JP2693420B2 - 外科用フアスナー及びその製造方法 - Google Patents
外科用フアスナー及びその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は外科用フアスナー及びその製造方法に関す
る。 発明の背景 多くの外科的処置法において処置の1つ又はそれ以上
の段階は組織の締め付けである。皮膚組織のみならず、
各種臓器の組織、筋膜組織、筋肉組織その他の組織の締
め付けを必要とする。最近まで、組織の締め付けは殆ど
全く縫合糸を用いて行なわれていた。組織締付けに要す
る時間を短縮しようと努力して、外科の専門家は縫合糸
を金属ステープルに置換し始めている。 金属製のフアスナーは医学及び外科学の分野に徐々に
受け入れられている。しかしながら、金属性フアスナー
はある種の欠点を有する;たとえば、そらは外科的処置
の後回復の期間中に人体が対抗しなければなない異質の
物体である。更に、金属製のステープル及びフアスナー
は各種の後の診断形像技術、たとえばX線像、コンピュ
ーター化された軸方向断層写真又は磁気共鳴像、を混乱
させ且つ妨害する。 重合体製の組織用フアスナー、特に人体に吸収可能な
そのようなフアスナーは金属製フアスナーのこれらの欠
点を排除する見込みがある。この種のフアスナーは米国
特許第4,060,089号、第4,402,445号、第4,317,451号及
び第4,428,376号に記載されている。重合体材料、特に
吸収性重合体材料からのこのようなフアスナーを製造す
ることが望ましいということは、上記特許が示唆してい
るようによく知られているけれども、それらのフアスナ
ーの商品化は遅れている。その理由は殺菌可能、無毒性
で、複雑な案内具及び支持具を使用しないで組織を貫通
することができ、組織の必要な治癒のために充分な時間
閉鎖され又は締め付けられた組織を維持し、次いで合理
的な期間内で吸収されることができ、そしてこれらのす
べてを最小の物品で達成することができるような機械的
特性を有するフアスナーの開発が困難であったからであ
る。 本発明の目的は後の診断手法を妨害しないようなフア
スナーを提供することである。又本発明の目的は無毒
性、殺菌可能で、容易に組織を貫通することができる重
合体の組織フアスナーを提供することである。更に本発
明の目的は、組織を締め付けるために一緒に配置した
時、組織の治癒を可能にし、そして人体に吸収されるた
めに充分な時間その強度を維持するような最小の大きさ
のフアスナーを製造することである。本発明のこれらの
目的及びその他の目的は以下の説明から充分に認められ
るであろう。 発明の概要 本発明は、接続交差部品の同じ側から延びている1対
の脚を有する締め付け部材を具備する無毒性、殺菌可
能、重合体製組織用フアスナーを提供する。この締め付
け部材は接合すべき組織の一方の側に位置せしめるよう
になっている。この締め付け部材の脚は、締め付け部材
に適当に圧力を加えて組織を通して脚を強制することに
より組織を貫通するために充分な強度を有する。受け部
材を組織の反対側に位置せしめて脚と接続且つ係合せし
めてフアスナーを所定位置に固定する。 本発明の好ましい態様においては、受け部材は変形可
能な材料からなり、締め付け部材の脚との干渉又は摩擦
はめ合いを提供して2つの部材を一緒に固定するように
成形される。 締め付け部材は配向した結晶性重合体材料であり、そ
して本発明の好ましい態様では、重合体材料は人体に吸
収される。締め付け部材は補助部材なしで脚が組織を貫
通するめに充分な強度を確保するために結晶性であり且
つ適当に配向せしめられている。又配向は締め付け部材
が生体内でその強度を保持する能力を高め、従って本発
明の締め付け部材及び受け部材は、組織を接合位置に保
持し、適当な治癒と組織の相互の接合を可能にするため
に望ましい時間にわたってその強度特性の充分な部分を
維持する。結晶性は締め付け部材が加工及び貯蔵の間に
高温、たとえば約140゜F(60℃)までの温度、に耐え且
つ寸法安定性を保持する能力を高める。 本発明の締め付け部材は所望の重合体の配向したフイ
ラメントから製造される。配向したフイラメントを所望
のステープル形状に成形し、次いで重合体のガラス転移
温度で融点の間の温度で、収縮なしに、アニールする。 アニールし成形した締め付け部材を更に脚部の寸法に
成形し、脚の鋭い先端を成形するなどを行なう。 実 施 例 図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。 第1図は本発明のフアスナー12を示す。フアスナー12
は締め付け部材14と受け部材16とからなる。締め付け部
材14は1対の脚18及び20を具備し、これらの脚はこの態
様では実質的に平行でありそして交差部材22によって結
合されている。脚の自由端24及び26は組織の貫通を助け
るために先がとがっている。(本発明において、「貫
通」は締め具の脚が組織を刺し通すことによって組織を
通過する時のみならず、脚が受け部材内に固定された時
組織が刺し通されるよりもむしろ脚で薄くされ押されて
脚を囲む場合にも生ずる。) 受け部材16は脚18,20を受け入れるように配置された
1対の開口28,30を有する重合体片である。この開口の
直径は、開口と脚の間にぴったりとしたはめ合いが生じ
て使用の際2つの部片を一緒に保持するために脚の直径
よりも僅かに小さい。たとえば、開口28,30の直径が約
0.02〜0.03インチ(0.5〜0.76mm)である時、脚18,20の
直径が約0.002〜0.003インチ(0.05〜0.076mm)大きい
ならば、組立てられたフアスナーに満足すべき強度が得
られる。図示の例では、脚が組織を貫通する時脚18,20
の開口28,30内への案内を助けるために開口28,30の頂部
は34,36で示すように、斜めに円錐形に広げられてい
る。 第2図に本発明に従うフアスナーの今一つの態様が示
