JP3948787B2 - 抗菌性を有する無溶剤型ホットメルト接着剤組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は外科用ドレープ(Surgical drapes)、テープ及び包帯等といった皮膚との接触をともなう用途に特に適する医療用抗菌性接着剤に関する。より詳細には、接着剤化合物はほぼ100%固体、即ち溶剤を実質的に含まないホットメルト接着剤であり、同ホットメルト接着剤はアクリル・ポリマーと、抗菌物質としてのジョードメチル−p−トリスルホン(Diiodomethyl-p-tolylsulfone)とを有する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
多数の病原菌が人間の皮膚表面に存在することが知られている。従って、病院環境では、患者の感染を制御し、かつ傷の治癒を促進すべく病原性微生物の成長を抑制し、好ましくは同微生物を破壊することが望ましい。正常な皮膚表面に存在する細菌は殆どの状況において傷感染の原因にはならない。しかし、外来物質または開放創が存在する場合、これらの細菌の病原性は著しく増大する。更に、細菌による汚染の可能性は手術直前、手術中及び手術後にピークを示す。従って、汚染を防止すべく皮膚を切開手術前及び手術中に効果的に殺菌する必要がある。
【0003】
この種の問題に対処すべく多くの抗菌物質が開発されている。これらの抗菌物質は手術前の皮膚処理材(Preparative skin preps)、外科用スクラブ・ティッシュ(Surgical scrub tissues)、洗浄液、傷クリーナ、ローション及び軟膏の形態を常にはなす。この種の用途における問題点としては、抗菌物質の短い有効供給時間が挙げられる。この種の抗菌物質の最初の投与を生き抜いた微生物は種子の役割を果たし、病原菌個体数を幾つかの例において初期レベルまで再生、即ち増加させる。従って、対象部位に対する抗菌物質の連続投与は個体数の増加を抑制する手段として認められている。
【0004】
連続的な抗菌作用、即ち長期間継続する抗菌作用は抗菌物質を接着剤層または外科用ドレープ材料に混入することにより達成可能である。
ベルグランド他(米国特許第4,310,509号)は、生物学的に活性な物質を人体に対して連続的に投与すべく同物質を基材上の接着剤層に混入することを開示している。ベルグランド他が開示する抗菌物質を有する従来の接着剤の例には、フェノール、チモール及びメタノール等を混入した澱粉糊を開示する米国特許第2,137,169号と、ベンゾカインを混入した粘着性ゼラチンを開示する米国特許第3,249,109号と、コルチコイドを混入した接着剤を開示する米国特許第3,632,740号と、マイクロカプセルに封入した抗腫瘍剤を混入した接着剤を開示する米国特許第3,734,097号と、トレチノンを混入した接着剤を開示する米国特許第4,073,291号と、5−フルオロウラシルを混入した接着剤を開示する米国特許第3,769,071号と、レチノン酸を感圧性接着テープに混入した米国特許第3,896,789号とが含まれる。更に、ベルグランド他は抗菌物質を接着剤に混入させる従来の試みが広いスペクトルの抗菌物質の使用を含んでいないことを開示している。この理由としては、従来の接着剤が特定の患者に対して皮膚の炎症を招来する抗菌物質の制御不能な放出を形成し、さらには十分な抗菌作用を実現できないことにより挫折した点が挙げられる。
【0005】
ベルグランド他はクロルヘキシディン(Chlorhexidene)、ポリビニルピロロリドン沃素または沃素を含む感圧性接着剤組成物を開示している。感圧性接着剤は外科用ドレープに使用すべくポリエチレンまたはポリウレタン等のポリマー・シート材の表面に加えられている。外科用ドレープは皮膚に対して張り付けられ、同ドレープの接着面は皮膚に面する。この結果、抗菌物質を切開手術前及び切開手術中に接着剤から傷領域に対して放出し得る。ベルグランド他が開示する接着剤の製造方法は広いスペクトルの抗菌物質を含む乳化可能な濃縮物、即ち有機溶液の濃縮物を形成し、さらには同濃縮物を接着剤に混合することを含む。これにより、広いスペクトルの抗菌物質は独立した相として接着剤全体に均一に分散する。次いで、均一な分散系はほぼ均一な層の表面に広げられる、即ちほぼ均一な層の表面にコーティングされる。そして、溶剤を除去すべく湿った層の乾燥が行われる。
