DE2016274B2 - Verfahren zur Abtrennung von Leukozyten vom Gesamtblut - Google Patents
Verfahren zur Abtrennung von Leukozyten vom GesamtblutInfo
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Description
Die vorHgende Erfindung bezieht sich auf das im Patentanspruch im einzelnen gekennzeichnete Verfahren zur Abtrennung von Leukozyten vom Gesamtblut.
Die Fraktionierung von Blut und die Konservierung der abgetrennten Komponenten für therapeutische
und andere medizinische Zwecke ist, insbesondere seit den Zeiten von Cohn und seinen Mitarbeitern an der
Harvard University Medical School, üblich. Es wurde gefunden, daß die Erythrozyten, Leukozyten und
Blutplättchen länger lebensfähig bleiben, wenn sie vom Plasma und voneinander getrennt werden, und
daß die isolierten Plasmaproteine bei getrennter Behandlung sehr stabil sind.
Von allen Blutkomponenten sind die Leukozyten metabolisch am wirksamsten. Die metabolische Wirksamkeit ist so groß, daß sie normalerweise nicht mehr
als weniger Stunden nach der Entfernung aus dem Körper überleben. Weiterhin werden die Leukozyten
durch übermäßiges mechanisches Trauma oder Handhabung im Laboratorium leicht beschädigt. Daher ist die Abtrennung und Konservierung von Leukozyten seit Jahren ein schwieriges Problem.
Die meisten Verfahren zur Isolierung von Leukozyten von Erythrozyten und Blutplättchen bedienen
sich der Unterschiede in der Dichte dieser zellularen oder gebildeten Blutelemente. Andere Verfahren
verwenden die Reinigung der Leukozyten durch Zerstörung der anderen gebildeten Elemente. Verschiedene neuerlich entwickelte Verfahren verwenden die
Prinzipien der Sedimentierung und Zentrifugierung. In diesen neueren Verfahren haben sich die üblichen
Expandierungsmittel für das Plasmavolumen, wie Dextran und Polyvinylpyrrolidon, als ausgzeichnete
Sedimentierungsmittel erwiesen.
Nach der Isolierung der Leukozyten von den anderen gebildeten Blutelementen müssen sie zur Aufrechterhaltungoder Verlängerung ihrer Lebensfähigkeit behandelt werden, wenn sie gelagert und für
medizinische Forschung und andere Zwecke verfügbar gemacht werden sollen. Zu diesem Zweck sind
verschiedene Gewebekulturnährmedien vorgeschlagen worden. Andere Konservierungsmaßnahmen der
abgetrennten Leukozyten verwenden ein gelatinehaltiges Medium; dieses bildet beim Abkühlen ein
Gel, das die einzelnen Zellen voneinander getrennt hält.
verschiedener anderer Verfahren zur Abtrennung und
Konservierung von Leukozyten wird weiter in »Blood«, Bd. 7, Seite 891-6 (1952) und Bd. 8, Seite
563-75 (1953) von Tullis beschrieben; diese Veröffentlichungen werden als Grundlage für den Stand der
Technik hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Ein zweckmäßiges, einfaches Verfahren zur Abtrennung und Konservierung von Leukozyten wäre
in auf verschiedenen Gebieten der medizinischen, gerichtsmedizinischen und anthropologischen Forschung von großem Interesse. Insbesondere eine verlängerte Lebensfähigkeit in vitro von menscblkhen
peripheren Lympbozyten wäre sehr gut anwendbar
is bei der Gewebetypisierung für die Organtransplantation.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines neuen und verbesserten Verfahrens
zur Abtrennung von Leukozyten vom Gesamtblut und
zur Verlängerung der Lebensfähigkeit der abgetrennten Lympbozyten für die Verwendung bei Verfahren
der Gewebetypisierung und anderen medizinischen Forschungen.
2r> der Samen der Pflanze Trigonella foenum graecum
fähig ist, Leukozyten ohne Agglutination der Erythrozyten vom Gesamtblut abzutrennen und ein wertvolles Grundmedium zur Verlängerung der Lebensfähigkeit der abgetrennten Lymphozyten während der
to Lagerung ergibt.