されている。再び、フアスナー40は締め付け部材42を受
け部材16とからなる。締め付け部材は交差片48によって
結合された1対の脚44及び46を具備する。この態様で
は、締め付け部材は「M」型である。受け部材16は第1
図及び第3図に示するものと同じである。 締め付け部材の形は接合すべき組織の種類によって変
化し得ることを理解すべきである。又締め付け部材、特
に脚部分、の断面形状も変更可能である。第1図及び第
2図に関連して円形断面が記載されているが、楕円形、
正方形、矩形その他の断面形状も使用可能である。図に
示されているように、締め付け部材は傾斜した鋭い先端
を有する。再び、締め付け部材が貫通する組織に主とし
て依存して各種の傾斜即ちとがった先端が使用可能であ
る。脚が組織を貫通する時脚を変形するような横方向の
力が生じないためにとがった先端は脚の軸の周りに対称
であるのが好ましい。 本発明で使用される締め付け部材は配向しており且つ
結晶性である。重要なことは、締め付け部材が接合すべ
き組織を通過する際に脚を支持するための補助具の使用
を必要とせずに締め付け部材を位置づけることができ、
且つ脚が組織を貫通し得るに必要な強度及び硬直性(st
ifness)を与えるに充分な程度に締め付け部材の重合体
を配向せしめることである。補助具を使用するとフアス
ナーを設置した時組織の外傷が増加し、器具の複雑さが
増大する。又、フアスナーが吸収性重合体製である時
は、フアスナーが強度を失ない最終的に完全に吸収され
る前に組織が治癒するに必要な時間の間組織を望ましい
接合形態に維持するための充分な期間にわたって充分な
強度を有するフアスナーを提供するために配向及び結晶
性が必要である。 本発明の締め付け部材及び受け部材は非吸収性で生物
学的適合性を有する重合体材料、たとえばポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ナイロン、ポリエステル等、から作
ってもよい。好ましいのは締め付け部材及び受け部材を
吸収性重合体材料、たとえばラクチド及びグリコリドの
重合体又は共重合体等から作ることである。そのいくつ
かの理由は(a)吸収性重合体は最終的に完全に人体に
吸収され、人体がそれに対する異質の物体と対抗しなけ
ればならないという問題点を緩和すること、及び(b)
そのような材料は又後の診断手法に対して混乱効果を有
しないことである。好ましいのは締め付け部材をラクチ
ド及びグリコリドの結晶性重合体及び共重合体から作る
ことである。これらの重合体材料は充分に配向して締め
付け部材に望ましい物理的性質を提供するとともに又望
ましい吸収特性をも提供する。 好ましいのは受け部材をポリジオキサノン重合体、特
にポリ(p−ジオキサノン)均質重合体、これらの重合
体と他の吸収性重合体とのブレンドを含む、から作るこ
とである。これらの重合体は受け部材に望ましい強度、
可撓性及び変形可能性を提供し受け部材とフアスナーの
脚との間に優れた固着特性を提供する。 締め付け部材はある最低限度の機械的強度を要求す
る。締め付けるべき組織を通して脚を駆動し、且つ脚が
受け部材の開口に入るようにその道路を保持できること
が必要である。この目的のために、脚は通常少なくとも
約2×105psi、好ましくは少なくとも約1×106psi、約
3×106psiまでのヤングモジュラスを有するであろう。
ヤングモジュラスは5インチ(12.7cm)のゲージ長さ、
20インチ/分(50.8cm/分)のチヤート速度、及び5イ
ンチ/分(12.7cm/分)のクロスヘッド速度を用いてイ
ンストロン引張り試験機で測定される。 締め付け部材及び受け部材の特性は、これらの2つの
部分がかみ合わされた時組織を臨界傷治癒期間の間一緒
に保持するようにそれらは一緒に固く保持されるような
ものでなければならない。受け部材を作る材料が締め付
け部材を作る材料よりもよりしなやか(compliant)で
ある時、締め付け部材と受け部材の間の摩擦又は干渉は
め合いが最もよく達成される。ヤングモジュラスがしな
やかさに関係するので、1対の重合体が締め付け部材及
び受け部材として使用可能か否かを決定するための便利
な方法はそれらのヤングモジュラスを比較することであ
る。受け部材を作る重合体は通常締め付け部材に用いる
重合体よりも有意に低いヤングモジュラスを有するであ
ろう。 本発明で使用する締め付け部材は、所望の重合体の押
出され配向せしめられたフイラメントを締め付け部材の
形状に成形し、次いで成形されたフイラメントを重合体
のガラス転移温度と融点の間の温度でアニールすること
によって製造される。アニールはフイラメントの収縮を
防止するように、そしてフイラメントの配向を維持し且
つフイラメントを所望の締め付け部材形状に維持するよ
うに成形されたフイラメントを拘束した状態で実施され
る。 この手法を、90モルパーセントのグリコリドと10モル
パーセントのラクチドからなる吸収性重合体の配向した
フイラメントから締め付け部材を製造するための特定の
方法についての以下の記述によって説明する: 第4〜6図について説明すると、押し出され、配向せ
しめられたフイラメント50(当業者に公知の方法に類似
した押し出し及び配向方法によって作られる)が成形バ
ー52の周りにしっかりと巻かれる。第4図に示すよう
に、巻かれたフイラメント50の各個々のコイル54又はル
ープは隣りのコイル54又はループに接触しているのが好
ましい。フイラメント50は巻かれたフイラメントのゆる
みを排除するために充分な引張りの下で成形バー52の周
りに巻かれる。約1〜2ポンド(0.45〜0.90kg)の引張
り下での手巻きが考慮されている重合体について満足で
あることが分った。 フイラメント50の成形バー52の周りの巻きは重合体の
ガラス転移温度以下の温度で行なわれる。通常巻きは周
囲温度で行なわれる。配向したフイラメントは全く硬直
である(stiff)ために、第5図に最もよく見られるよ
