CN114317266A - 一种间充质干细胞外泌体的制备方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种间充质干细胞外泌体的制备方法及装置，使用间充质干细胞外泌体的制备装置配合完成，所述间充质干细胞外泌体的制备方法包括如下步骤：1)取明胶水溶液，用双乳法制得明胶微球粗品；将明胶微球粗品以无水乙醇脱水后，于含京尼平的无水乙醇溶液中进行交联，制得明胶微载体；2)取含明胶微载体的培养液置于箱体内部，将培养液中接种间充质干细胞，使用间充质干细胞外泌体的制备装置进行搅拌培养，待贴附于所述明胶微载体上的细胞生长汇合度至80％～90％时，此间充质干细胞外泌体的制备装置能够保证箱体内部的湿度、温度和二氧化碳浓度，避免影响培养效果，结构简单，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及生物质有机肥制备技术领域，尤其涉及一种间充质干细胞外泌体的制备方法及装置。
背景技术
外泌体(Exosome)是一种能被大多数细胞分泌的微小膜泡，直径大约30-150nm，具有脂质双层膜结构，携带RNA和蛋白质，被大多数细胞类型释放，是细胞间通讯系统的一部分。几乎所有的细胞都分泌胞外囊泡，包括间充质干细胞，间充质干细胞来源的胞外囊泡含有与母细胞相似的成分，如细胞因子、生长因子、脂类、mRNAs及调控型miRNAs等。他们主要参与细胞与细胞间的交流通讯及改变组织的微环境等，在免疫调控，组织损伤修复等方面起着不可低估的作用。干细胞分泌的外泌体指的是直径在30-150nm的同质性囊泡，由与细胞质膜相同的脂质双分子层包裹，内部含有蛋白质和RNA等生物活性物质。间充质干细胞(MSCs)以旁分泌方式发挥作用，其机制为干细胞通过产生大量细胞因子和生长因子，以及产生外泌体(exosomes)来起到组织修复的作用。
在进行搅拌培养的过程中，需要一定温度、湿度和二氧化碳浓度的条件，现有的搅拌培养机构不能够很好对被培养的间充质干细胞温度、湿度和二氧化碳浓度的调节，导致培养效果不佳
因此，有必要提供一种新的间充质干细胞外泌体的制备方法及装置解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种能够调节温度、湿度和二氧化碳浓度条件的间充质干细胞外泌体的制备方法及装置。
本发明提供的间充质干细胞外泌体的制备装置包括箱体、进液口和出液口，所述箱体的顶部开设有进液口，所述箱体的底部开设有出液口，所述进液口的表面安装有进液阀，所述出液口的表面安装有出液阀，所述箱体顶部固定连接有搅拌装置，所述箱体顶部下表面转动安装有加湿装置，所述加湿装置与搅拌装置固定连接，所述箱体的表面固定连接有储水箱，所述储水箱的表面固定连接有第一连接管，所述第一连接管与储水箱的内部相连通，所述第一连接管远离储水箱的一端与加湿装置固定连接，所述箱体顶部下表面安装有温度传感器、湿度传感器和二氧化碳传感器，所述箱体的表面开设有进气口，所述进气口的表面固定连接有加热装置，所述加热装置与箱体固定连接，所述箱体顶部位于进液口旁开设有出气口，所述出气口的表面安装有出气阀。
优选的，所述搅拌装置包括电机座、伺服电机、竖板、偏心轮、连接板、转动杆、活动板、齿条、传动齿轮、搅拌柱和搅拌叶，所述箱体顶部上表面固定连接有电机座，所述电机座的上方固定连接有伺服电机，所述箱体的上方对称设置有竖板，两个所述竖板均与箱体顶部固定连接，所述竖板的表面转动安装有偏心轮，两个所述偏心轮的表面转动安装有连接板，所述伺服电机的输出端与其中一个偏心轮固定连接，所述偏心轮的表面固定连接有转动杆，两个所述转动杆远离偏心轮的一端通过轴承转动连接有活动板，所述活动板的表面固定连接有齿条，所述齿条的表面啮合连接有传动齿轮，所述传动齿轮与箱体转动安装，所述传动齿轮的表面固定连接有搅拌柱，所述搅拌柱与箱体转动连接，所述搅拌柱的表面对称固定连接有搅拌叶。
