JPWO2004011993A1 - コンタクトレンズ用液体酵素剤 - Google Patents
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Abstract
Description
また、このような水溶性低分子有機液体を主成分とするタンパク質分解酵素剤を滴下した処理液の浸透圧は高張となるために、レンズへの影響や誤用時の眼組織への刺激なども懸念されている。
本発明は、平均分子量が800〜100000の水溶性高分子有機固体、粘性調整剤および酵素を含むコンタクトレンズ用液体酵素剤に関する。
前記コンタクトレンズ用液体酵素剤において、水溶性高分子有機固体はポリアルキレングリコール類であることが好ましい。
前記コンタクトレンズ用液体酵素剤において、水溶性高分子有機固体はポリエチレングリコールまたはポリエチレングリコールモノメチルエーテルであることが好ましい。
前記コンタクトレンズ用液体酵素剤において、粘性調整剤は水溶性低分子有機液体であることが好ましい。
前記コンタクトレンズ用液体酵素剤は、水溶性高分子有機固体を5〜45w/w%含有することが好ましい。
前記コンタクトレンズ用液体酵素剤は、粘性調整剤を15〜45w/w%含有することが好ましい。
本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤に含有される酵素とは、コンタクトレンズの汚れの主成分であるタンパク質を分解するもの、およびそのほかの各汚れ成分を分解するものを包含する。具体的には、たとえばタンパク質分解酵素、脂肪分解酵素および/または糖分解酵素などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明に用いる水溶性高分子有機固体とは、流動性固体(たとえば、ワセリンような)または固体であって、かつミセル形成能をもたない水溶性合成高分子有機固体を意味する。したがって、タンパク質、セルロースおよび多糖などの天然物は、本明細書において水溶性高分子有機固体に含まれない。
本発明に用いる水溶性高分子有機固体としては、平均分子量が800〜100000、好ましくは1000〜20000の水溶性合成高分子有機固体であればとくに限定されない。平均分子量が800未満の場合はその特徴である水分保持効果が発揮されない傾向があり、100000を超える場合は水溶性高分子有機固体を溶解させたときの粘度が高くなりすぎる傾向がある。水溶性高分子有機固体は、高分子鎖が有する水分保持効果により、タンパク質分解酵素の加水分解反応を抑制することによって、酵素安定化に寄与すると考えられる。
本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤における水溶性高分子有機固体としては、水に対する溶解度が非常に高いもの(例えば、20℃の水に対して15w/w%以上溶解するもの)が好ましく、かつ多重量部溶解した場合においても溶液の粘性が高く(例えば、10Pa・S)なりすぎないものがさらに好ましい。また、溶解後の液性pHが中性領域にある水溶性高分子有機固体も好ましい。
本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤において、水溶性高分子有機固体としては、たとえば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびポリエチレングリコールの末端水酸基の一方にメチル基がエーテル結合したポリエチレングリコールモノメチルエーテルなどのポリアルキレングリコール類、ポリビニルピロリドンおよびポリN−ビニルカプロラクタムなどのポリビニルカプロラクタム類、クラウンエーテルなどのポリエーテル類、ポリアクリルアミド塩酸塩、ポリジメチルアクリルアミドおよびポリジエチルアクリルアミドなどのポリアクリルアミド類、ポリヒドロキシエチルメタアクリレートなどの水酸基含有(メタ)アクリレート類またはポリビニルアルコールなどのポリオール類を用いることができる。水溶性高分子有機固体の中でも、経済面、水に対する溶解度、液体酵素剤の粘度、安全性、色などの理由からポリアルキレングリコール類が好ましく、その中でもポリエチレングリコールおよびポリエチレングリコールモノメチルエーテルがさらに好ましい。それらの中でも平均分子量1000以上のものが最も好ましい。