うに、コイル54は成形バー52の側面から外側に僅かに弯
曲する。即ち、フイラメントが加熱される(それは通常
アニール段階で行なれる)まで、コイル54は完全に所望
の締め付け部材(即ち「ステープル」)の形状にならな
い。 フイラメント50が成形バー52の周りに巻かれた後、巻
かれたバーは、第4〜6図で56,58,60及び62に示される
ようなクランプに包囲される。これらのクランプは適用
器具への適当なはめ合いを確実にするために締め付け部
材の外側寸法を正確に固定するために使用される。クラ
ンプは、クランプと成形バーの間の間隙が配向したフイ
ラメントの直径よりも僅かに小さいように停止部材(図
示しない)に対してしっかり締め付けられる。意図する
大きさの程度を説明すると、配向したフイラメントの直
径0.030インチ(0.76mm)の場合、バー52とクランプ56,
58,60,62の間の間隙は0.028〜0.029インチ(0.71〜0.74
mm)であろう。ここで説明のために使用されるラクチド
/グリコリド重合体から作られた配向フイラメントは、
フイラメントが周囲温度にある間に人が手でフランプを
停止部材にしっかり締め付けることができない程硬直で
ある。従って、フイラメントがガラス転移温度以上に加
熱された時に通常最後の締め付けがなされる。この最後
の締め付けはアニールの間に手で又はばねもしくは空気
シリンダのような手段を用いて各クランプを停止部材に
対して締め付けることによって行なわれる。 側部クランプ56,58の締め付けは57で示すような2つ
の側部クランプ56,58を相互に結合する締め付けボルト
によって行なうことができる。端部クランプ60,62の締
め付けは標準的な手段、たとえば端部クランプ60,62を
締め付ける万力で定着物を囲むことによって行なうこと
ができる。 クランプされた成形バーを含む全定着物を重合体のTg
及びTm間の温度でアニールするために炉内に置くことが
できる。例示された重合体では乾燥窒素雰囲気下で135
℃で約16時間のアニールが満足すべきものであることが
分った。この工程に対してクランプの最終の締め付けを
手で行なうべき場合には、アニール工程がこの最後の締
め付けを行ない始めた後約1.5時間に定着物を炉から取
出すことができる。次いで定着物を炉に戻し残りのアニ
ールを行なう。 アニールの後、定着物を、たとえば2時間で、周囲温
度にまで冷却する。冷却が終った後(即ちフイラメント
が重合体のガラス転移温度以下に冷却された後)、クラ
ンプを取除く。成形バー上のアニールされたフイラメン
トは第6図に示すような形状を有するであろう。(もし
も「M」型の締め付け部材を製造することを望むなら
ば、成形バー64及び端部クランプ66,68を第11図に示す
ように変更する。) アニールし且つクランプを取除いた後、巻かれたフイ
ラメントは、第7図に示すように、成形バー52の2つの
長さ方向の溝70,72によって形成された空隙の中心に切
断具を通過せしめることによって半分に切断される。こ
の切断は80に示すような回転のこを用いて行なうことが
できる。そしてこの切断は2列の締め付け部材ブランク
を形成し、このブランクはトリミングと脚の鋭い先端の
形成のみを必要とする。ブランクを所望の長さより僅か
に長く熱間切断し、そして回転する切断エッジで各先端
を切断することにより鋭い先端を付加することができ
る。かくして最終の締め付け部材は第1図及び第2図に
14又は42で示すようなステープル形状を有する。 アニール工程で使用される成形バーは2つの機能を果
す。それは4個のクランプと協同して配向したフイラメ
ントを所望のステープル又は締め付け部材の形状に形成
するテンプレートとして作用し、又それは配向したフイ
ラメントの収縮を防止し、それによってフイラメントが
その配向を維持し、そして従って本発明の締め付け部材
によって示された望ましい特性の組合せを保持すること
を可能にする。 成形バーは、クランプと協同して、配向したフイラメ
ントを所望の締め付け部材の形状に成形するのに役立
つ。この形状とは接続交差部材の同じ側から延びる2つ
の脚を意味し、そして第5〜7図に示すように、事実上
形成された各ループが1つの共通の脚によって相互に結
合された2つの締め付け部材からなる形状を含むことを
意図する。 重合体の配向の度合は通常複屈折によって測定され
る。ここにのべられている配向した90/10グリコリド/
ラクチド重合体から作られた締め付け部材は0.08の複屈
折△nを有することが分った。この材料の押出されたフ
イラメントは配向前に0.0012の複屈折△nを有してい
た。この材料で約0.005の複屈折を生ずる配向の程度は
本発明の目的を達成する生成物を生ずるほぼ最低限のも
のである。 締め付け部材を作る際に用いられる重合体は結晶性で
あると同時に配向せしめられている。X線回折によって
測定して、最小約10%の結晶度を必要とする。上述の90
/10グリコリド/ラクチド重合体は約35%の結晶度を有
する。 本発明の受け部材は当業者に公知の各種の成形、加工
又はスタンプ技術によって作ることができる。本発明の
受け部材を作るための好ましい技術は標準の射出成型で
ある。 第8〜10図に示す別の態様においては、受け部材82は
縦みぞのついた開口84,86を有する。この開口の縦みぞ
は締め付け部材を受け部材内へ押し込むのに必要な力を
減少せしめ、そして又この締め付け力の寸法変動に対す
る敏感度を減少せしめるのに役立つ。 本発明を以下の実施例によって更に充分に説明する。 実施例 1 ヘキサフルオロイソプロピルアルコール(HFIP)中0.
1gm/dlの濃度、25℃で測定して1.39dl/gmのインヘレン
トビスコシテイー(I.V.)、及び(テイニアスオルセン
エクストルージョンプラストメータ(Tinius Olsen Ext
rusion Plastmeter)を用い、ダイ寸法0.026インチ(0.
