KR101219295B1 - Musk T를 함유하는 히알루론산 생성 촉진용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 Musk T를 유효성분으로 함유하는 히알루론산 생성촉진용 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명에 의한 히알루론산 생성촉진용 조성물은 유효성분으로 Musk T를 함유함으로써 인간 피부 진피 섬유아세포(Human Dermal Fibroblast)에 존재하는 히알루론산 합성효소(hyaluronic acid synthase; HAS) 유전자의 발현을 증가시켜 인체세포에서 히알루론산(hyaluronic acid) 생성을 촉진하는 효과를 나타낸다.
Musk T, 히알루론산, 섬유아세포, HAS, 피부 노화방지제, 퇴행성 관절염치료제
Description
도 1은 인간 피부 섬유아세포에 Musk T를 농도별로 처리한 후 히알루론산 합성효소 유전자 발현을 mRNA 수준에서 확인한 정량적 역전사 PCR 결과물을 도시한 것이다.
도 2는 피부 섬유아세포 세포 배양에 Musk T를 농도별로 처리한 후 히알루론산의 생산에 Musk T가 미치는 영향을 ELISA로 확인하여 정량화한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 Musk T를 유효성분으로 함유하는 히알루론산 생성촉진용 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명에 의한 히알루론산 생성촉진용 조성물은 유효성분으로 Musk T를 함유함으로써 인간 피부 진피 섬유아세포(Human Dermal Fibroblast)에 존재하는 히알루론산 합성효소(hyaluronic acid synthase;HAS) 유전 자의 발현을 증가시켜 인체세포에서 히알루론산(hyaluronic acid) 생성을 촉진하는 효과를 나타낸다.
히알루론산(hyaluronic acid)은 황산기가 부착되지 않은 글루코스아미노글리칸(nonsulfated glycosaminoglycan)의 일종으로, 글루쿠로닉산과 N-아세틸글루코사민 잔기가 반복적으로 사슬 모양으로 연결되어 있는 선형의 분자량 20만~40만의 고분자 물질이다. 상기 히알루론산은 세포외 기질의 주요 구성성분으로, 수분 보유, 세포간 간격 유지, 세포성장인자 및 영양성분의 저장 및 확산에 관여할 뿐만 아니라, 세포의 분열과 분화, 이동 등에도 관여하는 것으로 보고된 바 있다.
상기 히알루론산은 포유류의 체내에 존재하는 히알루론산의 50% 이상이 피부, 특히 표피의 세포간 간격과 진피의 결체 조직에 분포한다고 보고되었고, 이러한 히알루론산은 주로 각질형성세포와 섬유아세포에 의해 합성되는 것으로 알려졌다. 인간의 피부에서의 히알루론산의 양은 노화와 함께 감소되는 것으로 보고되었는데, 피부에서의 히알루론산 양의 감소는 노화에 따른 피부 탄력 저하 및 수분 함유량 감소의 직접적인 원인 중 하나라고 여겨지고 있다(Fleischmajer R. et al., Biochem Biophys Acta, 279: 265-275, 1972; Longas MO. et al., Carbohydr Res, 159, 127-136, 1987; Ghersetich I. et al., Int J Dermatol, 33, 119-122, 1994).
한편, 인체의 관절낭(joint capsule)은 밖의 섬유층과 안쪽의 활막층으로 구성되어 있는데, 활막에서 만들어지는 활액(synovial fluid)은 히알루론산(hyaluronate, hyaluronic acid)과 당단백질(glycoprotein)을 함유하고 있고, 이 두 성분은 관절을 윤활시키는 작용을 한다. 퇴행성 관절염이 생기면 관절 내 윤활 작용을 하는 히알루론산의 생성이 감소되고 단백효소에 의한 파괴가 증가되어 관절 내 히알루론산이 감소하는 것이 보고되었다. 즉, 관절 내 히알루론산이 감소됨에 따라 관절에서 외부 충격을 흡수하거나 분산시키지 못해 관절손상이 심해질 수 있는 것이다. 이에, 히알루론산을 관절로 주입하여 관절염을 완화시키는 방법이 1997년 미국 FDA에서 인정되어 현재 시술되고 있으나, 궁극적으로는 신체 내의 히알루론산 합성을 증가시키는 방법이 더 좋은 효과를 줄 수 있다.
