EP0681596A1 - Festkörper-sonnenschutzmittel zur optimalen hautbräunung - Google Patents

Festkörper-sonnenschutzmittel zur optimalen hautbräunung

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EP0681596A1
EP0681596A1 EP94904977A EP94904977A EP0681596A1 EP 0681596 A1 EP0681596 A1 EP 0681596A1 EP 94904977 A EP94904977 A EP 94904977A EP 94904977 A EP94904977 A EP 94904977A EP 0681596 A1 EP0681596 A1 EP 0681596A1
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factor
pigmentation
solid
suntan
optimum
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Withdrawn
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EP94904977A
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Irmgard Mutzhas
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
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    • A61K8/02—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
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    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
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    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/44—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed using insoluble pigments or auxiliary substances, e.g. binders
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
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    • A41D2400/26—UV light protection

Definitions

  • Solid-state sunscreen for optimal skin tanning
  • the invention relates to a solid-state sunscreen for optimal skin tanning, in particular in the form of plates, foils, nonwovens, fabrics or lacquers.
  • a sensible way out is to use a solid-state sunscreen, the absorbers of which do not cause any toxic reactions even when in contact with the skin.
  • the absorbers are therefore embedded in plastic, which is in the form of plates, foils, nonwovens, fabrics or lacquers. This solution has been used in various ways so far, the light protection factor (erythema factor) and the direct pigmentation being taken into account as criteria for the protective effect.
  • the invention solves the problem as a Solid-state sunscreen must be obtained in order to achieve a corresponding protective effect against acute (and chronic) skin damage on the one hand and on the other hand to obtain permanent pigmentation.
  • the object is achieved in such a way that the sun protection factor (erythema factor) for normal skin types is at least 15, the attenuation factor for permanent pigmentation (pigmentation factor) is at most 6.
  • the solid-state sunscreen delays desired and undesired photobiological reactions.
  • This factor (F biol ) by which the reaction is delayed is defined as follows:
  • indices mean UV-induced erythema formation in people with normal skin reaction pp UV-induced permanent pigmentation in people with normal skin reaction ca UV-induced skin cancer el UV-induced skin aging pi UV-induced direct pigmentation (immediate pig ent darkening) in humans with normal
  • Value for ⁇ 2 determined with an accuracy of ⁇ 0.035 and the value for ⁇ - with an accuracy of ⁇ 0.015.
  • the previously determined transmission values ⁇ and ⁇ 2 can then be set experimentally or arithmetically using the Lambert-Beer's law by varying the concentration of the known absorbent materials and the type and thickness of the substrate.
  • substrates for the solid-state sunscreen are in The following main plastics are used in the form of sheets, foils, nonwovens, fabrics and lacquer layers, which, depending on the modification, have sufficient transmission in the UV range: acrylonitrile methyl methacrylate (AMMA), cellulose acetobutyrate (CAB), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), ethylene vinyl acetate (EVA), polycarbonate (PC), polyethylene (PE, HDPE, LDPE), polyethylene terephtelate (PETP), polymethylene methacrylate (PMMA), polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyurethane (PU), polyvinyl chloride (PVC).
  • AMMA acrylonitrile methyl methacrylate
  • CAB cellulose acetobutyrate
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PC polycarbonate
  • PE polyethylene
  • HDPE high density polyethylene
  • LDPE polyethylene terephtelate
  • Benzophenones benzotriazoles, compounds of salicylic, cinnamic and oxalic acid as well as compounds that result from modification of these substances.
  • the dyes for the solid-state sunscreen according to the invention must have a high transmission, especially in the range from 330 to 400 nm. These are mainly violet, red-violet and blue soluble dyes as well as organic and inorganic pigments.
  • the desired transmission values x l and ⁇ 2 are determined using the following equations
  • ⁇ ( ⁇ ) ⁇ ( ⁇ ) i ⁇ S • ⁇ ( ⁇ ) ifA • ⁇ ( ⁇ ) ifF • R f
  • the following table shows examples with different predefined erythema factors (F ⁇ r ), combined with various predefined pigmentation factors (F pp ) and the mean transmission values ( ⁇ x ) determined in the spectral range 290 to 330 nm and the mean ones
  • the skin aging factor F el is approximately 0.8 • F er and the skin cancer factor F ca is approximately 1.1 • F er .
  • the protection against this chronic skin damage is about the same as protection against acute skin damage sunburn.
  • the threshold time for direct pigmentation which fades again after a short time, is about half as long as the threshold time for permanent pigmentation.
  • the permanent pigmentation can result in a body-specific erythema (protective) factor of a maximum of 8 with intensive expression.
  • the erythema (protective) factor of the solid-state sunscreen is 15 or just above, a very high level of sun protection is achieved on the one hand, and on the other hand sufficient short-wave UV radiation in the range from 290 to 330 nm is transmitted to thicken the epidermis (light calluses ) to reach. A further erythema factor of a maximum of 4 can be achieved through this light calluses.
  • the solid-state sunscreen according to the invention can therefore be used to build up adequate erythema protection in the body without the skin being affected by excessive daily doses of damaging UV radiation.
  • Top layer 20 ⁇ m EVA 2.
  • Core 160 ⁇ m LDPE (which contains about 10% masterbatch, which contains the UV absorber and the purple dye).
  • Thickness 5 mm
  • Substrate PMMA stabilized in which the colorless organic absorbers are dissolved.
  • the solid-state sunscreen according to the invention is used, for example, in the following form:

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
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Abstract

Festkörper-Sonnenschutzmittel zur optimalen Hautbräunung, insbesondere in Form von Platten, Folien, Vliesen, Geweben bzw. Lacken für Schirme, Sonnensegel, Zelte, Dächer, Vordächer, Überdachungen, Markisen, Kleidungsstücke, Hüte, Mützen, Visors oder dergl. für Menschen sowie als Bedeckungen und Überdachungen für Tiere mit dünnem Haar- bzw. Federkleid. Zur Erzielung einer adäquaten Schutzwirkung gegen akute Hautschäden und gleichwohl einer dauerhaften Pigmentierung beträgt der Erythemfaktor mindestens 15 und höchstens 40, und der Pigmentierungsfaktor mindestens 4 und höchstens 6.

Description

Festkörper-Sonnenschutzmittel zur optimalen Hautbräunung
Die Erfindung betrifft ein Festkörper-Sonnenschutzmittel zur optimalen Hautbräunung insbesondere in Form von Platten, Folien, Vliesen, Geweben bzw. Lacken.
Berichte über eine zunehmende Zahl von chronischen Häutschädigungen, meist verbunden mit den dermatologischen Folgen des Ozonlochs, führen dazu, daß Sonnenschutzmittel mit hohem Lichtschutzfaktor in steigendem Maße verwendet werden.
Hohe Lichtschutzfaktoren bei topischen Sonnenschutzmitteln sind nur mit hohen Absorberkonzentrationen erreichbar. Bei diesen Konzentrationen lassen sich bereits nach relativ kurzer Zeit die Absorber im peripheren Blutkreislauf nachweisen. Wegen der dabei möglichen lokalen und systemischen toxischen Effekte sind deshalb topische Sonnenschutzmittel mit hohen Absorberkonzentrationen nicht unproblematisch.
Ein sinnvoller Ausweg ist der, ein Festkörper- Sonnenschutzmittel zu verwenden, dessen Absorber auch bei Hautkontakt keine toxischen Reaktionen hervorrufen. Die Absorber werden deshalb in Kunststoff eingebettet, der in Form von Platten, Folien, Vliesen, Geweben bzw. Lacken vorliegt. Diese Lösung wurde bisher verschiedentlich angewandt, wobei als Kriterien für die Schutzwirkung der Lichtschutzfaktor (Erythemfaktor) in Betracht gezogen wurde und für die Bräunungswirkung die direkte Pigmentierung.
Aufgrund aufwendiger eigener photobiologischer Experimente und Berechnungen zeigte sich jedoch, daß die direkte Pigmentierung, die im Regelfall nach mehreren Stunden bereits verblaßt, kein vernünftiges Kriterium für die dauerhafte Pigmentierung darstellt. Das gleiche gilt für Angaben, die sich nur auf die spektrale Transmission ohne die dazu gehörenden photobiologischen Wirkungen beziehen.
Durch die Erfindung wird das Problem gelöst, wie ein Festkörper-Sonnenschutzmittel beschaffen sein muß, um einerseits eine entsprechende Schutzwirkung gegen akute (und chronische) Hautschäden zu erreichen und andererseits eine dauerhafte Pigmentierung zu erhalten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß so gelöst, daß der Lichtschutzfaktor (Erythemfaktor) für normale Hauttypen mindestens 15 beträgt, der Schwächungsfaktor für die dauerhafte Pigmentierung (Pigmentierungsfaktor) dagegen höchstens 6 beträgt.
