CN117860433B - 一种人工晶体输送装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及眼科医用植入材料，公开了一种人工晶体输送装置及其制备方法，输送装置的表面带有润滑涂层；形成润滑涂层的单体，包括至少一个双键，用以输送装置的表面引发聚合，包括至少一个润滑基团，用以赋予输送装置良好的润滑性能。本发明将润滑涂层共价键接到人工晶体输送装置表面，涂层能耐受湿热灭菌、环氧灭菌等常用灭菌方式，赋予输送装置良好的润滑效果，提高人工晶体植入的顺畅性。
Description
技术领域
本发明涉及眼科医用植入材料技术领域，具体地说，涉及一种人工晶体输送装置及其制备方法。
背景技术
人工晶体植入是治疗白内障、屈光不正等多种眼科疾病的有效方法。目前用于制备人工晶体输送装置的材料主要有聚丙烯、聚碳酸酯、环烯烃共聚物等。由这些材料制备的人工晶体输送装置在输送人工晶体时，与人工晶体间摩擦阻力大，使推注力很大，难以推送，甚至造成人工晶体或者输送装置的损坏，使植入失败。人工晶体输送装置材料表面进行润滑改性，可有效降低人工晶体输送阻力，提高人工晶体植入的可操作性和安全性。
中国发明专利CN101455861A公开了一种在医用导管高分子材料表面制备润滑性涂层的方法。该专利通过预处理在医用导管高分子材料表面形成亲水性吸附活性位，然后将其置于润滑涂层前驱体溶液中浸渍吸附，最后通过嫁接反应得到具有润滑涂层的医用导管。该专利润滑涂层前驱体溶液为共聚物或者水凝胶溶液，在嫁接反应过程中只能与基底形成有限的结合位点，导致最终涂层附着力有限；而且还需要添加蓖麻油、二苯甲酮、过硫酸盐、过氧化苯甲酰等添加剂，使前驱体溶液配方复杂，并增加涂层中有害物质残留风险。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明解决了现有技术制备的润滑涂层与基底结合力不足导致涂层易脱落以及引入有害物质等问题。
针对上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种人工晶体输送装置及其制备方法。
本发明通过辐照引发表面聚合反应，将润滑涂层共价键接到人工晶体输送装置表面，使其具有良好的润滑性能，降低人工晶体植入阻力，提高植入的可操作性和安全性。
具体内容如下：
第一，本发明提供了一种人工晶体输送装置，人工晶体输送装置的表面带有润滑涂层；
形成所述润滑涂层的单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-羟甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺、N-(羟甲基)丙烯酰胺、N-丙烯酰(三羟甲基)氨基甲烷、N-(2-氨基-2-氧代乙基)丙烯酰胺、N-(2-氨基乙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐、2-氨基乙基酯盐酸盐、N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐中一种或多种的混合物。
第二，本发明提供了一种人工晶体输送装置的制备方法，包括如下步骤：
(1)人工晶体输送装置材料经预处理，得到第一处理体；
(2)第一处理体浸泡于润滑单体溶液中，得到第二处理体；
(3)第二处理体经辐照引发聚合，得到表面带有润滑涂层的人工晶体输送装置。
本发明依据输送装置材料类型，引入适宜的表面预处理；并利用辐照表面引发自由基聚合，在人工晶体输送装置表面通过共价键连接具有润滑特性的聚合物，从而得到具有良好涂层附着力，且兼容湿热、环氧等灭菌方式的人工晶体输送装置。
本发明中，步骤(1)中，预处理包括等离子处理、碱液处理、酸液处理、铬酸洗液处理、清洗、萘钠处理、辐照处理中一种或多种的组合。
本发明中，步骤(2)中，润滑单体溶液中，溶剂包括水、丙酮、乙醚、甲酸、乙酸、N’N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N’N-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二氧六环、正己烷、环己烷、六氟异丙醇、甲苯、石油醚、乙腈、乙酸乙酯中的一种或者多种。
本发明中，步骤(3)中，辐照方式包括光照、X射线、α射线、β射线、γ射线、电子束中一种或多种的组合。
本发明中，人工晶体输送装置材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃共聚物、聚氯乙烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、聚醚醚酮、含氟聚合物或聚醚嵌段聚酰胺中的一种或多种的混合物或者共聚物。
进一步优选的人工晶体输送装置材料还包括预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料。
