CN110560232B - 一种体外细颗粒脂肪制备一体机 - Google Patents
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Abstract
一种体外细颗粒脂肪制备一体机，包括脂肪收集罐6、支架9和安装在支架上的脂肪切割器、负压发生器94、负压罐组92，所述脂肪切割器通过固定架7安装在所述支架9上，所述负压发生器94通过管道与负压罐组92连接，所述负压罐组92通过管道与脂肪收集罐6的负压接口69连接。本发明解决了脂肪移植过程中脂肪抽吸费时费力，脂肪干细胞含量低、细胞外基质缺乏、纯化过程易污染等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种体外细颗粒脂肪制备一体机，特别是一种用于脂肪移植的体外细颗粒脂肪制备一体机。
背景技术
自体脂肪因来源丰富，取材方便，无排异，操作简单，填充外形好，不存在疾病传染，术后不遗留瘢痕等多项优点，已广泛用于临床，在整形外科更是成为组织填充，创面修复的常用手段。但其移植存活率，尤其长期存活的不确定性至今仍是限制其应用的主要障碍。提高移植后脂肪的存活率尤其长期存活率，仍是当前需要迫切解决的问题。大量研究显示：目前移植脂肪组织体积仍然只能保留50％-80％。
研究显示：移植早期，脂肪组织处于缺血、缺氧状态，依靠周围组织液提供营养，脂肪细胞在距受区组织间液1.5±0.5mm内生存良好，术后5天新生血管由移植物周边开始萌发，但如脂肪颗粒直径超过3mm，受组织液弥散距离限制，脂肪颗粒中心脂肪细胞因获取营养及氧气受限而发生液化、坏死。所以，移植的脂肪在受区早期获取营养、及时建立血供在很大程度上决定于脂肪颗粒直径。
2001年，Zuk等第一次在脂肪组织中发现间充质干细胞(mesenchymal stemcells,MSCs)，称为脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells，ADSCs)。与骨髓来源MSCs一样，ADSCs同样具有良好的自我更新和多向分化潜能。但脂肪干细胞获取更方便，且痛苦更小，更重要的是脂肪组织中干细胞含量为骨髓的500～1000倍。ADSCs在脂肪移植过程中一方面可以提高游离移植脂肪组织内的血管密度，帮助移植物早期建立及时且充分的血供；另一方面可以分化为脂肪细胞，补充减少的脂肪细胞数量，从而有效的提高了移植脂肪的存活率。
大管径(这里指的是φ≥4mm，侧孔口径面积S≥10mm2的管径)抽脂针获取的脂肪颗粒大，而组织液的弥散距离有限，脂肪中心细胞因血运不佳坏死。因此，临床公认小管径(φ＝2mm，S＝1mm2)、低负压脂肪抽吸是脂肪移植成功的关键，大管径吸脂管不推荐用于脂肪移植吸脂。尽管小管径吸脂管吸脂具有诸多优势，但其所抽吸的颗粒脂肪内ADSCs含量较低，分析原因可能与ADSCs主要分布在脂肪组织的间质血管和筋膜结缔组织周围有关，由于血管及筋膜结缔组织的组织相对较致密且韧性较大的特点，导致小口径吸脂管所获取脂肪中ADSCs含量以及细胞外基质较供区ADSCs含量及细胞外基质明显降低。
现在申请号为：201910125174.3，专利名称为一种体外细颗粒脂肪制备一体机，公开了一种采用大口径吸脂管吸脂，再通过切割装置切割脂肪的装置，此装置吸脂效率高、移植后脂肪的存活率高，能够解决上述技术问题，但是对这个装置进一步研究发现，其切割部分切割效果不稳定，切割后的脂肪颗粒有大有小，切割后的脂肪容易飞溅，造成脂肪损耗，其收集部分不方便拆卸、维护和消毒，有造成脂肪细菌污染的可能。
发明内容
