DE69209614T2 - Zahnpflegemittel, das antibakterielle Mittel enthält - Google Patents
Zahnpflegemittel, das antibakterielle Mittel enthältInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft Verbesserungen in einem Zahnpflegemittel (Zahnpasta oder -pulver) und insbesondere ein Zahnpflegemittel mit antibakterieller Wirkung.
- Im allgemeinen umfaßt ein Zahnpflegemittel (Zahnpasta oder -pulver) ein Schleifpulver, Schaummittel, Duftstoff, Mittel zur Geschmackseinstellung, ein Schmiermittel, Verdickungszusatz und medikamentöse Zusatzstoffe als Hauptbestandteile. In letzter Zeit wurde ein Zahnpflegemittel, das mit antibakterieller Wirkung ausgestattet ist, entwickelt, in dem organische Stoffe, wie Parahydroxybenzoate, Chlorhexidine, Hinokitol und Protamin, und anorganische Stoffe wie Salz, bekannt sind und als Materialien mit einer antibakteriellen Wirkung verwendet werden.
- Jedoch ist ein derartiges Zahnpflegemittel, das die antibakteriellen Materialien enthält, von den Gesichtspunkten der Toxizität, Stabilität und des Geschmacks infolge der Eigenschaft der antibakteriellen Materialien problematisch. Im speziellen weisen beinahe alle üblichen antibakteriellen Materialien eine geringe Hitzebeständigkeit und Löslichkeit in Wasser auf und sind daher thermisch schwer zu verarbeiten und nicht stabil, um sie über einen längeren Zeitraum zu verwenden.
- In diesem Zusammenhang ist es bekannt, daß Metalle, wie Silber, Kupfer und Zink und Salze davon eine hohe antibakterielle Wirkung aufweisen. Diese Metalle oder die Salze können jedoch nicht sicher in einem Zahlpflegemittel (Zahnpasta) verwendet werden, da Ionen dieser Metalle dazu neigen, leicht freigesetzt zu werden, wodurch sie Toxizität verursachen.
- US-A-3989814 stellt ein Zahnpflegemittel bereit, das verbesserte Reinigungseigenschaften aufweist und ein Schleifsystem enthält, das Calciumpyrophosphat und eine nicht-toxische Zinkverbindung umfaßt. Dieses System verringert den Zahnschmelzabrieb.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Zahnpflegemittel (Zahnpasta oder -pulver) bereitzustellen, das die Nachteile, die in üblichen Zahnpflegemitteln auftreten, überwindet, das gut bezüglich Sicherheit und Stabilität ist, während es gleichzeitig eine hohe antibakterielle Wirkung beibehält, wobei ein antibakterielles Material von einem Träger als Bestandteil des Zahnpflegemittels stabil und fest getragen oder gehalten wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Zahnpflegemittel (Zahnpasta oder -pulver) gelöst, umfassend: mindestens eine Calciumverbindung, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Calciumhydrogenphosphat, Tricalciumphosphat, Calciumdiphosphat, Calciumcarbonat und Apatit, wobei die Calciumverbindung in Form eines Pulvers vorliegt; und mindestens ein antibakterielles Metall, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silber, Kupfer und Zink, welches auf die pulverförmige Calciumverbindung durch Ionenaustausch und/oder Adsorption aufgebracht ist.
- Demgemäß weist das Zahnpflegemittel eine hohe antibakterielle Wirkung auf. Das durch die Calciumverbindung getragene antibakterielle Metall ist sehr stabil und die Toxizität aufgrund der Ionenform des Metalls wird daher verhindert, während es zu einer medizinischen Behandlung der Zähne beiträgt und ferner das Zahnpflegemittel mit einer guten Haltbarkeit über einen langen Zeitraum versieht. Das Zahnpflegemittel der vorliegenden Erfindung ist daher hoch wirksam beim Verhindern des Auftretens von kariösen Zähnen und paradontalen Erkrankungen, wie alveolärer Blennorrhoe.
- Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Calciumverbindungen sind ausgewählt aus Calciumhydrogenphosphat [CaHPO&sub4; 2H&sub2;O], Tricalciumphosphat [Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2;], Calciumdiphosphat [Ca&sub2;P&sub2;O&sub7;], Calciumcarbonat [CaCO&sub3;J und Apatit, wie Hydroxylapatit. Der Hydroxylapatit liegt vorzugsweise in Form eines Pulvers vor. Das antibakterielle Metall(e) wird getragen durch die Calciumverbindung oder unter Ionenaustausch- und/oder Adsorptionsbedingungen an die Calciumverbindung gebunden, wodurch eine antibakterielle Calciumverbindung(en) gebildet wird. Die antibakterielle Calciumverbindung(en) wird in das Zahnpflegemittel (Zahnpasta oder -pulver) gemischt. Die Verwendung des antibakteriellen Metalls verleiht dem Zahnpflegemittel die Funktionen zum Verhindern der Erzeugung von kariösen Zähnen und paradontalen Erkrankungen, wie alveolärer Blenorrhoe.
- Ein Verfahren zur Herstellung eines antibakteriellen Calciumhydrogenphosphats wird diskutiert. Zunächst wird ein metallisches Salz(e), wie Silbernitrat oder Silbersulfat, unter Rühren zu einer wäßrigen Suspension des Calciumhydrogenphosphats gegeben, um die Umsetzung zwischen dem metallischen Salz(en) und dem Calciumhydrogenphosphat zu beschleunigen, wobei ein Umsetzungsprodukt gebildet wird. Danach wird das Umsetzungsprodukt gewaschen, entwässert und getrocknet, wobei das antibakterielle Calciumhydrogenphosphat erhalten wird. Es ist verständlich, daß antibakterielles Tricalciumphosphat, antibakterielles Calciumdiphosphat, antibakterielles Calciumcarbonat und antibakterieller Apatit nach dem gleichen Herstellungsverfahren wie für antibakterielles Calciumhydrogenphosphat erhalten werden können.
- Die Menge des antibakteriellen Metalls, das von der Calciumverbindung getragen wird, wird nach der Art des verwendeten metallischen Salzes, der Konzentration und der Temperatur der wäßrigen Suspension der Calciumverbindung geeignet ausgewählt. Die Menge des antibakteriellen metallischen Salzes beträgt vorzugsweise nicht mehr als 30 Gew.-%, stärker bevorzugt 5 bis 0,0001 Gew.-%, bezogen auf die Menge der Calciumverbindung, wie Calciumphosphat und Calciumcarbonat.
- Die derart erhaltene antibakterielle Calciumverbindung weist eine genügende antibakterielle Wirkung auf, auch wenn sie in einer kleinen Menge zu den Zahnpflegemitteln gegeben wird, wobei die antibakterielle Wirkung über einen langen Zeitraum erhalten bleibt. Außerdem kann die antibakterielle Calciumverbindung sicher verwendet werden, da die in Wasser freigesetzte Menge des Metalls äußerst gering, d.h. weniger als mehrere ppb, ist.
- Das Zahnpflegemittel der vorliegenden Erfindung wird weiter mit Bezug auf die Versuche in den Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.