66mm)、温度235℃、負荷3.7kgで測定して)0.238のメ
ルトインデクスを有する、90モル%のグリコリドと10モ
ル%のラクチドから作られた吸収性重合体を押し出して
モノフイラメントにする。フイラメントは0.08インチ
(2.0mm)の直径を有し1 1/4インチ単一スクリュー押出
し機を用いて直径0.1インチ(2.54mm)のオリフイスを
通して押出される。フイラメントを77゜F(25℃)に維
持された水浴中で急冷する。次いで配向の間にガタガタ
することとすりへりを減少せしめるために押出されたフ
イラメントの表面に鉱油を被覆する。工程の終りにフイ
ラメントから油を洗い落とす。押出されたフイラメント
を配向せしめて直径約0.0298インチ(0.757mm)にす
る。配向の第1段階は6.89X引出し比を有し、フイラメ
ントを60゜に加熱されたロール上で引出す。この配向し
たフイラメントを第2段階の配向の前に窒素雰囲気中室
温で24時間貯蔵する。配向の第2段階は1.07X引出し比
有し、室温の2つのゴデ(godet)の間に位置せしめた
炉を用い、フイラメントを104℃に加熱された炉中を通
過せしめることによって行なわれる。得られたモノフイ
ラメントは直径29.8ミル、引張り強さ約80ポンド、伸び
35%及びヤングモジュラス1.9×106psiを有する。この
配向方法は降伏点を有しないひずみ−応力曲線を有する
フイラメントを製造する。 配向したモノフイラメントを第4及び5図に示すよう
な成形バー上に巻く。約1ポンドの巻きテンシヨンでモ
ノフイラメントを巻く。フアイバーの端部を定着物の各
端部に結びつけ、そして第4及び5図に示すようにクラ
ンプを付加する。定着物を窒素雰囲気、135℃の炉中で1
6時間アニールする。(始めの半時間のアニール段階の
後クランプを再度締め付ける。)このアニール熱は巻か
れた形態のモノフイラメントを硬化する。定着物を炉か
ら取り出し、室温まで約2時間冷却する。モノフイラメ
ントを長さ方向のみぞ70,72に沿って切断しU字型のス
テープルを製造する。ステープルの脚を切断して第1図
に示すように、その先端を円錐形にする。 受け部材をポリジオキサノン重合体から製造する。そ
れらは射出成型によって製造される。受け部材は第1及
び3図に示す形状を有する。 実施例 2−5 これらの実施例は締め付け部材を成形するための押出
され配向せしめられたフイラメントを製造するために用
いることができる典型的な条件を説明する。表Iは4種
の重合体、ポリ(p−ジオキサノン)及び3種のグリコ
リド(G)/ラクチド(L)共重合体(比率はモル%)
のための条件を示す。 1インチ垂直型押出し機を用いてフイラメントを押出
し、水中で周囲温度に急冷し、次いで1段階又は2段階
で、ある場合には第2段階の配向に2つのゴデの間の炉
を用いて、引出した。又表1はここに教示した方法によ
ってこれらの重合体から締め付け部材を製造するために
使用することができる典型的なアニール条件を示してい
る。 表IIはフイラメントの直径、引張り強さ及び破損伸び
示す。 実施例 6 本発明のフアスナーは接合された組織が治癒するに充
分な期間生体内で測定し得る保持強さを維持する。これ
はpH7.27、37℃のりん酸塩緩衝剤中でのフアスナーの生
体外試験が受け部材を締め付け部材から分離するための
力が21日後においてなお測定可能であり、そして通常少
なくとも1ポンドであることを示すという事実によって
説明される。 分離力を試験するための方法は次の通りである: インストロンテンシオメータを次のようにセットす
る: クロスヘッド速度−0.5インチ/分 チャート速度−5.0インチ/分 ゲージ長さ−1.5インチ フルスケール荷重は次の通りである: 時間(日) フルスケール目盛り 0 10ポンド 7 5ポンド 14 5ポンド 21 2ポンド 28 2ポンド ステープル(締め付け部材)を受け部材中に挿入し、
組織がしめる空間をシュミレートするために僅かの間隙
を残し、次いで37℃のりん酸塩緩衝剤中に置く。試料を
始めに、そして7,14,21及び28日後に試験する。 ステープルの交差部材(即ち第1図の22の部分)をイ
ントロンテスト定着物のタブに係合し、そしてステープ
ルと受け部材の間の間隙を通過せしめることによって受
け部材の周りに曲げられたポリエステルフイルムの細片
に対して引張ることによって分離力を測定する。典型的
な初期の分離力は約5〜8ポンドの間で変化し、そして
37℃のりん酸塩緩衝剤中21日後の典型的な分離力は1〜
2ポンドでありそして時には3〜3.5ポンドまでにな
る。
る。 発明の背景 多くの外科的処置法において処置の1つ又はそれ以上
の段階は組織の締め付けである。皮膚組織のみならず、
各種臓器の組織、筋膜組織、筋肉組織その他の組織の締
め付けを必要とする。最近まで、組織の締め付けは殆ど
全く縫合糸を用いて行なわれていた。組織締付けに要す
る時間を短縮しようと努力して、外科の専門家は縫合糸
を金属ステープルに置換し始めている。 金属製のフアスナーは医学及び外科学の分野に徐々に
受け入れられている。しかしながら、金属性フアスナー
はある種の欠点を有する;たとえば、そらは外科的処置
の後回復の期間中に人体が対抗しなければなない異質の
物体である。更に、金属製のステープル及びフアスナー
は各種の後の診断形像技術、たとえばX線像、コンピュ
ーター化された軸方向断層写真又は磁気共鳴像、を混乱
させ且つ妨害する。 重合体製の組織用フアスナー、特に人体に吸収可能な
そのようなフアスナーは金属製フアスナーのこれらの欠
点を排除する見込みがある。この種のフアスナーは米国
特許第4,060,089号、第4,402,445号、第4,317,451号及
び第4,428,376号に記載されている。重合体材料、特に
吸収性重合体材料からのこのようなフアスナーを製造す
ることが望ましいということは、上記特許が示唆してい
るようによく知られているけれども、それらのフアスナ
ーの商品化は遅れている。その理由は殺菌可能、無毒性
で、複雑な案内具及び支持具を使用しないで組織を貫通
することができ、組織の必要な治癒のために充分な時間
閉鎖され又は締め付けられた組織を維持し、次いで合理
的な期間内で吸収されることができ、そしてこれらのす
べてを最小の物品で達成することができるような機械的
特性を有するフアスナーの開発が困難であったからであ
る。 本発明の目的は後の診断手法を妨害しないようなフア
スナーを提供することである。又本発明の目的は無毒
性、殺菌可能で、容易に組織を貫通することができる重
合体の組織フアスナーを提供することである。更に本発
明の目的は、組織を締め付けるために一緒に配置した
時、組織の治癒を可能にし、そして人体に吸収されるた
めに充分な時間その強度を維持するような最小の大きさ
のフアスナーを製造することである。本発明のこれらの
目的及びその他の目的は以下の説明から充分に認められ
るであろう。 発明の概要 本発明は、接続交差部品の同じ側から延びている1対
の脚を有する締め付け部材を具備する無毒性、殺菌可
能、重合体製組織用フアスナーを提供する。この締め付
け部材は接合すべき組織の一方の側に位置せしめるよう
になっている。この締め付け部材の脚は、締め付け部材
