CN108404228A - 一种不锈钢纳米载药支架及缓释药剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于药品研发领域,尤其涉及一种不锈钢纳米载药支架及缓释药剂的制备方法。本发明提供了一种不锈钢纳米载药支架的制备方法,为:预处理、阳极氧化、退火。本发明还提供了一种利用上述不锈钢纳米载药支架的缓释药剂的制备方法,为:封装、备料、浸涂载药、干燥:所述载药产物干燥后,静置,得缓释药剂。制得的不锈钢纳米支架表面孔结构规则,经实验测定可得,本发明提供的技术方案制得的产品,可有效满足临床上常规的载药量需求以及缓释时间的要求;同时,用医用级不锈钢代替昂贵的钛金属材料,有效降低了制备成本;解决了现有技术中,带有载体的缓释药物存在着无法同时兼顾:良好的缓释效果以及不造成机体炎症效果等不良反应的技术缺陷。
Description
技术领域
本发明属于药品研发领域,尤其涉及一种不锈钢纳米载药支架及缓释药剂的制备方法。
背景技术
药物洗脱支架具有良好的靶向性,在药物洗脱支架上加载如:免疫抑制药雷帕霉(RAPA)、抗增殖药物紫杉醇(PTX)、抗炎性药物地塞米松(DXM)和抗血栓药物水蛙素(Hirudin)等功能性药物,支架运载要去至局部病变部位后,在局部病变部位进行药物精准释放,达到良好且请准的疾病治疗效果,如:抑制平滑肌细胞增殖和炎症、血栓发生等。
现有技术中,药物洗脱缓释支架主要包括:可降解聚合物药物洗脱支架和不可降解的无聚合物药物洗脱金属支架两种。对于可降解聚合物药物洗脱支架,所加载的药物可以很好地实现药物控释,然而,由于支架的降解可能会诱发炎症反应、巨噬细胞和增加平滑肌细胞增殖,从而致使支架植入失败;对于不可降解的无聚合物药物洗脱金属支架,所加载的药物突释明显,缓释时间一般较短,药物控释效果不是十分理想,无法满足临床上对于药物缓释时间的要求,同时由于孔径和孔长度比例不合理,药物总的洗脱量也不能满足临床应用要求,特别对于大剂量用药的支架。
因此,研发出一种不锈钢纳米载药支架及缓释药剂的制备方法,用于解决现有技术中,带有载体的缓释药物存在着无法同时兼顾:良好的缓释效果以及不造成机体炎症效果等不良反应的技术缺陷,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种不锈钢纳米载药支架及缓释药剂的制备方法,用于解决现有技术中,带有载体的缓释药物存在着无法同时兼顾:良好的缓释效果以及不造成机体炎症效果等不良反应的技术缺陷。
本发明提供了一种不锈钢纳米载药支架的制备方法,所述制备方法为:
步骤一、预处理:不锈钢片依次经打磨、超声清洗以及电化学抛光后,洗净干燥,得第一产物;
步骤二、阳极氧化:所述第一产物作为阳极,石墨为阴极,浸泡在电解液中采用恒压法进行阳极氧化,将氧化后所得的阳极置于酒精溶液中清洗,得第二产物;
步骤三、退火:所述第二产物在氩气保护条件下退火,得表面具有若干孔状结构的不锈钢纳米载药支架。
优选地,步骤二中,所述电解液为氟化铵的乙二醇溶液,氟化铵的浓度为0.1~0.4mol/L。
优选地,步骤二中,所述阳极氧化的电压为40~60V,所述阳极氧化的时间为10~20min,所述阳极氧化的温度为25~35℃,所述阳极氧化的搅拌转速为600~1000r/min。
优选地,所述不锈钢纳米载药支架的孔径为20~30nm,所述不锈钢纳米载药支架的孔长度为6~15μm。
优选地,步骤一中,所述超声清洗的方法为:打磨后的不锈钢片依次在丙酮、酒精、去离子水中超声清洗10~15min,每次清洗完成后均用去离子水冲洗不锈钢片的表面。
优选地,步骤一中,所述电化学抛光的方法为:冲洗后的不锈钢片在抛光液中采用恒流法进行电化学抛光,所述抛光液为磷酸和硫酸的混合溶液,硫酸和磷酸的体积比为(3~4):(6~7);
