JP6151180B2 - 髄内釘 - Google Patents

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Description

優先権主張
本出願は、2010年7月9日出願、発明の名称が「Intramedullary Nail」であり、その全ての開示内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許仮出願第61/362,937号に対する優先権を主張するものである。
本発明は、折れた骨の固定のための髄内釘全般に関し、より詳細には、挿入用器具のためのアタッチメント構造およびロッキングスクリューを髄内釘と強く確実に固定させるためのインサートを含む髄内釘に関する。
髄内釘は、一般的に、骨接合を目的とする骨固定デバイスとして用いられる。このような髄内釘は、多くの場合、骨の中に髄内釘を安定化させるためか、または個々の骨断片を固定するために、髄内釘を通して横方向に挿入されるロッキングスクリューを特徴とする。このような髄内釘には、互いに対して異なる角度でそれを通して挿入される複数のロッキングスクリューを持たせる場合がある。ロッキングスクリューは、多くの場合、微動またはその他の負荷に起因して髄内釘からスクリューが外れてしまうことを防ぐために、プラスチックブッシングまたはリングを介して髄内釘に確実に固定される。このようなスクリューを髄内釘へ確実に固定するために、スクリューのブッシングへの締り嵌めおよび押し込みタッピング(forced tapping)が一般的に適用される。その他の固定の特徴としては、機械的に変形し得る、および/または金属への押し込みタッピングが可能となり得る金属界面が挙げられる。このようなブッシングは、生体適合性である材料から形成されるべきである。しかし、そのような利用可能な材料は限られている。1つのそのような利用可能なプラスチック材料は、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)であり、これは、インプラント用として世界的に承認されてきた材料である。この材料の生体適合性は理想的なものであるが、この材料は、従来の加工および成型技術を用いて求められる精度で加工することが困難である。
横ロッキング孔(transverse locking holes)、およびロッキングスクリューをこれらのロッキング孔に確実に固定するためのインサートを含むロッキング髄内釘の例は、欧州特許第0306709号B明細書、DAUERER(特許文献1)から公知である。この公知の髄内釘は、ロッキングスクリューを髄内釘のロッキング孔に確実に固定するように、ロッキングスクリューの外径よりも小さい直径を持つ横ボア(transverse bores)を有する近位および遠位インサートを含む。このインサートは、髄内釘の中央キャビティ内に、スライドして挿入される。しかし、この公知の髄内釘は、挿入用器具を釘に取り付けるためのアタッチメント構造を近位端に有していない。
上述の髄内釘に付随する1つの問題は、一般的に用いられる髄内釘の近位端に通常は配置される挿入ハンドルまたはエイミングデバイス(aiming device)のためのアタッチメント機構に関連し、それは、アタッチメント機構の中央開口部を通して導入されるためには、インサートは小さい外径を有する必要があるということである。
欧州特許第0306709号B明細書、DAUERER
従って、釘と骨との間の固定を強固にするための、手術器具のためのアタッチメント機構および髄内釘のロッキング孔にロッキングスクリューを強く確実に固定することを可能とするインサートを有する、改善された髄内釘が依然として求められている。
本発明は、挿入用器具のためのアタッチメント機構、および髄内釘にロッキングスクリューを強く確実に固定するように適合され、構成された横孔を持つインサートを有する髄内釘に関する。
本発明によると、髄内釘は、縦軸に沿って近位端から遠位端へ伸びるものであり、この釘は、近位端の開口部から縦軸に沿って伸びるキャビティ、およびそれを通してロッキングスクリューを受けるようにサイズと形状が調整された横方向に釘を通って伸びる第一のロッキング孔を有し、それと共に、キャビティに挿入されるようにサイズと形状が調整され、第一の横ボアを含む第一のインサートであって、第一の横ボアは、インサートがキャビティ内の所望される位置にある場合に、第一のロッキング孔を通して挿入されたロッキングスクリューが第一のボアを介してインサートを貫通するように第一のボアが第一のロッキング孔と位置合わせされるように配置されている、第一のインサートと、キャビティ内の所望される位置においてインサートをロックするためにインサートの近位側のキャビティ内にロックするようにはめ込まれるようサイズと形状が調整された第二のインサートと、を有する。