Damit ist es möglich, selbst unter extremer Sonnenbestrahlung in der Zeit von 9 Uhr - 15 Uhr Ortszeit weniger als eine Schwellendosis für das Erythem (= minimale Erythemdosis MED) zu empfangen und gleichzeitig mehr als eine Schwellendosis für die dauerhafte Pigmentierung ( = minimale Pigmentierungsdosis MTD) zu erhalten. Um sicher zu gehen, wurde dabei angenommen, daß die sich bestrahlende Person sich während dieser 6 Stunden (in denen etwa 75 % der erythemwirksamen Tagesdosis einstrahlen) nicht umdreht, die gesamte erythemwirksame Dosis somit auf eine Körperhälfte einwirkt. Für die dauerhafte Pigmentierung wurde realistischerweise angenommen, daß diese Strahlung gleichmäßig auf beide Körperhälften verteilt wird.
Durch das Festkörper-Sonnenschutzmittel werden erwünschte und unerwünschte photobiologische Reaktionen verzögert. Dieser Faktor (Fbiol), um den die Reaktion verzögert wird, ist wie folgt definiert:
λ2
J E ( λ ) e • S ( λ ) biol dλ λ l biül λ2
/ E ( λ ) e • s ( λ ) biol • τ ( λ ) • dλ λ
dabei bedeuten λ- untere Wellenlängengrenze λ2 obere Wellenlängengrenze
E(λ)e spektrale Bestrahlungsstärke der Globalstrahlung τ(λ) spektrale Transmissions des
Festkörper-Sonnenschutzmittels s(λ)bioi relative spektrale Empfindlichkeit der menschlichen
Haut für die photobiologische Reaktion
die folgenden Indices bedeuten er UV-induzierte Erythembildung bei Menschen mit normaler Hautreaktion pp UV-induzierte dauerhafte Pigmentieruwng bei Menschen mit normaler Hautreaktion ca UV-induzierter Hautkrebs el UV-induzierte Hautalterung pi UV-induzierte direkte Pigmentierung (immediate pig ent darkening), bei Menschen mit normaler
Hautreaktion.
Die dafür wichtigen Parameter sind:
der Erythemfaktor
400 nm
J E(λ), s(λ), dλ 290 nm
Fer =
400 nm j E(λ)e • ε(λ)er • τ(λ) • dλ 290 nm
der Pigmentierungsfaktor
400 nm
J E(λ)e • s(λ)pD • dλ
290 nm
Fn = 400 nm
/ E(λ)e • s(λ)pp • τ(λ) • dλ 290 nm
die mittlere Transmission von 290 - 330 nm 330 nm
. τ(λ) • dλ 290 nm τ, =
40
und die mittlere Transmission von 330 - 400 nm
400 nm
J τ(λ) • dλ 330 nm 70
Der Zusammenhang zwischen den Parametern ist folgender 5,219 5,025 τ2 = -
F •"a pp Fx cr
1,422 τ- = - 0,057 τ2
F
Zunächst werden die gewünschten Faktoren vorgegeben und der
Wert für τ2 mit einer Genauigkeit von ± 0,035 und der Wert für τ- mit einer Genauigkeit von ± 0,015 bestimmt.
Dabei ist zu berücksichtigen
F > 15
Werte für τ2 > 0,9 und τ: < 0 sind nicht reell.
Daraus lassen sich dann experimentell oder rechnerisch mithilfe des Lambert-Beer'sehen Gesetzes durch Variation der Konzentration der bekannten absorbierenden Materialien und der Art und Dicke des Substrats die vorher ermittelten Transmissionswerte τ, und τ2 einstellen.
Als Substrate für das Festkörper-Sonnenschutzmittel werden im Wesentlichen folgende Kunststoffe in Form von Platten, Folien, Vliesen, Geweben und Lackschichten verwendet, die je nach Modifikation eine ausreichende Transmission im UV-Bereich aufweisen: Acrylnitrilmethylmethacrylat (AMMA) , Celluloseacetobutyrat (CAB), Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE) , Ethylen-Vinylazetat (EVA), Polycarbonat (PC) , Polyethylen (PE, HDPE, LDPE) , Polyethylenterephtelat (PETP), Polymethylenmethacrylat (PMMA), Polypropylen (PP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyurethan (PU) , Polyvinylchlorid (PVC) .