Trigonella foenum graecum oder »Fenugreek« ist eine Gemüsepflanze der Alten Welt aus der Familie
Papilionaceae, Stamm Trifolieae, genus Trigonella; (vgl. z. B. Hutchinson »The Genera for Flowering
r, Plants«, Bd. 1, Seite 456 [1964]; erschienen bei der
Oxford University Press). Diese Pflanze wurde bereits als Nahrungsmittel und Medizin verwendet.
Es ist seit langem bekannt, daß bestimmte Pflanzen Hämagglutinine für spezifische Bluttypen besitzen,
die sie potentiell als Bluttypisierungsreagenzien verwendbar machen. Tatsächlich wurden Tausende von
Pflanzen der gesamten Welt auf ihre Hämagglutinisierungseigenschaften untersucht. Die getesteten Substanzen bestanden gewöhnlich aus wäßrigen oder
41) Kochsalzextrakten der vermahlenen Samen dieser
Pflanzen. (Vgl. z. B. Schertz et al, »Economic Botony«, iJd. 14, Seite 232-40 [1960], der die Hämagglutinisürungswirksamkeit bestimmter Trifolieae-Samenextrakte beschreibt; Boyd, »J. Immunol«
to Bd. 62,Seite338-9[1949] und Krüpe, »Biol. ZMt.«,
Bd. 72, Seite 424-31 [1953], die berichten, daß insbesondere die Kochsalzlösungsextrakte von Trigonella
foenum graecum keine Hämagglutinisierungswirksamkeit für menschliche Blutzellen besitzen.) Den-
Vy noch war bisher nicht bekannt, daß Extrakte der Samen der letztgenannten Pflanzenspezies als Abtrennungsmittel für Leukozyten verwendet werden
könnten und als Grundmedium zur Verlängerung der Lebensfähigkeit der abgetrennten Lymphozyten wäh
rend der Lagerung in der hier beschriebenen Weise
geeignet wären.
Erfindungsgemäß werden die getrockneten Samen von Trigonella foenum graecum (im folgenden als Trigonella f. g. abgekürzt) auf eine kleine, fein zerteilte
b5 Form reduziert, und zwar z. B. durch mechanisches
Zerreiben durch Zerkleinerung, Vermählen oder Pulverisieren. Die Samenteilchen von Trigonella f. g. waren dann mit einer wäßrigen Flüssigkeit oder einem
organischen Lösungsmittel, wie einem niedrigen Keton, ζ. B. Aceton und Methyläthyketon, oder einem
niedrigen aliphatischen Alkohol, wie Methanol, Äthanol und Isopropanol, extrahiert. Die normale
physiologische Kochsalzlösung wird als Extraktionsflüssigkeit bevorzugt, da die meisten serologischen
Reaktionen in diesem Medium durchgeführt werden. Aus den flüssigen Extrakten erhält man z. B. durch
Zugabe von weiteren Salz- oder Lösungsmittelfraktionierungen Rohextrakte oder weiter gereinigte
Konzentrate.
Die Löslichmachung der aktiven Komponente aus den Samen von Trigonella f. g. in der wäßrigen Flüssigkeit oder dem organischen Lösungsmittel wird
durch Behandlung bei niedrigen Temperaturen, wie z. B. zwischen 0° C bis etwa 10° C, während der Extraktion erleichtert.
Die Extraktion erfolgt für mindestens etwa 1 Stunde, vorzugsweise für etwa 24 Stunden oder mehr.
Der flüssige, die aktive Komponente enthaltende Extrakt kann vom übrigen Material durch Zentrifugieren, Filtrieren usw. abgetrennt werden.
Geeignete Extrakte erhält man durch Zerkleinerung der getrockneten Samen von Trigonella f. g. auf
eine kleine Teilchengröße, wie z. B. zwischen etwa 1-100 um, z. B. mit einem intensiven Schnellaufmischer oder auch einer elektrischen Kaffeemühle usw.,
und Extrahieren mit etwa 2-20 Gew.-Teilen normaler Kochsalzlösung (0,9 %ig. NaO) sowie Einstellung des
pH-Wertes des erhaltenen Extraktes auf etwa 6,5-7,2.
