CN102397593A - X线下可显影的栓塞微粒及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种X线下可显影的栓塞微粒,所述微粒含有生物相容性材料和碘化油,且碘化油被生物相容性材料所包裹,形成微囊状颗粒。该微粒具有良好的生物相容性;在栓塞术中能够被监测、在栓塞术后便于栓塞效果的检查等;在可包载药物时,可实现药物从微粒中的缓慢释放,在栓塞局部可长时间维持较高药物浓度,与灌注治疗相比,可降低药物的全身毒副作用,有利于提高栓塞的治疗效果。而且所述栓塞微粒制备工艺简单,成本低,适合大规模的工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于介入医学领域,具体涉及一种用于栓塞的X线下可显影的微粒及其制备方法和应用。
背景技术
介入栓塞治疗是指在医学影像设备的引导下,将栓塞剂通过特制的导管、导丝等精密器械,引入人体进行局部治疗。栓塞疗法已经在治疗子宫肌瘤、肝癌、肾癌、血管瘤、血管畸形和止血等方面取得了很好的疗效,成为部分手术治疗的替代疗法。
在各种类型的栓塞剂中,微粒型栓塞剂的应用最为普遍。普通的栓塞微粒能够被X线透过,即在X光影像设备下没有影像。相反,X线下可显影的栓塞微粒不能被X线透过,即在X光影像设备下可以显示出影像,因此在栓塞过程中能够被监测,从而提高栓塞治疗的便利性,减少或避免异位栓塞及其并发症;在栓塞后便于检查栓塞的效果,为二次栓塞提供依据。
现有技术中公开了一些不透X线的栓塞微粒或栓塞材料,它们所存在的共同局限性在于,显影能力不够强,而且显影材料必须经过真空冷冻干燥处理后才能使用,使得生产工艺复杂,产品成本提高。
发明内容
为克服上述技术的不足,本发明的一个目的在于:提供一种用于栓塞的X线下可显影的微粒,不仅具有良好的生物相容性,而且显影能力更强,在栓塞术中易于监测、在栓塞术后便于栓塞效果的检查等。
本发明的另一个目的在于:提供所述微粒的制备方法,工艺简单,使成本降低。
本发明的再一个目的在于:提供所述微粒的应用。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的:
提供一种X线下可显影的栓塞微粒,所述微粒含有生物相容性材料和碘化油,且碘化油被生物相容性材料所包裹,形成微囊状颗粒。
按湿微粒重量百分比计,所述微粒中碘化油的含量优选在30%~80%,包封率优选在20%~80%。
所述的生物相容性材料可以选自聚乙烯醇、海藻酸或其盐、壳聚糖、明胶、阿拉伯胶、淀粉或其衍生物、纤维素或其衍生物、聚乳酸或乳酸/羟基乙酸共聚物中的一种或多种;优选聚乙烯醇。
所述的聚乙烯醇平均分子量为1,000-500,000D;优选10,000-150,000D;醇解度为50-100%,优选在75%-100%。
在本发明优选的具体实施方案中,碘化油包裹在生物相容性材料中。其中,碘化油为临床常用的造影剂,其显影效果显著,并且被广泛用于栓塞治疗,安全性良好。
本发明所述的栓塞微粒中还可以载有治疗性药物;且所述的治疗性药物被生物相容性材料所包裹。
按湿微粒重量百分比计,所述栓塞微粒的载药量优选在5%~40%,药物的包封率优选在30%~90%。
所述的治疗性药物溶解度优选小于10mg/ml。
所述的治疗性药物包括抗肿瘤药物、抗血管生成药物、局麻药物、解热镇痛药物或抗生素药物中的一种或多种。
所述的抗肿瘤药物可以选自阿霉素、表阿霉素、丝裂霉素、博来霉素、紫杉醇、5-氟尿嘧啶、顺铂、卡铂、依立替康中的一种或多种。
所述的抗血管生成药物可以选自索拉菲尼、舒尼替尼、吉非替尼、凡德他尼、伐他拉尼、贝伐单抗、沙利度胺中的一种或多种。