【0006】
ロッソ他(米国特許第4,323,557号)はポリマー・バックボーンに含まれるn-ビニルピロリドン残留物を使用した感圧性接着剤を有するドレープを開示している。沃素は抗菌作用を提供すべくn-ビニルピロリドン残留物とともに錯体を形成している。ロッソ他は前記の接着剤組成物が従来の組成物より優れた安定性を有すること開示している。ロッソ他による安定性とは、24平方インチ(154.84cm2)当たりに11グレーン(約0.7128g)の量でポリエチレン・シートに付着させた組成物コーティングを同組成物の物理的外観と、化学活性及び微生物学的活性とのいずれか一方を実質的に変更することなく120゜Fの温度及び9%の相対湿度に対して2週間露出し得るか、または2.5メガラドのガンマ線照射に露出し得ることを意味する。この場合、化学活性及び微生物学的活性は澱粉テスト(Starch test)及び領域抑制力価検定(Zone inhibition assay)によってそれぞれ試験された。ロッソ他の開示内容は、本開示をもって本明細書中に開示したものとする。
【0007】
ロッソ他が開示する接着剤組成物の製造方法は感圧性接着剤を形成し、次いで同感圧性接着剤に対して沃素、ヨー化物及び溶剤を含む抗菌処理溶液を混合することを含む。これによって形成された組成物はn−ビニルピロリドンを感圧性接着剤のバックボーン内に含むことが好ましく、同感圧性接着剤のバックボーンは沃素を錯体とすべく使用される。ロッソ他は組成物を軟質基材に対して直接付着させるか、または後から使用すべく剥離ライナ上に形成し得ることを開示している。組成物を加えた後、溶剤を従来の方法で蒸発させることにより接着性フィルムが形成される。接着性フィルムはテープ、ドレープ及び他の医療用具に対して使用可能である。
【0008】
ミクソン他(米国特許第5,069,907号)は広いスペクトルの抗菌物質を含む外科用ドレープを開示している。ドレープは多量の抗菌物質を有する合成高分子フィルムまたは合成高分子ファブリックを含む。ドレープは同ドレープの一方の表面に付着された接着剤層を任意で有し得る。この場合、接着剤層は同接着剤層全体に分散された抗菌物質を有し得る。好ましい抗菌物質は5−クロロ−2−(2,4−ジクロロフェノキシ)フェノールである。適切な接着剤はポリアクリレート接着剤を含む。
【0009】
ミクソン他は前記の組成物とともに使用する多数の抗菌物質を開示している。同抗菌物質は金属塩と、一般的な抗生物質と、クロルヘキシジン及びその塩に代表される抗バクテリア物質と、第4アンモニウム化合物と、ポビドン沃素等のヨードフォアと、アクリジン化合物と、ビグアニジン化合物と、好ましい抗菌物質である5−クロロ−2−(2,4−ジクロロフェノキシ)フェノールとを含む。ミクソン他は外科用ドレープを形成すべく前記の抗菌物質をポリマー組成物内に使用することを提案するとともに、同抗菌物質を接着剤組成物にも使用できることを開示している。更に、ミクソン他は抗菌物質を水性分散系またはホットメルト等の溶液として外科用ドレープに直接加えるか、または従来のトランスファ・プロセスを用いて外科用ドレープに加え得ることを開示している。そして、従来のトランスファ・プロセスの例としては、ナイフ、ローラ・コーティング(Roller-coating method)またはカーテン・コーティング(Curtain-coating method)等が挙げられている。トランスファ・プロセスは特に好ましい方法として開示されている。トランスファ・プロセスでは、接着剤エマルジョンを剥離紙からなるシートに塗る。同接着剤エマルジョンは水または他の溶剤を含むとともに、抗菌物質を任意にて含み得る。次いで、水または溶剤を除去すべく乾燥させる。更に、外科用ドレープを接着剤に対して付着させ、さらには同ドレープに対する接着剤の確実な付着を保証すべく、外科用ドレープをカレンダーに通す。更に、外科用ドレープは接着剤を被覆する剥離シートを一般的に有する。これを実現すべく、前記の接着剤を塗った剥離シートを使用するか、または同剥離シートを剥がして別の剥離シートと置換し得る。接着剤が抗菌物質を有する例では、接着剤及び抗菌物質の混合物を剥離シート上にコーティングした後、同混合物を乾燥させる。そして、抗菌物質は接着剤内に分散された状態に維持される。
