ES2874056T3 - Hoja de corte ultrasónica con conducción de líquido refrigerante - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo quirúrgico ultrasónico que comprende: una hoja (12, 112) que presenta un cuerpo de hoja en un extremo distal y un mango (16, 116) en un extremo proximal, siendo dicho mango conectable en un extremo proximal a una fuente de vibraciones mecánicas ultrasónicas; y una vaina (22, 122) que rodea al menos una porción de dicho mango, definiendo dicha vaina un espacio entre una superficie exterior de dicho mango y una superficie interior de dicha vaina, estando dicho mango provisto de un canal (30, 130) de conducción de líquido que termina en al menos una salida (32, 132) en dicha superficie exterior para permitir el suministro de irrigante a dicho espacio para su conducción a lo largo de una superficie exterior de dicho cuerpo de hoja; en el que dicho cuerpo (14, 114) de hoja presenta una primera dimensión (D2, D2', D2'') transversal, presentando dicho mango una segunda dimensión (D1, D1') transversal sustancialmente mayor que dicha primera dimensión transversal y en el que dicho mango incluye un cuerpo (38, 138) de mango en un extremo proximal y una porción (40, 140) de extremo distal ahusada conectada a dicho cuerpo de hoja, estando dicha al menos una salida localizada en dicha porción ahusada.
Description
DESCRIPCIÓN
Hoja de corte ultrasónica con conducción de líquido refrigerante
Sector de la técnica
Esta invención se refiere a una herramienta ultrasónica. Más particularmente, esta invención se refiere a una hoja de corte ultrasónica. La hoja es particularmente útil en una aplicación quirúrgica para cortar tejido tal y como cartílago y hueso.
Estado de la técnica
En el campo de la ortopedia, el corte de hueso vivo es un requisito previo para muchos procedimientos. Tales procedimientos incluyen la reconstrucción de estructuras de tejido dañado debido a accidentes, el injerto de hueso sano en áreas dañadas por una enfermedad, o la corrección de anomalías faciales congénitas como una línea de barbilla retraída. Durante varios siglos, estas tareas se realizaron mediante la utilización de dispositivos llamados sierras óseas.
Las sierras óseas tradicionales se clasifican en varias categorías básicas. Las sierras o taladros accionados manualmente son precisamente eso, dispositivos manuales que requieren que el operador mueva el dispositivo de manera similar a la utilizada para las herramientas de carpintería. Los dispositivos motorizados, ya sean eléctricos o neumáticos, son o bien de tipo rotativo o alternativo. Los dispositivos alternativos utilizan una hoja plana, tipo espada, donde el movimiento hacia atrás y hacia delante se proporciona por un motor en lugar de manualmente. Los dispositivos rotativos utilizan un motor rotatorio para hacer girar una broca o una hoja que presenta dientes dispuestos alrededor de su circunferencia similar a una hoja de sierra de mesa. Todas estas sierras óseas tradicionales se utilizan hoy en procedimientos médicos en todo el mundo.
Aunque las sierras tradicionales son funcionales, presentan muchas desventajas. O bien con las sierras de banda o con las sierras alternativas, por ejemplo, no es fácil iniciar y dirigir un corte. Un corte debe comenzar desde un canto o, alternativamente, debe utilizarse un orificio de inicio. Para crear un orificio de inicio, se hace funcionar un taladro o instrumento similar para perforar el hueso. A continuación, se inserta una hoja de corte en el orificio perforado. Después, el usuario puede proceder a cortar. Alternativamente, se puede utilizar una hoja de tipo rotativo. Sin embargo, cuando se utiliza una hoja rotativa, el corte debe seguir una trayectoria relativamente recta para impedir que la hoja se adhiera al corte. Con todas las hojas la capacidad de crear un corte curvo o de ángulo compuesto está extremadamente limitada por la hoja escogida. Las hojas relativamente gruesas presentan una entalladura ancha, de manera que en el procedimiento de corte se pierde un espesor significativo del hueso viable. Los médicos querrían que esta anchura fuera lo más delgada posible en la mayoría de los procedimientos en los que es necesaria una reconstrucción.