本发明解决了上述技术的不足而提供一种保证切割所获得的脂肪颗粒直径≤2mm，防止因脂肪颗粒过大而造成所移植的脂肪中心坏死、将切割、吸脂集成在一起、且减少脂肪收集损耗、防止收集脂肪细菌污染的体外细颗粒脂肪制备一体机，这里的细颗粒脂肪指的是颗粒直径d≤2mm的颗粒脂肪。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种体外细颗粒脂肪制备一体机，包括脂肪收集罐6、支架9和安装在支架上的脂肪切割器、负压发生器94、负压罐组92，所述脂肪切割器通过固定架7安装在所述支架9上，
所述脂肪收集罐6包括筒体62和滤筒63，所述筒体62的顶部开口，底部设有负压接口69与筒体62内腔连通，所述滤筒63由滤孔直径小于待过滤颗粒脂肪的滤网构成，所述滤筒63安装在筒体62内后四周与底部与筒体内壁设有间隙，所述滤筒63顶部开口，所述滤筒63的开口上密封安装有端盖61，所述滤筒63安装在筒体62内后端盖61与筒体62密封连接，所述端盖61上设有进出口68；上述结构的脂肪收集罐采用分离式的筒体和滤筒，方便拆卸、维护和清洗，本装置的主体结构均采用食品级金属或高分子材料材质制作，从而可高温高压灭菌，当切割后的脂肪经进出口抽吸到滤筒内后，滤除的血水等液体透过滤网在负压牵引下被吸走，从而实现脂肪的收集。在吸脂完成后，可以将滤筒和端盖一并从筒体中取出，再通过棉垫或纱布包裹在滤筒外侧吸除水分，这样不但可以有效的吸除剩下的多余水分，还可以避免脂肪直接接触棉垫或纱布，减少细菌污染，并减少脂肪因沾在棉垫或纱布表面导致脂肪损耗。
所述脂肪切割器包括切割台2和安装在切割台2上方的上端盖1，所述切割台2内安装有脂肪颗粒切割装置3，所述脂肪颗粒切割装置3包括可旋转切割的刀片，所述上端盖1上设有进脂通道12，所述切割台2在与进脂通道12对应的位置设有出脂通道22，所述进脂通道12的进脂口11与大口径的吸脂管14连接，所述出脂通道22的出脂口21与脂肪收集罐6的进出口68通过连接管道8连接，所述上端盖1通过密封件密封安装在切割台2上形成组装状态，在组装状态时，所述进脂通道12的出口设置在出脂通道22的进口的正上方，所述上端盖1和切割台2之间、在进脂通道12出口和出脂通道22进口所在区域设有间隔形成环形的切割槽，所述脂肪颗粒切割装置3的刀片设置在切割槽内，工作状态时，所述刀片31的刃口穿过进脂通道12出口与出脂通道22进口连线对脂肪颗粒进行切割；采用上述结构的脂肪切割器，在负压的牵引作用下，脂肪经大口径吸脂管进入进脂通道12，然后脂肪从进脂通道12的出口流出即将落入出脂通道22的进口的过程中，通过高速旋转刀片将脂肪切割成较小颗粒，切割后的小颗粒脂肪在负压牵引作用下从本装置被吸出，由于进脂通道12和出脂通道22之间间隔小，且管道内负压小于等于切割腔隙内负压，一方面脂肪颗粒缺乏脱离管道的力，这样切割后的脂肪颗粒被负压直接牵引进入出脂通道，最大限度减小了脂肪颗粒在装置内部的残留，另一方面，能保证切割后的脂肪颗粒免于多次切割，减少了对脂肪颗粒的破坏；通过控制刀片的转速，可对切割脂肪颗粒的直径大小进行适当的调整，以适应不同的需求，上端盖1密封在切割台2上形成切割槽，这样便于对整体结构的拆装、维护，在本装置所有部件采用食品级金属或高分子材料材质制作时，方便本装置高温高压灭菌。
所述负压发生器94通过管道与负压罐组92连接，所述负压罐组92通过管道与脂肪收集罐6的负压接口69连接。
进一步的，所述支架9底部安装有多个用于支撑的万向轮91。
进一步的，所述负压罐组92为两个相互串联的负压罐92。
进一步的，所述进脂通道12的出口同轴设置在出脂通道22进口的上方，且进脂通道12出口的在水平面上投影处于出脂通道22进口在水平面上投影的范围内，所述进脂通道12和出脂通道22的轴线与刀片31旋转的轴心平行设置。采用这种方式，在负压的作用下，从进脂通道12落下的脂肪可以准确的落入出脂通道内，防止脂肪损耗。
进一步的，所述刀片31的刃口、刀面均与进脂通道12和出脂通道22的轴线垂直。这样保证切割的效果，防止切割时造成溅射。
进一步的，所述切割槽的高度为2～4mm。这个高度与刀片的厚度相匹配，一方面保证负压的效果，另一方面防止刀片旋转时与切割槽壁干涉。