所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法如下：
将聚丙烯人工晶体输送装置材料用丙酮洗涤5～15min，然后，将聚丙烯人工晶体输送装置材料按重量比1：3～8置于混合溶液中进行90～98℃热氧化处理10～30min，热氧化处理后用冷水洗涤3～7次，再用50～70℃水洗涤，直到洗涤液pH值达到中性，随后干燥，直到达到恒定的重量，得到预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料。
所述混合溶液溶剂为水，溶质为过硫酸铵、硝酸、磷酸二氢铵、三氧化铬、硫酸、磷酸中的至少一种。
各个物质的作用如下：
丙酮被用来洗涤聚丙烯人工晶体输送装置材料，可能是为了去除杂质和污垢，准备表面进行后续处理。
混合溶液：混合溶液是在水中含有过硫酸铵、硝酸和磷酸二氢铵的溶液。这个混合溶液用于热氧化处理聚丙烯人工晶体输送装置材料。过硫酸铵可能起到氧化剂的作用，硝酸可能提供酸性环境，而磷酸二氢铵可能提供磷酸根离子。这个热氧化处理可能导致聚丙烯人工晶体输送装置材料表面的化学改变，如引入羟基(-OH)和羰基(C＝O)官能团，提高其亲水性和粘附性能。
冷水被用来洗涤经过热氧化处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料，以去除残留的处理剂和产物。
2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱/水溶液，这个溶液被用来浸泡经过热氧化处理和洗涤的聚丙烯人工晶体输送装置材料。在真空和氮气环境下循环多次，然后在电子束下辐照聚合。这个步骤可能导致2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱/水溶液单体在材料表面聚合形成共价键，将润滑涂层与人工晶体输送装置材料结合，提高涂层的结合力。
去离子水被用来洗涤经过辐照聚合的人工晶体输送装置材料，以去除残留的单体和其他杂质。
综上所述，这些物质和步骤的组合被用来改善人工晶体输送装置材料表面的亲水性和粘附性能，并引入具有润滑功能的涂层，从而实现良好的润滑效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1)本发明通过辐照引发单体表面聚合，将润滑涂层通过共价键与人工晶体输送装置结合，可以有效提高涂层与基底结合力，避免在输送人工晶体时，造成涂层脱落；
2)本发明依据输送装置材料类型，引入适宜的表面预处理，进一步提高涂层与基体结合力，同时将有利于提高单体引发聚合效率；
3)本发明将润滑涂层通过共价键与人工晶体输送装置结合，可以有效提高涂层耐受湿热灭菌、环氧灭菌等灭菌方式的能力，使其在灭菌后润滑效果基本保持不变；
4)本发明的润滑单体溶液只包括单体和溶剂，可以有效消除反应中的有害物质，提高人工晶体输送装置生物相容性；
5)本发明利用廉价、干净、安全的表面辐照引发聚合技术，在人工晶体输送装置表面共价键接上润滑涂层，其采用的方法所用技术安全、经济，利于大规模生产。
附图说明
图1为实施例1的聚丙烯人工晶体输送装置材料润滑处理前后，润滑处理后用去离子水冲刷24h后，以及润滑处理后用去离子水冲刷24h后再在120℃下湿热灭菌30min后的水接触角；
图2为实施例1的聚丙烯人工晶体输送装置材料润滑处理前后，润滑处理后用去离子水冲刷24h后，以及润滑处理后用去离子水冲刷24h后再在120℃下湿热灭菌30min后，输送光焦度为28.0的人工晶体的推注力。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
主要物质来源：
聚丙烯人工晶体输送装置材料：聚丙烯原料购于亿宏迪新材料科技(上海)有限公司，牌号：SFC-750R，采用常规注塑工艺制备而成。
聚碳酸酯人工晶体输送装置材料：聚碳酸酯原料购于宁波市佳亿新材料科技有限公司，牌号：PC-1220，采用常规注塑工艺制备而成。
环烯烃共聚物人工晶体输送装置材料：环烯烃共聚物购于东莞市亿缘塑胶原料有限公司，牌号：APL5514ML，采用常规注塑工艺制备而成。
含氟聚合物人工晶体输送装置材料：含氟聚合物购于东莞市双帮塑胶原料有限公司，牌号：FFR 550，采用常规注塑工艺制备而成。
萘钠处理液：镇江弘科橡塑有限公司，货号：020。
技术方案：
第一，本发明提供了一种人工晶体输送装置，人工晶体输送装置的表面带有润滑涂层；
形成润滑涂层的单体，包括