所述电化学抛光的温度为80~90℃,所述电化学抛光的时间为3~4min,所述电化学抛光的搅拌转速为600~1000r/min,所述电化学抛光的电流密度为30~50A/dm2。
优选地,步骤三中,所述退火的温度为350~400℃,所述退火的保温时间为40~60min,所述退火的升温速度为3~5℃/min。
本发明还提供了一种含有上述不锈钢纳米载药支架的缓释药剂的制备方法,所述制备方法为:
S1、封装:卡纸覆盖所述不锈钢纳米载药支架的表面后,将边缘封装,吹干得封装产物;
S2:备料:药物溶于乙醇溶液,配制药物溶液;
S3:浸涂载药:移取等量所述药物溶液于所述封装产物的表面,得载药产物;
S4:干燥:所述载药产物干燥后,静置,得缓释药剂;
其中,根据载药量不同,S3和S4可以重复进行,S4干燥完成后,继续进行S3步骤,直到完成预设的载药目标量。
优选地,S2中,所述药物溶液的浓度为1~2mg/ml。
优选地,S4中,所述干燥的方法为真空干燥,所述真空干燥的时间为0.5~2h,所述真空干燥的温度为30~60℃。
综上所述,本发明提供了一种不锈钢纳米载药支架的制备方法,为:预处理、阳极氧化、退火。本发明还提供了一种利用上述不锈钢纳米载药支架的缓释药剂的制备方法,为:封装、备料、浸涂载药、干燥:所述载药产物干燥后,静置,得缓释药剂。制得的不锈钢纳米支架表面孔结构规则,经实验测定可得,本发明提供的技术方案制得的产品,可有效满足临床上常规的载药量需求以及缓释时间的要求;同时,用医用级不锈钢代替昂贵的钛金属材料,有效降低了制备成本。本发明提供的一种不锈钢纳米载药支架及缓释药剂的制备方法,解决了现有技术中,带有载体的缓释药物存在着无法同时兼顾:良好的缓释效果以及不造成机体炎症效果等不良反应的技术缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种缓释药剂的制备流程示意图;
图2为本发明实施例提供的一种不锈钢纳米载药支架的制备流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种缓释药剂的药物洗脱释放曲线示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种不锈钢纳米载药支架及缓释药剂的制备方法,用于解决现有技术中,带有载体的缓释药物存在着无法同时兼顾:良好的缓释效果以及不造成机体炎症效果等不良反应的技术缺陷。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了更详细说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种不锈钢纳米载药支架及缓释药剂的制备方法,进行具体地描述。
实施例1
本实施例为制备不锈钢纳米载药支架1以及缓释药剂1的具体实施例。
将尺寸为40×30×0.2mm的不锈钢片先用砂纸打磨,然后,依次在丙酮、酒精、去离子水中超声清洗12min,每次清洗完成后均用去离子水冲洗不锈钢片的表面。超声清洗完成的不锈钢片经电化学抛光后,洗净干燥,得第一产物1;其中,电化学抛光的方法为:冲洗后的不锈钢片在抛光液中采用恒流法进行电化学抛光,所述抛光液为磷酸和硫酸的混合溶液,硫酸和磷酸的体积比为3:5;电化学抛光的温度为80℃,电化学抛光的时间为3min,电化学抛光的搅拌转速为800r/min,所述电化学抛光的电流密度为40A/dm2。将所得的第一产物1不参加反应的一面用透明胶带进行封装备用。
