JP2010035732A - 吸入装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】カートリッジの繰り返し着脱が容易であり、しかも電気接続の信頼性が高く、操作の視認性もある吸入装置を提供する。
【解決手段】薬剤を吐出するための吐出ヘッド3と薬剤タンク2を一体化したカートリッジ1には、吸入装置本体5に対する取り付け部1aの下面に電気接続部4が設けられる。カートリッジ1を吸入装置本体5に挿入し、取り付け部5aに対してカートリッジ固定部材7によって固定すると、カートリッジ1の電気接続部4は吸入装置本体5の取り付け部5aの上面に設けられた電気接続部6に接触し、電気接続が達成される。電気接続部の端子や接点の磨耗がなく、カートリッジの装着及び電気接続の操作も容易である。
【選択図】図1

Description

本発明は、薬剤を液滴として吐出し、利用者に吸入させる吸入装置に関するものである。
薬剤を体内に投与する方法は経口内服、針での注入、塗りやパッチなど多様にあり、各々の方法においても多様な装置やシステムがある。近年では、科学技術が進歩して電気機器の医療機器も多くある。それまでの機械式の仕組みでは困難であった内容も実現できるようになった。
電気機器である医療機器では診断機器が多く、薬剤投与のデバイスとしてはネブライザを例示できる。ネブライザでは薬剤を霧化するためのソースが振動体であり、この動力源に電力が必要である。
薬剤投与デバイスについて、特に繰り返し投与や薬剤の交換の観点で考察してみると、ネブライザでは、デバイスとは別包装の薬剤をデバイス内に移動させ、その後に霧化して利用者が呼吸の中で薬剤を吸入する仕組みになっている。薬剤は使用時毎にデバイスに用意する。また、霧化器のソースである振動体は繰り返し使用するもので、定期的な洗浄で清潔を維持する仕様となっている。従って、以上を鑑みると利用者視点で簡便な仕組みとは言い難い。
一方、他の技術分野で類似技術が見られ、例えば、インクジェットプリンターでは簡単な仕組みを取り入れて、交換操作を簡便にしている。具体的には、印刷のためのインクが吐出される電力を要する吐出ヘッドと、電力を供給する電気接続部と、インクが貯蔵される容器とを一体化したカートリッジ構造となっている。プリンター本体の使用期間が長いことに対してインクの交換は頻繁にある。また、吐出ヘッドが本体に組み込まれていて不具合があると修正に労力、時間や費用が嵩むことに対して、吐出ヘッドも交換品に組み込んであることで容易に解決できる利点がある。
この一体化カートリッジでは、プリンター本体に対するカートリッジの着脱操作の容易性及び認識性や繰り返し着脱に対する部品の強度や耐久性及び精度が要求される。例えば、特許文献1及び特許文献2には、この観点での技術が開示されている。
すなわち、特許文献1では、一体化カートリッジをプリンターに固定して、かつ電気導通させるためにカートリッジを回転させて固定し、同時に電気接続端子同士が接触する構成が開示されている。
特許文献2では吐出ヘッドの電気接続部を分離して吐出ヘッドを交換する際の交換部品を低減し、かつ電気接続を安定させるための接触する電気接続部同士が適切に接触する寸法のスペーサが開示されている。
特開平7−276616号公報 特開平9−141874号公報
前述のように、一体化カートリッジにおいて利用者に要望される前記の着脱容易性、繰り返し着脱に対する部品の強度や耐久性及び精度は一同に解決される必要がある。
しかしながら、カートリッジと該カートリッジを装着させる本体において、要求機能が多岐にわたるために接合や接触させる内容が複数発生する。その複数の接触などの機能を同時に確立するために構造や仕組みに難があり、例えば、カートリッジ固定部材の破損や劣化、電気接続端子の磨耗や劣化が起こりうる。
この課題を克服するために接合や接触の手段を分離することはできるが使用者の操作数が増し、また、機能を実現させるための新たな機構や空間を必要とし、本体がより複雑に、あるいは大きくなる。さらに、頻繁に交換するシステムにおいては、前記の機能の信頼性や再現性の高いことが必要であり、これについて使用者の視認性が高いことも必要である。