피부 세포 배양 상태에서의 히알루론산의 합성은 여러 종류의 성장인자와 트랜스레티노인산, N-메틸세린 등에 의해 증가된다는 보고(Heldin P. et al., Biochem.J., 258, 919-922, 1989; Heldin P. et al., Biochem.J., 283, 165-170, 1992; Suzuki M. et al., Biochem.J., 307, 817-821, 1995; Tirone E., J. Biol. Chem., 272, 4787-4794, 1997; Tammi R. et al., J Invest Dermatol, 92, 326-332, 1989; Akiyama H. et al., Biol Pharm Bull, 17, 361-364, 1994; Sakai S. et al., Skin Pharmacol Appl Skin Physiol, 12, 276-283, 1999)와 피부에 도포된 여성호르몬(estradiol) 및 그 유사물질이 히알루론산의 합성을 증가시킨다는 보고(Sobel H. et al., Steroids, 16,1-3, 1970; Bentley JP. et al., J Invest Dermatol., 87, 668-673, 1986; Miyazaki K. et al., Skin Pharmacol Appl Skin Physiol., 15, 175-183, 2002)가 있으나, 히알루론산 대사에 대한 자세한 기작은 아직까지 밝혀지지 않았다. 단지, 히알루론산의 합성은 세포막의 안쪽 표면에서 히알루론산 합성효소에 의해 진행되며, 합성되는 동안 세포막을 뚫고 나와 세포 외 기질에 축적되는 것으로 알려졌다(Weigel PH. et al., J. Biol. Chem., 272, 13997-14000, 1997).
포유동물에서 히알루론산 합성효소의 유전자는 서열상의 유사성이 높은 히알루론산 합성효소1(hyaluronic acid synthase1; HAS1), 히알루론산 합성효소2(hyaluronic acid synthase2; HAS2), 히알루론산 합성효소3 (hyaluronic acid synthase3; HAS3)의 세 가지 형태가 보고되어 있다. 그러나 히알루론산의 세포 및 조직에서의 분포, 히알루론산과 관련된 각종 인자 및 효소, 예를 들면 히알루론산 합성효소 또는 히알루론산 활성을 조절하는 인자에 대한 연구는 매우 미흡한 실정이다.
히알루론산의 상기와 같은 적용가능성에 주목하여, 히알루론산을 효과적으로 생산 및 주입하거나, 또는 인체 내의 히알루론산의 합성을 증가시킬 수 있는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 괄목할만한 연구결과는 아직 알려진 바가 없는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 히알루론산을 보다 효과적으로 인체에 공급할 수 있는 방법에 대하여 꾸준히 연구한 결과, 기존의 향원료로 널리 알려진 Musk T가 인체 세포 내의 히알루론산 합성효소를 암호화하는 유전자의 발현을 증가시켜 결과적으로 인체 내의 히알루론산의 생성을 촉진하는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
결국 본 발명의 목적은 유효성분으로 Musk T를 함유함으로써 인간 피부 진피 섬유아세포에 존재하는 히알루론산 합성효소 유전자의 발현을 증가시키는 히알루론 산 생성촉진용 조성물을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유효성분으로서 하기 화학식 1로 표현되는 Musk T를 함유하는 히알루론산 생성촉진용 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 Musk T의 농도는 약 1.0 ~ 10㎍/㎖ 인 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 조성물은 경구용 또는 외용제용인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 히알루론산 생성촉진용 조성물을 함유하는 퇴행성 관절염 치료용 조성물 및 피부노화 방지용 조성물을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 유효성분인 Musk T는 Musk MC-5, Musk BRB, Astrotone 등의 이름을 갖고 있으며, 분자량은 270.37이고 효능적인 면보다는 다양한 제품에 함유되는 향료 성분으로 널리 사용되어 왔다.
본 발명에서는 Musk T를 인간 피부 진피 섬유아세포에 처리했을 때 히알루론산 합성효소 유전자의 발현이 증가됨을 확인하였다. 즉, 상기의 Musk T를 24시간 동안 처리한 인간 피부 진피 섬유아세포는 이들을 처리하지 않은 세포에 비해 히알루론산 합성효소 유전자 발현이 증가하였다. 즉, Musk T 처리에 의해 인간 표피 피부 세포에서의 히알루론산 양이 증가됨을 확인할 수 있었다.
한편 본 발명의 세포 실험시 사용된 Musk T의 농도는 1.0 ~ 10 ㎍/㎖이다. 이는 세포 실험 시 일반적으로 사용되는 농도 범위이고, 이보다 높을 시에는 세포의 생존에 영향을 미치기 때문이다.
