JP2743188B2 - 遠心分離機を用いて血液細胞を洗浄する方法及びその装置 - Google Patents

遠心分離機を用いて血液細胞を洗浄する方法及びその装置

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JP2743188B2
JP2743188B2 JP63507265A JP50726588A JP2743188B2 JP 2743188 B2 JP2743188 B2 JP 2743188B2 JP 63507265 A JP63507265 A JP 63507265A JP 50726588 A JP50726588 A JP 50726588A JP 2743188 B2 JP2743188 B2 JP 2743188B2
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ヴェストバリイ、エリク
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オメガ・メディシンテクニク・アーベー
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    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/04—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers
    • B04B5/0407—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles
    • B04B5/0428—Radial chamber apparatus for separating predominantly liquid mixtures, e.g. butyrometers for liquids contained in receptacles with flexible receptacles

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、遠心分離機を用いて血液細胞を洗浄する方
法とその洗浄方法に用いる複数の容器を含み構成された
装置に関するものである。本発明の装置は折り畳み可能
に構成され、一定量（バッチ）の血液細胞を洗浄するた
めに遠心分離機に取り付けて使用される。
冷凍してグリセロール化した赤血球を受血者に輸血す
る場合、血液細胞を洗浄しなければならない。血液細胞
は、解凍した後に洗浄液によりグリセロールや他の不要
成分から遊離される。グリセロール化または冷凍以外の
方法を用いて長期保存用の処理を行った場合は、血液細
胞を輸血前に添加剤を使用せずに洗浄する必要がある。
米国特許第3,326,458号、米国特許第3,679,128号、米
国特許第3,737,096号及び米国特許第3,858,796号には、
血液細胞のバッチ洗浄方法と、そのバッチ洗浄に使用す
る遠心分離装置及びこの遠心分離装置に取り付けて血液
細胞の洗浄を行うための容器組立体が開示されている。
特に米国特許第3,326,458号には、グリセロール化し
た赤血球を、それぞれ軟質材料で形成され密閉された環
状容器、洗浄液容器及び廃液容器を含む折り畳み装置を
用いてバッチ洗浄する方法が開示されている。この装置
は遠心分離器のローターと同心に取り付けられ、洗浄さ
れる血液細胞は環状容器に収納される。環状容器は、中
央に位置する円形の洗浄液容器及び環状容器の外周に位
置する環状廃液容器等の容器に可撓性の導管を通して接
続され、環状容器と洗浄液容器との間及び洗浄液容器と
廃液容器との間には、流体の流れを制御するピンチバル
ブが設けられている。
環状容器内に収納された解凍されグリセロール化した
赤血球細胞を再構成するには、環状容器の外側に赤血球
細胞が沈降するまで遠心分離機のローターを所定の回転
速度で回転させる。ローターが回転する間、環状容器か
ら廃液容器への流れを制御するバルブは開かれ、グリセ
ロールの上澄みが廃液容器へと流動する。このような上
澄みの流動は、一定量の液体を遠心力の作用で圧縮する