本発明は、吐出ヘッド及び薬剤タンクを有するカートリッジの吸入装置本体に対する着脱及び電気接続を行う操作が簡単で、認識性があり、また、精度及び耐久性においても優れている吸入装置を提供することを目的とするものである。
本発明の吸入装置は、吐出した薬剤を利用者に吸入させるための吸入装置において、薬剤を吐出するための吐出ヘッド及び薬剤タンクを備えたカートリッジと、前記カートリッジを取り付けるための取り付け部を備えた吸入装置本体と、前記吸入装置本体の取り付け部に当接するように前記カートリッジに設けられた取り付け部と、前記カートリッジを前記吸入装置本体に固定するためのカートリッジ固定部材と、前記カートリッジの取り付け部に設けられた第1の電気接続部と、前記第1の電気接続部に接触して前記吐出ヘッドに電力を供給するために、前記吸入装置本体の取り付け部に設けられた第2の電気接続部と、を有し、前記カートリッジ固定部材は、前記カートリッジの取り付け部を前記吸入装置本体の取り付け部に固定することによって、前記第1の電気接続部を前記第2の電気接続部に接続させることを特徴とする。
吸入装置本体に対するカートリッジの装着(取り付け)と電気接続が容易に達成され、かつ電気接続部の磨耗劣化が少ない構成であるので、装置寿命も延命され、部品交換等も低減される。
カートリッジを吸入装置本体に装着する方向に第1及び第2の電気接続部を当接し、互に接触させる構成により、電気接続部の端子や接点の磨耗を低減できる。また、カートリッジの吸入装置本体への装着動作の中で電気接続を行うものであるため、操作も容易であり、視認性の高い位置に接点等を設けることも可能となる。
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、一実施形態による吸入装置を分解して示す分解斜視図、図2は、図1の装置を組み立てた状態を示す斜視図である。カートリッジ1は、吐出する薬剤を収容する薬剤タンク2、薬剤を吐出するための吐出ヘッド3、吐出ヘッド3に電力を供給する第1の電気接続部4等を有し、吸入装置本体5は、第2の電気接続部6及びカートリッジ固定部材7を有する。さらにこの吸入装置は、吐出した薬剤を吸入するために、利用者が口または鼻などをつける吸入ピース8を備え、吸入ピース8内に利用者が吸入を行うための気流が形成されるように吸気口11が設けられている。カートリッジ1側の第1の電気接続部4と吸入装置本体5側の第2の電気接続部6が電気的に接触することにより、吸入装置から吐出ヘッド3に電力を供給することが可能となる。ここで、本発明に用いられる「電力」とは、吐出ヘッドを駆動するためのDC又はAC或いはパルス状の駆動信号、DC電源電圧、定電流等を含む。
吸入ピース8を咥えるなど、利用者が吸入を行うと、吸気口11から吸入開口12に向かって気流が発生する。そのときに気流路に対して薬剤を吐出すると、薬剤が吸入ピース8へ向かって運ばれ、さらに気流をキャリアとして利用者に投与される。吸入開口12は、利用者が口から吸入する形状あるいは鼻から吸入する形状のどちらでもよい。
吸入ピースの形状は任意でよい。直線の矩形形状でもよく、また、曲線の形状でもよい。より好ましくは利用者の身体が接触する部位は人間工学に基づいて設計される様態であり、前記以外の部位は気流や霧に対して影響がない様態である。
また、装置本体内に吐出ヘッドの駆動を始めとして、吸入装置全体の動作を制御するCPU(制御部)を設けてもよい。さらには気流を検知するためのセンサを設け、利用者の吸入によって気流路内に発生する外気との圧力差を検知して、その信号を元に同期して薬剤の吐出を開始するべく、制御部は吐出ヘッドに駆動信号が送信される構造であってもよい。その他、吸入装置の操作、吐出条件など任意の情報を利用者の視覚により認識させるための表示部を設けてもよい。
吸入装置には、電源スイッチ(不図示)を設けて、この作動信号に基づいてシステムの各種動作のための準備がなされる。電源については、吸入装置本体内に電池を設けて、そこから吐出ヘッドやシステムを作動させるための各構成部品に電気配線を通して電力が供給される。所望の電力量あるいは電圧及び電流を供給できるものであれば電池の種類は問わない。また、電源のポート(不図示)を吸入装置に設けて外部電源を用いて電力を供給する様態であってもよい。