【0010】
一般的に、従来の抗菌物質は加工中における耐熱性に問題がある。n−ビニルピロリドン沃素の熱安定性の欠如により、同抗菌物質を有する外科用ドレープを熱応力下でエチレン酸化物を用いて滅菌できない。更に、多くの抗菌化合物は放射線で滅菌できない。従って、従来技術を開示する各文献は抗菌性接着剤を溶剤と組み合わせて加えた後で、同溶剤を蒸発させることが好ましいことを開示している。
【0011】
従って、熱安定性を有し、かつ溶剤を含まない抗菌物質を全体に分散させた接着剤組成物が必要とされる。この種の接着剤組成物は環境に対して影響を及ぼし得る溶剤の使用を必要としない。更に、接着剤組成物をドレープに加えた後で、溶剤を同接着剤組成物から除去する必要がない。更に、熱安定性は溶剤を含まない接着剤をホットメルト・プロセスで加えることを可能にする。また、熱安定性は熱応力下におけるエチレン酸化物による滅菌または放射線による滅菌を可能にする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は広いスペクトルの抗菌物質を全体に分散させた接着剤組成物を提供する。接着剤組成物は実質的に溶剤を含まない組成物(100%固体)であって、かつ熱安定性を有する。この結果、接着剤組成物は抗菌物質の有効性を損失することなくホットメルト・プロセスにおいて基材に対して加え得るとともに、加熱応力下におけるエチレン酸化物による滅菌が可能である。特に、接着剤は外科用ドレープ、テープ及び包帯等の皮膚との接触をともなう用途のためのものである。使用する抗菌物質はジョードメチル−p−トリスルホンである。更に、接着剤に含まれる抗菌物質の好ましい濃度は約0.1〜2重量%である。
【0013】
抗菌物質は接着剤層全体に均一に分散されている。抗菌作用を有する分子は接着剤マトリックスから長時間にわたって連続的に分離、即ち離間する。これにより、殺菌作用を接着面から離間した位置に対して供給する。本願出願人は前記の特性を多数の感染性生物を用いた抑制領域試験(Zone of inhibition test)で立証している。これらの試験は微生物がサンプルから離間した位置において抑制されたことを示している。
【0014】
接着剤組成物はホットメルト接着剤を形成すべくアクリルまたはゴムをベースとしたポリマーを含み得る。好ましい組成物は2つのアクリル・ポリマーの混合物を含む。このうちの一方のポリマーは低分子量固体アクリル・ポリマーであり、他方のポリマーは中分子量固体アクリル・ポリマーである。両ポリマーはホットメルト感圧性接着剤に使用すべく形成されている。低分子量固体アクリル・ポリマーはスケネクタディ・インターナショナル,インコーポレイテッド(Schenectady International, Inc.)から商品番号HRJ−4326で販売されている。更に、中分子量固体アクリル・ポリマーはスケネクタディ・インターナショナル,インコーポレイテッドから商品番号HRJ−10127で販売されている。粘着性付与剤は当該技術分野で知られているように接着剤組成物に対して添加可能である。
【0015】
本発明の接着剤組成物はホットメルト接着剤である。ホットメルト接着剤とは、接着剤が実質的に溶剤を含まない、即ち100%固体であって、かつ約275〜350°Fの高い温度下において液体で加工されることを意味する。抗菌性接着剤を合成し、かつコーティングする好ましい温度範囲は290〜320°Fである。抗菌性接着剤の製造では、低分子量アクリル・ポリマー及び中分子量アクリル・ポリマーを任意の粘着性付与剤とともに有する接着剤組成物を約250°Fに加熱する。次いで、混合物を約310〜315°Fに加熱し、さらには均一に混合する。次いで、混合物を290〜295°Fに冷却する。そして、ジョードメチル−p−トリルスルホンをこの時点で混合物に添加する。更に、組成物を均一に混合する。そして、組成物を包装し、かつ冷却する。次いで、使用者は必要に応じて組成物をホットメルトプロセスにおいて高温溶融し、かつ基材に対して加える。
【0016】