优选的，所述加湿装置包括第二连接管、横柱、安装座、输送泵、转动箱和雾化喷头，所述储水箱的顶部固定连接有安装座，所述安装座的表面固定连接有输送泵，所述输送泵与第一连接管固定连接，所述箱体的顶部开设有进水口，所述进水口的表面固定连接有第二连接管，所述水泵与第二连接管固定连接，所述箱体顶部下表面转动安装有转动箱，所述进水口与转动箱的内部相连通，所述转动箱的表面安装有多个雾化喷头，所述搅拌柱靠近箱体顶部的表面对称固定连接有横柱，两个所述横柱均与转动箱固定连接。
优选的，多个所述雾化喷头呈现沿中心对称分布。
优选的，所述加热装置包括第一进气管、第二进气管、加热箱、第一进气阀、第二进气阀、第三进气管、风机和二氧化碳进入模块，所述进气口的表面固定连接有第三进气管，所述第三进气管远离进气口的一端固定连接有加热箱，所述加热箱的表面固定连接有第二进气管，所述第二进气管的表面固定连接有第一进气管，所述第二进气管远离加热箱的一端固定连接有二氧化碳进入模块，所述第一进气管远离第二进气管的一端固定连接有风机，所述风机安装在加热箱的表面，所述第一进气管的内部安装有第一进气阀，所述第二进气管的内部安装有第二进气阀。
优选的，所述第二连接管的表面固定连接有限位板，所述限位板与储水箱固定连接。
优选的，所述传动齿轮为长齿轮。
优选的，所述转动箱呈现环形。
本发明提供的间充质干细胞外泌体的制备方法使用本发明的间充质干细胞外泌体的制备装置配合完成，所述间充质干细胞外泌体的制备方法包括如下步骤：
1)取明胶水溶液，用双乳法制得明胶微球粗品；将明胶微球粗品以无水乙醇脱水后，于含京尼平的无水乙醇溶液中进行交联，制得明胶微载体；
2)取含明胶微载体的培养液置于箱体内部，将培养液中接种间充质干细胞，使用间充质干细胞外泌体的制备装置进行搅拌培养，待贴附于所述明胶微载体上的细胞生长汇合度至80％～90％时，加入重组干扰素γ和细胞松弛素D，继续培养12～48h，收集条件性培养基，提取外泌体，重组干扰素γ的浓度为10-50μg/L，细胞松弛素D的浓度为0.5-2.0μg/ml。
与相关技术相比较，本发明提供的间充质干细胞外泌体的制备方法及装置具有如下有益效果：
本发明提供在进行箱体的顶部可安装有控制器，进液阀、出液阀、第一进气阀、第二进气阀、出气阀、二氧化碳进入模块、风机、温度传感器、湿度传感器、加热箱和伺服电机均与控制器通过导线连接，控制器由电脑程序精准控制，在使用时，伺服电机启动，带动偏心轮转动，进而带动转动杆转动，由于连接板和活动板的连接作用，进而带动活动板呈现周期性的运动，当活动板移动至最右边时，传动齿轮停止转动，随着活动板继续转动，能够带动传动齿轮反向转动，由于活动板呈现周期性运动，故而传动齿轮呈现周期性往复转动，搅拌柱和搅拌叶对培养液进行搅拌时，具有良好的搅拌效果，初始时，出液阀和出气阀处于关闭状态，由温度传感器、湿度传感器和二氧化碳传感器进行感应，如若箱体内部的温度低于预设值，则传输信号至控制器，控制器控制加热箱通电加热，风机启动，出气阀打开，第一进气阀打开，将加热的空气与箱体内部的空气进行一部分置换，直至温度传感器重新达到预设值，如若湿度传感器感应箱体内部的湿度小于预设值，则传输信号至控制器，控制器控制输送泵启动，使得储水箱内部的水，通过第一连接管、第二连接管和转动箱，由雾化喷头喷出，增加箱体内部湿度，直至箱体内部的湿度重新恢复至预设值，由二氧化碳传感器感应箱体内部的二氧化碳浓度，如若低于预设值，则传输信号至控制器，控制器控制第二进气阀打开，出气阀打开，二氧化碳进入模块对箱体内部补充二氧化碳，直至箱体内部的二氧化碳浓度达到预设值，保证箱体内部的湿度、温度和二氧化碳浓度，避免影响间充质干细胞的培养效果。