Der obengenannte flüssige Extrakt der Samen von Trigonella f. g. stellt ein geeignetes Grundmedium für
die Lagerung der vom Blut abgetrennten Lymphozyten dar. Unter der üblichen Lagerung in vitro, z. B.
nur in einem Gewebenährmedium, überleben 95% der Lymphozyten normalerweise nur eine Dauer von
etwa 24-48 Stunden. Es wurde festgestellt, daß die abgetrennten Lymphozyten in Mischung mit dem erfindungsgemäß hergestellten flüssigen Extrakt zusammen mit einem geeigneten Gewebenährmedium
bis zu 14 Tagen bei Zimmertemperatur (etwa 25° C) lebensfähig und unverändert bleiben.
Als Abtrennungsmittel für Leukozyten wird der hier definierte Extrakt der Samen von Trigonella f. g.
dem defibrinierten Gesamtblut zugefügt und gründlich gemischt. Es wurde gefunden, daß sich die Erythrozyten nach diesem Verfahren ohne Agglutination
abscheiden und daß man ein mit Lymphozyten angereichertes Konzentrat zusammen mit dem Samenextrakt in der mit Leukozyten angereicherten, überstehenden Flüssigkeit erhält.
In bevorzugter Weise wird das Gesamtblut in eine sterile, evakuierte Flasche abgezogen und durch mildes Bewegen oder Verwirbeln mit kleinen Glasperlen
oder einem anderen, inerten fein zerteilten Material defibriniert, bis sich ein Fibrinknoten bildet. Dann
wird eine geeignete Menge des flüssigen Extraktes der Samen von Trigonella f. g., z. B. etwa 0,1-2 Vol.-Teilen Extrakt pro Vol.-Teil des defibrinierten Gesamtblutes, zugefügt und gründlich gemischt. Die Erythrozyten werden sich absetzen gelassen, und eine mit
Leukozyten angereicherte, überstehende Plasmaflüssigkeit wird durch eine Plasmaabziehvorrichtung entfernt, die einen geeigneten Filter zur Entfernung der
Granulozyten enthält. Anschließend werden die im Trigonella-f.-g.-Grundmedium verbleibenden Lymphozyten in einer sterilen, evakuierten Flasche ge
ι ο
sammelt, die ein geeignetes Gewebekulturnährmedium enthält.
Es wurde gefunden, daß man dem obigen Verfahren bei Zugabe von etwa 40 VoI.-% flüssigem Extrakt
der Samen von Trigonella f. g. zum defibrinierten Gesamtblut eine schnelle Sedimentierung der Erythrozyten innerhalb von etwa 15-45 Minuten erfolgt. Die
erhaltene überstehende Flüssigkeit enthält etwa 50-85% Lymphozyten, was anzeigt, daß die aktive
Komponente im flüssigen Extrakt Granulozyten sowie Erythrozyten absetzt. Durch Verwendung eines geeigneten Filters werden etwa 95-98% der verbleibenden Granulozyten von der mit Leukozyten angereicherten, überstehenden Plasmaflüssigkeit entfernt.
Zur Entfernung der verbleibenden Granulozyten von den Lymphozyten kann ein geeigneter Filter, wie
z. B. silkonisierte Glaswolle, Glasperlen, Baumwollfasern oder synthetische Kunststoffasern, wie Polyacrylnitril-, Polyester-, Polytetrafluoräthylen- oder
Polyamidfasern verwendet werden. Vorzugsweise wird eine mit einem Waschmittel gewaschene Polyamidfaser verwendet. Dieses Waschen entfernt die auf
handelsüblicher Polyamid-Stapelfaser anwesende Appretur. Die Verwendung eines solchen gewaschenen Filters zur Abtrennung von Lymphozyten von
Granulozyten ist weiter von Green wait et al in
»Transfusion«, Bd. 2, Seite 221-9 (1962) beschrieben.
Erfindungsgemäß können verschiedene geeignete Gewebekulturnährmedien zusammen mit dem
Grundmedium aus dem flüssigen Extrakt der Trigonella-f.-g.-Samen zur Konservierung der abgetrennten Lymphozyten verwendet werden. Geeignete Gewebekulturnährmedien sind z. B. die ausgeglichenen
Salzlösungen von Hanks, »Proc. Soc'y Exper. Biol. Med.«, Bd. 71, Seite 196-200 (1949) und Earle, »J.