本発明に従う髄内釘のいくつかの利点は、インサートを、髄内釘近位端の雌ネジを例とするアタッチメント機構を通して組み立てる必要がないことであり、従って、インサートの直径を大きくすることができる。加えて、直径の増加に起因して、インサートを、従来の加工および成型技術を用いることで、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)から製造することができる。さらに、インサート直径の増加に起因して、ロッキングスクリューを、インサートの横ボア内に、結果として髄内釘のロッキング孔内に、強く確実に固定することができる。
髄内釘の1つの代表的な実施形態では、第一のインサートは、外径Dを有し、中央ボアは、内径dを有し、ここで、外径Dは、第二のインサートの中央ボアの内径dよりも大きい。
髄内釘のさらなる代表的な実施形態では、第一のインサートは、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)から作られる。好ましくは、第二のインサートおよび髄内釘は、TANから作られる。
髄内釘の別の代表的な実施形態では、第一のインサートは、髄内釘のキャビティ内での第一のインサートの回転を防止する回転防止機構を有する。この回転防止機構のために、第一のインサートは、第一のインサートの横ボアが髄内釘近位部のロッキング孔に位置合わせされるように、髄内釘に対して回転して固定される位置に保持される。
髄内釘のさらに別の代表的な実施形態では、第一のインサートは、2つ以上の横ボアを有する。
髄内釘のなおさらなる代表的な実施形態では、第一のインサートの少なくとも2つの横ボアが、異なる方向に伸びている。
髄内釘のさらにさらなる代表的な実施形態では、第二のインサートは、1つ以上のレーザー溶接部によって髄内釘のキャビティ内に固定される。好ましくは、レーザー溶接部は、円周溶接部である。別の選択肢として、レーザー溶接部は、2つの小さい縦溶接部である。加えて、第二のインサートは、雄ネジまたはプレス嵌めを介して、髄内釘のキャビティ内に固定してよい。
別の代表的な実施形態では、第一のインサートは、円柱形状である。
本発明のさらなる態様によると、髄内釘および1つ以上のロッキングスクリューを含むアセンブリが提供され、ここで、ロッキングスクリューは、第一のインサートの横ボアよりも大きい直径を有する。
本発明の別の態様によると、本発明に従う髄内釘を組み立てる方法が提供され、その方法は、第一のインサートを髄内釘のキャビティ内へ挿入する工程であって、髄内釘は、縦軸に沿って近位端から遠位端へ伸びるものであり、それを通してロッキングスクリューを受けるようにサイズと形状が調整された横方向に釘を通って伸びる第一のロッキング孔を有し、キャビティは、近位端の開口部から縦軸に沿って伸びるものであり、インサートは、第一の横ボアであって、インサートがキャビティ内の所望される位置にある場合に、第一のボアが第一のロッキング孔と位置合わせされるように配置される、第一の横ボアを含んでいる、工程と、第二のインサートを髄内釘のキャビティ内へ挿入する工程であって、第二のインサートは、キャビティ内の所望される位置においてインサートをロックするためにインサートの近位側のキャビティ内にてロックするようにはめ込まれるようサイズと形状が調整されている、工程とを含む。
また、本発明は、縦軸に沿って近位端から遠位端へ伸びる髄内釘であって:
前記近位端の開口部から前記縦軸に沿って伸びるキャビティ;
それを通してロッキングスクリューを受けるようにサイズと形状が調整された、横方向に前記釘を通って伸びる第一のロッキング孔;
前記キャビティに挿入されるようにサイズと形状が調整された円筒状の第一のインサートであって、近位端部、遠位端部、前記遠位端部に形成された第一係合部、第一の横ボア(transverse bore)であって、前記第一のインサートが前記キャビティ内の所望される位置にある場合に、前記第一のロッキング孔を通して挿入されたロッキングスクリューが前記第一の横ボアを介して前記第一のインサートを貫通するように、前記第一の横ボアが前記第一のロッキング孔と位置合わせされるように配置される、第一の横ボア、を含む第一のインサート;ならびに、