に適当に圧力を加えて組織を通して脚を強制することに
より組織を貫通するために充分な強度を有する。受け部
材を組織の反対側に位置せしめて脚と接続且つ係合せし
めてフアスナーを所定位置に固定する。 本発明の好ましい態様においては、受け部材は変形可
能な材料からなり、締め付け部材の脚との干渉又は摩擦
はめ合いを提供して2つの部材を一緒に固定するように
成形される。 締め付け部材は配向した結晶性重合体材料であり、そ
して本発明の好ましい態様では、重合体材料は人体に吸
収される。締め付け部材は補助部材なしで脚が組織を貫
通するめに充分な強度を確保するために結晶性であり且
つ適当に配向せしめられている。又配向は締め付け部材
が生体内でその強度を保持する能力を高め、従って本発
明の締め付け部材及び受け部材は、組織を接合位置に保
持し、適当な治癒と組織の相互の接合を可能にするため
に望ましい時間にわたってその強度特性の充分な部分を
維持する。結晶性は締め付け部材が加工及び貯蔵の間に
高温、たとえば約140゜F(60℃)までの温度、に耐え且
つ寸法安定性を保持する能力を高める。 本発明の締め付け部材は所望の重合体の配向したフイ
ラメントから製造される。配向したフイラメントを所望
のステープル形状に成形し、次いで重合体のガラス転移
温度で融点の間の温度で、収縮なしに、アニールする。 アニールし成形した締め付け部材を更に脚部の寸法に
成形し、脚の鋭い先端を成形するなどを行なう。 実 施 例 図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。 第1図は本発明のフアスナー12を示す。フアスナー12
は締め付け部材14と受け部材16とからなる。締め付け部
材14は1対の脚18及び20を具備し、これらの脚はこの態
様では実質的に平行でありそして交差部材22によって結
合されている。脚の自由端24及び26は組織の貫通を助け
るために先がとがっている。(本発明において、「貫
通」は締め具の脚が組織を刺し通すことによって組織を
通過する時のみならず、脚が受け部材内に固定された時
組織が刺し通されるよりもむしろ脚で薄くされ押されて
脚を囲む場合にも生ずる。) 受け部材16は脚18,20を受け入れるように配置された
1対の開口28,30を有する重合体片である。この開口の
直径は、開口と脚の間にぴったりとしたはめ合いが生じ
て使用の際2つの部片を一緒に保持するために脚の直径
よりも僅かに小さい。たとえば、開口28,30の直径が約
0.02〜0.03インチ(0.5〜0.76mm)である時、脚18,20の
直径が約0.002〜0.003インチ(0.05〜0.076mm)大きい
ならば、組立てられたフアスナーに満足すべき強度が得
られる。図示の例では、脚が組織を貫通する時脚18,20
の開口28,30内への案内を助けるために開口28,30の頂部
は34,36で示すように、斜めに円錐形に広げられてい
る。 第2図に本発明に従うフアスナーの今一つの態様が示
されている。再び、フアスナー40は締め付け部材42を受
け部材16とからなる。締め付け部材は交差片48によって
結合された1対の脚44及び46を具備する。この態様で
は、締め付け部材は「M」型である。受け部材16は第1
図及び第3図に示するものと同じである。 締め付け部材の形は接合すべき組織の種類によって変
化し得ることを理解すべきである。又締め付け部材、特
に脚部分、の断面形状も変更可能である。第1図及び第
2図に関連して円形断面が記載されているが、楕円形、
正方形、矩形その他の断面形状も使用可能である。図に
示されているように、締め付け部材は傾斜した鋭い先端
を有する。再び、締め付け部材が貫通する組織に主とし
て依存して各種の傾斜即ちとがった先端が使用可能であ
る。脚が組織を貫通する時脚を変形するような横方向の
力が生じないためにとがった先端は脚の軸の周りに対称
であるのが好ましい。 本発明で使用される締め付け部材は配向しており且つ
結晶性である。重要なことは、締め付け部材が接合すべ
き組織を通過する際に脚を支持するための補助具の使用
を必要とせずに締め付け部材を位置づけることができ、
且つ脚が組織を貫通し得るに必要な強度及び硬直性(st
ifness)を与えるに充分な程度に締め付け部材の重合体
を配向せしめることである。補助具を使用するとフアス
ナーを設置した時組織の外傷が増加し、器具の複雑さが
増大する。又、フアスナーが吸収性重合体製である時
は、フアスナーが強度を失ない最終的に完全に吸収され
る前に組織が治癒するに必要な時間の間組織を望ましい
接合形態に維持するための充分な期間にわたって充分な
強度を有するフアスナーを提供するために配向及び結晶
性が必要である。 本発明の締め付け部材及び受け部材は非吸収性で生物
学的適合性を有する重合体材料、たとえばポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ナイロン、ポリエステル等、から作
ってもよい。好ましいのは締め付け部材及び受け部材を
吸収性重合体材料、たとえばラクチド及びグリコリドの
重合体又は共重合体等から作ることである。そのいくつ
かの理由は(a)吸収性重合体は最終的に完全に人体に
吸収され、人体がそれに対する異質の物体と対抗しなけ
ればならないという問題点を緩和すること、及び(b)
そのような材料は又後の診断手法に対して混乱効果を有
しないことである。好ましいのは締め付け部材をラクチ
ド及びグリコリドの結晶性重合体及び共重合体から作る
ことである。これらの重合体材料は充分に配向して締め
付け部材に望ましい物理的性質を提供するとともに又望
ましい吸収特性をも提供する。 好ましいのは受け部材をポリジオキサノン重合体、特
にポリ(p−ジオキサノン)均質重合体、これらの重合
体と他の吸収性重合体とのブレンドを含む、から作るこ
とである。これらの重合体は受け部材に望ましい強度、
可撓性及び変形可能性を提供し受け部材とフアスナーの
脚との間に優れた固着特性を提供する。 締め付け部材はある最低限度の機械的強度を要求す
る。締め付けるべき組織を通して脚を駆動し、且つ脚が
受け部材の開口に入るようにその道路を保持できること
が必要である。この目的のために、脚は通常少なくとも
約2×105psi、好ましくは少なくとも約1×106psi、約
3×106psiまでのヤングモジュラスを有するであろう。
ヤングモジュラスは5インチ(12.7cm)のゲージ長さ、
20インチ/分(50.8cm/分)のチヤート速度、及び5イ
ンチ/分(12.7cm/分)のクロスヘッド速度を用いてイ
ンストロン引張り試験機で測定される。 締め付け部材及び受け部材の特性は、これらの2つの
部分がかみ合わされた時組織を臨界傷治癒期間の間一緒
に保持するようにそれらは一緒に固く保持されるような
ものでなければならない。受け部材を作る材料が締め付
け部材を作る材料よりもよりしなやか(compliant)で
ある時、締め付け部材と受け部材の間の摩擦又は干渉は
め合いが最もよく達成される。ヤングモジュラスがしな
やかさに関係するので、1対の重合体が締め付け部材及
び受け部材として使用可能か否かを決定するための便利
な方法はそれらのヤングモジュラスを比較することであ
る。受け部材を作る重合体は通常締め付け部材に用いる