図1に示すように、カートリッジ1には電気接続部4と薬剤を保有(収納)する薬剤タンク2と、薬剤を霧化するための吐出ヘッド3とが設けられ、タンクとヘッドがカートリッジ内部で連結した一体型カートリッジである。カートリッジ1は、図2に示すように吸入装置本体5に装着し、その後に吸入ピース8をカートリッジ1の上部に装着して、吸入ピース固定部材10によって固定し、使用する状態になる。
図3(a)に示すように、カートリッジ1は、連通針2aによって、薬剤吐出のためのノズル列を有する吐出ヘッド3と薬剤タンク2の間に薬剤の流路が形成され、薬剤タンク2から薬剤が吐出ヘッド3へ供給される。
図4に示すように、カートリッジ1に電力を供給するための第1の電気接続部4は、カートリッジ1の側面よりも突出した取り付け部1aに設けてある。電気接続部4は、カートリッジ1を吸入装置本体5へ挿入し、カートリッジ固定部材7によってカートリッジ1を吸入装置本体5に対して固定すると同時に、吸入装置本体5の取り付け部5aに配置された第2の電気接続部6に当接されて、電気的に接続される。本発明において、「カートリッジに設けられた取り付け部」とは、カートリッジ1を構成する表面のうち、吸入装置本体5に装着されたときに吸入装置本体5と接触する任意の部分をいう。また、吸入装置本体5側の取り付け部とは、カートリッジ1が装着されたときにカートリッジ1と接触する部分をいう。本発明においては、第1の電気接続部4はカートリッジ側の取り付け部に設けられ、第2の電気接続部6は吸入装置本体側の取り付け部に設けられる。そして、カートリッジ1が吸入装置本体5に装着、固定されたときに電気接続が実現するように電気接続部4,6が各々の取り付け部に配置される。
このように、カートリッジ1の取り付け方向に電気接続部4,6が当接されて互に接触する構成であるため、カートリッジ1の吸入装置本体5に対する着脱を繰り返し行っても、電気接続部4,6の磨耗劣化を抑止でき、接続不良などの不具合が改善される。電気接続部4,6は所望の導電性があれば材質は問わない。電気接続部4,6の形状に凹凸をつけてもよい。カートリッジ1の取り付け方向とは、装着の際に吸入装置本体5に対してカートリッジ1が相対的に移動する方向を意味し、図1においては紙面の上下方向となる。
カートリッジの電気接続部は、吐出ヘッドの近傍にあることが好ましい。距離が大きくなると電気配線が長くなり、構成上好ましくない。
また、カートリッジの電気接続部は複数の端子から構成され、全端子が同一平面上に配置されていることが好ましい。加えて、同一平面上に端子が並んだ電気接続部は、その平面がカートリッジの脱着方向と垂直な平面であることがより好ましい。
また、吐出ヘッドが配置されるカートリッジの一面において、該面をカートリッジの側面よりも突出して延長させた部位に前記電気接続部を設けることが好ましい。これにより、より単純な構造でカートリッジ及び吸入装置本体を構成できるうえに、電気接続部を利用者にとって視認性の高い位置に設けることで、信頼性が向上させ、電気接続及びカートリッジの取り付けを確認するのが容易になる。好ましくは、図3(b)〜(d)に示したようにカートリッジ挿入方向に垂直な方向にカートリッジから飛び出た平面状の突起部が存在し、取り付け部1aとしての上記突起部に電気接続部としての端子(コンタクトピン)を配置することが好ましい。また、突起部の裏側、すなわち、突起部のうち吐出ヘッド3とは反対側に端子を設けることが好ましい。突起部は、吐出ヘッド3を固定、設置している部材すなわち吐出ヘッド3の周囲に設けられている部材と同一部材からなり、吐出ヘッド3が設けられている面から伸張している構造である。
図3(b)に示すように、カートリッジ1の電気接続部4を有する取り付け部1aは、カートリッジ1の本体の側面に突出する。その突出形状は多様にあり、吐出ヘッド3の近傍で突出していればよい。例えば、図3(c)に示すように、突出配置の構造物の上方端面がカートリッジ1の吐出部位表面のカートリッジ端面に対して吸入ピース側に突出した取り付け部1bや、(d)に示すように、吸入装置本体5の内部に突出した取り付け部1cでもよい。これらは、第1の電気接続部4がカートリッジ筐体面から離れた位置に配置される例である。