第二のインサートであって、前記キャビティ内の所望される位置において前記第一のインサートをロックするために前記第一のインサートの近位側の前記キャビティ内にロックするようにはめ込まれるようサイズと形状が調整された、第二のインサート、
を含み、
前記第一のインサートが前記キャビティに挿入され、前記第一のインサートが前記キャビティ内を前記縦軸周りに回転可能な状態で遠位方向に移動し、前記第一のインサートの前記第一係合部が、前記第一係合部と相補的形状を有する前記キャビティの第二係合部に係合した際に、前記キャビティに対する前記第一のインサートの回転が防止されて、前記第一の横ボアが前記第一のロッキング孔に位置合わせされる、髄内釘である。
また、前記第二のインサートは中央ボアを有し、前記第二のインサートの外側表面が、前記キャビティの近位端における前記髄内釘の内側表面と係合し、前記第一のインサートの外径は、前記第二のインサートの前記中央ボアの内径よりも大きく、前記第二のインサートの遠位端が、前記第一のインサートの近位端と当接し、前記第一のインサートの縦軸方向の移動が制限されて、前記第一のインサートが前記キャビティ中に保持され、
前記第二のインサートの前記中央ボアは、前記髄内釘へ結合されるべき器具をロックするように受けるよう構成された結合機構を有する。
本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照して、例として以下で述べる。
図1は、本発明に従う髄内釘の代表的な実施形態の分解斜視図を示す。 図2は、図1の髄内釘の実施形態の縦断面の分解図を示す。 図3は、組み立てられた状態の図1の髄内釘の実施形態の縦断面を示す。 図4は、組み立てられた状態の図1の髄内釘の実施形態の斜視図を示す。 図5は、図1の髄内釘の実施形態の側面分解図を示す。
本発明は、以下の記述および添付の図面を参照することで、さらに理解することができ、ここで、類似の要素は、同じ符号で示される。本発明は、折れた骨の固定のための髄内釘全般に関し、より詳細には、挿入用器具のためのアタッチメント構造およびロッキングスクリューを髄内釘と強く確実に固定させるためのインサートを含む髄内釘に関する。「近位」および「遠位」の用語は、本明細書で用いられる場合、髄内釘使用者へ向かう(近位)およびそこから離れる(遠位)方向を意味することを意図していることには留意されたい。
図1から5に示されるように、髄内釘1は、縦軸11に沿って近位端13から遠位端へ伸びるものであり、その近位部分12を通して伸びるキャビティ14を含む。髄内釘1は、さらに、キャビティ14を通して挿入可能である第一のインサート2および第二のインサート3を含む。髄内釘1は、近位部分12および遠位部分9を含み、近位部分12は、それを通して縦方向に伸びるキャビティ14、およびそれを通して横方向に伸びるロッキングスクリューを受けるための複数のロッキング孔15を含む。第一のインサート2は、キャビティ14に挿入され、第二のインサート3は、第一のインサート2の近位側のキャビティ14に挿入される。キャビティ14は、縦軸11と同軸方向に伸び、近位端13にて開口している。キャビティ14は、近位端13にて、第二のインサート3とかみ合わせるためにその周囲に伸びる雌ネジ19を含む、径が拡大された部分を含んでいてよい。さらに、キャビティ14はまた、第一のインサート2が髄内釘1の遠位部9へ向かってそれを過ぎて遠位方向へ動くことを防ぐがために、軸停止部(axial stop)16を形成する絞り部分(contraction)も含んでいてよい。複数のロッキング孔15は、縦軸11に対して横方向に、髄内釘1の近位部分12を通って伸びる。ロッキング孔15の各々は、孔軸(hole axis)17を有し、ロッキング孔15の各々の孔軸17が、髄内釘1の縦軸11を直角に横切るように配置される。さらに、ロッキング孔15は、髄内釘1の縦軸11に沿って互いに間隔をおいて配置されている。ロッキング孔15は、4つのロッキング孔15の孔軸17が、髄内釘1の縦軸11に対して直角方向である断面で見た場合に互いに対して角度を有して伸びるように千鳥状に配置される。好ましい実施形態では、髄内釘1は、4つのロッキング孔15を含む。しかし、当業者であれば、髄内釘1が、いかなる数のロッキング孔15を含んでいてもよいことは理解されるであろう。
