JP2010065222A - 伝導性組成物および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】湿潤剤または湿潤剤の混合物;第1モノマー、および、第2モノマーのモノマーの組み合わせ;界面活性剤;ならびに、条件剤を含む、伝導性組成物。また、上記伝導性組成物の層を有する基材を含む生物医学的電極。伝導性組成物を形成する方法であって、a)湿潤剤または湿潤剤の混合物;有機酸、および、モノマーの組み合わせ;界面活性剤;ならびに、条件剤を含む、モノマー反応混合物を調製する工程;ならびに(b)伝導性組成物を共重合体として形成する、モノマーまたはモノマーの組み合わせを重合する工程を含む、方法。
【選択図】なし
Description
医療用電極は、患者の体と外部医療用装置との間で電気信号または電流を伝えるために使用される。代表的には、これらの電極は、患者の皮膚に付着される、さもなければ接触する伝導性組成物、および、伝導体を含む。この伝導体は、伝導性組成物および外部医療用装置に電気的に接続される。
約15重量%〜約50重量%の湿潤剤または湿潤剤の混合物;
ポリマー形態において、約1重量%〜約20重量%の第1モノマー:
(ここで、該第1モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、トランス−桂皮酸、クロトン酸、リノール酸、リノレン酸、マレイン酸、ソルビン酸、および、これらの組み合わせ、1つ以上のこれらの塩からなる群から選択される有機酸の混合物を含む)、
および、約15重量%〜約45重量%の第2モノマー:
(ここで、該第2モノマーは1つ以上の式CH2=C(O)XRのモノマーであり、ここで、XはOまたはNHであり、Rは、非置換または置換された約1〜約5個の炭素原子のアルキル基である)
を含む約18%〜約45%のモノマーの組み合わせ;
約250cps〜約40,000cpsの粘度を有する該組成物を提供可能な約0.01重量%〜約0.5重量%の界面活性剤;ならびに、
約0.05重量%〜約7重量%のコンディショニング剤
を含む、伝導性組成物。
(項目2)約0.1%〜約8%の電解質または電解質の混合物をさらに含む、上記項目に記載の伝導性組成物。
(項目3)水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、および、これらの組み合わせからなる群から選択される中和剤をさらに含む、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目4)ビス−アクリルアミド、メタクリルアミド、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、および、これらの組み合わせからなる群から選択される架橋剤をさらに含む、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目5)2,2−アゾビスイソブチロニトリル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノン、および、これらの組み合わせからなる群から選択される重合開始剤をさらに含む、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目6)前記伝導性組成物が約2〜約6のpHを有する、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目7)前記第1モノマーがアクリル酸およびアクリル酸ナトリウムの混合物を含み、前記第2モノマーが2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムを含む、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目8)前記湿潤剤が、グリセロール、ソルビトール、および、これらの混合物からなる群から選択され、前記中和剤が水酸化ナトリウムを含む、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目9)前記界面活性剤が、オクチルフェノールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、これらの組み合わせ、およびこれらの誘導体からなる群から選択される、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目10)前記オクチルフェノールエトキシレートが、オクトキシノール−7およびオクトキシノール−9からなる群から選択される、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目11)前記オクトキシノール−7が、約250cps〜約400cpsの有効粘度を有する前記組成物を提供する、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目12)前記オクトキシノール−9が、約400cps〜約1100cpsの有効粘度を有する前記組成物を提供する、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目13)前記ノニルフェノールエトキシレートが、ノノキシノール−7およびノノキシノール−9からなる群から選択される、項目9に記載の伝導性組成物。
(項目14)前記ノノキシノール−7が、約1500cps〜約4800cpsの有効粘度を有する前記組成物を提供する、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目15)前記ノノキシノール−9が、約1200cps〜約40,000cpsの有効粘度を有する前記組成物を提供する、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目16)前記コンディショニング剤がシリカを含む、上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物。
(項目17)生物医学的電極であって、以下:
基材;および
該基材上の伝導性組成物の層