ことで環状容器に生じる圧縮力によって行っている。
次に環状容器から廃液容器への流れを制御するバルブ
を閉じ、洗浄液容器から環状容器への流れを制御するバ
ルブを開く。洗浄液は遠心力場の作用によって環状容器
へと流入し、この流入した洗浄液によって環状容器内の
圧縮された液体が遠心力場の作用に抗して変移する。洗
浄液は赤血球細胞のパック又は濃縮液と混合された後、
遠心力の作用により赤血球細胞から分離されて上澄みを
生じる。このようにして生じた上澄みは、グリセロール
の上澄みと同様に廃液容器へと流動される。
上述した工程、すなわち所定量の洗浄液を環状容器に
流入させ、その洗浄液を遊離した不純物と共に廃液容器
に流入させる工程は、赤血球細胞の適用が臨床的に可能
となるまでは繰り返される。
本発明の目的は、遠心分離機を用いた赤血球細胞バッ
チ洗浄の改良方法を提供することである。本発明の方法
では、遠心分離機のローターに取り付けた軟質材から形
成される密閉式の折り畳み容器を回転させることによっ
て、遠心力場の作用により洗浄液が洗浄液容器から環状
容器へ、上澄みが環状容器から廃液容器へと流動するこ
とになる。
本発明の別の目的は、遠心分離機を用いて血液細胞を
洗浄する方法に用いる複数の容器からなる装置の改良で
ある。
このような目的は、請求の範囲に記載された方法と装
置によって達成される。
詳述すると、ローターを回転させることによる遠心力
場の作用により、中心に位置する洗浄液溶器内に収納さ
れた洗浄液は、この洗浄液容器の外周に位置する環状容
器へと流動し、環状容器内で分離された上澄みは、遠心
力場の作用に抗して環状容器からこの環状容器の内側に
位置する廃液容器へと流動する。
環状容器内で分離された上澄みを遠心力場の作用に抗
して外側の環状容器から内側に位置する廃液容器へと流
動させるには環状容器を圧縮する必要がある。本発明に
おいては弾性体（固体材料から形成され、一方向から力
が加わるとその形状と大きさが変化するが、この力が除
かれると元の形状に復元するもの）を用いて環状容器の
圧縮を行っている。しかしながら、内側の洗浄液容器か
ら外側に位置する環状容器へ洗浄液を流動させるには、
環状容器の圧縮を必要としない。このため本発明では、
洗浄の各工程でローターを異なる回転速度で回転させて
いる。すなわち、遠心力の作用により洗浄液を内側から
外側へと流動させる際はローターを低速で回転させ、遠
心力に抗して上澄みを外側から内側へと流動させる際は
ローターを高速で回転させている。
本発明を、添付の図面に基づいて以下に詳述する。
第１図は、遠心分離機に取り付けられる本発明の装置
を示す略式断面図である。
第２図は、第１図に示した装置の平面図である。
第３図は、第１図及び第２図に示した装置が取り付け
られる遠心分離機のローターの略式断面図である。
第4a乃至4j図は、洗浄方法の各工程を示す略式断面図
である。
第５図及び第６図は、第１図に示した装置の変形例を
示す略式断面図である。
第１図及び第２図には、環状容器と、２つの円形容
器、即ち洗浄液容器３と廃液容器４とからなる折り畳み
可能な装置１が示されている。この環状容器２、洗浄液
容器３及び廃液容器４は、それぞれ所定の位置に配され
て装置１を形成している。３種類の容器は軟質プラスチ
ックシート等の軟質材で成形される。環状容器２には液
体の供給または排出に使用する可撓性の導管５の一端が
接続される。この導管５の他端は滅菌処理した接合具６
に接続される。
環状容器２と洗浄液容器３は可撓性の導管７によって
接続され、この導管によって形成された第１通路を洗浄
液が流動する。導管７と環状容器２の接続位置には逆止
め弁８からなるバルブ手段が設けられており、環状容器
から洗浄液容器への逆流を防いでいる。この逆止め弁８
は、薄いシート材で形成されたフラップの一端を環状容
器の内壁に固定し、フラップの自由端部で導管７により
形成される第１通路を塞ぐように構成したもので、洗浄
液容器から環状溶器への液体の流動のみを可能とし、逆
方向の流動を阻止している。
洗浄液容器３には洗浄液を供給するための可撓性の導
管９が設けられている。この導管９は、洗浄液容器３に
所定量の洗浄液を注入した後はシールされる。
環状容器２と廃液容器４は、可撓性の導管10によって