附图说明
图1为本发明提供的制备方法工艺流程示意图；
图2为本发明提供的整体结构示意图之一；
图3为本发明提供的整体结构示意图之二；
图4为本发明提供的箱体颞部结构示意图；
图5为本发明提供的进气口结构示意图。
图中标号：1、箱体；2、进液口；3、出液口；4、进液阀；5、出液阀；6、搅拌装置；7、限位板；8、加湿装置；9、储水箱；10、第一连接管；11、温度传感器；12、湿度传感器；13、二氧化碳传感器；14、进气口；15、加热装置；16、出气口；17、出气阀；18、电机座；19、伺服电机；20、竖板；21、偏心轮；22、连接板；23、转动杆；24、活动板；25、齿条；26、传动齿轮；27、搅拌柱；28、搅拌叶；29、第二连接管；30、横柱；31、安装座；32、输送泵；33、转动箱；34、雾化喷头；35、第一进气管；36、第二进气管；37、加热箱；38、第一进气阀；39、第二进气阀；40、第三进气管；41、风机；42、二氧化碳进入模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1、图2、图3、图4和图5，其中，图1为本发明提供的制备方法工艺流程示意图；图2为本发明提供的整体结构示意图之一；图3为本发明提供的整体结构示意图之二；图4为本发明提供的箱体颞部结构示意图；
图5为本发明提供的进气口结构示意图。
在具体实施过程中，如图2、图3、图4、图5所示，
本发明提供的间充质干细胞外泌体的制备装置包括箱体1、进液口2和出液口3，所述箱体1的顶部开设有进液口2，所述箱体1的底部开设有出液口3，所述进液口2的表面安装有进液阀4，所述出液口3的表面安装有出液阀5，所述箱体1顶部固定连接有搅拌装置6，所述箱体1顶部下表面转动安装有加湿装置8，所述加湿装置8与搅拌装置6固定连接，所述箱体1的表面固定连接有储水箱9，所述储水箱9的表面固定连接有第一连接管10，所述第一连接管10与储水箱9的内部相连通，所述第一连接管10远离储水箱9的一端与加湿装置8固定连接，所述箱体1顶部下表面安装有温度传感器11、湿度传感器12和二氧化碳传感器13，所述箱体1的表面开设有进气口14，所述进气口14的表面固定连接有加热装置15，所述加热装置15与箱体1固定连接，所述箱体1顶部位于进液口2旁开设有出气口16，所述出气口16的表面安装有出气阀17；箱体1即为本发明所述制备方法中的培养箱。
如图2、图3、图5所示，所述搅拌装置6包括电机座18、伺服电机19、竖板20、偏心轮21、连接板22、转动杆23、活动板24、齿条25、传动齿轮26、搅拌柱27和搅拌叶28，所述箱体1顶部上表面固定连接有电机座18，所述电机座18的上方固定连接有伺服电机19，所述箱体1的上方对称设置有竖板20，两个所述竖板20均与箱体1顶部固定连接，所述竖板20的表面转动安装有偏心轮21，两个所述偏心轮21的表面转动安装有连接板22，所述伺服电机19的输出端与其中一个偏心轮21固定连接，所述偏心轮21的表面固定连接有转动杆23，两个所述转动杆23远离偏心轮21的一端通过轴承转动连接有活动板24，所述活动板24的表面固定连接有齿条25，所述齿条25的表面啮合连接有传动齿轮26，所述传动齿轮26与箱体1转动安装，所述传动齿轮26的表面固定连接有搅拌柱27，所述搅拌柱27与箱体1转动连接，所述搅拌柱27的表面对称固定连接有搅拌叶28，伺服电机19启动，带动偏心轮21转动，进而带动转动杆23转动，由于连接板22和活动板24的连接作用，进而带动活动板24呈现周期性的运动，当活动板24移动至最右边时，传动齿轮26停止转动，随着活动板24继续转动，能够带动传动齿轮26反向转动，由于活动板24呈现周期性运动，故而传动齿轮26呈现周期性往复转动，搅拌柱27和搅拌叶28对培养液进行搅拌时，具有良好的搅拌效果。