进一步的，所述上端盖1的四周内侧通过O型密封圈4与切割台2的四周外侧密封连接。
进一步的，所述脂肪颗粒切割装置3包括刀片31、刀架32、轴和调速电机38，所述刀片31安装在刀架32上，并且通过自锁螺母33将刀片31和刀架32固定在轴上，所述轴通过轴承35安装在切割台2上，所述轴承35与切割台2、轴与切割台2之间通过密封环36密封，所述轴通过缓冲联轴器37与调速电机38连接。
进一步的，所述调速电机38与控制器5电连接，所述控制器5包括显示调速电机38转速的转速显示屏51、调整调速电机38转速的调速开关52、显示调速电机38状态的工作指示灯53以及控制调整电机启闭的电源开关54。
进一步的，所述刀片31可在0～4000rpm内调整，优选的转速为2500～3000rpm。通过大量试验保证刀片在此转速下切割所获得的脂肪颗粒绝大部分直径≤2mm，可以有效的避免因颗粒过大引起的所移植的脂肪中心坏死。
进一步的，所述吸脂管14长为25～40cm，管径为4～5mm，吸脂管14的吸脂端设有4～6个侧孔，所述侧孔口径面积为20～30mm2。吸脂管采用这种规格，保证大口径、高负压的要求。
进一步的，所述筒体62外壁上设有自锁扣65，所述端盖61上设有密封垫67，所述滤筒63安装在筒体62内后，所述端盖61与筒体62开口边缘66通过密封垫67连接，并且通过筒体62上的自锁扣65与将端盖61紧压在筒体62开口边缘66上，使端盖61与筒体62密封。端盖通过密封垫、自锁扣等结构可靠的固定于筒体上，保证内部密封，保证负压系统的正常工作。
进一步的，所述端盖61设置在滤筒63内一侧设有以进出口68为倾斜中心的斜面形成底面与滤筒63直径相匹配的圆锥形的导流口64。端盖上导流口的设计在将脂肪取出时，使得脂肪可通过导流口导出，避免了脂肪在导出过程中卡在角落处不易流出造成损耗。
进一步的，所述负压接口69和端盖61上的进出口68上设有快速连接接头93，所述进脂通道12的进脂口11和出脂通道22的出脂口21上设有快速连接接头93。从而方便管路与本装置的快速连接和拆卸。
采用上述装置，进一步完善了大口径、高负压的体外细颗粒脂肪制备一体机，抽吸同等体积颗粒脂肪ADSCs高于现有制备方式1.7～3倍，而且可获取更多的可注射的细胞外基质，本装置采用在体外将大口径吸脂管所抽吸的脂肪切割粉碎，使大颗粒脂肪变为小颗粒脂肪，不但解决了因脂肪颗粒过大导致的脂肪细胞坏死问题，而且解决了所获脂肪组织内ADSCs含量过低以及缺乏细胞外基质的问题，同时也保证了细胞活性，实验还发现采用大管径吸脂管，可显著提高临床吸脂效率(达3～5倍)。
综上所述，本发明解决了脂肪移植过程中脂肪抽吸费时费力，脂肪干细胞含量低、缺乏细胞外基质、纯化过程易污染等问题，整个系统也可以和吸脂机对接，从而变成吸脂塑身的设备。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明脂肪切割器与脂肪收集罐连接后的结构示意图。
图3为本发明脂肪切割器的结构示意图。
图4为本发明切割台的俯视图。
图5为本发明切割台与上端盖连接后的结构示意图。
图6为本发明脂肪收集罐的剖视图。
附图中，1、上端盖，11、进脂口，12、进脂通道，13、吸脂管道，14、吸脂管，2、切割台，21、出脂口，22、出脂通道，3、切割装置，31、刀片，32、刀架，33、自锁螺母，34、轴，35、轴承，36、密封环，37、缓冲联轴器，38、调速电机，4、O型密封圈，5、控制器，51、转速显示屏，52、调速开关，53、工作指示灯，54、电源开关，6、收集罐，61、端盖，62、筒体，63、滤筒，64、导流口，65、自锁扣，66、连接面，67、密封垫，68、进出口，69、负压接口，7、固定架，8、连接管道，9、支架，91、万向轮，92、负压罐，93、快速连接接头，94、负压发生器。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图及实施实例，对发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此，本发明的保护范围也涉及本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