- In diesem Versuch wurden zunächst Zahnpastaproben mit den Zusammensetzungen der Beispiele 1 bis 4 und des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt. Beispiel 1 (Zahnpasta) Antibaktenelles Calciumhydrogenphosphat (Silber 0,1 Gew.-% enthalten) Glycerin Carrageen Natriumlautylsulfat Saccharin Duftstoff Butylparahydroxybenzoat Wasser Gleichgewicht Beispiel 2 (Zahnpasta) Antibakterielles Tricalciumphosphat (Silber 2 Gew.-% und Zink 3 Gew.-% enthalten) Aluminiumhydroxid Carboxymethylzellulose Sorbitol Propylenglykol Natriumlaurylsulfat Natriumsaccharin Duftstoff Butylparahydroxybenzoat Wasser Gleichgewicht Beispiel 3 (Zahnpasta) Antibakterielles Calciuindiphosphat (Silber 1 Gew.-% und Zink 2 Gew.-% enthalten) Calciumlaurylsulfat Natriumlauryolsarcosinat Glycerin Carageen Ester von Saccarosefettsäure Duftstoff Wasser Gleichgewicht Beispiel 4 (Zahnpulver) Antibakterielles Calciumcarbonat (Silber 0.001 Gew.-% enthalten) Glycerin Duffstoff Butylparahydroxybenzoat Natriumlaurylsulfat Saccharin Wasser Gleichgewicht Vergleichsbeispiel 1 (Zahnpasta) Calciumhydrogenphosphat Glycerin Carrageen Natriumlaurylslllfat Saccharin Duttstoff Butylparahydroxybenzoat Wasser Gleichgewicht
- 1 g jeder Probe Zahnpasta, die in den Beispielen 1 bis 4 und Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurden, wurde zu 10 ml einer Flüssigkeit gegeben, die eine Art der folgenden Bazillen in einem Kolben enthielt: Streptococcus mutans Typ G und Streptococcus sanguis als Bazillus oder Verursacher von kariösen Zähnen und Actinobacillus actinomycetemcomitans Y4 und Bacteroides gingivalis als Bazillus oder Verursacher von paradontalen Erkrankungen. Der Kolben wurde nach einem sogenannten Kolbenschüttelverfahren geschüttelt, wobei die Zahl der lebenden Bazillen mit dem Zeitverlauf gemessen wurde, um eine antibakterielle Wirkung zu bestimmen. Die Ergebnisse des antibakteriellen Versuchs sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 Lebende Bazillen (Anzahl/ml) Bazillus Probe 0 Std. abgelaufen 6 Std. später 12 Std. später Streptococcus mutans Typ G Streptococcus sanguis Actinobacillus actinomycetem-comitans Bacteroides Beispiel gingivalis Beispiel Vergleichsbeispiel
- Wie aus der Tabelle 1 beurteilt werden kann, weisen die Zahnpastaproben aus den Beispielen 1 bis 4 (erfindungsgemäß) im Vergleich mit der aus Vergleichsbeispiel 1 (einer üblichen Zahnpasta) eine beachtlich hohe antibakterielle Wirkung gegenüber den Bazillen, die kariöse Zähne und paradontale Erkrankungen, wie alveolärer Blenorrhoe, verursachen, auf. Zusätzlich wurde für die Zahnpastaproben ein Versuch zur Bestimmung der freigesetzten Metallmenge durchgeführt, der ergab, daß keine Freisetzung des antibakteriellen Metalls beobachtet wurde.
- Während nur Silber und Zink zur Verwendung als antibakterielles Metall in den Beispielen beschrieben wurden, ist es zu würdigen, daß sie durch andere antibakterielle Metalle ersetzt werden können.
- Die vorstehenden Beispiele der Calciumverbindung umfassen Apatit. Im Fall der Verwendung von Apatit als Calciumverbindung der vorliegenden Erfindung wird das antibakterielle Metall, wie Silber (Ag), Kupfer (Cu) und/oder Zink (Zn) von dem Apatit getragen, unter lonenaustausch und/oder Adsorption mit dem Apatit verbunden, wodurch ein antibakterieller Apatit gebildet wird. Der so geformte antibakterielle Apatit nimmt beispielsweise die Form von Ca10-x Mx(PO&sub4;)&sub5;(OH)&sub2; oder Ca&sub1;&sub0;(M PO&sub4;)&sub5;(OH)&sub2; an, in denen M das antibakterielle Metall ist und x eine ganze Zahl oder eine Dezimalzahl > 0 ist. Der antibakterielle Apatit wird in das Zahnpflegemittel (Zahnpasta) gemischt. Der antibakterielle Apatit ist stabil und hitzebeständig und gut in der Mischbarkeit mit der Zahnpasta, da der Apatit im Pulverzustand vorliegt.