본 발명에서 히알루론산 합성효소 유전자의 발현을 증가시키고 히알루론산의 생성을 촉진하는 효능이 있는 것으로 밝혀진 Musk T는 히알루론산의 유용성을 이용하는 각종 피부 외용제 및 약제의 유효성분으로 사용할 수 있다. 예를 들면, 피부 탄력 증진, 피부 건조 방지 또는 피부 노화 방지 등을 위한 피부 개선용 외용제에 첨가할 수 있으며, 퇴행성 관절염의 치료 또는 예방을 위한 의약용 약제에도 첨가할 수 있다. 그러나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.
실시예 1: Musk T에 의한 인간 피부 진피 섬유아세포에서의 히알루론산 합성 효소 (HAS) 유전자 발현 증가
가. 인간 피부 진피 섬유아세포의 배양 및 농도별 Musk T 처리
인간 피부 진피 섬유아세포를 10% 우태아 혈청(HyClone), 소듐 비카르보네이트 3.6g/ℓ 및 항체(스트렙토마이신 100㎍ 및 페니실린 100IU/ℓ)(Life Technologies, Inc.)를 함유하는 DMEM 배지(Dulbecco's modified Eagle's media)에서 적절한 배양 조건(37℃, 5% CO2, 95% 공기) 하에 배양하였다. 세포는 3일에 한번씩 신선한 배지로 교체해 주고 세포배양 플라스크에 세포가 최상의 밀도인 80~90%의 밀도에 도달하자마자 1:5의 분할 비로 즉, 5개의 플라스크에 각각 1/5씩 세포를 첨가하여 동일한 조건에서 2차 배양하여 실험에 적합하게 세포의 양을 증가시켰다.
조직배양 플라스크 75㎠ 당 상기 2차 배양된 세포 1X105 개를 분주하여, 10% 우태아 혈청을 함유하는 배지에서 48시간동안 배양하였다. 그런 다음 무혈청 배지(serum-free medium)에서 24시간동안 배양하고, 1㎍/㎖ 및 10㎍/㎖ 농도의 Musk T를 각각 처리한 후 24시간 동안 배양하였다.
위의 실험 물질들은 처리 농도보다 1000배 농도로 비히클(vehicle)( 디메틸설폭시드, DMSO)에 녹여 제작한 후 처리 시 배지로 1/1000 희석하여 처리하였다. 즉, 비히클인 디메틸설폭시드(DMSO)는 배지상에 1/1000의 농도로 존재하게 된다. 이러한 비히클의 영향을 알아보기 위해 대조군은 1:1,000의 비율로 희석한 DMSO가 보충된 배지에서 배양하였다. 이러한 대조군의 배양에서는 DMSO가 세포의 성장 및 분화에 어떠한 영향도 미치지 않는 것으로 관찰되었다.
나. Musk T를 처리한 인간 피부 진피 섬유아세포의 RNA 분리
상기와 같은 방법으로 Musk T를 처리하여 배양한 인간 피부 진피 섬유아세포는 인산 완충 용액(Life Technologies, Inc.)으로 두 번 세척하였고, 모든 세포의 RNA는 제조업자의 지시에 따라 트리졸 시약(GibcoBRL Life Technologies, Grand Island, NY)을 사용하여 분리하였다. RNA 농도는 광도측정법으로 측정하였고, 분리된 RNA의 질(quality)은 아가로오스 겔 전기영동으로 체크하였다.
다. Musk T가 히알루론산 합성 효소의 아형인 HAS1, HAS2 및 HAS3의 mRNA 합성에 미치는 영향 확인
정량적 역전사 PCR 방법을 이용하여 Musk T가 히알루론산 합성 효소의 아형인 HAS1, HAS2 및 HAS3의 mRNA 합성에 미치는 영향을 확인하였다.
상기 나.에서 분리한 RNA를 정량하여 역전사하고, 세 종류의 히알루론산 합성 효소의 아형인 히알루론산 합성효소1(hyaluronic acid synthase1; HAS1) 및 히알루론산 합성효소2(hyaluronic acid synthase2; HAS2), 히알루론산 합성효소3(hyaluronic acid synthase3; HAS3)에 특이적 프라이머 존재 하에 각각에 대하여 정량적인 PCR을 수행하였다.