吸入ピース側に突出する構成では利用者の電気接続の視認性が向上し、吸入装置内部方向に突出する構成では固定がより確実になる効果がある。
図5に示すように、カートリッジ側の電気接続部4と、これに向かい合って接触する吸入装置本体側の電気接続部6は、カートリッジ1の取り付け部1aの突出形状に応じて相応の形状・配置に設けられる。
カートリッジ1の吸入装置本体5への固定はカートリッジ固定部材7を用いる。この固定はカートリッジ1を固定できれば汎用的な手段でよい。具体的にはツメやストッパなどの物理形状のもの、簡易的に接着できるもの、あるいは磁力などの非接触の方法を例示できる。
カートリッジ1を吸入装置本体5に挿入して、カートリッジ固定部材7でカートリッジ1を吸入装置本体5に固定する。このとき、カートリッジ1の電気接続部4が吸入装置本体5の電気接続部6と接触し、カートリッジ固定部材7によって接触が維持・固定されて吸入装置として使用可能になる。
カートリッジ1を吸入装置本体5に挿入した段階では電気導通させず、カートリッジ固定部材7で固定して初め電気導通させる仕組みを設けることで、使用に対する安全性が増す。この仕組みは、例えば、吸入装置本体内のカートリッジ1が挿入される空間にばねなどの反発部材を設ける(不図示)。これによって、カートリッジ1が挿入されても電気導通せず、カートリッジ1を反発部材に対抗して押し込んでカートリッジ固定部材7によって固定した時にカートリッジ1が電気導通するように構成することができる。
図2に示すようにカートリッジ1を吸入装置本体5に装着・固定し、吸入ピース8も取り付けた状態では、カートリッジ側の第1の電気接続部4と吸入装置本体側の第2の電気接続部6が接続されている。
各電気接続部には端子が複数あり、各端子が適切に他方の端子と接触・接続する必要がある。
また、向かい合う電気接続部の電気接続を固定・維持するために適切な力が必要であり、カートリッジを固定する際にその力を付与し、カートリッジ固定部材で固定することでその力が維持される。より精度を向上させるためにスペーサを設けてもよい。
本発明において、薬剤吐出ヘッド(吐出ヘッド)は任意の吐出エネルギー発生素子を有する。吐出エネルギー発生素子としては、薬剤に熱エネルギーを付与する電気熱変換素子又は機械エネルギーを付与する電気機械変換素子を例示できる。薬剤の吐出方法としては、電気熱変換素子を用いて薬剤に熱エネルギーを付与して吐出口から吐出させるサーマルジェット方式、薬剤に機械エネルギーを付与する電気機械変換素子(例えば圧電素子)の振動圧を用いて吐出口から薬剤を吐出させる方法がある。吐出方法については、薬剤の種類などに応じて選択可能である。
サーマルジェット方式を用いた場合、個々の液体吐出ユニットについて、吐出口の口径、吐出に利用される熱パルスの熱量、電気熱変換素子としてのマイクロ・ヒーターなどのサイズ精度、再現性を高くすることが可能である。このため、狭い液滴径分布を達成することが可能である。また、ヘッドの製作コストが低く、ヘッドを頻繁に交換する必要がある小型の装置への適用性も高い。従って、薬剤吐出装置に携帯性や利便性が求められる場合には、特に、サーマルジェット式の吐出装置が好ましい。
本発明に用いられる薬剤とは、薬理的、生理的な作用を示す医薬用化合物の薬剤のみならず、医薬用化合物に加えてさらに、嬌味嬌臭目的の成分、香料、染料、顔料なども含まれる概念である。そして、薬剤は液体でも粉末でも構わない。
また、本発明に用いられる薬剤とは、液体の薬剤、または薬剤を含む液媒体を言う。薬液には、任意の添加剤を含んでよい。液中の薬剤の状態は、溶解、分散、乳化、懸濁、スラリーのいずれでも良く、液中に均一化されていればなおよい。
薬剤として薬液を用いる場合、液の主媒体は水または有機物が好ましく、生体に投与されることを考慮すると水が主媒体であることが好ましい。