Nat. Cancer Inst.« Bd. 4, Seite 165-212 (1943); die Basalmedien von Eagle, »Science« Bd. 122, Seite
501-504 (1955) und »J. Biol. Chem.« Bd. 214, Seite 839-52 (1955); die synthetischen Medien von Puck,
»J. Expt. Med.« Bd. 108, Seite 945-55 (1958) und Bd. 109, Seite 649-60 (1959); und die Vitaminlösungen von Eagle, »J. Biol. Chem.« Bd. 226, Seite
191-206 (1957); diese Veröffentlichungen werden hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Die hier verwendeten Gewebekulturnährmedien enthalten vorzugsweise eine Mischung aus ausgeglichenen Salzlösungen, Puffersalzen, essentiellen Aminosäuren und Nukleotiden oder anderen proteinhaltigen Substanzen, Vitaminen oder Koenzymen, und
Monosaccharidzuckern. Im Gewebekulturnährmedium kann auch Blutserum oder eine Proteinfraktion
desselben verwendet werden. Bestimmte Enzyme, wie Desoxyribonuklease, sind im Medium zur Verhütung
der Bildung von Leukozyt-» knoten« zweckmäßig. Dem Medium können geringe Mengen Antibiotika,
wie Penicillin, Streptomycin, Mycostatin usw., aufgrund ihrer konservierenden Wirkung zugefügt werden. Geringe Mengen Phenolrot oder eines anderen
pH-Wert-Indikators können zugefügt werden, um als
sichtbare Kontrolle des pH-Wertes zu dienen.
Andere geeignete Gewebekulturnährmedien enthalten z. B. Mischungen aus verschiedenen Komponenten und sind in der US-Patentschrift 3122476,
Beispiel I, Teil A und B, in der US-Patentschrift 3128228, Spalte 4 bis 6, und in der US-Patentschrift
3038923, Spalte 2, unter der Überschrift »Culture Medium« beschrieben; diese Patentschriften werden
hiermit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können verschiedene
Vorrichtungen zur Handhabung von Blut verwendet werden. Die Vorrichtung besteht gewöhnlich
aus einem Defibrinationsbehälter, z. B. einer 50-ccm sterilen evakuierten Flasche mit Glasperlen, einem
Überführungsbehälter, der eine evakuierte, sterile 125-ccm-Flasche mit einem geeigneten Gewebekulturnährmedium
sein kann, einer Vorrichtung zum A bziehen des Plasmas und einer Vorrichtung zum
Sammeln des Blutes.
Eine geeignete Vorrichtung zum Abziehen des Plasmas ist z. B. in der US-Patentschrift 2934069 beschrieben;
brauchbare Vorrichtungen zum Sammeln von Blut sind in den US-Patentschriften 2702034,
3004536, 3127892, ? 187750 sowie Reissue 25129
und 25171 beschrieben.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung. Falls nicht ander·, angegeben, sind
alle TeJJe und Prozentangaben Gew.-Teile und
Gew.-%.
Getrocknete Samen von Trigonella f. g. wurden zweimal in einer Kaffeemühle mit sehr feiner Einstellung
vermählen und in normaler Kochsalzlösung (0,9%; 50-55 g/l) suspendiert. Die Mischung wurde
24 Stunden unter ständigem Rühren auf 5° C abgekühlt, 30 Minuten bei hoher Geschwindigkeit zentrifugiert
und die überstehende Flüssigkeit abdekantiert. Die überstehende Flüssigkeit wurde mit einem gleichen
Volumen normaler Kochsalzlösung verdünnt. Sowohl die konzentrierte als auch die verdünnte überstehende
Flüssigkeit kann zur Abtrennung von Leukozyten vom Gesamtblut ohne Agglutination der
Erythrozyten verwendet werden.
1 g der getrockneten Samen von Trigonella f. g. wurden in einer elektrischen Kaffeemühle fein vermählen
und bei Zimmertemperatur 2 Stunden mit 10 ecm physiologischer Kochsalzlösung, die 0,1%
Natriumazid enthielt, extrahiert. Nach Kühlung über Nacht wurde der erhaltene Extrakt zentrifugiert und
durch Glaswolle filtriert. Zentrifugieren und Filtrieren
wurden wiederholt, bis die überstehende Flüssigkeit klar war. Diese klare Flüssigkeit eignet sich zur Abtrennung
von Leukozyten vom Gesamtblut.