- Der antibakterielle Apatit kann leicht unter Coexistenz des Metallsalzes des antibakteriellen Metalls (Metallen) während der Synthese des Apatits oder durch Umsetzung des Metallsalzes mit dem Apatit hergestellt werden. Im einzelnen wird nach dem ersten Verfahren eine wäßrige Phosphorsäurelösung unter Rühren zu einer wäßrigen Lösung, die Calciumhydroxid und das Metallsalz(e) von Silber, Kupfer und/oder Zink enthält, gegeben, wobei der antibakterielle Apatit hergestellt wird. Nach dem letzten Verfahren wird ein feines Pulver des Apatits, das nach dem gewöhnlichen Verfahren erhalten wird, in destilliertem Wasser suspendiert, wobei eine Suspension gebildet wird. Zu der Suspension wird ein wasserlösliches Metallsalz(e) des antibakteriellen Metallsalzes gegeben und dann gerührt, um die Umsetzung zwischen dem Apatit und dem antibakteriellen Metall(e) zu beschleunigen, wobei ein Produkt gebildet wird. Danach wird das Produkt gewaschen, getrocknet und pulverisiert, wobei der antibakterielle Apatit erhalten wird.
- In den vorstehend genannten Herstellungsverfahren gibt es die Möglichkeit, daß Calciumsalz in dem erhaltenen antibakteriellen Apatit zurückbleibt, wobei das Calciumsalz während des Umsetzungsverfahrens gebildet wird, in dem saure Wurzeln, Metallsalze und Metallionen durch Calciumionen ersetzt werden.
- Demgemäß ist es bevorzugt, daß der erhaltene antibakterielle Apatit ausreichend mit Wasser gewaschen wird, um diese fremden Stoffe vollständig zu entfernen.
- Die Menge an antibakteriellem Metall, das von dem Apatit getragen wird, wird geeignet nach der Art des verwendeten antibakteriellen Metalls, der Konzentration und der Temperatur der wäßrigen Lösung, die den Apatit oder Rohmaterialien des Apatits enthält, ausgewählt. Die Menge des antibakteriellen Metalls beträgt vorzugsweise nicht mehr als 30 Gew.-%, stärker bevorzugt 5 bis 0,0001 Gew.-%, bezogen auf den Apatit.
- Der so erhaltene antibakterielle Apatit weist eine ausreichende antibakterielle Wirkung auf, auch wenn er in kleiner Menge zu dem Zahnpflegemittel gegeben wird, und behält die antibakterielle Wirkung für einen langen Zeitraum bei. Zusätzlich kann der antibakterielle Apatit sicher verwendet werden, da die in Wasser freigesetzte Metallmenge sehr gering, d.h. kleiner als einige ppb, ist.
- Der antibakterielle Apatit wird weiter mit Bezug auf die Versuche, die ausgeführt wurden, um die vorteilhaften Wirkungen des antibakteriellen Apatits zu bestimmen, diskutiert.
- Zahnpastaproben mit den Zusammensetzungen der Beispiele 5 und 6, des Referenzbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 wurden hergestellt. In Beispiel 5 war der antibakterielle Apatit ein Hydroxylapatit, der 2 Gew.-% Silber und 3 Gew.-% Zink trug, die von dem Apatit adsorbiert oder (unter Ionenaustausch) mit dem Apatit verbunden waren. Der antibakterielle, durch Ionenaustausch erhaltene Apatit scheint beispielsweise die Form von Ca&sub1;&sub0;- x-y Zny Agx(PO&sub4;)&sub6;(OH)&sub2; oder Ca10-y Zn(Ag PO&sub4;)&sub6;(OH)&sub2; anzunehmen, in der x und y ganze Zahlen bzw. Dezimalzahlen > 0 bedeuten. In Beispiel 6 war der antibakterielle Apatit ein Hydroxylapatit, der 0,1 Gew.-% Silber trugt, das von dem Hydroxylapatit adsorbiert und (unter lonenaustausch) an den Hydroxylapatit gebunden war. Der durch lonenaustausch erhaltene antibakterielle Hydroxylapatit scheint beispielsweise die Form Ca10-x Agx(PO&sub4;)&sub6;(OH)&sub2; oder Ca&sub1;&sub0;(Ag PO&sub4;)&sub6;(OH)&sub2; anzunehmen. Beispiel 5 Antibakterieller Hydroxylapatit Calciumphosphat Calciumpyrophosphat Natriumsalz von CMC Natriumalginat Sorbitol Natriumlaurylsulfat Lauroylsarcosinnatrium Duftstoff Natriumsaccharin Siliciumnitrid Zitronensäure Natriumphosphat Wasser Beispiel 6 Antibakterieller Hydroxylapatit Calciumphosphat Natriumsalz von CMC Carrageen Glycerin