보다 상세히 살펴보면, 총 RNA 4㎍을 M-MuLV 역전사 중합효소(20U/㎕, MBI Fermentas) 1㎕, RNAse 억제제(20U/㎕) 1㎕, 5 x Reaction Buffer 4㎕, 10mM dNTP mix 2㎕, oligo(dT) 프라이머 (0.5㎍/μL) 1㎕를 함유하는 반응 혼합물 2㎕에서 역전사 하였다(MBI Fermentas의 First Strand cDNA Synthesis Kit, #K1612를 사용하여 제조업자 지시에 따라 수행).
즉, 처음 RNA와 oligo(dT) 프라이머 각각의 혼합물에 DEPC-H2O를 섞어 총 11μL가 되게 한 후 70℃에서 5분간 상온에서 형성될 지도 모르는 RNA의 이중구조 또는 프라이머 내에서의 이중구조등을 제거하여 일직선의 구조를 가지게 하기 위한 변성(denaturation)반응 후 얼음에 넣었다. 이후 5 x Reaction Buffer, RNAse 억제제, dNTP를 넣고 37℃에서 5분간 어닐링(annealing) 반응 후 M-MuLV 역전사 중합효소를 넣고 다시 37℃에서 60분간 반응시켜 역전사를 진행하였다. 이후 70℃에서 10분간 가열하여 역전사 효소의 활성을 제거하였다.
계속해서 상기의 반응 혼합물 3㎕를 취하여 PCR 반응에 사용하였다. 각각의 PCR은 TaKaRa Ex Taq DNA 중합효소(5U/㎕, TaKaRa), 10 x Ex Taq Buffer, MgCl2, dNTP 혼합물 및 25pM의 적절한 서열번호 1내지 6의 센스 또는 안티센스 PCR 프라이머[표 1]를 함유하는 반응 혼합물 20㎕ 내에서 Perkin-Elmer Cycler 9600(Perkin-Elmer Applied Biosystems, Foster, CA)를 사용하여 수행하였다.
PCR 반응 조건은 다음과 같다. 94℃에서 5분간 한 번의 변성 사이클을 거친 다음 94℃에서 1분, 55℃에서 1분 및 72℃에서 1분 30초간의 사이클을 30회 반복하였다. PCR 결과를 아가로오스 겔에 전기영동하고, 에티디움 브로마이드(ethidium bromide)로 염색하여 관찰한 결과를 도 1에 나타내었다. GAPDH를 증폭한 결과는 표준화를 위한 기준으로 하여 도시하였다.
프라이머 이름 | 서열 | |
HAS1 | Forward(서열 1) | 5-AGG TCA TGT ACA CAG CCT TC-3 |
Reverse(서열 2) | 5-CAG CAG AGG GAC GTA GTT AG-3 | |
HAS2 | Forward(서열 3) | 5-GCT ACC AGT TTA TCC AAA CG??3 |
Reverse(서열 4) | 5-GGA GTT TCT GTA CAT TCC CA-3 | |
HAS3 | Forward(서열 5) | 5-GAG GAC TGG TAC CAT CAG AA-3 |
Reverse(서열 6) | 5-ACC GTT CTT TGC ATT TTA GA-3 |
도 1은 인간 피부 진피 섬유아세포에 Musk T를 농도별(0㎍/㎖, 1㎍/㎖, 10㎍/㎖)로 각각 처리한 후 히알루론산 합성효소의 유전자 발현을 mRNA 수준에서 확인하기 위하여 히알루론산 합성효소 유전자들을 정량적 역전사 PCR한 결과로서, Musk T에 의한 히알루론산 합성효소(HAS) 유전자들의 변화를 조사한 것이다. 여기서, 히알루론산 합성 효소 유전자들 중 HAS2 유전자의 경우 대조군과 물질처리군에서 모두 발현되는 것을 확인할 수 있었고 HAS3 유전자의 경우는 대조군에서는 소량 검출되었으나, 1㎍/㎖, 10㎍/㎖ 농도의 Musk T를 처리한 인간 피부 진피 섬유아세포에서는 대조군에 비해 다소 증가한 것을 알 수 있었다. 도 1에서 SM은 size marker 이다.
이를 통해 Musk T를 함유함으로써 히알루론산 합성효소 유전자 발현이 증가하였음을 확인할 수 있었다.