如图1至6所示，一种体外细颗粒脂肪制备一体机，包括脂肪收集罐6、支架9和安装在支架上的脂肪切割器、负压发生器94、负压罐组92，所述脂肪切割器通过固定架7安装在所述支架9上，
所述脂肪收集罐6包括筒体62和滤筒63，所述筒体62的顶部开口，底部设有负压接口69与筒体62内腔连通，所述滤筒63由滤孔直径小于待过滤颗粒脂肪的滤网构成，所述滤筒63安装在筒体62内后四周与底部与筒体内壁设有间隙，所述滤筒63顶部开口，所述滤筒63的开口上密封安装有端盖61，所述端盖61设置在滤筒63内一侧设有以进出口68为倾斜中心的斜面形成底面与滤筒63直径相匹配的圆锥形的导流口64，本实施例中进出口的孔径约4～6mm。端盖上导流口的设计在将脂肪取出时，使得脂肪可通过导流口导出，避免了脂肪在导出过程中卡在角落处不易流出造成损耗；
所述脂肪切割器包括切割台2和安装在切割台2上方的上端盖1，所述切割台2内安装有脂肪颗粒切割装置3，所述脂肪颗粒切割装置3包括可旋转切割的刀片，所述上端盖1上设有进脂通道12，所述切割台2在与进脂通道12对应的位置设有出脂通道22，所述进脂通道12的进脂口11与大口径的吸脂管14连接(所述吸脂管14长为25～40cm，管径为4～5mm，吸脂管14的吸脂端设有4～6个侧孔，所述侧孔口径面积为20～30mm2)，所述出脂通道22的出脂口21与脂肪收集罐6的进出口68通过连接管道8连接，所述上端盖1通过密封件密封安装在切割台2上形成组装状态，在组装状态时，所述进脂通道12的出口设置在出脂通道22的进口的正上方，进一步的，所述进脂通道12的出口同轴设置在出脂通道22进口的上方，且进脂通道12出口的在水平面上投影处于出脂通道22进口在水平面上投影的范围内(从而使得脂肪从进脂通道12出口直接落入出脂通道22进口，不会外溢)，所述上端盖1和切割台2之间、在进脂通道12出口和出脂通道22进口所在区域设有间隔形成环形的切割槽，所述脂肪颗粒切割装置3的刀片设置在切割槽内，工作状态时，所述刀片31的刃口穿过进脂通道12出口与出脂通道22进口连线对脂肪颗粒进行切割，并且所述进脂通道12和出脂通道22的轴线与刀片31旋转的轴心平行设置，保证刀片的刃口与所述轴线垂直切割，保证切割的效果；
所述负压发生器94通过管道与负压罐组92连接，所述负压罐组92通过管道与脂肪收集罐6的负压接口69连接。所述负压发生器94提供负压使得吸脂管14吸脂端的负压范围为0.06～0.08Mpa。
所述脂肪颗粒切割装置3包括刀片31、刀架32、轴和调速电机38，所述刀片31安装在刀架32上，并且通过自锁螺母33将刀片31和刀架32固定在轴上，所述轴通过轴承35安装在切割台2上，所述轴承35与切割台2、轴与切割台2之间通过密封环36密封，所述轴通过缓冲联轴器37与调速电机38连接。
所述调速电机38与控制器5电连接，所述控制器5包括显示调速电机38转速的转速显示屏51、调整调速电机38转速的调速开关52、显示调速电机38状态的工作指示灯53以及控制调整电机启闭的电源开关54。
所述上端盖1的盖体固定侧内安装有O型密封圈4，上端盖1与切割台2连接后通过O型密封圈4密封连接，在上端盖1安装在切割台2上后，所述上端盖1和切割台2之间、在进脂通道12出口和出脂通道22进口所在区域设有间隔形成环形的切割槽，所述脂肪颗粒切割装置3的刀片31设置在切割槽内，本实施例中，所述切割槽的高度为2～4mm，至少能容纳一片刀片的高度，刀片保持在2500～3000rpm的转速，切割槽的高度使得刀片高速旋转时不会与切割槽干涉。通过上述结构使得切割所获得的脂肪颗粒直径≤2mm，可以有效的避免因颗粒过大引起的所移植的脂肪中心坏死。