本発明の吸入装置は多様な用途に用いることができる。まず投与ルートは口及びまたは鼻からがあり、対象疾患は呼吸器局所の疾病あるいは全身循環系の疾患に適用でき、さらには体内の特定部位に対してもターゲッティングも可能である。呼吸器疾病としては喘息や慢性閉塞性肺疾患に類するものを例示でき、一方、全身循環系の疾患については糖尿病を例示できる。
上記の医薬用化合物としては低分子化合物から高分子化合物、ペプチド・蛋白質にも適用できる。
図1〜5は実施例1を示すもので、カートリッジ1は、薬剤タンク2と、吐出ヘッド3と、電力供給のための第1の電気接続部4とを有する。図3に示すように、カートリッジ内で薬剤タンク2と吐出ヘッド3は連通針2aによって導通しており、吐出ヘッド3へ薬剤が薬剤タンク2から供給される。
吸入装置本体5には、利用者が吸入するための吸入ピース8が装着され、カートリッジ1は吸入ピース8の内側に装着される。
図5に示すように、吸入装置本体5にはカートリッジ1が装着されるための取り付け部5aがあり、ここに第2の電気接続部6及び前述の反発部材が配置される。カートリッジ1をカートリッジ固定部材7で固定すると同時に、カートリッジ1の電気接続部4と吸入装置本体5の電気接続部6が接触し、電気回路が形成される。
これにより、吐出ヘッド3に電力を供給できるようになり、また、関連する情報伝達も可能となる。すなわち、カートリッジ1の装着とともに確実に通電が可能となり、カートリッジ未装着時には通電されない構成となる。
電気接続部6は、吸入装置本体5の外部近傍に設けてあり、これにより視認性が向上し、カートリッジ1の装着及び電気接続を目視で確認できるため、信頼性の向上につながる。なお、カートリッジ1の吸入装置本体5への固定に当っては、カートリッジ固定部材7を図1に示す位置から図2に示す位置へ移動させる。
図4に示すように、カートリッジ1の上面に配置される吐出ヘッド3に対して、ほぼ同平面の裏面側に第1の電気接続部4を配置する。図5に示すように、カートリッジ1が吸入装置本体5に装着、固定される際に、対面に配置されてある第2の電気接続部6との電気接続もカートリッジ固定と同時に行われる。
図6及び図7は、実施例2を示す。本実施例は、開口27aを有し、カートリッジ1の吐出面を囲む形状でカートリッジ1を吸入装置本体5に固定するように構成されたカートリッジ固定部材27を備える。カートリッジ1、吸入装置本体5、吸入ピース8等は実施例1と同様であるから、同一符号で表し、説明は省略する。
カートリッジ固定部材27は一端を吸入装置本体5に支持され、回転部23によって回転する。カートリッジ1を吸入装置本体5に装着し、カートリッジ上へカートリッジ固定部材27を回転して設置する。カートリッジ固定部材27は吐出ヘッド3の近傍でカートリッジ1と接し、カートリッジ1を吸入ピース8とともに吸入ピース固定部材10で同時に固定する。吸入ピース固定部材10は、吸入装置本体5と別体として設けてもよい。
図8及び図9は、本実施例の一変形例を示す。これは、開口37aを有するカートリッジ固定部材37が吸入ピース8と吸入装置本体5との結合をより隙間なく確実なものとし、さらに、所望の気流を発生させるために、カートリッジ固定部材37を吸入ピース8に類似の形状にしたものである。このようにカートリッジ固定部材が、気流路の一部を形成するような構成が好ましい。図10に示すように、カートリッジ固定部材37の楕円部が吸入ピース側、底面の矩形部は吐出ヘッド3のための窓になっており、楕円部と矩形部の配置及び大きさの関係が吐出に対して影響のない構造となっている。稜線は吸入ピース8との接合性のために構成してあり、この稜線は線形でも不連続でもよく、直線・曲線の面形状も問わない。
図11及び図12は、実施例3を示す。本実施例は、利用者によって吸入動作が行われた後に、吸入ピース8やカートリッジ1を取り外さずに電気接続を解除することができるように、吸入装置本体5に対して可動である取り付け部材(取り付け部)45を設ける。これにより、カートリッジ1が吸入装置本体5に固定されていても電気接続が遮断されるために投薬を抑止でき、未使用時の誤作動防止や安全性向上につながる。