Sobre todo, las velocidades lineales o tangenciales relativamente lentas de las hojas de sierras óseas convencionales junto con los dientes necesarios para el corte dan lugar a elevadas pérdidas friccionales, lo que se manifiesta como calor. El calor causará la necrosis del tejido si las temperaturas óseas alcanzan 47 °C durante más de unos pocos segundos. Cuando el tejido se necrosa, el hueso se retrae después de la cirugía a medida que el hueso necrótico crece en exceso. Durante dichos desarrollos naturales de tejido posquirúrgico, el espesor de los cortes en el hueso en realidad aumenta. El proceso de recesión ósea debe completarse antes de que pueda comenzar la cicatrización. Para evitar el acortamiento de la longitud del hueso, se utilizan placas y tornillos de metal para fijar los fragmentos óseos en la posición adecuada. Todos estos factores obviamente conducen a un aumento del tiempo operatorio y, lo que es más importante, a un aumento drástico del tiempo de cicatrización, ya que el hueso debe ligarse a lo largo de una extensión mayor. Algunos estudios han demostrado que la resistencia del hueso también ha de verse afectada negativamente.
Cuando ha de cortarse una mandíbula superior o inferior en una cirugía electiva, el efecto de calentamiento de las sierras tradicionales requiere una intervención aún más extraordinaria para evitar daños. El corte de la mandíbula entre los dientes causará la pérdida de dientes si el hueso está dañado o no cicatriza rápidamente. Para evitar la pérdida dental, los dientes deben separarse con carácter previo a la operación; a veces puede obligarse al paciente a llevar aparatos dentales durante hasta 6 meses antes de que la operación pueda tener lugar. En estos casos, los costes y la incomodidad del paciente aumentan de manera drástica.
Para limitar el aumento de la temperatura del tejido en un intento por reducir la necrosis, algunas sierras quirúrgicas tradicionales proporcionan líquido refrigerante al sitio quirúrgico. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos núm. 4.008.720 concedida a Brinckmann et al. Estos dispositivos comúnmente introducen refrigerante en los espacios entre segmentos en el canto de corte o cuentan con procedimientos de pulverización para inundar el sitio de corte con fluido. Otra técnica empleada por los médicos es hacer cortes muy ligeros y aumentar el tiempo entre las pasadas de la herramienta. Junto con la irrigación del área, el aumento de la temperatura del hueso se reduce de manera mensurable. Por supuesto, esta técnica aumenta el tiempo operatorio y la fatiga del médico.
Varios investigadores han propuesto el uso de herramientas ultrasónicas para la separación ósea. El uso de instrumentos quirúrgicos ultrasónicos para cortar a través de diversos tejidos es bien conocido. Aunque estos dispositivos son superiores a las sierras tradicionales en varios aspectos tales como tamaño de entalladura reducido, ruido reducido, y capacidad superior para hacer cortes geométricos complejos, el aumento de la temperatura en el hueso debido al calentamiento por fricción en la interfaz de hoja/tejido constituye todavía un problema significativo. El problema se ve exacerbado por el uso de ultrasonidos debido al rápido movimiento que implican en comparación con el de las sierras alternativas tradicionales. Algunos diseñadores han tratado de reducir el calentamiento mediante la modificación de la sección transversal de la hoja de corte. La patente de Estados Unidos núm. 5.188.102 concedida a Idernoto, la patente de Estados Unidos núm. 4.188.952 concedida a Loschilov y la patente de Estados Unidos núm. 5.261.922 concedida a Hood muestran todas diseños para corte que presentan secciones transversales modificadas para reducir el calentamiento por fricción.
Varios dispositivos ultrasónicos han proporcionado refrigeración a la hoja de corte con diversos grados de éxito. La patente de Estados Unidos núm. 4.823.790 concedida a Alperovich et al. muestra un diseño para una hoja de bisturí refrigerada de manera criogénica. Sin embargo, este diseño en realidad puede dañar tejido viable por congelación. Además, este diseño no proporciona ningún refrigerante al tejido circundante que no está en contacto directo con la hoja. Las patentes de Estados Unidos núm. 5.205.817, 5.188.102 y 4.832.683 concedidas todas a Idemoto muestran ejemplos de instrumentos ultrasónicos con provisión de refrigeración de fluido. Estos instrumentos, sin embargo, o bien no proporcionan un flujo óptimo de refrigerante donde es necesario, principalmente en la porción de corte de la hoja, o, en aquellos que sí proporcionan refrigerante en la punta, el canto de corte se interrumpe con orificios para el refrigerante. Un canto de corte interrumpido y desigual obstaculiza la manipulación y dificulta guiar la hoja en la superficie ósea.