を含み、該伝導性組成物は上記項目のうちのいずれかに記載の伝導性組成物を含む、生物医学的電極。
(項目18)伝導性組成物を形成するための方法であって、以下の工程:
a)約15重量%〜約50重量%の湿潤剤または湿潤剤の混合物;
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、トランス−桂皮酸、クロトン酸、リノール酸、リノレン酸、マレイン酸、ソルビン酸、1つ以上のこれらの塩、および、これらの組み合わせからなる群から選択される、約1重量%〜約20重量%の有機酸、ならびに、約15重量%〜約45重量%の2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩、を含む約18重量%〜約45重量%のモノマーの組み合わせ;
約0.01重量%〜約0.5重量%の界面活性剤;
約0.05重量%〜約7重量%のコンディショニング剤
を含む、モノマー反応混合物を調製する工程;ならびに
(b)該モノマーまたはモノマーの組み合わせを重合させ、約250cps〜約40,000cpsの粘度を有する伝導性組成物として共重合体を形成する工程
を含む、方法。
(項目19)約0.1%〜約8%の電解質または電解質の混合物をさらに含む上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目20)水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、および、これらの組み合わせからなる群から選択される中和剤をさらに含む、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目21)ビス−アクリルアミド、メタクリルアミド、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、および、これらの組み合わせからなる群から選択される架橋剤をさらに含む、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目22)2,2−アゾビスイソブチロニトリル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノン、および、これらの組み合わせからなる群から選択される重合開始剤をさらに含む、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目23)前記モノマー反応混合物が約20重量%〜約30重量%の2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩、および、約5重量%〜10重量%のアクリル酸を含む、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目24)前記湿潤剤がグリセロールを含み、前記中和剤が水酸化ナトリウムを含む、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目25)前記界面活性剤が、オクチルフェノールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、これらの誘導体、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目26)前記オクチルフェノールエトキシレートが、オクトキシノール−7およびオクトキシノール−9からなる群から選択され、前記伝導性組成物が約250cps〜約1500cpsの粘度を有する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目27)前記ノニルフェノールエトキシレートが、ノノキシノール−7およびノノキシノール−9からなる群から選択され、前記伝導性組成物が約500cps〜約40,000cpsの粘度を有する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目28)前記コンディショニング剤がシリカを含む、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
医療用電極と共に使用するための伝導性組成物が提供される。伝導性組成物は、伝導性組成物の表面張力を減らすこと、および、伝導性組成物の粘度を増加させることの両方を可能にする界面活性剤を利用する。また、これらの伝導性組成物を調製する方法も提供される。
約15重量%〜約50重量%の湿潤剤または湿潤剤の混合物;
ポリマー形態において、約1重量%〜約20重量%の第1モノマー:
(ここで、第1モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、トランス−桂皮酸、クロトン酸、リノール酸、リノレン酸、マレイン酸、ソルビン酸、および、これらの組み合わせ、1つ以上のこれらの塩からなる群から選択される有機酸の混合物を含む)、
および、約15重量%〜約45重量%の第2モノマー:
(ここで、第2モノマーは1つ以上の式CH2=C(O)XRのモノマーであり、ここで、XはOまたはNHであり、Rは、非置換または置換された約1〜約5個の炭素原子のアルキル基である)
を含む約18%〜約45%のモノマーの組み合わせ;
約250cps〜約40,000cpsの粘度を有する組成物を提供可能な約0.01%〜約0.5%の界面活性剤;ならびに、
約0.05重量%〜約7重量%のコンディショニング剤(conditioning agent)を含む、伝導性組成物が提供される。本開示の伝導性組成物の層を有する基材を含む生物医学的電極もまた、提供される。
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、トランス−桂皮酸、クロトン酸、リノール酸、リノレン酸、マレイン酸、ソルビン酸、1つ以上のこれらの塩、および、これらの組み合わせからなる群から選択される約1重量%〜約20重量%の有機酸、ならびに、約15重量%〜約45重量%の2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩、を含む約18重量%〜約45重量%のモノマーの組み合わせ;