重合体よりも有意に低いヤングモジュラスを有するであ
ろう。 本発明で使用する締め付け部材は、所望の重合体の押
出され配向せしめられたフイラメントを締め付け部材の
形状に成形し、次いで成形されたフイラメントを重合体
のガラス転移温度と融点の間の温度でアニールすること
によって製造される。アニールはフイラメントの収縮を
防止するように、そしてフイラメントの配向を維持し且
つフイラメントを所望の締め付け部材形状に維持するよ
うに成形されたフイラメントを拘束した状態で実施され
る。 この手法を、90モルパーセントのグリコリドと10モル
パーセントのラクチドからなる吸収性重合体の配向した
フイラメントから締め付け部材を製造するための特定の
方法についての以下の記述によって説明する: 第4〜6図について説明すると、押し出され、配向せ
しめられたフイラメント50(当業者に公知の方法に類似
した押し出し及び配向方法によって作られる)が成形バ
ー52の周りにしっかりと巻かれる。第4図に示すよう
に、巻かれたフイラメント50の各個々のコイル54又はル
ープは隣りのコイル54又はループに接触しているのが好
ましい。フイラメント50は巻かれたフイラメントのゆる
みを排除するために充分な引張りの下で成形バー52の周
りに巻かれる。約1〜2ポンド(0.45〜0.90kg)の引張
り下での手巻きが考慮されている重合体について満足で
あることが分った。 フイラメント50の成形バー52の周りの巻きは重合体の
ガラス転移温度以下の温度で行なわれる。通常巻きは周
囲温度で行なわれる。配向したフイラメントは全く硬直
である(stiff)ために、第5図に最もよく見られるよ
うに、コイル54は成形バー52の側面から外側に僅かに弯
曲する。即ち、フイラメントが加熱される(それは通常
アニール段階で行なれる)まで、コイル54は完全に所望
の締め付け部材(即ち「ステープル」)の形状にならな
い。 フイラメント50が成形バー52の周りに巻かれた後、巻
かれたバーは、第4〜6図で56,58,60及び62に示される
ようなクランプに包囲される。これらのクランプは適用
器具への適当なはめ合いを確実にするために締め付け部
材の外側寸法を正確に固定するために使用される。クラ
ンプは、クランプと成形バーの間の間隙が配向したフイ
ラメントの直径よりも僅かに小さいように停止部材(図
示しない)に対してしっかり締め付けられる。意図する
大きさの程度を説明すると、配向したフイラメントの直
径0.030インチ(0.76mm)の場合、バー52とクランプ56,
58,60,62の間の間隙は0.028〜0.029インチ(0.71〜0.74
mm)であろう。ここで説明のために使用されるラクチド
/グリコリド重合体から作られた配向フイラメントは、
フイラメントが周囲温度にある間に人が手でフランプを
停止部材にしっかり締め付けることができない程硬直で
ある。従って、フイラメントがガラス転移温度以上に加
熱された時に通常最後の締め付けがなされる。この最後
の締め付けはアニールの間に手で又はばねもしくは空気
シリンダのような手段を用いて各クランプを停止部材に
対して締め付けることによって行なわれる。 側部クランプ56,58の締め付けは57で示すような2つ
の側部クランプ56,58を相互に結合する締め付けボルト
によって行なうことができる。端部クランプ60,62の締
め付けは標準的な手段、たとえば端部クランプ60,62を
締め付ける万力で定着物を囲むことによって行なうこと
ができる。 クランプされた成形バーを含む全定着物を重合体のTg
及びTm間の温度でアニールするために炉内に置くことが
できる。例示された重合体では乾燥窒素雰囲気下で135
℃で約16時間のアニールが満足すべきものであることが
分った。この工程に対してクランプの最終の締め付けを
手で行なうべき場合には、アニール工程がこの最後の締
め付けを行ない始めた後約1.5時間に定着物を炉から取
出すことができる。次いで定着物を炉に戻し残りのアニ
ールを行なう。 アニールの後、定着物を、たとえば2時間で、周囲温
度にまで冷却する。冷却が終った後(即ちフイラメント
が重合体のガラス転移温度以下に冷却された後)、クラ
ンプを取除く。成形バー上のアニールされたフイラメン
トは第6図に示すような形状を有するであろう。(もし
も「M」型の締め付け部材を製造することを望むなら
ば、成形バー64及び端部クランプ66,68を第11図に示す
ように変更する。) アニールし且つクランプを取除いた後、巻かれたフイ
ラメントは、第7図に示すように、成形バー52の2つの
長さ方向の溝70,72によって形成された空隙の中心に切
断具を通過せしめることによって半分に切断される。こ
の切断は80に示すような回転のこを用いて行なうことが
できる。そしてこの切断は2列の締め付け部材ブランク
を形成し、このブランクはトリミングと脚の鋭い先端の
形成のみを必要とする。ブランクを所望の長さより僅か
に長く熱間切断し、そして回転する切断エッジで各先端
を切断することにより鋭い先端を付加することができ
る。かくして最終の締め付け部材は第1図及び第2図に
14又は42で示すようなステープル形状を有する。 アニール工程で使用される成形バーは2つの機能を果
す。それは4個のクランプと協同して配向したフイラメ
ントを所望のステープル又は締め付け部材の形状に形成
するテンプレートとして作用し、又それは配向したフイ
ラメントの収縮を防止し、それによってフイラメントが
その配向を維持し、そして従って本発明の締め付け部材
によって示された望ましい特性の組合せを保持すること
を可能にする。 成形バーは、クランプと協同して、配向したフイラメ
ントを所望の締め付け部材の形状に成形するのに役立
つ。この形状とは接続交差部材の同じ側から延びる2つ
の脚を意味し、そして第5〜7図に示すように、事実上
形成された各ループが1つの共通の脚によって相互に結
合された2つの締め付け部材からなる形状を含むことを
意図する。 重合体の配向の度合は通常複屈折によって測定され
る。ここにのべられている配向した90/10グリコリド/
ラクチド重合体から作られた締め付け部材は0.08の複屈
折△nを有することが分った。この材料の押出されたフ
イラメントは配向前に0.0012の複屈折△nを有してい
た。この材料で約0.005の複屈折を生ずる配向の程度は
本発明の目的を達成する生成物を生ずるほぼ最低限のも
のである。 締め付け部材を作る際に用いられる重合体は結晶性で
あると同時に配向せしめられている。X線回折によって
測定して、最小約10%の結晶度を必要とする。上述の90
/10グリコリド/ラクチド重合体は約35%の結晶度を有
する。 本発明の受け部材は当業者に公知の各種の成形、加工
又はスタンプ技術によって作ることができる。本発明の
受け部材を作るための好ましい技術は標準の射出成型で
ある。 第8〜10図に示す別の態様においては、受け部材82は
縦みぞのついた開口84,86を有する。この開口の縦みぞ
は締め付け部材を受け部材内へ押し込むのに必要な力を
減少せしめ、そして又この締め付け力の寸法変動に対す
る敏感度を減少せしめるのに役立つ。 本発明を以下の実施例によって更に充分に説明する。 実施例 1 ヘキサフルオロイソプロピルアルコール(HFIP)中0.