Un fenómeno asociado a herramientas ultrasónicas que actúa para obstaculizar los efectos beneficiosos de la irrigación del sitio operatorio es la atomización ultrasónica. Cuando un cuerpo que vibra de manera ultrasónica entra en contacto con un fluido, ese fluido se rompe en pequeñas gotículas que presentan un tamaño inversamente proporcional a la frecuencia de vibración. En otras palabras, cuanto más alta sea la frecuencia, más pequeña y más móvil será la gota líquida. Las gotículas creadas por vibraciones ultrasónicas pueden ser de tamaño muy pequeño, presentando algunas un diámetro menor a 1 micra. Este fenómeno es bien conocido en la técnica. De hecho, muchos dispositivos destinados a atomizar líquidos, tales como humidificadores de habitaciones, nebulizadores médicos y boquillas de aerosoles industriales se basan en este principio. En el quirófano, sin embargo, la presencia de partículas nebulizadas no resulta apreciada, ya que estas partículas pueden contener agentes virales o bacterianos. Asimismo, parte del fluido será atomizado antes de alcanzar el sitio operatorio, lo que reduce la eficiencia de la refrigeración. Se necesita un modo eficaz de asegurar el transporte de líquido.
La patente de Estados Unidos núm. 6.379.371 describe una hoja quirúrgica ultrasónica con refrigeración, que presenta un cuerpo de hoja con un canto de corte continuo suave y un mango conectado en un extremo al cuerpo de hoja y conectable de manera operativa en un extremo opuesto a una fuente de vibraciones ultrasónicas. El mango se proporciona con un orificio que se extiende axialmente para el transporte de fluido refrigerante al canto de corte, mientras que el cuerpo de hoja está provisto de una ranura pasante que se extiende de manera axial y se comunica en un extremo con el orificio. El cuerpo de hoja se proporciona preferiblemente en un extremo opuesto al mango con un rebaje que se comunica con el orificio para distribuir fluido desde la ranura hacia el canto de corte. El rebaje puede presentar una configuración que está en paralelo con al menos una porción del canto de corte. Donde el canto de corte es circular y el cuerpo de hoja presenta una superficie plana entre la superficie de guía de distribución de fluido y el canto de corte, por ejemplo, el rebaje presenta una superficie de distribución de fluido inclinada con respecto a la superficie de hoja plana y se extiende a lo largo de un arco circular.
Objeto de la invención
La reivindicación 1 define la invención y las reivindicaciones dependientes describen realizaciones preferidas. La presente invención pretende proporcionar una herramienta ultrasónica o sonda mejorada que presenta una capacidad de refrigeración mejorada. Una herramienta ultrasónica o sonda según la invención puede particularmente adoptar la forma de hoja de corte ultrasónica que posibilita cortes de entalladura delgada, no requiere orificios taladrados previamente para el corte, permite cortes geométricos complejos, presenta una superficie de corte continua y proporciona irrigación de líquido principalmente en la interfaz de hoja/tejido. Más específicamente, la presente invención se refiere a una hoja de corte que se hace vibrar de manera ultrasónica con una provisión mejorada para el suministro de un medio de refrigeración para reducir y limitar el daño térmico a tejidos vivos. La presente invención se dirige específicamente a la aplicación de corte de huesos viables en cirugía, aunque el dispositivo no es exclusivo de esta aplicación.