約0.01重量%〜約0.5重量%の界面活性剤;
約0.05重量%〜約7重量%のコンディショニング剤を含有するモノマー反応混合物を調製する工程、ならびに、
モノマーまたはモノマーの組み合わせを重合させ、約250cps〜約40,000cpsの粘度を有する伝導性組成物としてコポリマーを形成する工程、
を包含し得る。
明細書および特許請求の範囲において、文脈が別途指示していない場合、用語第1モノマー、第2モノマー、湿潤剤、電解質、重合開始剤、重合禁止剤、架橋剤、中和剤、塩、界面活性剤、コンディショニング剤、および同様の用語もまた、そのような物質の混合物を含む。別途特定されない場合、全てのパーセンテージは重量でのパーセンテージであり、全ての温度は摂氏度(セルシウス度)である。
時にはヒドロゲルまたは伝導性ヒドロゲルとして知られる、伝導性組成物は、湿潤剤、電解質、第1モノマー(ここで、第1モノマーは、有機酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、トランス−桂皮酸、クロトン酸、リノール酸、リノレン酸、マレイン酸、ソルビン酸、1つ以上のこれらの塩、ならびに、これらの組み合わせ、および/またはこれらの塩)の混合物であり得る)、および、第2モノマー(ここで、第2モノマーは、1つ以上の式CH2=C(O)XRのモノマーであり得、ここで、XはOまたはNHであり、Rは、非置換または置換された約1〜約5個の炭素原子のアルキル基である);界面活性剤;コンディショニング剤;重合開始剤;中和剤(例えば、水酸化ナトリウム);水;任意の架橋剤;ならびに任意の重合禁止剤、を含むモノマー反応混合物を重合させることにより、調製される。モノマー反応混合物のpH、および生じる伝導性組成物のpHは、約5±0.2であり得、実施形態において約2〜約6、他の実施形態において約2.6〜約5であり得る。本開示の伝導性組成物を含む医療用電極は、ANSI/AAMI規格EC 12:2000を満たしており、密閉されたパッケージ(例えば、密閉された多弁袋(polyfoil pouch))中での約70℃で約120日間の保管前も後も、組成物からの水の損失を防ぐ。
医療用電極は、患者の皮膚および外部医療用装置へ、または、患者の皮膚および外部医療用装置から電気信号または電流を伝える。医療用電極は、当業者の理解し得る範囲内である。これらの電極は、基材上に伝導性組成物を含む。伝導性組成物の層は、患者の皮膚に接触する。医療用電極はまた、伝導性組成物の層へ電気的に接続され、外部医療用装置の部材へ電気的に接続されることに適合する伝導性インターフェースを含む。多くの応用に向けて、伝導性組成物はまた、患者の皮膚に付着するのに十分な粘着性があるべきである。必要とされる電極の外形および付着特性は、意図される応用(例えば、電極が透過電極(すなわち、電流もしくは電気信号を患者の体へ送る電極)、または、検出電極もしくはモニター電極(すなわち、患者の体から外部医療用装置に電気信号を送る電極)であるかどうか)に依存する。
伝導性組成物の調製。本開示の伝導性組成物を、以下の表1A、表1B、および表1Cにて確認される成分を用いて調製した。簡潔には、表1A、表1B、および表1Cに列挙される成分を1つに混合し、モノマー反応混合物を形成した。下記成分を以下の順番で加えた:第2モノマー NaAMPS溶液、架橋剤(1%N,N−メチレン ビス−アクリルアミド(MBA)溶液)、第1モノマー アクリル酸溶液、電解質(塩化カリウム)、湿潤剤(グリセロール)、コンディショニング剤(シリカ)、中和剤(水酸化ナトリウム)、触媒(重合開始剤 IRGACURE(登録商標)184)、および、界面活性剤。混合時間は、その量に依存した。全ての成分を完全に溶解させ、そして/または、混合物が均一であったとき、モノマー反応混合物で、疎水性基材(例えば、シリコン処理剥離ライナーまたはフィルム)上をスクリム無しでコーティングした。混合物の層は、約0.01インチ〜0.25インチの厚さを有した。また、モノマー反応混合物を保持環(retaining ring)中に注入し得るか、または、直接成形し得、そして、重合させ得る。
界面活性剤の比較。全てのモノマー溶液を、以下に示される適切な界面活性剤を用いて、上記実施例1〜9に示される通りに混合し、19℃の温度で測定した。実施例10は、界面活性剤を含まない対照であり、実施例11は界面活性剤としてオクトキシノール−7を利用し、実施例12は界面活性剤としてオクトキシノール−9を利用し、実施例13は界面活性剤としてノノキシノール−7を利用し、実施例14は界面活性剤としてノノキシノール−9を利用した。結果を以下の表3〜7に示す。粘度を、上記実施例1〜9に記載のBrookfield Engineering Laboratoriesから市販される粘度計を用いて測定した。
コンディショニング剤。伝導性組成物を、組成物へ加えるコンディショニング剤を変えて、上記実施例1〜9に従って調製した。全てのモノマー溶液を以下の表8に列挙した成分を用いて調製した。
界面活性剤として加えたノノキシノール−9、および、コンディショニング剤としてシリカを含むモノマー溶液;
界面活性剤として加えたノノキシノール−9、および、シリカの代わりにカオリンを含むモノマー溶液;
界面活性剤として加えたノノキシノール−9、および、シリカの代わりにセルロースを含むモノマー溶液;
ならびに、界面活性剤として加えたノノキシノール−9、および、シリカの代わりに炭素粉末を含むモノマー溶液。
また、粘度の結果を以下の表9に示す。
Claims (15)
- 伝導性組成物であって、以下:
約15重量%〜約50重量%の湿潤剤または湿潤剤の混合物;
ポリマー形態において、約1重量%〜約20重量%の第1モノマー:
(ここで、該第1モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、トランス−桂皮酸、クロトン酸、リノール酸、リノレン酸、マレイン酸、ソルビン酸、および、これらの組み合わせ、1つ以上のこれらの塩からなる群から選択される有機酸の混合物を含む)、および、
約15重量%〜約45重量%の第2モノマー:
(ここで、該第2モノマーは1つ以上の式CH2=C(O)XRのモノマーであり、ここで、XはOまたはNHであり、Rは、非置換または置換された約1〜約5個の炭素原子のアルキル基である)
を含む約18%〜約45%のモノマーの組み合わせ;
約250cps〜約40,000cpsの粘度を有する該組成物を提供可能な約0.01重量%〜約0.5重量%の界面活性剤;ならびに、
約0.05重量%〜約7重量%のコンディショニング剤
を含む、伝導性組成物。 - 請求項1に記載の伝導性組成物であって、以下:
約0.1%〜約8%の電解質または電解質の混合物;
水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、および、これらの組み合わせからなる群から選択される中和剤;
ビス−アクリルアミド、メタクリルアミド、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、および、これらの組み合わせからなる群から選択される架橋剤;ならびに
2,2−アゾビスイソブチロニトリル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノン、および、これらの組み合わせからなる群から選択される重合開始剤
をさらに含む、伝導性組成物。 - 前記伝導性組成物が約2〜約6のpHを有する、請求項1に記載の伝導性組成物。
- 前記第1モノマーがアクリル酸およびアクリル酸ナトリウムの混合物を含み、前記第2モノマーが2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウムを含む、請求項1に記載の伝導性組成物。
- 前記湿潤剤が、グリセロール、ソルビトール、および、これらの混合物からなる群から選択され、前記中和剤が水酸化ナトリウムを含む、請求項2に記載の伝導性組成物。
- 前記界面活性剤が、約250cps〜約400cpsの有効粘度を有する前記組成物を提供可能なオクトキシノール−7、および、約400cps〜約1100cpsの有効粘度を有する前記組成物を提供可能なオクトキシノール−9からなる群から選択される、オクチルフェノールエトキシレートを含む、請求項1に記載の伝導性組成物。
- 前記界面活性剤が、約1500cps〜約4800cpsの有効粘度を有する前記組成物を提供可能なノノキシノール−7、および、約1200cps〜約40,000cpsの有効粘度を有する前記組成物を提供可能なノノキシノール−9からなる群から選択される、ノニルフェノールエトキシレートを含む、請求項1に記載の伝導性組成物。
- 前記コンディショニング剤がシリカを含む、請求項1に記載の伝導性組成物。
- 生物医学的電極であって、以下:
基材;および
該基材上の伝導性組成物の層
を含み、該伝導性組成物は請求項1に記載の伝導性組成物を含む、生物医学的電極。 - 伝導性組成物を形成するための方法であって、以下の工程:
a)約15重量%〜約50重量%の湿潤剤または湿潤剤の混合物;
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、トランス−桂皮酸、クロトン酸、リノール酸、リノレン酸、マレイン酸、ソルビン酸、1つ以上のこれらの塩、および、これらの組み合わせからなる群から選択される、約1重量%〜約20重量%の有機酸、ならびに、約15重量%〜約45重量%の2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩、を含む約18重量%〜約45重量%のモノマーの組み合わせ;
約0.01重量%〜約0.5重量%の界面活性剤;
約0.05重量%〜約7重量%のコンディショニング剤
を含む、モノマー反応混合物を調製する工程;ならびに
(b)該モノマーまたはモノマーの組み合わせを重合させ、約250cps〜約40,000cpsの粘度を有する伝導性組成物として共重合体を形成する工程
を含む、方法。 - 請求項10に記載の方法であって、前記モノマー反応混合物を調製する工程が、以下:
約0.1%〜約8%の電解質または電解質の混合物を加える工程;
水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、および、これらの組み合わせからなる群から選択される中和剤を加える工程;
ビス−アクリルアミド、メタクリルアミド、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、および、これらの組み合わせからなる群から選択される架橋剤を加える工程;ならびに
2,2−アゾビスイソブチロニトリル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノン、および、これらの組み合わせからなる群から選択される重合開始剤を加える工程
をさらに含む、方法。 - 前記モノマー反応混合物が約20重量%〜約30重量%の2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム塩、および、約5重量%〜10重量%のアクリル酸を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記湿潤剤がグリセロールを含み、前記中和剤が水酸化ナトリウムを含み、前記界面活性剤が、オクチルフェノールエトキシレート、ノニルフェノールエトキシレート、これらの誘導体、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、そして、前記コンディショニング剤がシリカを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記オクチルフェノールエトキシレートが、オクトキシノール−7およびオクトキシノール−9からなる群から選択され、前記伝導性組成物が約250cps〜約1500cpsの粘度を有する、請求項13に記載の方法。
- 前記ノニルフェノールエトキシレートが、ノノキシノール−7およびノノキシノール−9からなる群から選択され、前記伝導性組成物が約500cps〜約40,000cpsの粘度を有する、請求項13に記載の方法。
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