吸入装置本体5に対して可動である取り付け部材45に、第2の電気接続部46を設け、図12に示すように、第2のカートリッジ固定部材47によって、吸入装置本体側の第2の電気接続部46とカートリッジ側の第1の電気接続部4とが接続される。図11に示すように、カートリッジ固定部材47は吸入装置本体5の外部へ移動することで、電気接続部46は固定を解除され、第1の電気接続部4と分離して電気接続も解除される。再度電気接続するためには、上記と逆にカートリッジ固定部材47を押し込むことで、電気接続部46を有する取り付け部材45が上方へ移動して電気接続部4に当接されて電気導通する。
実施例1による吸入装置を分解して示す分解斜視図である。 図1の装置を組み立てた状態で吸入ピースを透視して示す斜視図である。 図1のカートリッジを示すもので、(a)はその内部構成を破線で示す斜視図、(b)は側面図、(c)及び(d)は2つの変形例によるカートリッジを示す側面図である。 図1のカートリッジの外観を示すもので、(a)はその斜視図、(b)は電気接続部を示すためにカートリッジを横転させた状態で示す斜視図である。 カートリッジの電気接続部と吸入装置本体の電気接続部の配置を説明する説明図である。 実施例2による吸入装置を分解して示す分解斜視図である。 図6の装置を組み立てた状態で吸入ピースを透視して示す斜視図である。 実施例3による吸入装置を分解して示す分解斜視図である。 図8の装置を組み立てた状態で吸入ピースを透視して示す斜視図である。 図7の装置の取り付け部と開口の関係を説明する説明図である。 実施例3による吸入装置を組立完了前の状態で示す模式断面図である。 実施例3による吸入装置を組立完了後の状態で示す模式断面図である。
符号の説明
1 カートリッジ
2 薬剤タンク
3 吐出ヘッド
4、6、46 電気接続部
5 吸入装置本体
7、27、37、47 カートリッジ固定部材
8 吸入ピース
10 吸入ピース固定部材
11 吸気口
12 吸入開口
23 回転部
45 取り付け部材

Claims (4)

  1. 吐出した薬剤を利用者に吸入させるための吸入装置において、
    薬剤を吐出するための吐出ヘッド及び薬剤タンクを備えたカートリッジと、
    前記カートリッジを取り付けるための取り付け部を備えた吸入装置本体と、
    前記吸入装置本体の取り付け部に当接するように前記カートリッジに設けられた取り付け部と、
    前記カートリッジを前記吸入装置本体に固定するためのカートリッジ固定部材と、
    前記カートリッジの取り付け部に設けられた第1の電気接続部と、
    前記第1の電気接続部に接触して前記吐出ヘッドに電力を供給するために、前記吸入装置本体の取り付け部に設けられた第2の電気接続部と、を有し、
    前記カートリッジ固定部材は、前記カートリッジの取り付け部を前記吸入装置本体の取り付け部に固定することによって、前記第1の電気接続部を前記第2の電気接続部に接続させることを特徴とする吸入装置。
  2. 前記カートリッジ固定部材が、前記吐出ヘッドから吐出した薬剤を利用者が吸入を行う吸入開口に導くための気流路の一部を形成することを特徴とする請求項1に記載の吸入装置。
  3. 前記カートリッジを前記吸入装置本体に取り付ける方向に、前記第1の電気接続部と前記第2の電気接続部が当接されて互に接触することを特徴とする請求項1又は2に記載の吸入装置。
  4. 吐出された薬剤を利用者に吸入させるための吸入装置本体に装着される吸入装置のカートリッジにおいて、
    前記吸入装置本体に取り付けるための取り付け部と、
    薬剤を収納する薬剤タンクと、
    薬剤を吐出するための吐出ヘッドと、
    前記吐出ヘッドに電力を供給するための電気接続部と、を有し、
    前記電気接続部は前記取り付け部に配置され、前記取り付け部を、前記吸入装置本体に設けられた取り付け部に当接して固定することにより、前記吸入装置本体の取り付け部に設けられた電気接続部に接続されることを特徴とする吸入装置のカートリッジ。
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