本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤における水溶性高分子有機固体の配合量は、5〜45w/w%とするのが好ましく、5〜20w/w%とするのがさらに好ましい。水溶性高分子有機固体の配合量が、5w/w%未満の場合は、酵素の安定性、浸透圧の軽減効果およびレンズの変形防止効果が充分に得られない傾向がある。45w/w%より多くなると、温度変化などの理由で飽和溶解度に達したときに有機固体が析出する傾向、および粘性が高くなりすぎる傾向がある。
本発明に用いる粘性調整剤とは、水溶性高分子有機固体と併用することで、水溶性高分子有機固体のみで酵素の安定性を図った場合よりも酵素剤の粘性を下げることができるものである。つまり、粘性調整剤はコンタクトレンズ用液体酵素剤に添加することにより、液体酵素剤を滴下しやすくし、滴下後の液体酵素剤を洗浄保存液と混和させやすくする働きを有する。ただし、粘性調整剤のみで酵素の安定化を図った場合では酵素剤の粘性を低く保つことはできるが、洗浄保存液と混和した処理液の浸透圧が高張となり、レンズへの影響や誤用時の眼組織への刺激なども懸念される。したがって、本発明における液体酵素剤では、水溶性高分子有機固体と粘性調整剤を併用することが重要である。このような粘性調整剤の具体例としては、たとえば水溶性低分子有機液体などが挙げられる。
前記低分子有機液体とは、常温、常圧で流体性のある有機液体を意味する。本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤においては、低分子有機液体として、たとえば、グリセリン、プロピレングリコール、低分子ポリプロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどを用いることができる。低分子有機液体の中でも、酵素安定性効果、レンズへの影響、経済面、食品添加物としての実績の点から、グリセリン、プロピレングリコールが好ましい。
本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤における粘性調整剤の配合量は、15〜45w/w%とするのが好ましく、20〜40w/w%とするのがさらに好ましい。粘性調整剤の配合量が、15w/w%未満の場合、酵素剤の粘度を低く保つことができない可能性があり、45w/w%より多くなると、処理後の浸透圧を高くさせたり、レンズを変形させたりする恐れがある。
本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤は、カルシウムを含有してもよい。カルシウムは、タンパク質分解酵素の安定化に寄与する。本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤におけるカルシウムの配合量は、0.005〜0.05w/w%とするのが好ましく、0.03w/w%とするのがより好ましい。0.005w/w%未満の場合は、充分な酵素安定性効果が得られない傾向があり、0.05w/w%より多い場合は、酵素を不安定化する傾向がある。
本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤は、防腐剤、殺菌剤、pH調整剤(緩衝剤)、および/または界面活性剤などの公知の助剤を含んでもよい。これらの助剤は、本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤または該酵素剤の最終調製液において酵素が安定に存在することができ、本発明の酵素剤を適用する対象、人体、環境に悪影響を及ぼさない限りとくに制限されない。また、各助剤の添加量は、以下の例示に限定されるものではなく、当業者により適宜設定され得る。
前記防腐剤としては、たとえば、硝酸フェニル水銀、酢酸フェニル水銀およびチメロサールなどの水銀系防腐剤、塩化ベンザルコニウムおよび臭化ピリジニウムなどの界面活性剤系防腐剤、クロルヘキシジン、ポリヘキサメチレンビグアニドおよびクロロブタノールなどのアルコール系防腐剤、メチルパラベン、プロピルパラベン、ジメチロールジメチルヒダントイン、イミダゾリウムウレア、ホウ酸、ホウ酸化合物またはホウ砂などを用いることができる。その中で好ましいものは、ホウ酸、ホウ酸化合物およびホウ砂の中から選ばれた1つ、もしくは2つ以上の物質であり、その添加量は、0.00001〜3.0w/w%であることが好ましい。