本发明中，润滑涂层的单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-羟甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺、N-(羟甲基)丙烯酰胺、N-丙烯酰(三羟甲基)氨基甲烷、N-(2-氨基-2-氧代乙基)丙烯酰胺、N-(2-氨基乙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐、2-氨基乙基酯盐酸盐、N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐中一种或多种的混合物。
第二，本发明提供了一种人工晶体输送装置的制备方法，包括如下步骤：
(1)人工晶体输送装置材料经预处理，得到第一处理体；
(2)第一处理体浸泡于润滑单体溶液中，得到第二处理体；
(3)第二处理体经辐照引发聚合，得到表面带有润滑涂层的人工晶体输送装置。
本发明依据输送装置材料类型，引入适宜的表面预处理；并利用辐照表面引发自由基聚合，在人工晶体输送装置表面通过共价键连接具有润滑特性的聚合物，从而得到具有良好涂层附着力，且兼容湿热、环氧等灭菌方式的人工晶体输送装置。
本发明中，步骤(1)中，预处理包括等离子处理、碱液处理、酸液处理、铬酸洗液处理、清洗、萘钠处理、辐照处理中一种或多种的组合。
本发明中，步骤(2)中，润滑单体溶液中，溶剂包括水、丙酮、乙醚、甲酸、乙酸、N’N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N’N-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二氧六环、正己烷、环己烷、六氟异丙醇、甲苯、石油醚、乙腈、乙酸乙酯中的一种或者多种。
本发明中，步骤(3)中，辐照方式包括光照、X射线、α射线、β射线、γ射线、电子束中一种或多种的组合。
本发明中，人工晶体输送装置材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、环烯烃共聚物、聚氯乙烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、聚醚醚酮、含氟聚合物或聚醚嵌段聚酰胺中的一种或多种的混合物或者共聚物。
第三，本发明提供了一种前述提及的制备方法得到的人工晶体输送装置。
本发明中，得到的人工晶体输送装置润滑涂层表面接触角为0～80°。
实施例1
本实施例提供了一种人工晶体输送装置的制备方法，包括：
(1)将聚丙烯人工晶体输送装置材料表面在70V电压下进行低温等离子处理1.5min，得预处理人工晶体输送装置材料；
(2)配置浓度10wt％的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱/水溶液；将步骤(1)所得预处理人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱/水溶液，抽真空然后通氮气，循环3次，然后置于电子束下辐照聚合3h，辐照剂量为10kGy；
(3)将步骤(2)所得人工晶体输送装置材料取出，去离子水清洗5次，得到良好润滑效果的人工晶体输送装置。
实施例2
本实施例提供了一种人工晶体输送装置的制备方法，包括：
(1)将聚碳酸酯人工晶体输送装置材料按重量比1：5在10wt％的氢氧化钠水溶液中浸泡1h，得预处理人工晶体输送装置材料；
(2)配置浓度15wt％的分子量2000的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯/水溶液；将步骤(1)所得预处理人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于分子量2000的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯/水溶液，通入氩气鼓泡30min，然后置于γ射线下辐照聚合1h，辐照剂量为10kGy；
(3)将步骤(2)所得人工晶体输送装置材料取出，去离子水清洗5次，得到良好润滑效果的人工晶体输送装置。
实施例3
本实施例提供了一种人工晶体输送装置的制备方法，包括：
(1)将聚丙烯人工晶体输送装置材料按重量比1：5浸泡在10wt％的二苯甲酮/乙醇溶液中通入氩气鼓泡30min，然后置于强度20mW/cm2，波长365nm的紫外光下辐照20min，乙醇清洗3次，得预处理人工晶体输送装置材料；
(2)配置浓度20wt％的N-乙烯基吡咯烷酮/乙醇溶液；将步骤(1)所得预处理人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于N-乙烯基吡咯烷酮/乙醇溶液中，通入氩气鼓泡30min，然后置于强度15mW/cm2，波长365nm的紫外光下照20min；
(3)将步骤(2)所得人工晶体输送装置材料取出，乙醇清洗5次，得到良好润滑效果的人工晶体输送装置。
实施例4
本实施例提供了一种人工晶体输送装置的制备方法，包括：
(1)将环烯烃共聚物人工晶体输送装置材料依次用乙醇、丙酮超声清洗3次，得预处理人工晶体输送装置材料；