1gm/dlの濃度、25℃で測定して1.39dl/gmのインヘレン
トビスコシテイー(I.V.)、及び(テイニアスオルセン
エクストルージョンプラストメータ(Tinius Olsen Ext
rusion Plastmeter)を用い、ダイ寸法0.026インチ(0.
66mm)、温度235℃、負荷3.7kgで測定して)0.238のメ
ルトインデクスを有する、90モル%のグリコリドと10モ
ル%のラクチドから作られた吸収性重合体を押し出して
モノフイラメントにする。フイラメントは0.08インチ
(2.0mm)の直径を有し1 1/4インチ単一スクリュー押出
し機を用いて直径0.1インチ(2.54mm)のオリフイスを
通して押出される。フイラメントを77゜F(25℃)に維
持された水浴中で急冷する。次いで配向の間にガタガタ
することとすりへりを減少せしめるために押出されたフ
イラメントの表面に鉱油を被覆する。工程の終りにフイ
ラメントから油を洗い落とす。押出されたフイラメント
を配向せしめて直径約0.0298インチ(0.757mm)にす
る。配向の第1段階は6.89X引出し比を有し、フイラメ
ントを60゜に加熱されたロール上で引出す。この配向し
たフイラメントを第2段階の配向の前に窒素雰囲気中室
温で24時間貯蔵する。配向の第2段階は1.07X引出し比
有し、室温の2つのゴデ(godet)の間に位置せしめた
炉を用い、フイラメントを104℃に加熱された炉中を通
過せしめることによって行なわれる。得られたモノフイ
ラメントは直径29.8ミル、引張り強さ約80ポンド、伸び
35%及びヤングモジュラス1.9×106psiを有する。この
配向方法は降伏点を有しないひずみ−応力曲線を有する
フイラメントを製造する。 配向したモノフイラメントを第4及び5図に示すよう
な成形バー上に巻く。約1ポンドの巻きテンシヨンでモ
ノフイラメントを巻く。フアイバーの端部を定着物の各
端部に結びつけ、そして第4及び5図に示すようにクラ
ンプを付加する。定着物を窒素雰囲気、135℃の炉中で1
6時間アニールする。(始めの半時間のアニール段階の
後クランプを再度締め付ける。)このアニール熱は巻か
れた形態のモノフイラメントを硬化する。定着物を炉か
ら取り出し、室温まで約2時間冷却する。モノフイラメ
ントを長さ方向のみぞ70,72に沿って切断しU字型のス
テープルを製造する。ステープルの脚を切断して第1図
に示すように、その先端を円錐形にする。 受け部材をポリジオキサノン重合体から製造する。そ
れらは射出成型によって製造される。受け部材は第1及
び3図に示す形状を有する。 実施例 2−5 これらの実施例は締め付け部材を成形するための押出
され配向せしめられたフイラメントを製造するために用
いることができる典型的な条件を説明する。表Iは4種
の重合体、ポリ(p−ジオキサノン)及び3種のグリコ
リド(G)/ラクチド(L)共重合体(比率はモル%)
のための条件を示す。 1インチ垂直型押出し機を用いてフイラメントを押出
し、水中で周囲温度に急冷し、次いで1段階又は2段階
で、ある場合には第2段階の配向に2つのゴデの間の炉
を用いて、引出した。又表1はここに教示した方法によ
ってこれらの重合体から締め付け部材を製造するために
使用することができる典型的なアニール条件を示してい
る。 表IIはフイラメントの直径、引張り強さ及び破損伸び
示す。 実施例 6 本発明のフアスナーは接合された組織が治癒するに充
分な期間生体内で測定し得る保持強さを維持する。これ
はpH7.27、37℃のりん酸塩緩衝剤中でのフアスナーの生
体外試験が受け部材を締め付け部材から分離するための
力が21日後においてなお測定可能であり、そして通常少
なくとも1ポンドであることを示すという事実によって
説明される。 分離力を試験するための方法は次の通りである: インストロンテンシオメータを次のようにセットす
る: クロスヘッド速度−0.5インチ/分 チャート速度−5.0インチ/分 ゲージ長さ−1.5インチ フルスケール荷重は次の通りである: 時間(日) フルスケール目盛り 0 10ポンド 7 5ポンド 14 5ポンド 21 2ポンド 28 2ポンド ステープル(締め付け部材)を受け部材中に挿入し、
組織がしめる空間をシュミレートするために僅かの間隙
を残し、次いで37℃のりん酸塩緩衝剤中に置く。試料を
始めに、そして7,14,21及び28日後に試験する。 ステープルの交差部材(即ち第1図の22の部分)をイ
ントロンテスト定着物のタブに係合し、そしてステープ
ルと受け部材の間の間隙を通過せしめることによって受
け部材の周りに曲げられたポリエステルフイルムの細片
に対して引張ることによって分離力を測定する。典型的
な初期の分離力は約5〜8ポンドの間で変化し、そして
37℃のりん酸塩緩衝剤中21日後の典型的な分離力は1〜
2ポンドでありそして時には3〜3.5ポンドまでにな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の締め付け部材及び受け部材の1つの態
様の立面断面図であり、 第2図は本発明の締め付け部材及び受け部材の今1つの
態様の立面断面図であり、 第3図は第1図及び第2図に示す受け部材の平面図であ
り、 第4図は本発明の方法の実施に使用される装置の配置の
斜視図であり、 第5図は第4図の5−5線に沿って取った、アニール前
の断面図であり、 第6図はアニール後の第5図と同じ図であり、 第7図は成形バーの周りに巻かれた配向したフイラメン
トの、アニール後の、切断されたフイラメントを示す斜
視図であり、 第8図は受け部材の好ましい態様を示す、本発明のフア