所述的局麻药物可以选自普鲁卡因、氯普鲁卡因、羟普鲁卡因、丁卡因、对乙氧卡因、徒托卡因、二甲卡因、利多卡因、三甲卡因、丙胺卡因、甲哌卡因、布比卡因、罗哌卡因、辛可卡因、达克罗宁、奎尼卡因和非那卡因中的一种或多种。
所述的解热镇痛药物可选自对乙酰氨基酚、布洛芬、酮洛芬中的一种或多种。
所述的抗生素药物可选自氨基糖苷类、青霉素类、头孢菌素类、大环内酯类抗生素中的一种或多种。
本发明所述栓塞微粒的粒径在10~2000μm范围,可根据需要筛分成不同粒径组,如50~100μm,100~300μm,300~500μm,500~700μm,700~900μm,900~1200μm,1200~1500μm等。
本发明所述的栓塞微粒可以保存在生理盐水或磷酸缓冲液中,或冻干保存。
本发明所述的栓塞微粒可以是球形和不规则形状。
本发明还提供所述X线下可显影的栓塞微粒的制备方法,包括以下步骤:先将生物相容性材料一种或多种配制成溶液,然后将碘化油与所述溶液混合,制成水包油型乳剂,最后采用物理化学法、物理机械法或化学法使生物相容性材料发生聚合,生成包裹显影物质的微囊状栓塞微粒。
本发明的一种优选的制备方法包括以下步骤:
1)称取1重量份聚乙烯醇,配制成0.5~5%(w/v)的聚乙烯醇溶液;
2)将0.5~30重量份碘化油加入到步骤1)得到的聚乙烯醇溶液中,搅拌制成水包油型乳剂;
3)称取2~6重量份无机盐,配制成10~30%(w/v)的溶液,在低于浊点温度5~15℃的水浴温度下将无机盐溶液加入到步骤2)得到的乳液中,继续搅拌并缓慢升温,当温度升高至该条件下的浊点温度时,加入2~20重量份的交联剂和0.3~5重量份的催化剂,保持温度固化20~24小时,过滤、洗涤后得到所述的栓塞微粒。
本发明的另一种优选的制备方法包括以下步骤:
1)称取1重量份聚乙烯醇,配制成0.5~5%(w/v)的聚乙烯醇溶液;
2)称取2~6重量份无机盐,配制成10~30%(w/v)的溶液;
3)将步骤1)与2)配制的溶液混合均匀;
4)将0.5~30重量份碘化油加入到步骤3)得到的混合溶液中,在低于浊点温度5~15℃的水浴温度下搅拌制成水包油型乳剂,继续搅拌并缓慢升温,当温度升高至该条件下的浊点温度时,加入2~20重量份的交联剂和0.3~5重量份的催化剂,保持温度固化20~24小时,过滤、洗涤后得到所述的栓塞微粒。
上述优选方案中所述的无机盐可以选自硫酸盐、磷酸盐、盐酸盐、硅酸盐或醋酸盐中的一种或多种;所述的交联剂可以选自甲醛、乙醛、丁醛、戊二醛或己二醛中的一种或多种;所述的催化剂可以选自盐酸、硫酸、磷酸、甲酸或醋酸中的一种或多种。
本发明还提供所述X线下可显影的栓塞微粒在制备介入栓塞治疗的药物中的应用。
所述的介入栓塞治疗的药物包括子宫肌瘤、肝癌、肾癌、血管瘤、血管畸形或止血等的栓塞治疗的药物。
本发明所述的栓塞微粒的使用方法与普通栓塞剂使用方法相同。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1.本发明的栓塞微粒具有更强的显影能力
本发明的栓塞微粒是用生物相容性材料包裹碘化油而形成的微囊状微粒,现有技术中采用碘化油作为X线下显影物质的栓塞微粒不是微囊,而是将碘化油均匀分散于生物相容性材料中形成的均匀颗粒。与现有技术相比,本发明的微囊状微粒能够将微粒中碘化油的含量提高10%以上。从而显著增强了栓塞微粒的显影能力,在栓塞术中易于监测、在栓塞术后便于栓塞效果的检查等。
2.本发明的栓塞微粒具有更持久的显影能力