(2)配置浓度为15％的丙烯酰胺/丁醇溶液；将步骤(1)所得预处理人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于丙烯酰胺/丁醇溶液中，抽真空然后通氮气，循环3次，然后置于X射线下辐照聚合10min，辐照剂量为50kGy；
(3)将步骤(2)所得人工晶体输送装置材料取出，丁醇清洗3次，然后乙醇清洗3次，得到良好润滑效果的人工晶体输送装置。
实施例5
本实施例提供了一种人工晶体输送装置的制备方法，包括：
(1)将含氟聚合物人工晶体输送装置材料浸泡在萘钠处理液里面1min，得预处理人工晶体输送装置材料；
(2)配置含有7wt％的甲基丙烯酸羟乙酯和7wt％的丙烯酸的六氟异丙醇混合溶液；将步骤(1)所得预处理人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于甲基丙烯酸羟乙酯/丙烯酸/六氟异丙醇混合溶液中，通入氮气鼓泡30min，然后置于电子束下辐照聚合3h，辐照剂量为15kGy；
(3)将步骤(2)所得人工晶体输送装置材料取出，乙醇清洗3次，然后置于10％的碳酸钠水溶液中浸泡过夜，去离子水清洗3次，得到良好润滑效果的人工晶体输送装置。
实施例6
本实施例提供了一种人工晶体输送装置的制备方法，包括：
(1)将预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料表面在70V电压下进行低温等离子处理1.5min，得预处理人工晶体输送装置材料；
(2)配置浓度10wt％的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱/水溶液；将步骤(1)所得预处理人工晶状体输送装置材料按重量比1：5置于2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱/水溶液，抽真空然后通氮气，循环3次，然后置于电子束下辐照聚合3h，辐照剂量为10kGy；
(3)将步骤(2)所得人工晶体输送装置材料取出，去离子水清洗5次，得到良好润滑效果的人工晶体输送装置。
所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法如下：
将聚丙烯人工晶体输送装置材料用丙酮洗涤10min，然后，将聚丙烯人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于混合溶液中进行95℃热氧化处理20min，所述混合溶液溶剂为水，含有0.4mol/L过硫酸铵、7mol/L硝酸、6.5mol/L磷酸二氢铵，热氧化处理后用冷水洗涤5次，再用60℃水洗涤，直到洗涤液pH值达到7，随后干燥，直到达到恒定的重量，得到预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料。
对比例1
一种人工晶体输送装置的制备方法与实施例6基本相同，唯一的不同在于所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法不同。
所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法如下：
将聚丙烯人工晶体输送装置材料用丙酮洗涤10min，然后，将聚丙烯人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于混合溶液中进行95℃热氧化处理20min，所述混合溶液溶剂为水，含有0.4mol/L三氧化铬、7mol/L硝酸、6.5mol/L磷酸二氢铵，热氧化处理后用冷水洗涤5次，再用60℃水洗涤，直到洗涤液pH值达到7，随后干燥，直到达到恒定的重量，得到预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料。
对比例2
一种人工晶体输送装置的制备方法与实施例6基本相同，唯一的不同在于所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法不同。
所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法如下：
将聚丙烯人工晶体输送装置材料用丙酮洗涤10min，然后，将聚丙烯人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于混合溶液中进行95℃热氧化处理20min，所述混合溶液溶剂为水，含有0.4mol/L过硫酸铵、7mol/L硫酸、6.5mol/L磷酸二氢铵，热氧化处理后用冷水洗涤5次，再用60℃水洗涤，直到洗涤液pH值达到7，随后干燥，直到达到恒定的重量，得到预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料。
对比例3