- Antibakterieller Hydroxylapatit (Pulver), der 1 Gew.-% Silber (Ag) und 0,3 Gew.-% Kupfer (Cu) trägt; 100 %. Vergleichsbeispiel 2 Hydroxylapatit Calciumphosphat Calciumpyrophosphat Natriumsalz von CMC Natriumalginat Sorbitol Natriumlaurylsulfat Lauroylsarcosinnatrium Duftstoff Natriumsaccharin Siliciumdioxid Zitronensäure Natriumphosphat Wasser
- Im Fall der Beispiele 5 und 6 und des Vergleichsbeispiels 2 wurde 1 g jeder Zahnpastaprobe ausprobiert. Im Fall des Referenzbeispiels 1 wurden 0,001 g des Pulvers des antibakteriellen Hydroxylapatits ausprobiert. Jede der derart ausprobierten Zahnpastaproben und das Hydroxylapatitpulver wurde zu 10 ml einer Flüssigkeit gegeben, die in einem Kolben eine Art der folgenden Bazillen enthielt: Streptococcus mutans Typ G und Streptococcus sanguis als Bazillus oder Verursacher von kariösen Zähnen und Actinobazillus actinomycetemcomitans Y4 und Bacteroides gingivalis als Bazillus oder Verursacher von paradontalen Erkrankungen.
- Der Kolben wurde nach dem Kolbenschüttelverfahren geschüttelt, wobei die Zahl der lebenden Bazillen mit dem Zeitverlauf gemessen wurde, um die antibakterielle Wirkung zu bestimmen. Das Ergebnis des antibakteriellen Versuchs ist in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2 Lebende Bazillen (Anzahl/ml) Bazillus Probe 0 Std. abgelaufen 6 Std. später 12 Std. später Beispiel Streptococcus mutans Actinobacillus actinomycetem comitans Y4 Bacteroides gingivalis Beispiel Referenzbeispiel Vergleichsbeispiel
- Wie anhand der Versuchsergebnisse aus Tabelle 2 beurteilt werden kann, weisen die Zusammensetzungen der Zahnpasten der vorstehenden Beispiele eine ausreichende antibakterielle Wirkung gegen die Bazillen auf, die kariöse Zähne und paradontale Erkrankungen verursachen. Zusätzlich ergab sich als Ergebnis von weiteren ausgeführten Versuchen, in denen die Menge oder das Mischungsverhältnis des antibakteriellen Hydroxylapatits in den vorstehend genannten Zahnpastaproben der Beispiele 5 und 6 geändert wurde, daß eine ausreichende antibakterielle Wirkung schon erzielt wurde, wenn 0,01 Gew.-% des antibakteriellen Hydroxylapatits zu der Zahnpasta gegeben wurden.
- In diesem Versuch wurde die antibakterielle Wirkung des antibakteriellen Hydroxylapatits gemessen. Dieser Versuch wurde an den antibakteriellen Hydroxylapatiten, die in den Beispielen 5 und 6 verwendet wurden, wie nachfolgend ausgeführt: Zunächst wurde ein Bindemittel zugegeben und mit dem antibakteriellen Hydroxylapatit gemischt, wobei ein Gemisch gebildet wurde. Das Gemisch wurde formgepreßt und dann bei 500ºC entfettet, wobei ein kugeliges Granulat (gebildet aus dem antibakteriellen Hydroxylapatit 100 %) mit einem Durchmesser von 3 cm erhalten wurde. Danach wurde Escherichia coli (E. coli) an das kugelige Granulat geheftet, wonach die Änderung der Zahl der lebenden Bazillen mit dem Zeitverlauf beobachtet wurde. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. Tabelle 3 Bazillus Abgelaufene Zeit und Anzahl der lebenden Bazillen Escherichia coli oder weniger [Versuch zur Bestimmung der freigesetzten Metallmenge]