Un dispositivo quirúrgico ultrasónico comprende, según la presente invención, una hoja que presenta un cuerpo de hoja en un extremo distal y un mango en un extremo proximal, siendo el mango conectable en un extremo proximal a una fuente de vibraciones mecánicas ultrasónicas. El dispositivo comprende además una vaina que rodea al menos una porción del mango. La vaina está configurada para definir un espacio entre una superficie exterior del mango y una superficie interior de la vaina. El mango está provisto de un canal de conducción de líquido que termina en al menos una salida en la superficie exterior del mango para permitir el suministro de irrigante al espacio entre el
mango y la vaina para su conducción final a lo largo de una superficie exterior del cuerpo de hoja. El mango de la hoja es geométricamente distinguible del cuerpo de hoja. Por tanto, la salida de líquido está dispuesta de manera proximal o aguas arriba del cuerpo de hoja. Comúnmente, el mango presenta una dimensión transversal que es sustancialmente mayor que una dimensión transversal característica del cuerpo de hoja. En otras palabras, el cuerpo de hoja es delgado con respecto al mango. El mango incluye un cuerpo de mango en un extremo proximal y una porción de extremo distal ahusada conectada al cuerpo de hoja, estando la salida de líquido localizada en la porción ahusada del mango.
Según características adicionales de la presente invención, la vaina incluye un segmento ahusado sobre la porción ahusada del mango y la vaina termina cerca de un extremo proximal del cuerpo de hoja. La vaina puede extenderse solo sobre el mango, incluyendo la porción ahusada del mismo. Alternativamente, la vaina puede presentar una porción de extremo distal o faldón que es solo de la misma extensión que una porción más proximal del cuerpo de hoja.
En una hoja de corte de huesos ultrasónica según la presente invención, el cuerpo de hoja es aplanado o plano. El cuerpo de mango es comúnmente cilíndrico, de manera que la porción ahusada converge desde una forma cilíndrica en un extremo proximal hasta una forma aplanada en un extremo distal.
Según características adicionales de la presente invención, la salida es una de al menos dos salidas, la porción ahusada del mango presenta un par de superficies en pendiente inclinadas con respecto al eje longitudinal de la hoja y dispuestas en un ángulo una con respecto a la otra, y el canal incluye una sección aguas arriba central o axial y al menos dos secciones aguas abajo que se ramifican desde la sección aguas arriba hasta las salidas respectivas dispuestas en las respectivas superficies en pendiente de la porción de mango ahusada.
Descripción de las figuras
La fig. 1 es una vista esquemática de sección transversal longitudinal de una herramienta quirúrgica ultrasónica según la presente invención.
La fig. 2 es una vista esquemática en perspectiva de otra herramienta quirúrgica ultrasónica según la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Tal y como se ilustra en la fig. 1, un dispositivo quirúrgico ultrasónico o conjunto 10 comprende una hoja 12 que presenta un cuerpo 14 de hoja en un extremo distal y un mango 16 en un extremo proximal. El mango 16 se proporciona en un extremo proximal con un conector 18 de tipo tornillo roscado externamente para conectar la hoja 12 a una fuente de vibraciones mecánicas ultrasónicas (no mostrada por separado) en una pieza de mano 20.
El dispositivo o conjunto 10 comprende además una vaina 22 que rodea al menos una porción del mango 16. La vaina 22 está configurada para definir un espacio 24 entre una superficie 26 exterior del mango 16 y una superficie 28 interior de la vaina. El mango 16 está provisto de un canal 30 de conducción de líquido que termina en al menos una salida 32 y preferiblemente en múltiples salidas 32 y 34 en una superficie 26 exterior del mango 16 para permitir el suministro de irrigante al espacio 24 entre el mango y la vaina 22 para su conducción final a lo largo de una superficie 36 exterior del cuerpo 14 de hoja.
El mango 16 presenta una dimensión D1 transversal que es sustancialmente mayor que una dimensión D2 transversal característica del cuerpo 14 de hoja. Dado que el cuerpo 14 de hoja es delgado con respecto al mango 16, el mango incluye naturalmente un cuerpo 38 de mango en un extremo proximal y una porción 40 de extremo distal ahusada conectada al cuerpo 14 de hoja. Las salidas 32 y 34 de líquido están localizadas en la porción 40 ahusada del mango 16.
La vaina 22 incluye un segmento 42 ahusado que está dispuesto sobre la porción 40 ahusada del mango 16. La vaina 22 termina cerca de un extremo proximal del cuerpo 14 de hoja. La vaina 22 puede extenderse solo sobre el mango 16, incluyendo la porción 40 ahusada del mismo, tal y como se muestra. Alternativamente, la vaina 22 puede presentar una porción 43 de extremo distal de la misma extensión que y dispuesta sobre una porción proximal del cuerpo 14 de hoja.