前記殺菌剤としては、低濃度で殺菌効果が高いことから有機チッ素系殺菌剤が好ましく、なかでも安全性が高いことからビグアニド化合物またはその誘導体(重合物や塩)がより好ましく、とりわけレンズへの吸収、吸着がないことからポリヘキサメチレンビグアニド(PHMB)が極めて好ましい。
前記有機チッ素系殺菌剤の代表例としては、たとえば(1)4級アンモニウム化合物またはその重合物である塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ダイマー136など、(2)ビグアニド化合物またはその重合物またはその塩であるグルコン酸クロルヘキシジン、ポリヘキサメチレンビグアニドなど、(3)前記(1)および(2)の重合物などがあげられる。有機チッ素系殺菌剤の添加量は、0.000001〜10w/w%程度、好ましくは0.00001〜1w/w%程度である。
前記pH調整剤(緩衝剤)としては、たとえば、ホウ酸とそのナトリウム塩、リン酸とそのナトリウム塩、クエン酸とそのナトリウム塩、乳酸とそのナトリウム塩、グリシンまたはグルタミンなどのアミノ酸とそのナトリウム塩、またはリンゴ酸とそのナトリウム塩などを使用することができる。pH調整剤の添加量は、0.001〜3.0w/w%であることが好ましい。
前記界面活性剤としては、たとえば、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、またはアニオン系界面活性剤とノニオン系界面活性剤とからなるものなど、いずれの界面活性剤を用いてもよい。
アニオン系界面活性剤としては、たとえばアルキル硫酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキロイルメチルタウリンナトリウム、アルキロイルザルコシンナトリウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウム、ジ(ポリオキシエチレンアルキルエーテル)リン酸ナトリウムなどを使用することができる。アニオン系界面活性剤の添加量は、たとえば、0.01w/v%以上、好ましくは0.02w/v%以上であって、10w/v%以下、好ましくは5w/v%以下である。
ノニオン系界面活性剤としては、たとえば、高級アルキルアミンのポリエチレングリコール付加物、高級脂肪酸アミドのポリエチレングリコール付加物、高級脂肪酸のポリグリセリンエステル、高級脂肪酸のポリエチレングリコールエステル、高級脂肪酸のポリアルキレングリコール、ポリエチレングリコールコポリマーエステル、高級脂肪酸のポリエチレングリコールの付加した多価アルコールエステル、高級アルコールのポリエチレングリコールエーテル、高級アルコールのポリグリセリンエーテル、アルキルフェノールのポリエチレングリコールエーテル、アルキレンフェノールのポリエチレングリコールエーテルのホルムアルデヒド縮合物、ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコール共重合体、リン酸エステル、ヒマシ油、硬化ヒマシ油、ポリエチレングリコールソルビタンアルキルエステル、ステロールのポリエチレングリコール付加物などを用いることができる。ノニオン系界面活性剤の添加量は、たとえば、0.01w/v%以上、好ましくは0.02w/v%以上であって、10w/v%以下、好ましくは5w/v%以下である。
アニオン系界面活性剤とノニオン系界面活性剤とを併用する場合、アニオン系界面活性剤およびノニオン系界面活性剤の含有量は、それぞれ前記した範囲内でかつ、合計量が0.02〜20w/v%、好ましくは0.05〜10w/v%である。
このほか、本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤には、色素を添加しても良い。
本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤は、コンタクトレンズ用マルチパーパスソリューションに滴下して希釈液を調製したのち使用する。なお、マルチパーパスソリューションとは、コンタクトレンズ用洗浄保存液ならびに殺菌剤および洗浄保存殺菌剤などを含む、コンタクトレンズの保存、洗浄、消毒、すすぎを一液で行なうことができる液剤を意味する(たとえば、アイネス(販売元:株式会社メニコン))。得られた希釈液にコンタクトレンズを一定時間浸漬せしめることで、コンタクトレンズに付着したタンパク質などの汚れ成分をこすり洗いすることなく、除去することができる。