如图2、图3、图4所示，所述加湿装置8包括第二连接管29、横柱30、安装座31、输送泵32、转动箱33和雾化喷头34，所述储水箱9的顶部固定连接有安装座31，所述安装座31的表面固定连接有输送泵32，所述输送泵32与第一连接管10固定连接，所述箱体1的顶部开设有进水口，所述进水口的表面固定连接有第二连接管29，所述水泵与第二连接管29固定连接，所述箱体1顶部下表面转动安装有转动箱33，所述进水口与转动箱33的内部相连通，所述转动箱33的表面安装有多个雾化喷头34，所述搅拌柱27靠近箱体1顶部的表面对称固定连接有横柱30，两个所述横柱30均与转动箱33固定连接，如若湿度传感器12感应箱体1内部的湿度小于预设值，则传输信号至控制器，控制器控制输送泵32启动，使得储水箱9内部的水，通过第一连接管10、第二连接管29和转动箱33，由雾化喷头34喷出，增加箱体1内部湿度，直至箱体1内部的湿度重新恢复至预设值。
如图4所示，多个所述雾化喷头34呈现沿中心对称分布，保证对箱体1内部喷雾均匀，及时增加箱体1内部湿度。
如图2、图3所示，所述加热装置15包括第一进气管35、第二进气管36、加热箱37、第一进气阀38、第二进气阀39、第三进气管40、风机41和二氧化碳进入模块42，所述进气口14的表面固定连接有第三进气管40，所述第三进气管40远离进气口14的一端固定连接有加热箱37，所述加热箱37的表面固定连接有第二进气管36，所述第二进气管36的表面固定连接有第一进气管35，所述第二进气管36远离加热箱37的一端固定连接有二氧化碳进入模块42，所述第一进气管35远离第二进气管36的一端固定连接有风机41，所述风机41安装在加热箱37的表面，所述第一进气管35的内部安装有第一进气阀38，所述第二进气管36的内部安装有第二进气阀39，由二氧化碳传感器13和温度传感器11进行感应，如若箱体1内部的温度低于预设值，则传输信号至控制器，控制器控制加热箱37通电加热，风机41启动，出气阀17打开，第一进气阀38打开，将加热的空气与箱体1内部的空气进行一部分置换，直至温度传感器11重新达到预设值，如若低于预设值，则传输信号至控制器，控制器控制第二进气阀39打开，出气阀17打开，二氧化碳进入模块42对箱体1内部补充二氧化碳，直至箱体1内部的二氧化碳浓度达到预设值，如若二氧化碳浓度和温度同时低于预设值，则第一进气阀38关闭，由二氧化碳进入模块42对箱体1进行二氧化碳的补充，加热箱37通电加热，对二氧化碳进行加热，与箱体1内部的空气进行置换；二氧化碳射入模块包括气泵和二氧化碳存储箱，气泵能够将二氧化碳泵入第二进气管36，进而进入箱体1内部。
如图2、图3、图4、图5所示，所述第二连接管29的表面固定连接有限位板7，所述限位板7与储水箱9固定连接，保证第二连接管29安装的稳定性。
如图2、图3、图4、图5所示，所述传动齿轮26为长齿轮，便于与活动板24和齿条25配合。
如图4所示，所述转动箱33呈现环形，便于雾化喷头34对箱体1内部进行均匀喷雾，使得箱体1内部湿度尽快恢复至预设值。
如图1、图2所示，基于本发明的装置，本发明还提供一种间充质干细胞外泌体的制备方法，使用间充质干细胞外泌体的制备装置配合完成，所述间充质干细胞外泌体的制备方法包括如下步骤：
1)取明胶水溶液，用双乳法制得明胶微球粗品；将明胶微球粗品以无水乙醇脱水后，于含京尼平的无水乙醇溶液中进行交联，制得明胶微载体；
2)取含明胶微载体的培养液置于箱体1内部，将培养液中接种间充质干细胞，使用间充质干细胞外泌体的制备装置进行搅拌培养，待贴附于所述明胶微载体上的细胞生长汇合度至80％～90％时，加入重组干扰素γ和细胞松弛素D，继续培养12～48h，收集条件性培养基，提取外泌体，重组干扰素γ的浓度为10-50μg/L，细胞松弛素D的浓度为0.5-2.0μg/ml。