好ましい用途において、本発明の抗菌性接着剤組成物は外科用ドレープを形成すべくポリマー基材の表面上に配置される。ポリマー基材はポリエステルまたはコポリエステルのシート材が好ましい。抗菌物質はシート材中に含まれるか、または接着剤をコーティングした表面とは反対側のシート材の表面にコーティング可能である。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に詳述する。しかし、以下に開示する実施の形態は本発明を単に例示するものであって、本発明は各種の形態で実現し得る。従って、本明細書中に開示する特定の詳細な記述は本発明を限定するものではなく、寧ろ請求の範囲の基礎であり、かつ当業者が本発明を各種の形態で実施するための基本原理を例示するものである。
【0018】
本発明は接着剤成分と、同接着剤成分全体に分散された広いスペクトルの抗菌物質とを含む接着剤化合物を提供する。抗菌物質は接着剤層全体に均一に分散されている。本発明の組成物の抗菌作用を有する分子は接着剤マトリックスから長時間にわたって連続的に分離、即ち離間する。これにより、殺菌作用を接着面から離間した位置に供給する。本願出願人は本発明の組成物の効力を多数の感染性生物を用いた抑制領域試験で立証している。これらの試験は添付の実験例に詳細を示すように微生物がサンプルから離間した位置において抑制され、かつ殺菌されたことを示している。
【0019】
本発明の接着剤は外科用ドレープ、包帯及びテープ等に使用する接着剤等、医療処置中及び医療処置後に皮膚との接触をともなう用途に特に適する。接着剤組成物はホットメルト接着剤である。ホットメルト接着剤とは、接着剤が実質的に溶剤を含まない、即ち100%固体であって、さらには同接着剤を外科用ドレープ等の基材に対して加えるべく高い温度で流動性を有することを意味する。好ましい接着剤組成物は感圧性接着剤を形成すべくアクリル・ポリマー及び粘着性付与剤を含み、かつ外科処置での使用に特に適する。
【0020】
接着剤組成物を形成するアクリル・ポリマーの好ましい組み合わせには、接着剤の皮膚に対する付着性と、接着剤の凝集性と、接着剤のコールドフローに対する耐性とを最適化すべく、約1対4の割合で混合された低分子量固体アクリル・ポリマー及び中分子量固体アクリルポリマーの組み合わせが含まれる。低分子量アクリル・ポリマーは約90,000〜120,000の分子量を有するポリマーである。中分子量アクリル・ポリマーは約140,000〜160,000の分子量を有する。適切な低分子量固体アクリル・ポリマー及び中分子量固体アクリル・ポリマーはスケネクタディ・インターナショナル・インコーポレイテッドから商品番号HRJ−4326及びHRJ−10127でそれぞれ販売されている。
【0021】
組成物の接着剤成分は当該技術分野において知られているように粘着性付与剤を含み得る。粘着性付与剤はアリゾナ・ケミカル・アンド・ヘラクレス,インコーポレイテッド(Arizona Chemical and Hercules, Inc.)から販売されているシルバテック(SYLVATEC)、ゾーナレッツ(ZONAREZ)及びフォラル(FORAL)を含む。
【0022】
前記のように、接着剤化合物はホットメルト接着剤である。好ましい組成物はホットメルト接着剤を取扱う適切な温度範囲として約275〜350°Fの範囲を有する。接着剤を化合し、かつコーティングする好ましい温度範囲は290〜320°Fである。
【0023】
本願出願人は熱安定性を有する抗菌物質を前記の接着剤組成物に添加することにより、効果的な抗菌性接着剤組成物を形成できることを確認している。特に、本願出願人はジョードメチル−p−トリルスルホンを前記の接着剤組成物に対して添加することにより、効果的な抗菌性接着剤を形成できることを確認している。同抗菌性接着剤は使用中及び約275〜350°Fの温度で基材に対して加える際に所望の特性を維持する。接着剤に対する抗菌物質の好ましい添加量は約0.1〜2重量%である。接着剤に対するジョードメチル−p−トリルスルホンの好ましい添加量は約0.2〜0.6重量%である。これによって形成された熱安定性を有する抗菌性接着剤は100%固体であり、さらには溶剤と、同溶剤の蒸発とを必要としない。ホットメルト接着剤は抗菌作用を損失することなく熱応力下でエチレン酸化物による滅菌または放射線による滅菌が可能である。