以下、本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤を実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
実施例1〜12、比較例1〜16
本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤(実施例1〜12)、水溶性低分子有機液体のみとタンパク質分解酵素とからなる従来の酵素剤(比較例1〜11)、水溶性低分子有機液体と、本発明の所定含有量外の水溶性高分子有機固体とタンパク質分解酵素とからなる酵素剤(比較例12、13)および水溶性高分子有機固体のみとタンパク質分解酵素とからなる酵素剤(比較例14〜16)を表1および2に記載の組成で調製した。
なお、表1および2において、*1〜*7は以下のものを示す。
*1:ポリエチレングリコール(平均分子量約200、液体、ナカライテスク株式会社製)
*2:ポリエチレングリコール(平均分子量約1000、固体、ナカライテスク株式会社製)
*3:ポリエチレングリコール(平均分子量約4000、固体、ナカライテスク株式会社製)
*4:ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(平均分子量約2000、固体、アルドリッチケミカル社(Aldrich Chemical Company Inc.)製)
*5:ポリビニルピロリドン(平均分子量約10000、固体、東京化成工業株式会社製)
*6:ClearLens−Pro2.0L(ノボエンザイム社製)
*7:CL−5PG(ナガセケムテックス株式会社製)
また、*1〜*4は滴定法、*5は粘度法により平均分子量を求めた原材料を使用した。
各酵素剤に対し、タンパク質分解酵素の残存活性測定、マルチパーパスソリューション中での浸透圧測定試験、コンタクトレンズのサイズ変化測定試験を実施した。また、実施例11、12、比較例8〜13については保存効力試験も実施した。
試験例1(タンパク質分解酵素の残存活性測定)
実施例1〜12ならびに比較例1〜7および14〜16の各酵素剤中のタンパク質分解酵素の残存活性を、酵素剤の調製から1週間後および2週間後に測定した。ただし、実施例11および12の酵素剤については、酵素剤の調製から1週間後および1ヵ月後に測定した。測定は以下のように行なった。
37℃に加温した2.0%カゼイン溶液(pH8、0.05Mトリス−水酸化ナトリウム水溶液)4mLに、希釈液(pH8、10mMトリス−塩酸水溶液)3.6mLおよび酵素剤0.4mLを混和した。混和後、ただちに、その1mLを0.4Mトリクロロ酢酸水溶液1mLに添加、混合することにより未分解カゼインを沈殿させた。この操作は3回行い、3つのサンプル(n=3)を得た。その各々の上澄み液中のカゼイン分解物による280nmにおける初期吸収値をそれぞれ測定し、3つの初期吸収測定結果の平均値A0を求めた。残りの5mLは37℃で10分間保ち、その1mLを用いて前記沈殿法により未分解カゼインを沈殿させた。この操作を4回行い、4つのサンプル(n=4)を得た。その各々の上澄み液中の280nmにおける処理後吸収値を測定し、4つの処理後吸収結果の平均値Aを求めた。処理後吸収平均値Aより初期吸収平均値A0を差し引いたものをタンパク質分解酵素の活性値とした。
残存活性(%)は次式により算出した。
残存活性値(%)=[(A−A0)/ADay0]×100
ADay0:試験開始日の酵素活性値
各酵素剤における酵素の残存活性値を表3および4に示す。
表3、4から明らかなように、水溶性高分子有機固体は充分な酵素活性安定化作用を示し、水溶性低分子有機液体の酵素活性安定化作用とほぼ同等であることが判明した。また、水溶性高分子有機固体と水溶性低分子有機液体とをさまざまな割合で混合した場合においても、充分な安定化作用が得られることも判明した。
試験例2(マルチパーパスソリューション中での浸透圧測定試験)
実施例1〜9、11および12、比較例1〜7および14〜16のコンタクトレンズ用酵素剤をそれぞれマルチパーパスソリューションに添加し、その溶液の浸透圧を測定した。