第一产物1作为阳极,石墨为阴极,浸泡在电解液1中采用恒压法进行阳极氧化,将氧化后所得的阳极置于酒精溶液中清洗,得第二产物1。其中,电解液1为氟化铵的乙二醇溶液,氟化铵的浓度为0.1mol/L;阳极氧化的电压为50V,阳极氧化的时间为10min,阳极氧化的温度为35℃,阳极氧化的搅拌转速为600r/min。
第二产物1在氩气保护条件下退火,得表面具有若干孔状结构的不锈钢纳米载药支架1。其中,所得不锈钢纳米载药支架1的孔径为20~30nm,不锈钢纳米载药支架1的孔长度为6~15μm;退火的温度为380℃,退火的保温时间为60min,退火的升温速度为5℃/min,随炉冷却降至室温。
利用上述所得的不锈钢纳米载药支架1进行缓释药剂1的制备。
将不锈钢纳米载药支架1裁剪成10×10mm大小,将相同大小的卡纸覆盖其表面后,用706硅橡胶将四周边缘进行封装,吹干得封装产物1。
地塞米松溶于乙醇溶液中,搅拌均匀后,配制成浓度为1.5mg/ml的药物溶液1。
用移液枪移取10μL药物溶液1于1封装产物1的表面,得载药产物1。
载药产物1经真空干燥后,静置,得缓释药剂1;其中,真空干燥的时间为1h,真空干燥的温度为60℃。
实施例2
本实施例为制备不锈钢纳米载药支架2以及缓释药剂2的具体实施例。
将尺寸为40×30×0.2mm的不锈钢片先用砂纸打磨,然后,依次在丙酮、酒精、去离子水中超声清洗15min,每次清洗完成后均用去离子水冲洗不锈钢片的表面。超声清洗完成的不锈钢片经电化学抛光后,洗净干燥,得第一产物2;其中,电化学抛光的方法为:冲洗后的不锈钢片在抛光液中采用恒流法进行电化学抛光,所述抛光液为磷酸和硫酸的混合溶液,硫酸和磷酸的体积比为2:3;电化学抛光的温度为90℃,电化学抛光的时间为3.5min,电化学抛光的搅拌转速为1000r/min,所述电化学抛光的电流密度为50A/dm2。将所得的第一产物2不参加反应的一面用透明胶带进行封装备用。
第一产物2作为阳极,石墨为阴极,浸泡在电解液2中采用恒压法进行阳极氧化,将氧化后所得的阳极置于酒精溶液中清洗,得第二产物2。其中,电解液2为氟化铵的乙二醇溶液,氟化铵的浓度为0.4mol/L;阳极氧化的电压为60V,阳极氧化的时间为10min,阳极氧化的温度为25℃,阳极氧化的搅拌转速为800r/min。
第二产物2在氩气保护条件下退火,得表面具有若干孔状结构的不锈钢纳米载药支架2。其中,所得不锈钢纳米载药支架2的孔径为20~30nm,不锈钢纳米载药支架2的孔长度为6~15μm;退火的温度为350℃,退火的保温时间为50min,退火的升温速度为3℃/min,随炉冷却降至室温。
利用上述所得的不锈钢纳米载药支架2进行缓释药剂2的制备。
将不锈钢纳米载药支架2裁剪成10×10mm大小,将相同大小的卡纸覆盖其表面后,用706硅橡胶将四周边缘进行封装,吹干得封装产物2。
地塞米松溶于乙醇溶液中,搅拌均匀后,配制成浓度为1mg/ml的药物溶液2。
用移液枪每次移取10μL药物溶液2于2封装产物2的表面,得载药产物2。
载药产物2经真空干燥后,然后进行重复加载,直至加载30μg地塞米松药物为止,完毕后将其放置于培养皿中静置,得缓释药剂2;其中,真空干燥的时间为0.5h,真空干燥的温度为30℃。
实施例3
本实施例为制备不锈钢纳米载药支架3以及缓释药剂3的具体实施例。
将尺寸为40×30×0.2mm的不锈钢片先用砂纸打磨,然后,依次在丙酮、酒精、去离子水中超声清洗10min,每次清洗完成后均用去离子水冲洗不锈钢片的表面。超声清洗完成的不锈钢片经电化学抛光后,洗净干燥,得第一产物3;其中,电化学抛光的方法为:冲洗后的不锈钢片在抛光液中采用恒流法进行电化学抛光,所述抛光液为磷酸和硫酸的混合溶液,硫酸和磷酸的体积比为1:2;电化学抛光的温度为85℃,电化学抛光的时间为4min,电化学抛光的搅拌转速为600r/min,所述电化学抛光的电流密度为30A/dm2。将所得的第一产物3不参加反应的一面用透明胶带进行封装备用。