第一のインサート2は、中心軸24に沿って近位端21から遠位端22まで伸びる円柱体27を有していてよい。第一のインサート2は、遠位端22に偏心ノーズ部25を含む。第一のインサート2は、キャビティ14内に同軸状に配置され、それを通して横方向に伸びる複数の横ボア20を含み、横ボア20の各々は、ボア軸26を有する。横ボア20は、ボア軸26が中心軸24に対して直角方向に伸びる形で配置され、等間隔であり、互いに対して等角度で伸びており、髄内釘1の近位部12のロッキング孔15の位置に対応している。従って、キャビティ14へ挿入された際、第一のインサート2の横ボア20は、髄内釘1の近位部12のロッキング孔15との正確な位置合わせが可能である。
図3に示されるように、偏心ノーズ部25は、第一のインサート2がキャビティ14へ挿入された際、キャビティ14の相補的形状である偏心部分10と係合される。従って、偏心ノーズ部25および偏心部分10は、回転防止機構6を形成し、これにより、髄内釘1のキャビティ14に対する第一のインサート2の回転が防止される。第一のインサート2の円柱体27はまた、第一のインサート2が完全にキャビィティ14に挿入された際に髄内釘1のキャビティ14の軸停止部16と接触させるために、偏心ノーズ部25の近位側に停止面(stop face)23も含んでいてよい。第二のインサート3も、中央ボア30を含む円柱形状であってよい。第二のインサート3は、第一のインサート2の近位側において同軸状に、キャビティ14中に固定されて配置される。第二のインサート3は、中央ボア30の内側表面に沿って雌ネジ31を、その外側表面に沿って雄ネジ32を有してよく、これは、第二のインサート3がキャビティ14とネジによって係合することができるように、キャビティ14の径が拡大された部分の雌ネジ19に対応している。キャビティ14は、その中にショルダー部18も含み、これは、径が拡大された部分の遠位側にあり、それによって、第二のインサート3がショルダー部18と接触し、それを過ぎて遠位方向へ向かってキャビティ14中へさらに移動することが防止される。
第一のインサート2は、偏心ノーズ部25を有するものとして述べてきた。しかし、当業者であれば、他の構成のノーズ部も可能であることは理解されるであろう。例えば、ノーズ部は、同軸状であり得るが、キャビティ中の相補的形状である偏心部分と共に回転防止機構を提供するための平面エッジ部を有する。別の例では、ノーズ部は、例えば位数2の回転対称を有する2つ以上の相補エッジ部を特徴とするものであり得る。
図2に示されるように、第一のインサート2を受け、軸停止部16およびショルダー部18によって軸方向が制限されるキャビティ14の部分は、長さLを有し、これは、第一のインサート2の円柱体27の長さlよりも僅かに長い。第二のインサート3の中央ボア30は、例えば挿入ハンドルおよび/またはエイミングデバイスなどの挿入用器具を髄内釘1へ結合するための固定構造として作用することができる。第一のインサート2は、外径Dを有し、中央ボア30は、内径dを有し、ここで、インサート2の外径Dは、第二のインサート3の中央ボア30の内径dよりも大きい。従って、第一のインサート2は、キャビティ14中に完全に挿入されると、第二のインサート3の挿入によって軸方向の移動ができなくなり、第二のインサート3によってキャビティ14中に保持される。
図4および5に示されるように、第二のインサート3は、髄内釘1のキャビティ14中に、縦レーザー溶接部5を介して固定され、これは、髄内釘1の近位部分12の壁を通して伸びる長形開口部(oblong opening)28中に配置されてよい。1つの代表的な実施形態では、髄内釘1は、キャビティ14中のショルダー部18と髄内釘1の近位端13との間に軸方向に位置する2つの縦レーザー溶接部5および2つの長形開口部28を含む。さらに、2つの長形開口部28は、それぞれ、髄内釘1の縦軸11に対して平行に伸びる長軸を有し、縦軸11に対して直角である断面で見た場合、この2つの長形開口部28は、互いに角度を有して配置される。別の実施形態では、第二のインサート3は、第二のインサート3の外部表面と、第二のインサート3を受ける近位端13における径が拡大された部分の内部との間にて、髄内釘1の近位端13におけるキャビティ14に対して、例えば円周溶接により、溶接されてよい。