现有技术中,载有水溶性造影剂的X线下显影栓塞微粒,其造影剂会在栓塞术中和术后不断溶解、泄漏,显影的持续时间较短,不利于术后栓塞效果的检查。本发明采用碘化油作为X线下显影物质,因碘化油不溶于水,不易扩散,可长时间存在于微粒中,因此该微粒具有更持久的显影能力。
3.本发明的栓塞微粒在载药情况下能够实现缓释效果
现有技术中,载有治疗性药物的栓塞微粒往往无法实现药物的缓释,原因主要在于,这些微粒中的药物部分吸附在材料表面,部分分散于材料中,表面吸附的药物往往突释(即所载药物在短时间内大量释放)。而本发明的栓塞微粒是由生物相容性材料包裹碘化油形成的微囊状微粒,而且在载有治疗性药物的情况下,药物也主要分散于碘化油中,被包裹于生物相容性材料内部,因而无突释现象,能够实现药物从微粒中的缓慢释放,在栓塞局部可长时间维持较高药物浓度;与灌注治疗相比,可降低药物的全身毒副作用,有利于提高栓塞的治疗效果。
4.本发明栓塞的制备方法工艺简单,成本低,适合大规模的工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的栓塞微粒的显微镜下照片,其中图1a为完整的微粒,图1b为表面剖开的微粒,显示了微粒的囊状结构。
图2显示了实施例1中的X线下可显影栓塞微粒50%、100%浸提液、阴性与阳性对照对细胞相对增殖率的影响。
图3显示了实施例1中的X线下可显影栓塞微粒(左)和生理盐水(右)在X光机下的对比照片。
具体实施方式
以下通过实施例的方式进一步对本发明进行说明,所有实施例中,除特殊说明外,所用试剂均以重量份计。
实施例1:聚乙烯醇碘化油微粒的制备
称取1份聚乙烯醇,配制成2%(w/v)聚乙烯醇溶液。将10份碘化油加入到聚乙烯醇溶液中,搅拌制成乳液。称取4份硫酸钠,配制成20%(w/v)硫酸钠溶液,将硫酸钠溶液加入到乳液中,继续搅拌,并使水浴缓慢升温,当温度升高至该条件下的浊点温度时,加入5份甲醛和2份稀硫酸,保持水浴温度,固化24小时。静置分层,倾出上清液,过滤、洗涤后得到微囊状栓塞微粒,其微观形态如图1所示。
微粒性质的测定
a.细胞相容性实验
以含双抗DMEM HighGlucose的10%胎牛血清作为培养液,于37℃,5%CO2孵育箱中培养L929细胞系。
将灭菌微粒浸泡于培养液中,微粒与培养液的体积比为1∶5,37℃静置24小时后,吸取浸提液作为100%浓度的样品,将其一半用培养液稀释成50%浓度的样品。阳性对照采用工业用聚氯乙烯标准浸提液,以培养液作为阴性对照。
加样后分别于第1天、第3天、第5天取出培养板,吸除样品浸提液,加入20μL/孔MTT液,继续培养6小时,然后吸除,再加入150μL/孔DMSO,震荡10分钟,在免疫酶标仪上以500nm波长处测定吸收值A,通过下式计算相对增值率(Relative growth rate,RGR)。
RGR=(A实验-A空白)/(A阴性对照-A空白)×100%
实验结果见图2,与阴性对照相比,微粒浸取液的细胞增长率略低,50%的浸取液细胞增长率略高于100%微粒浸取液,两者均远远高于阳性对照。同时,随着时间变化,从1天到3天,再到5天,细胞保持一定速度的增长率。将细胞相对增殖率换算成毒性分级,各微粒实验组的毒性分级结果均为0~1级(RGR 75~99%)。说明本实施例的微粒具有很好的细胞相容性。
b.X线下的显影效果
将微粒和生理盐水分别装入EP管中,在X射线摄影系统(Steno V型,GE)下拍摄照片。结果见图3,左侧的微粒在X射下可显影,图像清晰可见,而右侧的生理盐水在X线下不显影。
c.粒径的测定
随机测定样品中的至少500个微粒,用下面的公式计算平均直径(D),式中di为微粒直径,ni为该粒径微粒数量,N为微粒总数量。