第一产物3作为阳极,石墨为阴极,浸泡在电解液3中采用恒压法进行阳极氧化,将氧化后所得的阳极置于酒精溶液中清洗,得第二产物3。其中,电解液3为氟化铵的乙二醇溶液,氟化铵的浓度为0.3mol/L;阳极氧化的电压为40V,阳极氧化的时间为20min,阳极氧化的温度为30℃,阳极氧化的搅拌转速为1000r/min。
第二产物3在氩气保护条件下退火,得表面具有若干孔状结构的不锈钢纳米载药支架3。其中,所得不锈钢纳米载药支架3的孔径为20~30nm,不锈钢纳米载药支架3的孔长度为6~15μm;退火的温度为400℃,退火的保温时间为40min,退火的升温速度为3.5℃/min,随炉冷却降至室温。
利用上述所得的不锈钢纳米载药支架3进行缓释药剂3的制备。
将不锈钢纳米载药支架3裁剪成10×10mm mm大小,将相同大小的卡纸覆盖其表面后,用706硅橡胶将四周边缘进行封装,吹干得封装产物3。
地塞米松溶于乙醇溶液中,搅拌均匀后,配制成浓度为2mg/ml的药物溶液3。
用移液枪每次移取10μL药物溶液3于3封装产物3的表面,得载药产物3。
载药产物3经真空干燥后,然后进行重复加载,直至加载60μg地塞米松药物为止,完毕后将其放置于培养皿中静置,得缓释药剂3;其中,真空干燥的时间为2h,真空干燥的温度为40℃。
实施例4
本实施例为制备不锈钢纳米载药支架4以及缓释药剂4的具体实施例。
将尺寸为40×30×0.2mm的不锈钢片先用砂纸打磨,然后,依次在丙酮、酒精、去离子水中超声清洗15min,每次清洗完成后均用去离子水冲洗不锈钢片的表面。超声清洗完成的不锈钢片经电化学抛光后,洗净干燥,得第一产物4;其中,电化学抛光的方法为:冲洗后的不锈钢片在抛光液中采用恒流法进行电化学抛光,所述抛光液为磷酸和硫酸的混合溶液,硫酸和磷酸的体积比为2:3;电化学抛光的温度为85℃,电化学抛光的时间为3.5min,电化学抛光的搅拌转速为600r/min,所述电化学抛光的电流密度为35A/dm2。将所得的第一产物4不参加反应的一面用透明胶带进行封装备用。
第一产物4作为阳极,石墨为阴极,浸泡在电解液4中采用恒压法进行阳极氧化,将氧化后所得的阳极置于酒精溶液中清洗,得第二产物4。其中,电解液4为氟化铵的乙二醇溶液,氟化铵的浓度为0.15mol/L;阳极氧化的电压为60V,阳极氧化的时间为10min,阳极氧化的温度为25℃,阳极氧化的搅拌转速为600r/min。
第二产物4在氩气保护条件下退火,得表面具有若干孔状结构的不锈钢纳米载药支架4。其中,所得不锈钢纳米载药支架4的孔径为20~30nm,不锈钢纳米载药支架4的孔长度为6~15μm;退火的温度为350℃,退火的保温时间为40min,退火的升温速度为5℃/min,随炉冷却降至室温。
利用上述所得的不锈钢纳米载药支架4进行缓释药剂4的制备。
将不锈钢纳米载药支架4裁剪成10×10mm大小,将相同大小的卡纸覆盖其表面后,用706硅橡胶将四周边缘进行封装,吹干得封装产物4。
地塞米松溶于乙醇溶液中,搅拌均匀后,配制成浓度为1mg/ml的药物溶液4。
用移液枪每次移取10μL药物溶液4于4封装产物4的表面,得载药产物4。
载药产物4经真空干燥后,然后进行重复加载,直至加载120μg地塞米松药物为止,完毕后将其放置于培养皿中静置,得缓释药剂4;其中,真空干燥的时间为1h,真空干燥的温度为30℃。
实施例5
本实施例为用电子显微镜观察实施例1~4制得的不锈钢纳米载药支架1~4以及缓释药剂1~4显微形态的具体实施例。
产品1中,样品表面多孔结构覆盖有一层明显的药物涂层,且孔壁变粗,孔径相比未加载药物前略微变小。
