∶1和10∶1之中选择。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述力转化器将从所述蓄能器输出的第三运动转化为用于推动所述柱塞的第四运动，所述第三运动和所述第四运动之间的所述力转化率在约3∶1、7∶1、8∶1和10∶1之中选择。

5.根据前述任一项权利要求所述的装置，其中所述蓄能器和所述柱塞配合工作，使得所述蓄能器的能量可释放用于推动所述柱塞，并且所述柱塞的回缩导致所述蓄能器充能。

6.根据前述任一项权利要求所述的装置，所述装置包括释放机构，所述释放机构适于分别以第一操作模式和第二操作模式阻止和释放所述柱塞的推动。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述释放机构允许所述柱塞以所述第一操作模式和所述第二操作模式回缩。

8.根据前述任一项权利要求所述的装置，包括可由所述致动器移动的单向离合器，其中所述单向离合器适于在第一方向移动时使所述柱塞回缩，而在与所述第一方向相反的第二方向移动时可相对于所述柱塞移动。

9.根据前述任一项权利要求所述的装置，其中所述蓄能器为弹簧。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述弹簧为螺旋弹簧、盘簧、片簧、以及气弹簧中的一种。

11.根据前述任一项权利要求所述的装置，所述装置与用于所述牙科用组合物的容器组合，其中所述容器具有用于从所述容器中挤出所述牙科用组合物的柱塞。

12.根据前述任一项权利要求所述的装置，其中所述容器为药筒或胶囊。

13.根据前述任一项权利要求所述的装置，其中所述牙科用组合物选自牙科用修复材料、牙科用排龈材料、以及牙科用印模材料。

14.一种分配牙科用组合物的方法，包括以下步骤：

-以致动力启动分配装置的致动器；以及

-独立于启动所述致动器，以挤压力挤出所述牙科用组合物；

其中所述致动力小于所述挤压力，具体地讲为以下的力中的一个：小于所述挤压力的约75％、小于所述挤压力的约50％、以及小于所述挤压力的约10％。

15.一种部件套件，包括根据权利要求1至13中任一项所述的装置，以及具有不同弹簧特性的多个弹簧。

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