本实施例中微粒粒径在80~2000μm之间。
d.碘化油含量及包封率的测定
碘化油含量的测定:以间氯过氧化苯甲酸氧化碘化油,随后以二甲硫醚中止反应,再将反应释放出的碘萃取至水相中,在水相中加入碘化钾与淀粉后发生显色反应,在最大吸收波长553nm处测定吸光度。吸光度与碘化油体积的标准曲线回归方程为V=355.1A-3.356,r=0.9996,其中A为吸光度,V为碘化油的体积。
碘化油含量与包封率的计算:
碘化油含量%=(V×ρ碘化油/W微粒)×100%,其中V为从标准曲线中计算得到的碘化油体积,ρ碘化油为碘化油的密度,W微粒为湿微粒的重量。
包封率%=(V/V加入)×100%,其中V为从标准曲线中计算得到的碘化油体积,V加入为制备微粒时加入的碘化油体积。
本实施例中微粒的碘化油含量为68%,包封率为28%。
实施例2:聚乙烯醇碘化油微粒的制备
称取1份聚乙烯醇,配制成1%(w/v)聚乙烯醇溶液。称取4份硫酸钠,配制成20%(w/v)硫酸钠溶液后,与聚乙烯醇溶液混合均匀。将8份碘化油加入到上述混合溶液中,搅拌制成乳液,并使水浴缓慢升温,当温度升高至该条件下的浊点温度时,加入5份甲醛和2份稀硫酸,保持水浴温度,固化24小时。静置分层,倾出上清液,过滤、洗涤后得到微囊状栓塞微粒。
按照与实施例1同样的方法测定细胞相容性,结果显示细胞相容性良好。
按照与实施例1同样的方法测定X线下的显影效果,结果显示显影效果良好。
按照与实施例1同样的方法测定微粒粒径,本实施例中微粒粒径在20~1900μm之间。
按照与实施例1同样的方法测定碘化油含量及包封率,本实施例中微粒的碘化油含量为65%,包封率为30%
实施例3:明胶碘化油微粒的制备
称取1份明胶,用蒸馏水溶胀后制成5%(w/v)溶液。在55℃水浴条件下,加入4份碘化油,高速搅拌制成乳液。滴加10%(w/v)醋酸溶液调节pH至4.0左右,在显微镜下观察到明胶包裹碘化油后,加入30℃蒸馏水稀释,并搅拌使温度降至室温。在冰水浴条件下加入0.4份甲醛固化15分钟,滴加10%(w/v)氢氧化钠溶液,调pH至8~9,继续固化4小时。静置分层,倾出上清液,过滤、洗涤即得。
按照与实施例1同样的方法测定细胞相容性,结果显示细胞相容性良好。
按照与实施例1同样的方法测定X线下的显影效果,结果显示显影效果良好。
按照与实施例1同样的方法测定微粒粒径,本实施例中微粒粒径在30~1800μm之间。
按照与实施例1同样的方法测定碘化油含量及包封率,本实施例中微粒的碘化油含量为57%,包封率为45%。
实施例4:明胶-壳聚糖碘化油微粒的制备
称取1.5份明胶制成2%(w/v)溶液。称取1份壳聚糖,制成1%(w/v)壳聚糖的醋酸溶液。将明胶溶液与壳聚糖混合均匀后,加入8份碘化油,1.2%(w/v)吐温80,在高速乳匀机中乳化制成乳液。用10%(w/v)氢氧化钠溶液调节反应液的pH值至5.5~6.5,反应1小时。将反应液置于冰水浴中,加入0.8份戊二醛,交联固化3~3.5小时。静置分层,倾出上清液,过滤、洗涤即得。
按照与实施例1同样的方法测定细胞相容性,结果显示细胞相容性良好。
按照与实施例1同样的方法测定X线下的显影效果,结果显示显影效果良好。
按照与实施例1同样的方法测定微粒粒径,本实施例中微粒粒径在50~1900μm之间。
按照与实施例1同样的方法测定碘化油含量及包封率,本实施例中微粒的碘化油含量为55%,包封率为53%。
实施例5:海藻酸-明胶碘化油微粒的制备