同样,产品2中样品表面孔壁增粗,可明显观察到覆盖有药物层。
产品3和产品4均可观察到致密的药物涂层,在此不再赘述。
进一步地,观察不锈钢纳米载药支架1表面和局部放大后的SEM形貌图,可以观察到其表面规则致密的纳米多孔阵列结构,孔径在20~30nm。其中,从不锈钢纳米载药支架1断面的SEM形貌图中,可以观察到孔道细长且较为均匀,具有较高的纵横比,这些高纵横比的纳米多孔阵列在毛细管现象的作用下,借助真空辅助吸附,药物很容易分布于孔表面、孔壁和孔道之中,这种结构能很好的实现药物控释,延长药物释放时间和不造成晚期炎症、血栓等并发症。同理,不锈钢纳米载药支架2~4均可观察到类似的结果,在此不再赘述。
观察不锈钢纳米载药支架1加载有地塞米松后表面和局部放大后的SEM形貌图,可以观察到药物加载后,表面被药物涂层覆盖,且随着药物加载量的增加,孔径逐渐减小,有些孔甚至被堵死,局部放大后可以观察到药物小颗粒涂覆于孔表面和孔壁中,这种纳米多孔结构能在多孔材料的孔径范围内为小分子药物提供良的好药物储存场所。同理,不锈钢纳米载药支架2~4均可观察到类似的结果,在此不再赘述。
实施例6
本实施例为测定实施例1~4制得的缓释药剂1~4缓释效果的具体实施例。
将缓释药剂1~4分别置于装有4ml磷酸盐缓冲液中(PBS)的离心管中,然后在恒温培养箱中进行药物释放研究,培养温度37℃。
分步释放时间间隔为1h、3h、9h、15h、34h、54h、72h、144h、216h、360h,每次更换等量新的PBS溶液时,需将原来离心管中的PBS溶液保留以作检测,检测通过紫外分光光度计(UV)完成,使用场发射扫描电子显微镜对试样表面形貌进行观察。
所得产品1和产品2的药物洗脱释放曲线请参阅图3,图3为产品3的药物洗脱量曲线和药物释放率曲线。从图3中可以得出,本发明实施例制得的产品1和产品2,药物可以缓慢均匀的释放,缓释效果良好。产品3和产品4的药物释放曲线与产品1和产品2类似,均可达到药物缓慢均匀释放的技术效果,在此不再赘述。
缓释过程后,通过电子显微镜观察产品3的结构变化。
使用场发射扫描电子显微镜,对洗脱后的不锈钢支架表面形貌进行观察,可发现由于支架表面和孔壁的药物涂层释放,微观下药物颗粒量减少,但仍有少量附着于表面和孔壁周围,纳米孔径较释放前有所扩大,规则的孔状结构显现出来,孔结构保存完好,无严重破损现象。
从上述实施例可以得出,本发明提供的一种不锈钢纳米载药支架的制备方法,具有以下优点:
1、本发明中,所得到的不锈钢纳米支架的孔状结构的孔径在20~30nm,孔长度在6~15μm;对于小分子药物的加载,药物释放时间可延长至1个月以上,还可以有效提高药物释放量以及药物释放率;同时,本发明可根据氧化电压的改变调控所需的孔状结构的尺寸。
2、本发明中,制备工艺简单,制备效率高,还可以满足更大剂量的药物加载需求。
3、本发明,所得到的不锈钢纳米支架,具有较高的纵横比,能很好的控释药物达1个月以上。
4、本发明中,所使用的支架原料为不锈钢,可有效解决由于支架原料的聚合物降解所引起的支架植入失败问题和潜在危害;同时,还降低了制备的成本。
综上所述,本发明提供了一种不锈钢纳米载药支架的制备方法,为:预处理、阳极氧化、退火。本发明还提供了一种利用上述不锈钢纳米载药支架的缓释药剂的制备方法,为:封装、备料、浸涂载药、干燥:所述载药产物干燥后,静置,得缓释药剂。制得的不锈钢纳米支架表面孔结构规则,经实验测定可得,本发明提供的技术方案制得的产品,可有效满足临床上常规的载药量需求以及缓释时间的要求;同时,用医用级不锈钢代替昂贵的钛金属材料,有效降低了制备成本。本发明提供的一种不锈钢纳米载药支架及缓释药剂的制备方法,解决了现有技术中,带有载体的缓释药物存在着无法同时兼顾:良好的缓释效果以及不造成机体炎症效果等不良反应的技术缺陷。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种不锈钢纳米载药支架的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:
步骤一、预处理:不锈钢片依次经打磨、超声清洗以及电化学抛光后,洗净干燥,得第一产物;
步骤二、阳极氧化:所述第一产物作为阳极,石墨为阴极,浸泡在电解液中采用恒压法进行阳极氧化,将氧化后所得的阳极置于酒精溶液中清洗,得第二产物;
步骤三、退火:所述第二产物在氩气保护条件下退火,得表面具有若干孔状结构的不锈钢纳米载药支架。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤二中,所述电解液为氟化铵的乙二醇溶液,氟化铵的浓度为0.1~0.4mol/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤二中,所述阳极氧化的电压为40~60V,所述阳极氧化的时间为10~20min,所述阳极氧化的温度为25~35℃,所述阳极氧化的搅拌转速为600~1000r/min。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述不锈钢纳米载药支架的孔径为20~30nm,所述不锈钢纳米载药支架的孔长度为6~15μm。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述超声清洗的方法为:打磨后的不锈钢片依次在丙酮、酒精、去离子水中超声清洗10~15min,每次清洗完成后均用去离子水冲洗不锈钢片的表面。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤一中,所述电化学抛光的方法为:冲洗后的不锈钢片在抛光液中采用恒流法进行电化学抛光,所述抛光液为磷酸和硫酸的混合溶液,硫酸和磷酸的体积比为(3~4):(6~7);
所述电化学抛光的温度为80~90℃,所述电化学抛光的时间为3~4min,所述电化学抛光的搅拌转速为600~1000r/min,所述电化学抛光的电流密度为30~50A/dm2。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤三中,所述退火的温度为350~400℃,所述退火的保温时间为40~60min,所述退火的升温速度为3~5℃/min。
8.一种含有权利要求1至7任意一项所述的不锈钢纳米载药支架的缓释药剂的制备方法,所述制备方法为:
S1、封装:卡纸覆盖所述不锈钢纳米载药支架的表面后,将边缘封装,吹干得封装产物;
S2:备料:药物溶于乙醇溶液,配制药物溶液;
S3:浸涂载药:移取等量所述药物溶液于所述封装产物的表面,得载药产物;
S4:干燥:所述载药产物干燥后,静置,得缓释药剂;
其中,根据载药量不同,S3和S4可以重复进行,S4干燥完成后,继续进行S3步骤,直到完成预设的载药目标量。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,S2中,所述药物溶液的浓度为1~2mg/ml。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,S4中,所述干燥的方法为真空干燥,所述真空干燥的时间为0.5~2h,所述真空干燥的温度为30~60℃。
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