Unter Verwendung einer sterilen Vorrichtung zum Sammeln von Blut wurden 25 ecm venöses Blut unmittelbar
in eine sterile, evakuierte 50-ccm-Flasche gezogen und sofort durch mildes Schütteln mit kleinen
Glasperlen von 5 mm Durchmesser in der Flasche für etwa 5-10 Minuten defibriniert. Mit einer sterilen
Spritze wurden 25 ecm des verdünnten, überstehenden Produktes aus Beispiel 1 in die Flasche eingeführt
und gründlich gemischt. Dann wurden die Erythrozyten abgesetzt, indem man die Flasche etwa 30—40 Minuten
ungestört bei Zimmertemperatur stehen ließ. Die mit Leukozyten angereicherte überstehende
Flüssigkeit wurde mit einer Plasmaabziehvorrichtung;, die einen gewaschenen Nylon-Filter enthielt, entfernt.
Die Abziehnadel der Abziehvorrichtung wurde durch den Stopfen aus der Flasche mit dem defibrinierten
Blut eingeführt und die Stopfennadel durch den Stopfen der sterilen, evakuierten 125-ccm-Überführungsflasche,die25
ecm eines im folgenden definierten Gewebenährmediums
enthielt, eingeführt. Eine Rollenklemme, wie sie z. B. in der US-Patentschrift
3 099 429 beschrieben ist, wijrde geöffnet und das Ab-
r> ziehen des Plasmas begann. Der Fluß wurde auf etwa
einen Tropfen alle 4-5 Sekunden eingestellt. Wie die
überstehende Flüssigkeit durch den Filter läuft, entfernen die gewaschenen Nylon-Fasern praktisch alle
verbliebenen Granulozyten. Anschließend wurden die
»' im Trigonella-f.-g.-Grundmedium verbleibenden
Lymphozyten in der Überführungsflasche, die das Gewebenähnnedhim enthielt, gesammelt. Die gelagerten
Lymphozyten waren in diesem Medium nach 14 Tagen bei Zimmertemperatur (etwa 25° C) Iebensfähig
und unverändert. Sie können mit der Post verschickt werden. Bei Gewebetypisierungsuntersuchungen
unter Verwendung dieser gelagerten Lymphozyten erhielt man nach 14tägiger Lagerung eine
100%ige Übereinstimmung mit lymphozytotoxischen Testergebnissen, die früher mit frischen Zellen erzielt
wurden. Diese gelagerten Zellen eignen sich auch zur Karyotypisierung bei Chromosomanalysen, der Wahl
von Transplantationsorganen und in cytogenen Untersuchungen.
2r> Praktisch dieselben Abtrennungs- und Konservierungsergebnisse
wurden erzielt, wenn man im Verfahren von Beispiel 3 das verdünnte, überstehende Produkt
von Beispiel 1 durch das konzentrierte, überstehende Produkt von Beispiel 1 ersetzte.