スナーの斜視図であり、 第9図は締め付け部材に係合する受け部材を示す、第8
図の態様の断面図であり、 第10図は第8図の受け部材の平面図であり、 そして 第11図は本発明の別の態様を示す第6図と同じ図であ
る。
様の立面断面図であり、 第2図は本発明の締め付け部材及び受け部材の今1つの
態様の立面断面図であり、 第3図は第1図及び第2図に示す受け部材の平面図であ
り、 第4図は本発明の方法の実施に使用される装置の配置の
斜視図であり、 第5図は第4図の5−5線に沿って取った、アニール前
の断面図であり、 第6図はアニール後の第5図と同じ図であり、 第7図は成形バーの周りに巻かれた配向したフイラメン
トの、アニール後の、切断されたフイラメントを示す斜
視図であり、 第8図は受け部材の好ましい態様を示す、本発明のフア
スナーの斜視図であり、 第9図は締め付け部材に係合する受け部材を示す、第8
図の態様の断面図であり、 第10図は第8図の受け部材の平面図であり、 そして 第11図は本発明の別の態様を示す第6図と同じ図であ
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 アルフレツド・リランド
アメリカ合衆国ニユージヤージイ州ウオ
ートン・イーストシヨーニートレイル
71
(72)発明者 エドガー・バイサル・メネゼス
アメリカ合衆国ニユージヤージイ州サマ
ービル・インデペンデンスドライブ 28
(72)発明者 ピーター・スタインヒユーザー
アメリカ合衆国ニユージヤージイ州マン
ビル・セントラルアベニユー 111
(72)発明者 ニコラス・ポパデイウク
アメリカ合衆国ニユージヤージイ州ラリ
タン・フレリングフイゼンアベニユー
8
(72)発明者 スチーブン・ジヨセフ・フエイラ
アメリカ合衆国ニユージヤージイ州チエ
スター・ドツグウツドドライブ 39
(56)参考文献 特開 昭60−12046(JP,A)
特開 昭58−27548(JP,A)
特開 昭48−45717(JP,A)
特開 昭59−501669(JP,A)
特開 昭56−168737(JP,A)
特表 昭58−501705(JP,A)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 1.(a)接続交差部品の同じ側から延びている1対の
脚を有する締め付け部材、該締め付け部材は脚が組織を
貫通した状態で接合すべき組織の一方の側に位置するよ
うになっており、該締め付け部材は配向した結晶性の重
合体材料、該重合体材料はラクチド重合体、グリコリド
重合体又はラクチド/グラコリド共重合体である吸収性
重合体であり、それによって締め付け部材は脚が締め付
けるべき組織を貫通し得るように充分な固有の強さ及び
硬直性を有している、及び(b)該締め付け部材を所定
位置に固定するための受け部材を具備し、それによって
組織用フアスナーは37℃、pH7.2の生理学的塩溶液中に2
1日間浸漬後に測定し得る分離強さを保持し、該配向し
た結晶性の重合体材料は少なくとも0.005の複屈折△n
を有する如き配向度と、X線回折によって測定して、少
なくとも10%の結晶度を有することを特徴とする組織用
フアスナー。 2.締め付け部材がラクチド/グリコリド共重合体から
なり、受け部材がポリ(p−ジオキサノン)である特許
請求の範囲第1項記載の組織用フアスナー。 3.該共重合体が90/10(モルパーセント)グリコリド
/ラクチド混合物からなる特許請求の範囲第2項目記載
の組織用フアスナー。 4.組織用フアスナーのための締め付け部材の製造方法
にして、該締め付け部材は、接続交差部品の同じ側から
延びている1対の脚を有し、脚が組織を貫通した状態で
接合すべき組織の一方の側に位置するようになってお
り、配向した結晶性の重合体材料、該重合体材料はラク
チド重合体、グリコリド重合体又はラクチド/グリコリ
ド共重合体である吸収性重合体である、からなり、それ
によって締め付け部材は脚が締め付けるべき組織を貫通
し得るように充分な固有の強さ及び硬直性を有してお
り、該配向した結晶性の重合体材料は少なくとも0.005
の複屈折△nを有する如き配向度と、X線回折によって
測定して、少なくとも10%の結晶度を有しており、 該製造方法は、配向した重合体のフイラメントを締め付
け部材の形状に成形し、このように成形したフイラメン
トを収縮を防止するように拘束しながら重合体のガラス
転移温度と融点の間の温度でアニールし、そしてフイラ
メントをその形状で該拘束下に維持しながら重合体のガ
ラス転移温度以下の温度まで冷却することからなること
を特徴とする、締め付け部材の製造方法。 5.配向した重合体のフイラメントの締め付け部材の形
状への成形が矩形断面を有する成形バーの周りに該フイ
ラメントを巻く工程を含む特許請求の範囲第4項記載の
方法。 6.巻かれたフイラメントを該成形バーに対してクラン
プする工程を含む特許請求の範囲第5項記載の方法。 7.該配向した重合体の応力−ひずみ曲線が降伏点を示
さない特許請求の範囲第4項記載の方法。 8.吸収性重合体がラクチド/グリコリド共重合体であ
る特許請求の範囲第4項記載の方法。 9.吸収性重合体が90/10、モル/モル、グリコリド/
ラクチド共重合体である特許請求の範囲第4項記載の方
法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US733351 | 1985-05-13 |
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