El cuerpo 14 de hoja es aplanado o plano para su uso como una hoja de corte de huesos. El cuerpo 38 de mango es comúnmente cilíndrico, de manera que la porción 40 ahusada converge desde una forma cilíndrica en un extremo 44 proximal hasta una forma aplanada en un extremo 46 distal.
La porción 40 ahusada del mango 16 presenta un par de superficies 48 y 50 planas en pendiente o inclinadas dispuestas en un ángulo A1 agudo una con respecto a la otra. El canal 30 incluye una sección 52 aguas arriba central o axial y al menos dos secciones 54 y 56 aguas abajo que se ramifican desde la sección aguas arriba hasta las respectivas salidas 32 y 34 dispuestas en las superficies 48 y 50 planas respectivas de la porción 40 ahusada de mango.
La fig. 2 ilustra un dispositivo quirúrgico ultrasónico o conjunto 110 que comprende una hoja 112 que presenta un cuerpo 114 de hoja en un extremo distal y un mango 116 en un extremo proximal. El mango 116 se proporciona en un extremo proximal con un conector 118 de tipo tornillo roscado externamente para conectar la hoja 112 a una fuente de vibraciones mecánicas ultrasónicas (no se muestra por separado).
El dispositivo o conjunto 110 comprende además una vaina 122 que rodea al menos una porción del mango 116. La vaina 122 está configurada para definir un espacio 124 entre una superficie 126 exterior del mango 116 y una superficie 128 interior de la vaina. El mango 116 está provisto de un canal 130 de conducción de líquido que termina en al menos una salida 132 y preferiblemente en múltiples salidas 132, 134 en una superficie 126 exterior del mango 116 para permitir el suministro de irrigante al espacio 124 entre el mango y la vaina 122 para su conducción final a lo largo de superficies 136 exteriores del cuerpo 114 de hoja.
El mango 116 presenta una dimensión D1' transversal que es sustancialmente mayor que una dimensión D2' (y D2'') transversal característica del cuerpo 114 de hoja. Dado que el cuerpo 114 de hoja es delgado con respecto al mango 116, el mango incluye naturalmente un cuerpo 138 de mango en un extremo proximal y una porción 140 de extremo distal ahusada conectada al cuerpo 114 de hoja. Las salidas 132, 134 de líquido están localizadas en la porción 140 ahusada del mango 116.
La vaina 122 incluye un segmento 142 ahusado que está dispuesto sobre la porción 140 ahusada del mango 116. La vaina 122 termina cerca de un extremo proximal del cuerpo 114 de hoja. La vaina 122 puede extenderse solo sobre el mango 116, incluyendo la porción 140 ahusada del mismo, tal y como se muestra. Alternativamente, la vaina 122 puede presentar una porción de extremo distal (no se muestra) de la misma extensión que y dispuesta sobre una porción proximal del cuerpo 114 de hoja.
La porción 140 ahusada del mango 116 presenta cuatro superficies 144, 146, 148 y 150 en pendiente o inclinadas, dispuestas en pares 144, 148 y 146, 150 opuestos estando los miembros de cada par perforados por las respectivas salidas 134 y 132 de fluido. El canal 130 incluye una sección 152 central o axial y pares de secciones 154, 156 ramificadas que se extienden desde la sección central hasta las salidas 132, 134 respectivas.
El cuerpo 114 de hoja incluye un eje 157 ahusado y una cabeza 158 que es aplanada en una dimensión y aumentada en una segunda dimensión perpendicular. La cabeza 158 está provista de una superficie 160 de corte moleteada de trabajo que es convexa y, más particularmente, una sección cilíndrica. El cuerpo 114 de hoja está provisto de un orificio 164 axial que es coaxial y continuo al canal 130 y que termina en una salida o puerto 162 en la superficie 160 de corte para suministrar líquido refrigerante a la superficie de corte. El cuerpo 114 de hoja presenta una longitud activa medida desde el extremo distal del mango 116, y más particularmente desde los cantos distales de las superficies 144, 146, 148, 150 inclinadas, hasta el punto más distal de la superficie 160 de trabajo. La longitud activa es ejemplarmente de entre 25 y 40 mm. La cabeza 158 está aumentada en una dirección (dirección vertical en el dibujo). En esa dirección la cabeza 158 de hoja es más larga que o igual a la anchura del cuerpo 114 de hoja en el extremo proximal, es decir, más larga que o igual a la distancia entre los cantos distales (no designados por separado) de las superficies 146 y 150 inclinadas.