m Die Zusammensetzung des Gewebenährmediums, das mit dem filtrierten, überstehenden Material von
Beispiel 3 gemischt wurde, war wie folgt:
Mol/l
| A) Salze | 1,53 X 10' |
| NaCl | 5,36 X ΙΟ3 |
| KCl | 8,10 X ΙΟ5 |
| MgSO4 7H2O | 4,70 Xl(T1 |
| *<> Na2HPO4^H2O | 4,70 X 1(T5 |
| KH2PO4 | 1,23 X ΙΟ"2 |
| NaHCO3 | 2,22 X 10-2 |
| Dextrose | 7,30 X ΙΟ5 |
| NaC2H3O2-SH2O | 4,3 x 10^' |
| 45 Fe(NO3V 9H2O | |
| B) Aminosäuren | 4,30 X IQr4 |
| dl-a-Alanin | 6,00 X ΙΟ"4 |
| !-Arginin | 1,10 X ΙΟ"4 |
| 50 Asparagin | 3,40 x 10-4 |
| I -Aspart insäurc | 1,30 X 1(T* |
| 1-Cystin · HCl | 7,50 X 10-3 |
| !-Glutaminsäure | 2,05 X ΙΟ"3 |
| I-Glutamin | 1,00 X ΙΟ"3 |
| 55 Glycin | 1,90 X 1(T* |
| !-Histidin | 1,10 X 1(T1 |
| Hydroxyprolin | 2,20 X IQr4 |
| !-Isoleucin | 6,60 X 1(T* |
| 1-Leucin | 5,70 X 1(T1 |
| ω 1-Lysin HCl | 1,70 X 1(T1 |
| 1-Methionin | 2,30 X 1(T1 |
| 1-Phenylalanin | 2,50 X ΙΟ"4 |
| I-Prolin | 4,80 X 1(T1 |
| !-Serin | 3,80 X KT1 |
| b5 1-Threonin | 7,30 X ΙΟ"4 |
| I-Trytophan | 3,30 X KT1 |
| 1-Tyrosin | 3,30 X 10"1 |
| 1-Valin | |
Mol/I
| C) Vitamine | 2,80 X | H)-4 |
| Ascorbinsäure | 4,60 X | Η)"7 |
| α-Tocopherolphosphat | 8,10 X | ΙΟ"7 |
| Biotin | 5,00 X | ΙΟ"7 |
| Calciferol | 2,10 X | ίο-6 |
| Calciumpant-othenat | 8,30 X | ΙΟ"5 |
| Cholinchlorid | 2,11 X | ΙΟ"" |
| Folinsäure | 4,70 X | ΙΟ"5 |
| Mesoinostil | 1,10 X | 10"6 |
| Menadion | 4,10 X | ΙΟ"6 |
| Nicotiinamid | 4.00 X | ΙΟ"6 |
| Nicotinsäure | 2,40 X | ίο-* |
| Pyridoxalhydrochlorid | 2,40 X | ΙΟ"" |
| Pyridoxinhydrochlorid | 7,20 X | ίο-6 |
| p-Aminobenzoesäure | 5,30 x | ίο-7 |
| Riboflavin | 9,70 X | ίο-6 |
| dl-Thioctinsäure | 5,90 X | ΙΟ"7 |
| Thiaminhydrochlorid | 6,10 X | ίο--* |
| Vitamin A | ||
Mol/l
| D) Nukleotide und andere Substanzen | 5,40 x | Π)"5 |
| Adeninhydrochlorid 5,50 X H)"5 5,50 X | 9,30 X | ΙΟ"6 |
| Adenylsäure | 3,30 x | ΙΟ"5 |
| d-Ribose | 3,30 x | 10"* |
| Glutathion | 3,70 x | ΙΟ"5 |
| Guanin-hydrochlorid | 2,10 x | ίο-5 |
| Hypoxanthin | 4,50 X | ίο-5 |
| Thymidin | 3,2 x | ίο-5 |
| Uracil | 5,4 X | ΙΟ"5 |
| Xanthin | 1,00 x | ΙΟ"5 |
| Natriumadenosintriphosphat | ίο-1 | |
| Natriumpyruvat | 1000 Einheiten/1 | |
| Heparin | 0,25 ccm/1* | |
| Phytohämagglutin in P** | 100 0OC | |
| Penicillin Kalium G. | 1500OC | |
| Dihydrostreptomycinsulfat | ) Einh./I* | |
| »μβ/1 |
* = die Bestandteile wurden nach der Herstellung von Medium unc
Zellsuspension zugefügt; ·· = auf sein ursprüngliches Volumei wieder eingestelltes, lyophiliertes Produkt der Burroughs Wellcom<
&Co.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Abtrennung von Leukozyten vom Gesamtblut ohne Agglutinierung der Erythrozyten, dadurch gekennzeichnet,daß man 1 Vol.-Teil defibriniertes Gesamtblut mit 0,1-2 Vol.-Teilen eines flüssigen Extrakts der Samen von Trigonella foenum graecum durch gründliches gemeinsames Mischen behandelt, die Sedimentation eintreten läßt und dann die mit Leukozyten angereicherte überstehende Flüssigkeit gewinnt, wobei die Extraktion der Samen mit etwa 2-20 Gew.-Teilen normaler physiologischer Kochsalzlösung erfolgt.
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