接続される。この導管10によって形成された第２通路に
は、廃液容器４との接続位置に逆止め弁11からなるバル
ブ手段が設けられている。この逆止め弁11は、上述した
逆止め弁８と同様にシート材のフラップで形成されるも
ので、フラップの一端を廃液容器４の内面に固定し、フ
ラップの自由端部で第２通路を塞ぐように構成したもの
である。従って、液体は環状容器から廃液容器への一方
向のみに流動し、逆方向の流動は阻止される。
装置１は、例えばポリビニール又はポリエチレン等の
プラスチックシートから形成され、環状容器、洗浄液容
器及び廃液容器はヒートシールによって永久的に接合さ
れる。好ましくは、装置１は３枚の円形のシートを同心
に重ね合わせたものから形成され、上下に位置する２枚
のシートA,Bは環状容器２の外周に対応する直径を、シ
ートA,Bの中間に配されるシートＢは環状容器２の内周
に対応する直径をそれぞれ有している。これら３枚のシ
ートはヒートシールによって接合され、接合部には環状
の外部シーム12と環状の内部シーム13が形成される。外
部シーム12と内部シーム13により形成された領域は環状
容器２となり、内部シーム13で形成された領域は、中間
のシートＢを共通の壁部として上下に仕切られた洗浄液
容器３と廃液容器４となる。
各容器を接続する導管は、洗浄操作を容易にするため
に装置１の上部に位置させるようにする。上部のシート
Ａと中間のシートＢは、導管10及び逆止め弁11が廃液容
器４に取り付けられる位置にもヒートシールが施されて
いる。
第３図は、本発明による血液細胞の洗浄方法を実施す
るために、第１図及び第２図に示した装置を取り付けて
使用する遠心分離機のローターを略図で示したものであ
る。ローターの詳細については、WO87/06857号に記載さ
れているのでここでは省略する。
遠心分離機のローターには、装置１の環状容器２を収
容する環状外部室部17と、洗浄液容器３と廃液容器４を
収容する円形の中央室部18とが設けられている。またロ
ーターのカバー19には中央開口部20が設けられている。
ローターの各室部17,18に装置１を位置決めしカバー1
9で覆った後、導管５を中央開口部20に引き出し、ロー
ターの上方からの操作が行えるようにする。導管７及び
導管10も同様に中央開口部20から引き出し、ローターの
カバー19上に設けられ遠心力の作用により開閉するピン
チバルブ21,22等のバルブと接続する。このため好まし
くは、導管にシール部材（図示せず）を設けて導管を引
き抜く際にも各容器の密閉状態を保つと共に、装置１を
ローターに取り付け導管を中央開口部20内に引き出すと
き、導管５により形成された通路23を用いてローターの
室部内を過圧または負圧状態に維持する。
ローターには、その軸Ｌの周囲にゴム等の弾性材から
形成される環状弾性体24が設けられている。この環状弾
性体24は環状外部室部17の底面を形成しており、ロータ
ーが所定の回転数以上で回転すると遠心力の作用を受け
て弾性変形を生じてローター室部の容積を減少させ、室
部に収容された軟質材の環状容器を圧縮する。このよう
な環状弾性体24の弾性変形とそれに伴う圧縮作用は、環
状弾性体24の内周に半径方向に移動可能な環状のおもり
25を配することによって増幅させたり変更させることが
できる。
遠心分離機のローターを所定の異なる回転速度で回転
させるためには、プログラム制御モーター（図示せず）
を用いる。
例えば解凍後に赤血球細胞のバッチ洗浄を行い、輸血
用の血液細胞を調製するには、始めに上述した方法によ
って装置１をローターの室部に取り付ける。NaCl0.9％
とブドウ糖0.2％を含有した溶液等の洗浄液を事前に所
定量洗浄容器３に注入し、その後導管９にヒートシール
を施し容器を密閉しておく。
導管７には、ピッチクランプ等の取り外しが容易な閉
鎖手段を設けるか、または符号16で示すような閉鎖部材
を設ける。閉鎖部材16は導管を曲げると破断して液体の
流動が可能となる。導管５に接続された接合具６は、洗
浄操作を容易にするためにローターの上方に位置してい
る。導管7,10は通常閉じたままのピンチバルブ21,22に
それぞれ接続される。導管７に設けた閉鎖手段または閉
鎖部材16は、導管７をピンチバルブ12に接続する際に取