工作原理：在箱体1的顶部可安装有控制器，进液阀4、出液阀5、第一进气阀38、第二进气阀39、出气阀17、二氧化碳进入模块42、风机41、温度传感器11、湿度传感器12、加热箱37和伺服电机19均与控制器通过导线连接，控制器由电脑程序精准控制，在使用时，伺服电机19启动，带动偏心轮21转动，进而带动转动杆23转动，由于连接板22和活动板24的连接作用，进而带动活动板24呈现周期性的运动，当活动板24移动至最右边时，传动齿轮26停止转动，随着活动板24继续转动，能够带动传动齿轮26反向转动，由于活动板24呈现周期性运动，故而传动齿轮26呈现周期性往复转动，搅拌柱27和搅拌叶28对培养液进行搅拌时，具有良好的搅拌效果，初始时，出液阀5和出气阀17处于关闭状态，由温度传感器11、湿度传感器12和二氧化碳传感器13进行感应，如若箱体1内部的温度低于预设值，则传输信号至控制器，控制器控制加热箱37通电加热，风机41启动，出气阀17打开，第一进气阀38打开，将加热的空气与箱体1内部的空气进行一部分置换，直至温度传感器11重新达到预设值，如若湿度传感器12感应箱体1内部的湿度小于预设值，则传输信号至控制器，控制器控制输送泵32启动，使得储水箱9内部的水，通过第一连接管10、第二连接管29和转动箱33，由雾化喷头34喷出，增加箱体1内部湿度，直至箱体1内部的湿度重新恢复至预设值，由二氧化碳传感器13感应箱体1内部的二氧化碳浓度，如若低于预设值，则传输信号至控制器，控制器控制第二进气阀39打开，出气阀17打开，二氧化碳进入模块42对箱体1内部补充二氧化碳，直至箱体1内部的二氧化碳浓度达到预设值，保证箱体1内部的湿度、温度和二氧化碳浓度，避免影响间充质干细胞的培养效果，培养完成后，出液阀5打开，进行出液。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种间充质干细胞外泌体的制备装置，包括箱体(1)、进液口(2)和出液口(3)，其特征在于，所述箱体(1)的顶部开设有进液口(2)，所述箱体(1)的底部开设有出液口(3)，所述进液口(2)的表面安装有进液阀(4)，所述出液口(3)的表面安装有出液阀(5)，所述箱体(1)顶部固定连接有搅拌装置(6)，所述箱体(1)顶部下表面转动安装有加湿装置(8)，所述加湿装置(8)与搅拌装置(6)固定连接，所述箱体(1)的表面固定连接有储水箱(9)，所述储水箱(9)的表面固定连接有第一连接管(10)，所述第一连接管(10)与储水箱(9)的内部相连通，所述第一连接管(10)远离储水箱(9)的一端与加湿装置(8)固定连接，所述箱体(1)顶部下表面安装有温度传感器(11)、湿度传感器(12)和二氧化碳传感器(13)，所述箱体(1)的表面开设有进气口(14)，所述进气口(14)的表面固定连接有加热装置(15)，所述加热装置(15)与箱体(1)固定连接，所述箱体(1)顶部位于进液口(2)旁开设有出气口(16)，所述出气口(16)的表面安装有出气阀(17)。
2.根据权利要求1所述的间充质干细胞外泌体的制备装置，其特征在于，所述搅拌装置(6)包括电机座(18)、伺服电机(19)、竖板(20)、偏心轮(21)、连接板(22)、转动杆(23)、活动板(24)、齿条(25)、传动齿轮(26)、搅拌柱(27)和搅拌叶(28)，所述箱体(1)顶部上表面固定连接有电机座(18)，所述电机座(18)的上方固定连接有伺服电机(19)，所述箱体(1)的上方对称设置有竖板(20)，两个所述竖板(20)均与箱体(1)顶部固定连接，所述竖板(20)的表面转动安装有偏心轮(21)，两个所述偏心轮(21)的表面转动安装有连接板(22)，所述伺服电机(19)的输出端与其中一个偏心轮(21)固定连接，所述偏心轮(21)的表面固定连接有转动杆(23)，两个所述转动杆(23)远离偏心轮(21)的一端通过轴承转动连接有活动板(24)，所述活动板(24)的表面固定连接有齿条(25)，所述齿条(25)的表面啮合连接有传动齿轮(26)，所述传动齿轮(26)与箱体(1)转动安装，所述传动齿轮(26)的表面固定连接有搅拌柱(27)，所述搅拌柱(27)与箱体(1)转动连接，所述搅拌柱(27)的表面对称固定连接有搅拌叶(28)。