Als Absorber für das Festkörper-Sonnenschutzmittel werden im wesentlichen folgende Materialen verwendet:
Benzophenone, Benzotriazole, Verbindungen der Salicyl-, Zimt- und Oxalsäure sowie Verbindungen, die durch Modifikation dieser Substanzen entstehen.
Die Farbstoffe für das erfindungsgemäße Festkörper- Sonnenschutzmittel müssen vor allem im Bereich von 330 bis 400 nm eine hohe Transmission aufweisen. Dies sind vor allem violette, rot-violette und blaue lösliche Farbstoffe sowie organische und anorganische Pigmente.
Die Ermittlung der gewünschten Transmissionswerte xl und τ2 erfolgt über folgende Gleichungen
a/b τ(λ)i,x = τ(λ)i)t
τ(λ) = τ(λ)iιS • τ(λ)ifA • τ(λ)ifF • Rf
τ(λ)i spektrale Reintransmission Rf Reflexionsfaktor des Substrates τ(λ)iιb spektrale Reintransmission bei bekannter Schichtdicke bzw. Konzentration τ(λ)iιX spektrale Reintransmission bei gesuchter Schichtdicke bzw. Konzentration
τ(λ)i,s spektrale Reintransmission des Substrates
τ(λ)i,A spektrale Reintransmission des Absorbers bzw. der
Absorber τ(λ)i(F spektrale Reintransmission des Farbstoffs bzw. der
Farbstoffe
Die folgende Tabelle zeigt Beispiele mit verschiedenen vorgegebenen Erythemfaktoren (Fβr), kombiniert mit verschiedenen vorgegebenen Pigmentierungsfaktoren (Fpp) und die daraus bestimmten mittleren Transmissionswerte (τx) im Spektralbereich 290 bis 330 nm und die mittleren
Transmissionswerte (τ2) im Spektralbereich 330 bis 400 nm.
Fer F A pp τi τ2
10 6 0,121 0,367
10 5,5 0,117 0,446
10 5 0,111 0,541
10 4,5 0,105 0,657
10 4 0,096 0,802
10 3,7 0,091 0,900
15 6 0,064 0,534
15 5,5 0,060 0,614
15 5 0,054 0,709
15 4,5 0,048 0,825
15 4,2 0,044 0,900
20 6 0,036 0,619
20 5,5 0,031 0,698
20 5,0 0,026 0,793
20 4,5 0,020 0,900
25 6 0,019 0,669
25 5,5 0,014 0,748
25 5 0,009 0,843
25 4,7 0,005 0,900
30 6 0,007 0,702
30 5,5 0,003 0,781
30 5,0 < 0 0,876
30 4,9 < 0 0,900
35 6 0,006 0,726
35 5,5 < 0 0,805 35 5,0 < 0 0,900
40 6 < 0 0,744
Vor dem Anmeldetag waren folgende Festkörper-Sonnenschutzmittel im Markt:
Marke Material Farbe TJ τ2 Fer F
Sunselect PVC Violett 0,144 0,632 7,9 4,1
Nylex PVC Violett 0,038 0,510 21 7,0
Solmax PVC Violett 0,016 0,506 32 7,8
Sunselect PVC Hellblau 0,019 0,337 37 11
Sunselect PVC Rosa 0,012 0,406 40 9,8
Sunselect PVC Blau 0,011 0,409 41 9,8
Mutzhas PE Yiolett 0,008 0,433 43 9,5
Mutzhas PMMA Violett <0,001 0,485 51 8,9
Procutis PVC Farblos <0,001 0,476 52 9,1
Mutzhas PVC Violett <0,001 0,398 63 11
Mutzhas PVC (Gitter) Violett <0,001 0,366 68 12
Procutis PVC Lila <0,001 0,311 80 14
Procutis PVC Blau <0,001 0,256 97 17
Keines dieser bekannten Festkörper-Sonnenschutzmittel erfüllt die Kriterien dieser Erfindung.
Folgende erfindungsgemäße Festkörper-Sonnenschutzmittel wurden in eigener Regie hergestellt:
Mutzhas PE Farblos 0,060 0,614 15 5,5
Mutzhas PE Violett 0,064 0,534 15 6,0
Mutzhas PVC Farblos 0,054 0,709 15 5,0
Mutzhas PVC Violett 0,060 0,614 15 5,5
Mutzhas PMMA Farblos 0,048 0,825 15 4,5
Mutzhas PMMA Violett 0,054 0,709 15 5,0