マルチパーパスソリューションとしては、アイネス(販売元:株式会社メニコン)を使用し、アイネス2mLに対し各酵素剤を80μL(2滴換算量)添加した。浸透圧測定にはHOSM−1(トーアエレクトロニクス社(TOA Electronics Ltd.)製)を使用した。
各溶液の浸透圧を表5および6に示す。
酵素剤は26倍(80μL/2mL)へと希釈され、全量から見れば少量であるが、表5、6から明らかなように、プロピレングリコールやグリセリンを多く含有する場合、浸透圧が有意に高くなることが確認された。一方、水溶性高分子有機固体を多く含有する場合、浸透圧はそれらよりも明らかに低値であった。
試験例3(コンタクトレンズのDIA変化測定試験)
前記各酵素剤に一定期間連続浸漬した場合のレンズの膨潤度合を測定した。測定は以下のように行った。
アイネス2mLに酵素剤80μL(2滴換算量)を混和することにより、処理液を調製した。ついで、各処理液にコンタクトレンズを浸漬した。実施例3および比較例1の酵素剤については、浸漬から1日後および3日後に、実施例11および12、ならびに比較例3、4および5の酵素剤については、浸漬から1日後および4日後に、また、実施例1、2、4、5、6、7、8および9、ならびに比較例2、6、7、14、15および16の酵素剤については、浸漬から1日後および5日後にコンタクトレンズの直径(DIA)を測定した。試験では、頻回交換レンズ アキュビュー2(ジョンソン エンド ジョンソン社製、含水率58%)を使用し、処理液は毎日1回交換された。DIA測定においては、コンタクトレンズに付いているマーキングを指標として直径(A)を測定し、ついで直径(A)に垂直に交わる直径(B)を測定する。直径(A)と直径(B)の平均値をDIA測定値とした。
処理後のレンズのDIA測定値を処理前のものと比較した結果を、表7および8に示す。
表7、8から明らかなように、水溶性低分子有機液体を多く含有する場合、レンズを有意に膨潤(変形)させることが判明した。しかしながら、水溶性高分子有機固体を多く含有する場合、膨潤(変形)させないことが判明した。興味深いことに、平均分子量が約200のポリエチレングリコール(液体)はレンズを膨潤(変形)させるが、平均分子量が1000以上ではその変形を抑制できることが分かった。
試験例4(コンタクトレンズ用液体酵素剤の粘性比較試験)
実施例1〜9、11および12ならびに比較例1〜7および14〜16の各酵素剤をガラス容器に入れてキャップをした。ついで、その容器を逆さまにしたときの酵素溶液の落下状態を目視で観察し、各酵素溶液の粘性を比較した。結果を表9および10に示す。
○ 容器を逆さまにした場合、直ちに落下した酵素溶液。
△ 容器を逆さまにした場合、1秒以内に容器を伝わって落下した酵素溶液。
× 容器を逆さまにした場合、1秒経過しても落下しない酵素溶液。
<総合評価>
実施例1〜9、11および12ならびに比較例1〜7および14〜16に関し、前記試験例1〜4の結果に基づいて各酵素剤の効果を総合的に評価した。各評価を表11および12に示す。
表11および12における(ア)、(イ)、(ウ)および(エ)ならびに各記号は、以下のとおりである。
また、(ア)〜(エ)の各項目に共通して、それぞれの記号は、○:コンタクトレンズ用液体酵素剤として好ましい、△:コンタクトレンズ用液体酵素剤として使用し得る程度、×:コンタクトレンズ用液体酵素剤として不適当、である。
(ア)レンズの膨潤度合を測定したもの(表7および8の結果に基づく)
○ レンズ浸漬前後のサイズの変化が0.05mm以下
△ レンズ浸漬前後のサイズの変化が0.05mmより大きく0.10以下
× レンズ浸漬前後のサイズの変化が0.10mmより大きい
(イ)浸透圧上昇を測定したもの(表5および6の結果に基づく)
○ 浸透圧が450mOsm/kg以下
△ 浸透圧が450mOsm/kgより大きく500mOsm/kg以下
× 浸透圧が500mOsm/kgより大きい
(ウ)2週間後または1ヵ月後の酵素活性安定化を測定したもの(表3および4の結果に基づく)
○ 80%以上
△ 60%以上80%未満
× 60%未満
(エ)粘性比較(表9および10の結果に基づく)
○ 容器を逆さまにした場合、直ちに落下した酵素溶液。
△ 容器を逆さまにした場合、1秒以内に容器を伝わって落下した酵素溶液。