作为本装置的另一种实施方式，在进脂通道12的出口与出脂通道22的进口之间设置有一组刀片31，相邻刀片31沿进脂通道12的出口与出脂通道22的进口连线方向排布，当脂肪进入切割槽中，被高速旋转的刀片切割，并迅速被抽吸排出，避免了多次切割，减少对脂肪颗粒的破坏。
本实施例中，所述进脂通道12的进脂口11和出脂通道22的出脂口21上设有快速连接接头93。从而方便管路与本装置的快速连接和拆卸。
所述筒体62外壁上设有自锁扣65，所述端盖61上设有密封垫67，所述滤筒63安装在筒体62内后，所述端盖61与筒体62开口边缘66通过密封垫67连接，并且通过筒体62上的自锁扣65与将端盖61紧压在筒体62开口边缘66上，使端盖61与筒体62密封，所述端盖61上设有进出口68，端盖61与筒体62密封后，所述进出口68通过滤筒63与负压接口69连通。端盖通过密封垫、自锁扣等结构可靠的固定于筒体上，保证内部密封，保证负压系统的正常工作。所述脂肪收集罐6的负压接口69和端盖61上的进出口68上设有快速连接接头93，
本装置在使用时，在启动负压发生器94，在负压的牵引作用下，脂肪经大口径吸脂管进入进脂通道12，然后脂肪从进脂通道12的出口进入切割槽即将落入出脂通道22的进口的过程中，通过脂肪颗粒切割装置3高速旋转刀片切割成较小颗粒，切割后的小颗粒脂肪在负压牵引作用下从本装置的出脂口吸出、通过脂肪收集罐的进出口进入滤筒63内，滤除的血水等液体在负压牵引下被吸入负压罐。吸脂完成后，将滤筒63和端盖61一并从筒体62中取出，以棉垫或纱布隔着滤筒网吸除水分，随后再将端盖61和滤筒63固定在筒体62上，通过自锁扣锁紧后，将滤筒63翻转，通过进出口将脂肪抽吸入注射器以供体内注射脂肪。
此外，需要说明的是，本专利不局限于上述实施方式，只要其零件未说明具体尺寸或形状的，则该零件可以为与其结构相适应的任何尺寸或形状，且不论在其材料构成上作任何变化，凡是采用本发明所提供的结构设计，都是本发明的一种变形，均应认为在本发明保护范围之内。
Claims (12)
1.一种体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：包括脂肪收集罐(6)、支架(9)和安装在支架上的脂肪切割器、负压发生器(94)、负压罐组，所述脂肪切割器通过固定架(7)安装在所述支架(9)上，
所述脂肪收集罐(6)包括筒体(62)和滤筒(63)，所述筒体(62)的顶部开口，底部设有负压接口(69)与筒体(62)内腔连通，所述滤筒(63)由滤孔直径小于待过滤颗粒脂肪的滤网构成，所述滤筒(63)安装在筒体(62)内后四周与底部与筒体内壁设有间隙，所述滤筒(63)顶部开口，所述滤筒(63)的开口上密封安装有端盖(61)，所述滤筒(63)安装在筒体(62)内后端盖(61)与筒体(62)密封连接，所述端盖(61)上设有进出口(68)；
所述脂肪切割器包括切割台(2)和安装在切割台(2)上方的上端盖(1)，所述切割台(2)内安装有脂肪颗粒切割装置(3)，所述脂肪颗粒切割装置(3)包括可旋转切割的刀片，所述上端盖(1)上设有进脂通道(12)，所述切割台(2)在与进脂通道(12)对应的位置设有出脂通道(22)，所述进脂通道(12)的进脂口(11)与大口径的吸脂管(14)连接，所述出脂通道(22)的出脂口(21)与脂肪收集罐(6)的进出口(68)通过连接管道(8)连接，所述上端盖(1)通过密封件密封安装在切割台(2)上形成组装状态，在组装状态时，所述进脂通道(12)的出口设置在出脂通道(22)的进口的正上方，所述上端盖(1)和切割台(2)之间、在进脂通道(12)出口和出脂通道(22)进口所在区域设有间隔形成环形的切割槽，所述脂肪颗粒切割装置(3)的刀片设置在切割槽内，工作状态时，所述刀片(31)的刃口穿过进脂通道(12)出口与出脂通道(22)进口连线对脂肪颗粒进行切割；