り外されるか破壊される。
第4a乃至4j図は、装置１を遠心分離機のローターに取
り付けた後の処理手順を略図で示したものである。
第１の工程（第4a図）では、赤血球細胞のバッチが導
管５を通して環状容器２に供給される。導管５は赤血球
細胞を供給した後にシールされる。赤血球細胞は、事前
にグリセロール化され冷凍状態で保存されていたものを
再使用するために解凍したものである。この工程におい
ては、遠心力の作用により開閉するバルブ21,22は閉じ
たままである。
第２の工程（第4b図）では、遠心分離器のローターを
所定の回転速度で回転させる。この回転速度は、バルブ
21を遠心力の作用で開くには十分であるが、バルブ22を
開くには不十分である。バルブ21が開かれると、洗浄液
容器３内の洗浄液が導管７により形成される第１通路を
通って環状容器２に流動する。導管７には逆止め弁８が
設けられているので、環状容器２から洗浄液容器３への
逆流は阻止される。ローターを回転させると、赤血球細
胞は環状容器２の外側、すなわち容器の外周に沈降し、
分離された上澄み（グリセロールや他の成分からなり、
赤血球細胞よりも低密度）は、環状容器２の内周に集ま
る。
第３の工程（第4c図）では、ローターの回転をさらに
加速させ、遠心力によりバルブ22が開く回転速度にす
る。この回転速度でローターが回転すると、環状弾性体
24は遠心力場の作用により変形し、環状容器２を押圧す
る。環状容器２の内周に集められた上澄みは、環状容器
２が押圧により圧縮されると導管10により形成される第
２通路を通って廃液容器４へと流動する。
第４の工程（第4d図）では、バルブ22が閉じるまでロ
ーターの回転を減速させる。ローターの回転速度が減速
されると、環状弾性体24は元の形状に復元する。しかし
ながらこの回転速度ではバルブ21は開いたままであるの
で、上澄みが流出したことで縮小した環状容器２には洗
浄液が導管７を通って流入する。この洗浄液の流入は、
ローターの環状外部室部17で形成される空間が洗浄液を
含んで膨大した環状容器２により満たされるまで続く。
第５の工程（第4e図）では、ローターの回転を急激に
停止し、バルブ21を閉じると共に環状容器２内に流入し
た洗浄液に赤血球細胞を懸濁させる。次に、洗浄液中の
赤血球細胞を強制的に撹拌するためにローターの回転軸
Ｌを中心としてローターを正逆方向に回転する揺動を行
う。
第６の工程（第4f図）では、ローターを再び最初の回
転速度で回転させる。環状容器２の外周には再び赤血球
細胞が沈降し、内周には主に洗浄液と遊離した不純物か
らなる上澄みが集まる。この工程は上述した第２の工程
とほぼ同一である。
この後、上述の第３工程以降の工程を行う（第4g乃至
4j図）。このような洗浄工程は繰り返し行われる。例え
ば患者に輸血を行うには、上述の洗浄工程を３、４回繰
り返す。
最後には環状容器２内に流入した洗浄液は、血液細胞
を担持または懸濁する懸濁媒となる。環状容器２内に最
終的に残った内容物は、導管５を通して輸血用バッグに
移される。
上述したことから明らかなように、本発明の洗浄方法
においては、血液細胞を収納する容器を装置の外周に設
ける必要がないために、実質的にローターの直径全てを
利用した洗浄が可能となる。さらに本発明の装置１で
は、隣接する容器が軟質材のシートで形成された共通の
壁部及びヒートシールによるシームで仕切られているた
めに、ローターへの装着及びローターからの取り外しに
邪魔になる堅牢な横断壁を設けないで済む。
第５図は、第１図及び第２図に示した装置１と同様の
装置を示す。但しこの装置はバッグ状の容器が導管５に
接続されている。この装置は高グリセロール処理が施さ
れ、約40重量パーセントのグリセロールを含んだ血液を
洗浄するのに適している。第５図において参照する符号
１−16は、第１図及び第２図ですでに説明したものと同
一のものを示す。
導管５には、容易に破断させることが可能な閉鎖部材
27が設けられた洗浄液容器26、同様に破断が可能な閉鎖
部材29が設けられた空の輸血容器28、及びグリセロール
化した赤血球細胞を収納する容器Ｓの接続具が接続され
ている。洗浄液容器26は、高張性の（12％）食塩水を収
納している。