× 容器を逆さまにした場合、1秒経過しても落下しない酵素溶液。
<総合評価の評価基準>
◎ 全ての項目が○である場合。該当する酵素剤は、コンタクトレンズ用液体酵素剤として非常に好ましい。
○ 少なくとも1つの項目が△であり、残りの項目が○である場合。該当する酵素剤は、コンタクトレンズ用液体酵素剤として好ましい。
× 少なくとも1つの項目が×である場合。該当する酵素剤は、コンタクトレンズ用液体酵素剤として不適当である。
試験例1〜4の結果ならびに表11および12に示した総合評価より、実施例がコンタクトレンズ用液体酵素剤として有効であることが確認された。ここで、実施例のさらなる有効性を確認するため、実施例11および12ならびに比較例8〜13の酵素剤を使用して下記の試験を実施した。
試験例5(保存効力試験)
試験菌として、シュードモナス アエルギノーサ IFO 13275、黄色ブドウ球菌 IFO 13276、大腸菌 IFO 3972、キャンディダ アルビカンス IFO 1594、アスペルギルス ニガーATCC 16404の5種類の菌懸濁液を準備した。試験試料としては、実施例11および12ならびに比較例8〜13の酵素剤を使用した。チューブに分注した試験試料10mLに対し、それぞれ菌懸濁液を100μLずつ接種し、混和した。菌を接種した各試験試料を22℃のインキュベーターに入れ、培養した。接種菌数を測定するため、菌を接種した生理食塩液(別途準備)を生理食塩水で10倍に段階希釈して培地(細菌:SCDLP、真菌:SDLP)にアスペルギルス ニガーは塗抹し、それ以外は混釈した。SCDLP培地は32±2℃で6日間、SDLP培地は22±2℃で5日間培養した(各群につき3枚)。接種14日目に菌を接種した試験試料から0.5mLを採取し、生菌数を測定するため生理食塩液で10倍に段階希釈して培地(細菌:SCDLP、真菌:SDLP)にアスペルギルス ニガーは塗抹し、それ以外は混釈した。SCDLP培地は32±2℃で6日間、SDLP培地は22±2℃で5日間培養した(各群につき3枚)。培養終了後にコロニーの数を数え、3枚の平均値から試料中の生菌数を計算した。ただし、細菌については300cfu/プレート以下のプレート、真菌については100cfu/プレート以下のプレートをカウントした。
接種菌数と14日目の生菌数より、対数減少(log reduction)=log(接種菌数/14日目の菌数)を求め、保存効力とした。結果を表13に示す。
表13から明らかなように、実施例11および12は、すべての細菌に対してlog reductionが4以上、かつすべての真菌に対して1以上であり、製剤としての保存効力に優れることが確認された。一方、比較例8〜13では、実施例11および12のようにすべての細菌に対して4以上、かつすべての真菌に対して1以上のlog reductionを得られるものはなかった。試験例5における実施例と比較例との組成の最も大きな違いは、PEG#1000の配合量であり、PEG#1000の配合量が製剤の保存効力に奇与した可能性は非常に高いという知見が得られた。
以上のように、本発明のコンタクトレンズ用液体酵素剤は、非常に優れた効果を有する。
Claims (6)
- 平均分子量が800〜100000の水溶性高分子有機固体、粘性調整剤および酵素を含むコンタクトレンズ用液体酵素剤。
- 前記水溶性高分子有機固体がポリアルキレングリコール類である請求の範囲第1項記載のコンタクトレンズ用液体酵素剤。
- 前記水溶性高分子有機固体がポリエチレングリコールまたはポリエチレングリコールモノメチルエーテルである請求の範囲第1項記載のコンタクトレンズ用液体酵素剤。
- 前記水溶性高分子有機固体を5〜45w/w%含有する請求の範囲第1項、第2項または第3項記載のコンタクトレンズ用液体酵素剤。
- 前記粘性調整剤が水溶性低分子有機液体である請求の範囲第1項記載のコンタクトレンズ用液体酵素剤。
- 前記粘性調整剤を15〜45w/w%含有する請求の範囲第1項記載のコンタクトレンズ用液体酵素剤。
Applications Claiming Priority (3)
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Publications (2)
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