Bei einem erfindungsgemäßen Festkörper-Sonnenschutzmittel mit einem Erythemfaktor Fer > 15 und einem Pigmentierungsfaktor
PP < 6 zeigt sich:
Der Hautalterungsfaktor Fel ist etwa 0,8 • Fer und der Hautkrebsfaktor Fca ist etwa 1,1 • Fer. Somit ist der Schutz gegen diese chronischen Hautschädigungen etwa gleich groß wie der Schutz gegen die akute Hautschädigung Sonnenbrand. Die Schwellenzeit für die direkte Pigmentierung, die nach kurzer Zeit wieder verblaßt, ist etwa halb so lang wie die Schwellenzeit für die dauerhafte Pigmentierung. Die dauerhafte Pigmentierung kann bei intensiver Ausprägung einen körpereigenen Erythem(schütz)faktor von maximal 8 ergeben.
Wenn der Erythem(schütz)faktor des Festkörper- Sonnenschutzmittels bei 15 oder knapp darüber liegt, wird einerseits ein sehr hoher Sonnenschutz erreicht, andererseits wird noch genügend kurzwellige UV-Strahlung im Bereich von 290 bis 330 nm durchgelassen, um eine Verdickung der Oberhaut (Lichtschwiele) zu erreichen. Durch diese Lichtschwiele kann ein weiterer körpereigener Erythemfaktor von maximal 4 erreicht werden.
Durch das erfindungsgemäße Festkörper-Sonnenschutzmittel kann sonit ein ausreichender körpereigener Erythemschutz aufgebaut werden, ohne daß die Haut durch zu hohe tägliche Dosen von schädigender UV-Strahlung in Mitleidenschaft gezogen wird.
Im Folgenden sind einige praktische Ausführungsbeispiele angegeben:
Beispiel 1
Im Koextrusionsverfahren hergestellte Dreischicht-Folie mit folgendem Aufbau
1. Deckschicht: 20 μm EVA 2. Kern: 160 μm LDPE (das etwa 10 % Masterbatch enthält, in dem die UV-Absorber und der violette Farbstoff enthalten sind).
3 . Deckschicht 20 μm EVA
F Fee_r = = 1155
FF, = 5 , 5 τ i = 0 , 06 τ. = 0 , 6 1 Beispiel 2
Im Kalandrierverfahren hergestellte Folie mit folgendem Aufbau:
Dicke: 0, 3 mm
Substrat: farbloses Weich-PVC, in dem die organischen Absorber gelöst sind. Fer =- 15
Fpp= 5,0 τ- = 0,05 τ2 = 0,71
Beispiel 3
Gegossene Platte aus PMMA
Dicke: 5 mm
Substrat: PMMA stabilisiert, in dem die farblosen organischen Absorber gelöst sind.
Fer = 15
FPP= 4,5 τ, = 0,05 τ2 = 0,83
Das erfindungsgemäße Festkörper-Sonnenschutzmittel kommt beispielsweise in folgender Form zum Einsatz:
Schirme, Sonnensegel, Zelte, Dächer, Vordächer, Überdachungen, Markisen, Kleidungsstücke, Hüte, Mützen, Visors für Menschen sowie als Bedeckungen und Überdachungen für Tiere mit dünnem Haar- bzw. Federkleid.

Claims

Ansprüche
1. Festkörper-Sonnenschutzmittel, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Erythemfaktor (Fer) beträgt mindestens 15 und höchstens 40 b) der Pigmentierungsfaktor (Fpp) beträgt mindestens 4 und höchstens 6.
2. Festkörper-Sonnenschutzmittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch a) eine mittlere Transmission (τ2) im Spektralbereich von 330 bis 400 nm von
5,219 5,025
F ■■" pp F-- er b) eine mittlere Transmission ( xγ ) im Spektralbereich von 290 bis 330 nm von
1,422
EP94904977A 1993-01-29 1994-01-28 Festkörper-sonnenschutzmittel zur optimalen hautbräunung Withdrawn EP0681596A1 (de)

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