所述负压发生器(94)通过管道与负压罐组连接，所述负压罐组通过管道与脂肪收集罐(6)的负压接口(69)连接。
2.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述支架(9)底部安装有多个用于支撑的万向轮(91)。
3.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述负压罐组为两个相互串联的负压罐(92)。
4.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述进脂通道(12)的出口同轴设置在出脂通道(22)进口的上方，且进脂通道(12)出口的在水平面上投影处于出脂通道(22)进口在水平面上投影的范围内，所述进脂通道(12)和出脂通道(22)的轴线与刀片(31)旋转的轴心平行设置。
5.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述刀片(31)的刃口、刀面均与进脂通道(12)和出脂通道(22)的轴线垂直。
6.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述脂肪颗粒切割装置(3)包括刀片(31)、刀架(32)、轴和调速电机(38)，所述刀片(31)安装在刀架(32)上，并且通过自锁螺母(33)将刀片(31)和刀架(32)固定在轴上，所述轴通过轴承(35)安装在切割台(2)上，所述轴承(35)与切割台(2)、轴与切割台(2)之间通过密封环(36)密封，所述轴通过缓冲联轴器(37)与调速电机(38)连接。
7.根据权利要求6所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述调速电机(38)与控制器(5)电连接，所述控制器(5)包括显示调速电机(38)转速的转速显示屏(51)、调整调速电机(38)转速的调速开关(52)、显示调速电机(38)状态的工作指示灯(53)以及控制调整电机启闭的电源开关(54)。
8.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述刀片(31)的转速为2500～3000rpm。
9.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述吸脂管(14)长为25～40cm，管径为4～5mm，吸脂管(14)的吸脂端设有4～6个侧孔，所述侧孔口径面积为20～30mm2。
10.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述筒体(62)外壁上设有自锁扣(65)，所述端盖(61)上设有密封垫(67)，所述滤筒(63)安装在筒体(62)内后，所述端盖(61)与筒体(62)开口边缘(66)通过密封垫(67)连接，并且通过筒体(62)上的自锁扣(65)与将端盖(61)紧压在筒体(62)开口边缘(66)上，使端盖(61)与筒体(62)密封。
11.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述端盖(61)设置在滤筒(63)内一侧设有以进出口(68)为倾斜中心的斜面形成底面与滤筒(63)直径相匹配的圆锥形的导流口(64)。
12.根据权利要求1所述的体外细颗粒脂肪制备一体机，其特征在于：所述筒体(62)的负压接口(69)和端盖(61)上的进出口(68)上设有快速连接接头(93)，所述进脂通道(12)的进脂口(11)和出脂通道(22)的出脂口(21)上设有快速连接接头(93)。
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