称取0.75份海藻酸钠,制成2%(w/v)海藻酸钠溶液。称取0.75份明胶,制成2%(w/v)明胶溶液。在45℃条件下,将海藻酸钠溶液与明胶溶液混合均匀,加入6份碘化油,高速搅拌制成乳液。以稀10%(w/v)醋酸调节pH到3.8,再将温度降低到5℃,搅拌1小时。加入2份己二醛,在室温下搅拌3小时。静置分层,倾出上清液,过滤、洗涤即得。
按照与实施例1同样的方法测定细胞相容性,结果显示细胞相容性良好。
按照与实施例1同样的方法测定X线下的显影效果,结果显示显影效果良好。
按照与实施例1同样的方法测定微粒粒径,本实施例中微粒粒径在40~2000μm之间。
按照与实施例1同样的方法测定碘化油含量及包封率,本实施例中微粒的碘化油含量为60%,包封率为51%。
实施例6:壳聚糖-羧甲基纤维素碘化油微粒的制备
称取0.8份壳聚糖,制成1%(w/v)壳聚糖的醋酸溶液。称取1.2份羧甲基纤维素钠,制成1.5%(w/v)羧甲基纤维素钠溶液。将壳聚糖与羧甲基纤维素钠溶液混合均匀后,加入7份碘化油,磁力搅拌制成乳液。用10%(w/v)氢氧化钠溶液调节反应液的pH值至5.5~6.5,反应0.5小时。将反应液置于冰水浴中,加入2份戊二醛,交联固化4小时。静置分层,倾出上清液,过滤、洗涤即得。
按照与实施例1同样的方法测定细胞相容性,结果显示细胞相容性良好。
按照与实施例1同样的方法测定X线下的显影效果,结果显示显影效果良好。
按照与实施例1同样的方法测定微粒粒径,本实施例中微粒粒径在30~1900μm之间。
按照与实施例1同样的方法测定碘化油含量及包封率,本实施例中微粒的碘化油含量为53%,包封率为45%。
实施例7:聚乙烯醇含药碘化油微粒的制备
称取1份聚乙烯醇,配制2%(w/v)聚乙烯醇溶液。将2份紫杉醇分散在10份碘化油中,配置成含药的碘化油混悬液。将含药的碘化油加入到聚乙烯醇溶液中,搅拌制成乳液。称取4份硫酸钠,配制20%(w/v)硫酸钠溶液,将硫酸钠溶液加入到乳液中,继续搅拌,并使水浴缓慢升温,当温度升高至该条件下的浊点温度时,加入5份甲醛和2份稀硫酸,保持水浴温度,固化24小时。静置分层,倾出上清液,过滤、洗涤即得。
紫杉醇含量测定:采用高效液相色谱法,色谱柱:ODS C18(150mm×4.6mm,3μm);流动相:乙腈-水(含0.1%磷酸)=55∶45(v/v);流速:1.0ml/min;紫外检测波长:227nm;柱温:20℃±2℃;进样20μl。
载药量及包封率的计算
载药量%=(W药物/W微粒)×100%,其中W药物为微粒中所含药物的重量,W微粒为湿微粒的总重量。
包封率%=(W药物/W加入)×100%,其中W药物为微粒中包封的药量,W加入为系统中包封与未包封的总药量。
本实施例中微粒载药量为17%,包封率为41%。
按照与实施例1同样的方法测定X线下的显影效果,结果显示显影效果良好。
按照与实施例1同样的方法测定微粒粒径,本实施例中微粒粒径在60~1900μm之间。
按照与实施例1同样的方法测定碘化油含量及包封率,本实施例中微粒的碘化油含量为54%,包封率为26%。
实施例8:明胶含药碘化油微粒的制备
将3份索拉菲尼分散在6份碘化油中,配置成含药的碘化油混悬液。称取1份明胶,用蒸馏水溶胀后制成5%(w/v)溶液。在55℃水浴条件下,加入含药的碘化油,高速搅拌制成乳液。滴加10%(w/v)醋酸溶液调节pH至4.0左右,在显微镜下观察到明胶包裹碘化油后,加入30℃蒸馏水稀释,并搅拌使温度降至室温。在冰水浴条件下加入0.4份甲醛固化15分钟,滴加10%(w/v)氢氧化钠溶液,调pH至8~9,继续固化4小时。静置分层,倾出上清液,过滤、洗涤即得。
索拉菲尼含量测定:采用高效液相色谱法,色谱柱:ODS C18(250mm×4.6mm,5μm);流动相:醋酸铵(20mM)-乙腈=40∶60(v/v);流速:1.0ml/min;紫外检测波长:255nm;柱温:40℃±2℃;进样20μl。