【0024】
ジョードメチル−p−トリルスルホンの好ましい供給源としては、アンガス・ケミカル・カンパニー(Angus Chemical Company)から販売されているアミカル48(AMICAL 48)が挙げられる。
【0025】
本発明の抗菌性接着剤組成物を製造すべく、アクリル・ポリマー及び粘着性付与剤を高温でよく混合する。混合温度は約250〜260°Fの温度が適切である。混合後、ポリマー及び粘着性付与剤は均質になるまで連続的に攪拌しながら310〜350°Fまで加熱される。続いて、ポリマー及び粘着性付与剤は290〜295°Fまで冷却される。次いで、ジョードメチル−p−トリルスルホンをポリマーに対して添加し、かつ均質に混合する。これによって形成された組成物はホットメルト・アプリケーションで使用すべく包装され、かつ冷却される。
【0026】
本発明の抗菌性接着剤は以下に詳述するように多くの種類の微生物に対する効力を有する。抗菌作用は当該技術分野において知られている一連の抑制領域試験を用いて測定した。接着剤からの抗菌物質の効果的な放出はサンプルを取り囲む抑制領域(接種したプレート内において生物が成長しなかった領域)の測定から評価した。
【0027】
試験に使用した接着剤は前記のように接着剤組成物全体に均一に分散された2%のジョードメチル−p−トリルスルホンを含む。接着剤組成物は17%の低分子量アクリル・ポリマー(スケネクタディ・インターナショナル,インコーポレイテッドから販売されているHRJ−4326)と、67%の中分子量ポリマー(スケネクタディ・インターナショナル,インコーポレイテッドから販売されているHRJ−10127)と、ヘラクレス,インコーポレイテッドから販売されている粘着性付与剤としての16%のフローラル105合成樹脂(FLORAL 105 synthetic resin)とを含む。接着剤組成物は前記の要領で準備された。次いで、接着剤組成物は溶融され、かつ基材層に対して薄いコーティング(約0.05mmの厚さ)として加えられた。基材としては、デュポン社からハイトレル(HYTREL)の商標名で販売されているコポリエステルからなる外科用ドレープを使用した。コーティングを施した基材は試験で使用するために6.0mmのディスクに切断された。
【0028】
次いで、接着剤をコーティングしたディスクを以下の手順で微生物に露出した。
1.TSB内に約1.0x108個の微生物を1ミリリットル中に含有する微生物懸濁液を0.5マクファルランド・スタンダード(0.5 MacFarland Standard)と比較した。
【0029】
2.滅菌した綿棒をカルチャー懸濁液中に浸漬した。そして、綿棒を数回回転させた。次いで、綿棒を液面より高いチューブの内壁に対して強く押圧した。これにより、余剰の接種物を綿棒から除去した。
【0030】
3.ミューラー・ヒントン寒天プレート(Mueller Hinton agar plate)の表面に対して接種を行った。これは綿棒を滅菌された寒天の表面全体に沿って線条接種することによって行われた。線条接種を更に2度繰り返した。この際、接種物の均一な分布を保証すべく各接種に際してプレートを約60度回動させた。
【0031】
4.紙製ライナーを接着剤をコーティングした6mmの各ディスクから取り外した。そして、フィルムを接着剤面を下に向けて接種済みの寒天プレート上に無菌状態で配置した。コントロール・サンプルを同様に処理した。
【0032】
5.ディスクを加えた直後、ミューラー・ヒントン寒天プレートを35〜37度の温度下で雰囲気中に18〜24時間露出した。培養後、ディスクを取り囲む抑制領域を測定した。領域がまったく観察されなかった際、ディスクを無菌状態で取り除き、さらにはディスクの真下に位置する領域を試験生物の成長について評価した。試験は適切な微生物を使用して2〜3回繰り返された。実験結果を6.0mmサンプルを取り囲む抑制領域/6.0mmサンプルの真下の抑制領域の平均直径として以下の表に示す。6.0mmの抑制領域は6.0mm試験ディスクの真下における試験生物の成長がなかったことを示す。これより大きい抑制領域はディスクから離間した位置における効果的な抗菌作用を示す。
【0033】