さらに、第一のインサート2の横ボア20は、骨へ髄内釘1をロックするのに用いられるロッキングスクリュー(図示せず)よりも小さい直径を有する。従って、ロッキングスクリューのネジは、それぞれの横ボア20の境界を形成する壁の中へと切り込むことになり、それによって、ロッキングスクリューは、横ボア20内での、結果として髄内釘1のロッキング孔15内での緩みから保護され、従って、髄内釘1中でのロッキングスクリューの強固な固定を達成することができる。
本発明およびその利点について詳細に記載してきたが、添付の請求項によって定められる本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本発明に種々の改変、置き換え、および変更を行ってよいことは理解されるべきである。さらに、本出願の範囲は、本明細書で述べるプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、および工程の特定の実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者であれば本発明の開示から容易に理解されるように、本明細書で述べる対応する実施形態と実質的に同じ機能を発揮するか、もしくは実質的に同じ結果を達成する既存の、または後に開発されるであろうプロセス、機械、製造、物質の組成、手段、方法、または工程を、本発明に従って用いてよい。
当業者であれば、添付の請求項の広い範囲から逸脱することなく、本発明の種々の改変および変形を行ってよいことは理解されるであろう。これらの中には、上記で考察したものもあり、当業者に明らかであるものもある。

Claims (17)

  1. 縦軸に沿って近位端から遠位端へ伸びる髄内釘であって:
    前記近位端の開口部から前記縦軸に沿って伸びるキャビティ;
    それを通してロッキングスクリューを受けるようにサイズと形状が調整された、横方向に前記釘を通って伸びる第一のロッキング孔;
    前記キャビティに挿入されるようにサイズと形状が調整された円筒状の第一のインサートであって、近位端部、遠位端部、前記遠位端部に形成された第一係合部、第一の横ボアであって、前記第一のインサートが前記キャビティ内の所望される位置にある場合に、前記第一のロッキング孔を通して挿入されたロッキングスクリューが前記第一の横ボアを介して前記第一のインサートを貫通するように、前記第一の横ボアが前記第一のロッキング孔と位置合わせされるように配置される、第一の横ボア、を含む第一のインサート;ならびに、
    第二のインサートであって、前記キャビティ内の所望される位置において前記第一のインサートをロックするために前記第一のインサートの近位側の前記キャビティ内にロックするようにはめ込まれるようサイズと形状が調整された、第二のインサート、
    を含み、
    前記第一のインサートが前記キャビティに挿入され、前記第一のインサートが前記キャビティ内を前記縦軸周りに回転可能な状態で遠位方向に移動し、前記第一のインサートの前記第一係合部が、前記第一係合部と相補的形状を有する前記キャビティの第二係合部に係合した際に、前記キャビティに対する前記第一のインサートの回転が防止されて、前記第一の横ボアが前記第一のロッキング孔に位置合わせされ、
    前記第二のインサートは中央ボアを有し、前記第二のインサートの外側表面が、前記キャビティの近位端における前記髄内釘の内側表面と係合し、前記第一のインサートの外径は、前記第二のインサートの前記中央ボアの内径よりも大きく、前記第二のインサートの遠位端が、前記第一のインサートの近位端と当接し、前記第一のインサートの縦軸方向の移動が制限されて、前記第一のインサートが前記キャビティ中に保持され、
    前記第二のインサートの前記中央ボアは、前記髄内釘へ結合されるべき器具をロックするように受けるよう構成された結合機構を有する、髄内釘。
  2. 前記第一のインサートの外径Dが、前記第二のインサートの前記中央ボアの内径dよりも大きい、請求項1に記載の髄内釘。
  3. 前記第一のインサートが、超高分子量ポリエチレンの材料から形成される、請求項1に記載の髄内釘。
  4. 前記第一の横ボアが前記ロッキングスクリューよりも小さい直径を有する、請求項1に記載の髄内釘。
  5. 前記髄内釘が、横方向にそれを通して伸びる第二のロッキング孔を含む、請求項1に記載の髄内釘。
  6. 第一および第二のロッキング孔が、互いに対して角度を有して、それを通して伸びる、請求項5に記載の髄内釘。