- In diesem Versuch wurde die freigesetzte Menge des getragenen antibakteriellen Metalls für eine erste Probe des Hydroxylapatits, der 5 Gew.-% Silber als antibakterielles Metall trug, und für eine zweite Probe des Hydroxylapatits, der 5 Gew.-% Zink als antibakterielles Metall trug, bestimmt. Der Versuch wurde wie nachstehdend angegeben ausgeführt: Zunächst wurden jeweils 1 g der ersten und zweiten Hydroxylapatitprobe zu 100 cm³ destilliertem Wassers gegeben und über einen längeren Zeitraum gerührt. Dann wurde eine Messung der aus dem Hydroxylapatit in die wäßrige Lösung freigesetzten Metallkonzentration ausgeführt. Es ergab sich im Fall der ersten Probe, daß die Konzentration des freigesetzten Metalls 0,01 ppm oder weniger betrug. Im Fall der zweiten Probe betrug die Konzentration 0,2 ppm oder weniger. Demgemäß wurde bestätigt, daß das antibakterielle Metall, das von dem Hydroxylapatit getragen wurde, überhaupt nicht in das Wasser freigesetzt wurde. Zusätzlich wurde auch bestätigt, daß auch keine Änderung in der Konzentration des freigesetzten Metalls mit dem Zeitverlauf auftrat. Dies bestätigte, daß der antibakterielle Hydroxylapatit als Molekül sehr stabil war, was dadurch verursacht zu sein schien, daß das antibakterielle Metall in der Tat fest mit dem Hydroxylapatit verbunden war oder in die feinen Poren der Molekülstruktur des Hydroxylapatits aufgenommen wurde.
- Der antibakterielle Hydroxylapatit weist Wirkungsweisen auf, um Protein zu trennen und Zahnbelag als Quelle der Erzeugung von kariösen Zähnen zu entfernen und weist daher zusätzlich zu der vorstehend diskutierten antibakteriellen Wirkung die weitere Wirkung der Verhinderung des Auftretens von kariösen Zähnen auf. Außerdem wirkt der antibakterielle Hydroxylapatit, indem er in die feinen Rillen oder Vertiefungen auf der Oberfläche der Zähne gefüllt wird, wodurch die Wiederherstellung der Zähne erreicht wird.
- Wie aus dem Vorstehenden beurteilt werden kann, ist der antibakterielle Hydroxylapatit in der Molekülstruktur stabil und wird daher daran gehindert, Toxizität aufgrund des antibakteriellen Metalls zu zeigen, wobei er eine gute Haltbarkeit über einen längeren Zeitraum beibehält. Das Zahnpflegemittel (Zahnpasta), das den erfindungsgemäßen antibakteriellen Hydroxylapatit enthält, ist sehr wirksam beim Verhindern des Auftretens von kariösen Zähnen und paradontalen Erkrankungen, wobei das Auftreten von Hyperästhesie aufgrund der kariösen Zähne und der paradontalen Erkrankungen und anderen oralen Störungen im allgemeinen verhindert wird.
Claims (5)
1. Zahnpflegemittel umfassend:
mindestens eine Calciumverbindung, gewählt aus der Gruppe,
bestehend aus Calciumhydrogenphosphat, Tricalciumphosphat,
Calciumdiphosphat, Calciumcarbonat und Apatit, wobei die
Calciumverbindung in Form eines Pulvers vorliegt; und
mindestens ein antibakterielles Metall, gewählt aus der Gruppe,
bestehend aus Silber, Kupfer und Zink, welches auf die
pulverförmige Calciumverbindung durch Ionenaustausch und/oder
Adsorption aufgebracht ist.
2. Zahnpflegemittel nach Anspruch 1, worin der Apatit ein
Hydroxylapatit ist.
3. Zahnpflegemittel nach Anspruch 2, worin der Hydroxylapatit
in Form eines Pulvers vorliegt.
4. Zahnpflegemittel nach Anspruch 1, worin das antibakterielle
Metall in einer Menge von nicht mehr als 30 Gew.-%, bezogen auf
die Calciumverbindung, enthalten ist.
5. zahnpflegemittel nach Anspruch 4, worin das antibakterielle
Metall in einer Menge im Bereich von 0,0001 bis 5 Gew.-%,
bezogen auf die Calciumverbindung, enthalten ist.
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