一种人工晶体输送装置的制备方法与实施例6基本相同，唯一的不同在于所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法不同。
所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法如下：
将聚丙烯人工晶体输送装置材料用丙酮洗涤10min，然后，将聚丙烯人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于混合溶液中进行95℃热氧化处理20min，所述混合溶液溶剂为水，含有0.4mol/L过硫酸铵、7mol/L硝酸、6.5mol/L磷酸，热氧化处理后用冷水洗涤5次，再用60℃水洗涤，直到洗涤液pH值达到7，随后干燥，直到达到恒定的重量，得到预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料。
对比例4
一种人工晶体输送装置的制备方法与实施例6基本相同，唯一的不同在于所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法不同。
所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法如下：
将聚丙烯人工晶体输送装置材料用丙酮洗涤10min，然后，将聚丙烯人工晶体输送装置材料按重量比1：5置于混合溶液中进行95℃热氧化处理20min，所述混合溶液溶剂为水，含有0.4mol/L三氧化铬、7mol/L硫酸、6.5mol/L磷酸，热氧化处理后用冷水洗涤5次，再用60℃水洗涤，直到洗涤液pH值达到7，随后干燥，直到达到恒定的重量，得到预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料。
测试例1
对本发明实施例和对比例制备的人工晶体输送装置材料润滑处理前后，润滑处理后用去离子水冲刷24h后，以及润滑处理后用去离子水冲刷24h后再在120℃下湿热灭菌30min，然后进行接触角测试；测试结果见表1。
表1水接触角测试结果
测试例2
对本发明实施例和对比例制备的人工晶体输送装置材料为样品进行实验，将得到的输送装置材料用去离子水冲洗24h，并在120℃下湿热灭菌30min，然后进行输送光焦度为28.0的人工晶体推注力测试，测试结果见表2。
表2推注力测试结果
本发明实施例6具有较低的水接触角和较低的推注力，可能原因在于本实施例中使用的预处理方法包括将聚丙烯人工晶体输送装置材料进行热氧化处理，使用的混合溶液中含有过硫酸铵、硝酸和磷酸二氢铵。能提高表面亲水性，热氧化酸性处理使用过硫酸铵、硝酸和磷酸二氢铵可以显著提高聚丙烯人工晶体输送装置材料膜表面的亲水性。这意味着材料表面更容易与水接触和湿润，从而有助于润滑效果的提高。改善粘附性能，热氧化酸性处理可以改善聚丙烯人工晶体输送装置材料膜表面的粘附性能。这意味着材料更容易与其他物质粘附和结合，从而有助于提高润滑效果，并且可以有效提高涂层与基底结合力，避免在输送人工晶体时，造成涂层脱落。
Claims (2)
1.一种人工晶体输送装置的制备方法，其特征在于，人工晶体输送装置的表面带有润滑涂层；
一种人工晶体输送装置的制备方法如下：
(1)将预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料表面在70V电压下进行低温等离子处理1.5min，得预处理人工晶体输送装置材料；
(2)配置浓度10wt％的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱/水溶液；将步骤(1)所得预处理人工晶状体输送装置材料按重量比1：5置于2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱/水溶液，抽真空然后通氮气，循环3次，然后置于电子束下辐照聚合3h，辐照剂量为10kGy；
(3)将步骤(2)所得人工晶体输送装置材料取出，去离子水清洗5次，得到良好润滑效果的人工晶体输送装置；
所述预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料的制备方法如下：
将聚丙烯人工晶体输送装置材料用丙酮洗涤5～15min，然后，将聚丙烯人工晶体输送装置材料按重量比1：3～8置于混合溶液中进行90～98℃热氧化处理10～30min，热氧化处理后用冷水洗涤3～7次，再用50～70℃水洗涤，直到洗涤液pH值达到中性，随后干燥，直到达到恒定的重量，得到预处理的聚丙烯人工晶体输送装置材料；
所述混合溶液溶剂为水，含有0.4mol/L过硫酸铵、7mol/L硝酸、6.5mol/L磷酸二氢铵。
2.一种人工晶体输送装置，其特征在于，采用如权利要求1所述的制备方法制备而成。
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