Las vainas 22 y 122 detienen la formación de una nube de líquido atomizado que tendería a obstruir el campo de visión. Las vainas 22 y 122 facilitan el suministro de irrigante a lo largo de las superficies laterales de los cuerpos 14 y 114 de hoja, en la interfaz de tejido. El irrigante o líquido sirve para enfriar el tejido en la interfaz y evitar la quemadura indebida de los tejidos.
Claims (11)
1. Un dispositivo quirúrgico ultrasónico que comprende:
una hoja (12, 112) que presenta un cuerpo de hoja en un extremo distal y un mango (16, 116) en un extremo proximal, siendo dicho mango conectable en un extremo proximal a una fuente de vibraciones mecánicas ultrasónicas; y
una vaina (22, 122) que rodea al menos una porción de dicho mango, definiendo dicha vaina un espacio entre una superficie exterior de dicho mango y una superficie interior de dicha vaina,
estando dicho mango provisto de un canal (30, 130) de conducción de líquido que termina en al menos una salida (32, 132) en dicha superficie exterior para permitir el suministro de irrigante a dicho espacio para su conducción a lo largo de una superficie exterior de dicho cuerpo de hoja;
en el que dicho cuerpo (14, 114) de hoja presenta una primera dimensión (D2, D2', D2'') transversal, presentando dicho mango una segunda dimensión (D1, D1') transversal sustancialmente mayor que dicha primera dimensión transversal y en el que dicho mango incluye un cuerpo (38, 138) de mango en un extremo proximal y una porción (40, 140) de extremo distal ahusada conectada a dicho cuerpo de hoja, estando dicha al menos una salida localizada en dicha porción ahusada.
2. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 1 en el que dicha vaina incluye un segmento (42, 142) ahusado sobre dicha porción ahusada de dicho mango.
3. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 2 en el que dicha vaina termina cerca de un extremo proximal de dicho cuerpo de hoja.
4. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 3 en el que dicho cuerpo (114) de hoja es aplanado o plano.
5. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 4 en el que dicho cuerpo de mango es cilíndrico, convergiendo dicha porción ahusada desde una forma cilíndrica en un extremo proximal hasta una forma aplanada en un extremo distal.
6. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 5 en el que dicha al menos una salida es una de al menos dos salidas (32, 132), presentando dicha porción ahusada un par de superficies inclinadas dispuestas en un ángulo una con respecto a la otra, incluyendo dicho canal una sección (52, 152) aguas arriba central o axial y al menos dos secciones (54, 56, 154, 156) aguas abajo que se ramifican desde dicha sección aguas arriba hasta las respectivas de dichas salidas dispuestas en las respectivas de dichas superficies inclinadas.
7. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 6 en el que dicho cuerpo de hoja está provisto de un orificio (164) que se comunica en un lado aguas arriba con dicho canal y que termina en un lado aguas abajo en una salida (162) en un extremo distal de dicho cuerpo de hoja.
8. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 1 en el que dicho cuerpo de hoja es aplanado o plano.
9. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 8 en el que dicho mango incluye un cuerpo de mango cilíndrico y una porción ahusada que converge desde una forma cilíndrica en un extremo proximal hasta una forma aplanada en un extremo distal.
10. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 1 en el que dicha al menos una salida es una de al menos dos salidas dispuestas en lados opuestos de dicho mango, incluyendo dicho canal una sección aguas arriba central o axial y al menos dos secciones aguas abajo que se ramifican desde dicha sección aguas arriba hasta las respectivas de dichas salidas.
11. El dispositivo quirúrgico según la reivindicación 1 en el que dicha vaina termina cerca de un extremo proximal de dicho cuerpo de hoja.
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