3.根据权利要求2所述的间充质干细胞外泌体的制备装置，其特征在于，所述加湿装置(8)包括第二连接管(29)、横柱(30)、安装座(31)、输送泵(32)、转动箱(33)和雾化喷头(34)，所述储水箱(9)的顶部固定连接有安装座(31)，所述安装座(31)的表面固定连接有输送泵(32)，所述输送泵(32)与第一连接管(10)固定连接，所述箱体(1)的顶部开设有进水口，所述进水口的表面固定连接有第二连接管(29)，所述水泵与第二连接管(29)固定连接，所述箱体(1)顶部下表面转动安装有转动箱(33)，所述进水口与转动箱(33)的内部相连通，所述转动箱(33)的表面安装有多个雾化喷头(34)，所述搅拌柱(27)靠近箱体(1)顶部的表面对称固定连接有横柱(30)，两个所述横柱(30)均与转动箱(33)固定连接。
4.根据权利要求3所述的间充质干细胞外泌体的制备装置，其特征在于，多个所述雾化喷头(34)呈现沿中心对称分布。
5.根据权利要求1所述的间充质干细胞外泌体的制备装置，其特征在于，所述加热装置(15)包括第一进气管(35)、第二进气管(36)、加热箱(37)、第一进气阀(38)、第二进气阀(39)、第三进气管(40)、风机(41)和二氧化碳进入模块(42)，所述进气口(14)的表面固定连接有第三进气管(40)，所述第三进气管(40)远离进气口(14)的一端固定连接有加热箱(37)，所述加热箱(37)的表面固定连接有第二进气管(36)，所述第二进气管(36)的表面固定连接有第一进气管(35)，所述第二进气管(36)远离加热箱(37)的一端固定连接有二氧化碳进入模块(42)，所述第一进气管(35)远离第二进气管(36)的一端固定连接有风机(41)，所述风机(41)安装在加热箱(37)的表面，所述第一进气管(35)的内部安装有第一进气阀(38)，所述第二进气管(36)的内部安装有第二进气阀(39)。
6.根据权利要求1所述的间充质干细胞外泌体的制备装置，其特征在于，所述第二连接管(29)的表面固定连接有限位板(7)，所述限位板(7)与储水箱(9)固定连接。
7.根据权利要求2所述的间充质干细胞外泌体的制备装置，其特征在于，所述传动齿轮(26)为长齿轮。
8.根据权利要求3所述的间充质干细胞外泌体的制备装置，其特征在于，所述转动箱(33)呈现环形。
9.一种间充质干细胞外泌体的制备方法，使用权利要求1-8任一项所述的间充质干细胞外泌体的制备装置配合完成，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
1)取明胶水溶液，用双乳法制得明胶微球粗品；将明胶微球粗品以无水乙醇脱水后，于含京尼平的无水乙醇溶液中进行交联，制得明胶微载体；
2)取含明胶微载体的培养液置于箱体(1)内部，将培养液中接种间充质干细胞，使用间充质干细胞外泌体的制备装置进行搅拌培养，待贴附于所述明胶微载体上的细胞生长汇合度至80％～90％时，加入重组干扰素γ和细胞松弛素D，继续培养12～48h，收集条件性培养基，提取外泌体，重组干扰素γ的浓度为10-50μg/L，细胞松弛素D的浓度为0.5-2.0μg/ml。
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