以下に詳述する点を除くと、第５図に示す装置１は、
第１図及び第２図に示した装置と実質的に同じ方法で使
用される。
赤血球細胞を収納する容器Ｓを導管５に接続し、グリ
セロールと共に血液細胞を環状容器２に注入した後、ヒ
ートシールを行い容器Ｓと導管５の接続を閉じる。次
に、容器内に注入されたグリセロール化した血液細胞を
遠心分離機にかけ、グリセロールの上澄みを廃液容器４
内に流入させる。この場合ローターに設けられた円形の
中央室部18内に取り付けられた洗浄液容器３の上方に位
置する容器26,28も環状容器２と共に遠心分離機にかけ
られる。洗浄液容器26内の洗浄液は、ローターの回転を
停止させた際に閉鎖部材27を破断することで環状容器内
に流入する。この洗浄液の流動は、遠心分離機のロータ
ーに負圧を加えること等によって行う。洗浄液容器26内
の洗浄液が流出して容器が空になると、導管５を切断し
てヒートシールを行う。同時に導管７の閉鎖部材16を破
断して導管７を開く。
次に、高張性の洗浄液に懸濁した血液細胞を遠心分離
機にかけ、第４図において説明した洗浄液容器３内の洗
浄液を用いた方法と同様の方法で洗浄を行う。洗浄工程
が終了すると、閉鎖部材29を破断し、最終的に洗浄液中
に懸濁した血液細胞を輸血容器28に移す。このような輸
血容器28の替りに、第６図に示す輸血用（血液洗浄用）
のキットを用いることも可能である。
第６図に示す輸血用キットは、下記に示す目的に使用
することができる。
（１）血液を細胞と血漿に分離する。
（２）血液細胞を貯蔵液で処理する。
（３）貯蔵された血液細胞を再使用のために洗浄する。
第６図において参照する符号１−16は、第１図及び第
２図ですでに説明したものと同一のものを示す。
この実施例においては、環状容器２に供給用の導管30
が接続され、この導管30を通して供血者からの血液が環
状容器２に供給される。導管31は導管10から枝分れする
ようにその一端が導管10に接続され、他端が空の血漿用
容器32及び血液細胞用の貯蔵液を収納した容器33に接続
される。この貯蔵液については、「Transfusion,Nov.−
Dec.1986,vol.26 P500−505/Meryman et al.」に記載さ
れている。
装置の使用に際し、導管31を折り曲げて、導管31の閉
鎖部材34を破断する。
環状容器２に接続された排出用の導管36には、輸血用
キットに接続するために滅菌処理した接合具37が設けら
れている。接合具37の替りに破断可能な閉鎖部材を用い
て、導管36を輸血キットに接続した状態で製造すること
も可能である。また輸血用キットの替りに輸血容器を接
続しても良い。
第６図に示したキットを使用する際は、このキット
を、洗浄液容器３の上方に位置する容器32,33と共にロ
ーターに設けられた円形の中央室部18内に位置させる。
ローターの上方から操作ができるように、ローターの中
央開口部20に導管30を貫通させる。さらに導管7,10をそ
れぞれピンチバブル21,22と接続しループを形成する。
供血者からの血液は導管30を通って所望量の凝固防止
剤を入れた環状容器２に供給される。凝固防止剤として
は、CPD（クエン酸−燐酸−ブドウ糖）溶液等が使用さ
れる。血液を供給した後、導管30は切断され、シールさ
れる。
始めにローターを所定の回転速度で回転させ、血液細
胞と血漿を分離させる。次にローターの回転を所定の回
転速度まで加速させ、遠心力によりバルブ22を開くと共
に環状弾性体24を変形させる。環状弾性体24が変形し環
状容器が圧縮力を受けると、環状容器内の血漿は導管1
0,31を通って血漿用容器32に流入する。
血漿が流入した後、血漿用容器32にヒートシールを施
す。導管10をバルブ22から取り除き閉鎖部材35を破断さ
せることで、容器33内の貯蔵液を血液細胞が収納された
環状容器２に流入させる。貯蔵液を流入させるにはロー
ター内を負圧にすることが好ましい。貯蔵液中の血液細
胞を撹拌するには、ローターをその回転軸を中心に正逆
方向に回転し揺動させる。最後に導管31を切断し、血液
を貯蔵できる状態にする。
上述した工程を行う間、導管7,10は閉鎖部材16,35に
よって遮断される。
貯蔵した血液を再利用する際は、容器2,3,4のみから