【表1】
これらの結果は本発明の接着剤がホットメルト・プロセス及びエチレン酸化物による滅菌の後であっても、表1に示す11種類の適切な生物の成長抑制に効果があることを示す。
【0034】
本発明の新たな特徴及び効果は前記の説明において開示されている。しかし、本開示内容は多くの点において本発明を単に例示するものである。詳細、特に部材の形状、サイズ及び構成は本発明の範囲内において変更可能である。本発明の範囲は請求の範囲に開示する。
Claims (19)
- 皮膚との接触をともなう用途のための抗菌性を備えたホットメルト接着剤組成物であって、
a.アクリル・ポリマーと、
b.前記ポリマー全体にわたって分散されたジョードメチル−p−トリルスルホンと
を有する接着剤組成物。 - 前記アクリル・ポリマーは、90,000〜120,000の分子量を有する固体アクリル・ポリマー、及び140,000〜160,000の分子量を有する固体アクリル・ポリマーの混合物を含む請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記90,000〜120,000の分子量を有するポリマーの、140,000〜160,000の分子量を有するポリマーに対する比は1対4である請求項2に記載の接着剤組成物。
- 粘着性付与剤を含む請求項2に記載の接着剤組成物。
- 前記ポリマー組成物内のジョードメチル−p−トリルスルホンの濃度は0.1〜2重量パーセントである請求項1に記載の接着剤組成物。
- 前記アクリル・ポリマーは135〜177℃(275〜350°F)の溶融温度を有する請求項1に記載の接着剤組成物。
- 抗菌性を有するホットメルト接着剤組成物であって、
a.ホットメルト・アプリケーションのための100%固体のアクリル・ポリマーと、
b.前記アクリル・ポリマー全体にわたって分散されたジョードメチル−p−トリルスルホンと
を含む接着剤組成物。 - 前記アクリル・ポリマーは、90,000〜120,000の分子量を有する固体アクリル・ポリマー、及び140,000〜160,000の分子量を有する固体アクリル・ポリマーの混合物を含む請求項7に記載の接着剤組成物。
- 前記90,000〜120,000の分子量を有するポリマーの、140,000〜160,000の分子量を有するポリマーに対する比は1対4である請求項8に記載の接着剤組成物。
- 粘着性付与剤を含む請求項7に記載の接着剤組成物。
- 前記ポリマー組成物内のジョードメチル−p−トリルスルホンの濃度は0.1〜2重量パーセントである請求項7に記載の接着剤組成物。
- 前記アクリル・ポリマーは135〜177℃(275〜350°F)の溶融温度を有する請求項7に記載の接着剤組成物。
- 外科用ドレープであって、
a.ポリマー基材のシートと、
b.前記ポリマー基材上に配置された接着剤組成物のコーティングと、前記接着剤組成物は前記基材に対して加えられたホットメルトであり、かつアクリル・ポリマーを有し、前記アクリル・ポリマーは前記接着剤組成物全体にわたって分散されたジョードメチル−p−トリルスルホンを有すること
を含む外科用ドレープ。 - 前記基材はコポリエステルのシートを含む請求項13に記載の外科用ドレープ。
- 前記アクリル・ポリマーは、90,000〜120,000の分子量を有する固体アクリル・ポリマー、及び140,000〜160,000の分子量を有する固体アクリル・ポリマーの混合物を含む請求項13に記載の外科用ドレープ。
- 前記90,000〜120,000の分子量を有するポリマーの、140,000〜160,000の分子量を有するポリマーに対する比は1対4である請求項15に記載の外科用ドレープ。
- 前記ポリマー組成物内のジョードメチル−p−トリルスルホンの濃度は0.1〜2重量パーセントである請求項13に記載の外科用ドレープ。
- 前記アクリル・ポリマーは135〜177℃(275〜350°F)の溶融温度を有する請求項13に記載の外科用ドレープ。
- 前記接着剤組成物のコーティングが施された表面とは反対側の外科用ドレープの表面に対して加えられた抗菌物質を含む請求項13に記載の外科用ドレープ。
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