按照与实施例7同样的方法计算载药量和包封率,本实施例中微粒载药量为26%,包封率为50%。
按照与实施例1同样的方法测定X线下的显影效果,结果显示显影效果良好。
按照与实施例1同样的方法测定微粒粒径,本实施例中微粒粒径在60~2000μm之间。
按照与实施例1同样的方法测定碘化油含量及包封率,本实施例中微粒的碘化油含量为44%,包封率为42%。
Claims (10)
1.一种X线下可显影的栓塞微粒,其特征在于:所述微粒含有生物相容性材料和碘化油,且碘化油被生物相容性材料所包裹,形成微囊状颗粒。
2.权利要求1所述的X线下可显影的栓塞微粒,其特征在于:按湿微粒重量百分比计,所述微粒中碘化油的含量在30%~80%,包封率在20%~80%。
3.权利要求1所述的栓塞微粒,其特征在于:所述的生物相容性材料选自聚乙烯醇、海藻酸或其盐、壳聚糖、明胶、阿拉伯胶、淀粉或其衍生物、纤维素或其衍生物、聚乳酸或乳酸/羟基乙酸共聚物中的一种或多种;优选聚乙烯醇。
4.权利要求1所述的X线下可显影的栓塞微粒,其特征在于:所述的微粒中还载有治疗性药物;且所述的治疗性药物被生物相容性材料所包裹;按湿微粒重量百分比计,所述微粒中载药量在5%~40%,药物的包封率在30%~90%。
5.权利要求4所述的X线下可显影的栓塞微粒,其特征在于:所述的治疗性药物包括抗肿瘤药物、抗血管生成药物、局麻药物、解热镇痛药物或抗生素药物中的一种或多种。
6.权利要求1所述的X线下可显影的栓塞微粒的制备方法,包括以下步骤:先将生物相容性材料一种或多种配制成溶液,然后将碘化油与所述溶液混合,制成水包油型乳剂,最后采用物理化学法、物理机械法或化学法使生物相容性材料发生聚合,生成包裹显影物质的微囊状栓塞微粒。
7.权利要求6所述的制备方法,包括以下步骤:
1)称取1重量份聚乙烯醇,配制成0.5~5%w/v的聚乙烯醇溶液;
2)将0.5~30重量份碘化油加入到步骤1)得到的聚乙烯醇溶液中,搅拌制成水包油型乳剂;
3)称取2~6重量份无机盐,配制成10~30%w/v的溶液,在低于浊点温度5~15℃的水浴温度下将无机盐溶液加入到步骤2)得到的乳液中,继续搅拌并缓慢升温,当温度升高至该条件下的浊点温度时,加入2~20重量份的交联剂和0.3~5重量份的催化剂,保持温度固化20~24小时,过滤、洗涤后得到所述的栓塞微粒。
8.权利要求6所述的制备方法,包括以下步骤:
1)称取1重量份聚乙烯醇,配制成0.5~5%w/v的聚乙烯醇溶液;
2)称取2~6重量份无机盐,配制成10~30%w/v的溶液;
3)将步骤1)与2)配制的溶液混合均匀;
4)将0.5~30重量份碘化油加入到步骤3)得到的混合溶液中,在低于浊点温度5~15℃的水浴温度下搅拌制成水包油型乳剂,继续搅拌并缓慢升温,当温度升高至该条件下的浊点温度时,加入2~20重量份的交联剂和0.3~5重量份的催化剂,保持温度固化20~24小时,过滤、洗涤后得到所述的栓塞微粒。
9.权利要求7或8所述的任意一种制备方法,其特征在于:步骤3)所述的无机盐选自硫酸盐、磷酸盐、盐酸盐、硅酸盐或醋酸盐中的一种或多种;所述的交联剂选自甲醛、乙醛、丁醛、戊二醛或己二醛中的一种或多种;所述的催化剂选自盐酸、硫酸、磷酸、甲酸或醋酸中的一种或多种。
10.权利要求1所述的X线下可显影的栓塞微粒在制备子宫肌瘤、肝癌、肾癌、血管瘤、血管畸形或止血的栓塞治疗药物中的应用。
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