なる装置をローターに取り付け、閉鎖部材16,35を破断
させて導管を貫通した後、第４図に示した洗浄工程を行
う。

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】遠心分離機を用いて血液細胞の洗浄を行う
    方法であって、それぞれ軟質材で形成され密閉された、
    血液細胞を収納する環状容器、洗浄液を収納する洗浄液
    容器及び廃液用の容器を含み構成され折り畳み可能な装
    置を遠心分離機のローターに同心に取り付けた後ロータ
    ーを回転させ、遠心力の作用によりローター内の中央に
    位置する洗浄液容器内の洗浄液を、洗浄液容器と環状容
    器を接続するバルブを備えた第１通路を通ってこの洗浄
    液容器の外周に位置する環状容器内に流入させ、ロータ
    ーの回転に伴い環状容器内で分離された上澄みを、該環
    状容器が遠心力の作用により圧縮される間に、環状容器
    と廃液容器を接続するバルブを備えた第２通路を通って
    ローター内の中央に位置する廃液容器に流入させる血液
    細胞の洗浄方法において、 洗浄液を環状容器内に流入させる際のローターの回転速
    度よりも高速をローターで回転することにより、ロータ
    ーに設けた環状弾性体を遠心力により変形させ環状容器
    を圧縮することで前記上澄みを廃液容器内に流入させる
    ことを特徴とする血液細胞の洗浄方法。
  2. 【請求項２】遠心分離機のローターを、第２通路に設け
    たバルブに遠心力が作用してもこのバルブを閉じたまま
    に保つ回転速度と、遠心力により第２通路のバルブを開
    くと共に前記弾性体を変形させる回転速度で回転させる
    請求項１記載の洗浄方法。
  3. 【請求項３】前記洗浄液容器の洗浄液が、遠心力により
    上澄みが流出した環状容器内に流入した後、ローターの
    回転速度を変化させて前記環状容器の内容物を撹拌する
    請求項１または２に記載の洗浄方法。
  4. 【請求項４】血液細胞を収納する軟質材の密閉した環状
    容器と、この環状容器の内側に位置し洗浄液を収納する
    軟質材の密閉した洗浄液容器と、環状容器と洗浄液容器
    を接続する第１通路を形成する可撓性の導管と、軟質材
    の密閉した廃液容器と、環状容器と廃液容器を接続する
    第２通路を形成する可撓性の導管と、環状容器に血液を
    供給するための導管及び洗浄液容器に洗浄液を供給する
    ための導管とからなり、遠心分離機を用いた血液細胞の
    洗浄に用いる折り畳み可能な装置において、前記廃液容
    器及び前記洗浄液容器が、それぞれ円形形状を有し前記
    環状容器の内側に位置したことを特徴とする血液細胞の
    洗浄用装置。
  5. 【請求項５】前記洗浄液容器と前記廃液容器が、共通の
    壁部によって上下に仕切られた請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】前記環状容器、洗浄液容器及び廃液容器
    が、複数に重ねた軟質材のシートを環状の外部シール及
    び環状の内部シールによって固着することで形成される
    請求項４または５に記載の装置。
  7. 【請求項７】前記環状容器、洗浄液容器及び廃液容器
    が、前記内部シールのシール面によって仕切られた請求
    項４乃至７のいずれか１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記第１通路及び第２通路が、それぞれ前
    記洗浄液容器から環状容器及び前記環状容器から廃液容
    器への一方向の流れのみを可能とする逆止め弁からなる
    バルブ手段を備えた請求項４乃至７のいずれか１項に記
    載の装置。
  9. 【請求項９】前記各逆止め弁が、前記環状容器の内壁に
    一端が固定されたシート材のフラップと、前記廃液容器
    の内壁に一端が固定されたシート材のフラップである請
    求項８記載の装置。
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