  7. 前記第一のインサートが、前記第一のインサートが前記キャビティ内の所望される位置にある場合、前記第二のロッキング孔と位置合わせされる第二の横ボアを含む、請求項5に記載の髄内釘。
  8. 前記第二のインサートが、前記キャビティの近位端における雌ネジと係合する雄ネジをその外側表面周囲に含む、請求項1に記載の髄内釘。
  9. 前記キャビティが、前記第一のインサートがそれを過ぎて遠位方向へ移動することを防止する停止部を含む、請求項1に記載の髄内釘。
  10. 縦軸に沿って近位端から遠位端へ伸びる髄内釘であって、前記釘は:
    前記近位端の開口部から前記縦軸に沿って伸びるキャビティ;
    それを通してロッキングスクリューを受けるようにサイズと形状が調整された、横方向に前記釘を通って伸びる第一のロッキング孔;
    前記キャビティに挿入されるようにサイズと形状が調整された円筒状の第一のインサートであって、近位端部、遠位端部、前記遠位端部に形成された第一係合部、第一の横ボアであって、第一のインサートが前記キャビティ内の所望される位置にある場合に、前記第一の横ボアが前記第一のロッキング孔と位置合わせされるように配置される、第一の横ボア、を含む第一のインサート;ならびに、
    第二のインサートであって、前記キャビティ内の所望される位置において前記第一のインサートをロックするために前記第一のインサートの近位側のキャビティ内にロックするようにはめ込まれるようサイズと形状が調整された、第二のインサート、
    を含む、髄内釘;ならびに、
    前記第一のロッキング孔を通って挿入され、前記第一のインサートを前記第一の横ボアを介して貫通するようサイズおよび形状が調整された第一のロッキングスクリューであって、前記第一のロッキングスクリューは、前記第一のインサートの前記第一の横ボアの直径よりも大きい直径を有する、第一のロッキングスクリュー、
    を有し、
    前記第一のインサートが前記キャビティに挿入され、前記第一のインサートが前記キャビティ内を前記縦軸周りに回転可能な状態で遠位方向に移動し、前記第一のインサートの前記第一係合部が、前記第一係合部と相補的形状を有する前記キャビティの第二係合部に係合した際に、前記キャビティに対する前記第一のインサートの回転が防止されて、前記第一の横ボアが前記第一のロッキング孔に位置合わせされ、
    前記第二のインサートは中央ボアを有し、前記第二のインサートの外側表面が、前記キャビティの近位端における前記髄内釘の内側表面と係合し、前記第一のインサートの外径は、前記第二のインサートの前記中央ボアの内径よりも大きく、前記第二のインサートの遠位端が、前記第一のインサートの近位端と当接し、前記第一のインサートの縦軸方向の移動が制限されて、前記第一のインサートが前記キャビティ中に保持され、
    前記第二のインサートの前記中央ボアは、前記髄内釘へ結合されるべき器具をロックするように受けるよう構成された結合機構を有する、髄内釘システム。
  11. 前記第一のインサートが、超高分子量ポリエチレンの材料から形成される、請求項10に記載の髄内釘システム。
  12. 前記第一のロッキングスクリューのネジが、前記第一の横ボアの壁の中へ切り込む、請求項10に記載の髄内釘システム。
  13. 前記髄内釘が、横方向にそれを通して伸びる第二のロッキング孔を含む、請求項10に記載の髄内釘システム。
  14. 第一および第二のロッキング孔が、互いに対して角度を有して、それを通して伸びる、請求項13に記載の髄内釘システム。
  15. 前記第一のインサートが、前記第一のインサートが前記キャビティ内の所望される位置にある場合、前記第二のロッキング孔と位置合わせされる第二の横ボアを含む、請求項13に記載の髄内釘システム。
  16. 前記第二のロッキング孔を通して挿入され、前記第一のインサートを前記第二の横ボアを介して貫通する第二のロッキングスクリューをさらに含む、請求項15に記載の髄内釘システム。
  17. 請求項1〜9の何れか1つに記載の髄内釘の前記キャビティ内へ前記第一のインサートを挿入するステップと、
    前記キャビティ内へ前記第一のインサートを挿入した後に、前記髄内釘の前記キャビティ内へ前記第二のインサートを挿入するステップと、
    を含む、髄内釘を組み立てるための方法。
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