실시예 2: Musk T가 처리된 인간 표피 피부 세포주 배양 배지에서의 히알루론산의 생성량 증가 확인
상기 실시예 1의 가.에서 설명된 바와 같이 세포 배양 및 Musk T의 처리를 수행한 후, Musk T에 의해 합성이 촉진되어 배지로 분비된 히알루론산의 양을 알아보기 위해 배지를 수거하여 ELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)를 수행하였다.
ELISA를 수행하기 위해 Hyaluronan ELISA Kit(HA-ELISA, Product No : K-1200, Echelon사)을 구입하였다. 상기 세포 배양을 통해 수거한 배지를 HA-ELISA Kit를 이용하여 제조업자의 지시에 따라 수행하여 Musk T에 의해 인간 피부 진피 섬유아세포에서 합성되어 배지로 배출되는 히알루론산의 합성량을 정량화하였다.
도 2는 인간 피부 진피 섬유아세포에 Musk T를 농도별로 처리한 후 히알루론산 합성이 촉진되어 배지로 배출되는 양을 HA-ELISA Kit를 이용하여 확인 정량화한 결과로서, Musk T의 경우 1㎍/㎖, 10㎍/㎖에서 각각 대조군에 비해 95%의 신뢰도로 통계적으로 유의하게 30%와 40%의 합성능이 증가함을 알 수 있었다.
상기 데이터 분석에서 통계 분석방법으로 사용한 Paired t-test는 SigmaStat(SPSS, Inc., Chicago, IL)을 사용하여 수행하였다. 유의성은 p = 0.05 기준으로 고려되었고, 데이터는 평균ㅁ표준편차로 나타내었다.
이상의 결과를 통하여, Musk T를 인간 피부 진피 섬유아세포에 처리하였을 때 히알루론산 합성효소 유전자의 발현이 증가되어 결과적으로 히알루론산의 생성이 30% 이상 촉진됨을 확인할 수 있었다.
제제예 1. 비누 제조
배합성분 | 중량% |
Musk T | 1.00 (%) |
유지 | 적당량 |
수산화나트륨 | 적당량 |
염화나트륨 | 적당량 |
향료 | 소량 |
정제수 | 잔량 |
제제예 2. 로션 제조
배합성분 | 중량% |
Musk T | 3.00 (%) |
L-아스코르빈산-2-인산마그네슘염 | 1.00 |
수용성 콜라겐 (1 % 수용액) | 1.00 |
시트르산나트륨 | 0.10 |
시트르산 | 0.05 |
감초 엑기스 | 0.20 |
1,3-부틸렌글리콜 | 3.00 |
정제수 | 잔량 |
제제예 3. 크림 제조
배합성분 | 중량% |
Musk T | 1.00 (%) |
폴리에틸렌글리콜모노스테알레이트 | 2.00 |
자기유화형모노스테아르산글리세린 | 5.00 |
세틸알코올 | 4.00 |
스쿠알렌 | 6.00 |
트리2-에틸헥산산글리세릴 | 6.00 |
스핑고당지질 | 1.00 |
1.3-부틸렌글리콜 | 7.00 |
정제수 | 잔량 |
제제예 4. 팩 제조
배합성분 | 중량% |
Musk T | 2.00 (%) |
폴리비닐알코올 | 13.00 |
L-아스코르빈산-2-인산마그네슘염 | 1.00 |
라우로일히드록시프롤린 | 1.00 |
수용성 콜라겐 (1 % 수용액) | 2.00 |
1,3-부틸렌글리콜 | 3.00 |
에탄올 | 5.00 |
정제수 | 잔량 |
제제예 5. 미용액 제조
배합성분 | 중량% |
Musk T | 2.00 (%) |
히드록시에틸렌셀룰로오스(2 % 수용액) | 12.00 |
크산탄검(2 % 수용액) | 2.00 |
1,3-부틸렌글리콜 | 6.00 |
진한 글리세린 | 4.00 |
히알루론산나트륨 (1 % 수용액) | 5.00 |
정제수 | 잔량 |
제제예 6. 산제의 제조
배합성분 | 중량 |
Musk T | 100 mg |
유당 | 100 mg |
탈크 | 10 mg |
상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.
제제예 7. 정제의 제조
배합성분 | 중량 |
Musk T | 50 mg |
옥수수전분 | 100 mg |
유당 | 100 mg |
스테아린산 마그네슘 | 2 mg |
상기의 성분들을 혼합한 후 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조한다.
제제예 8. 캅셀제의 제조
배합성분 | 중량 |
Musk T | 50 mg |
옥수수전분 | 100 mg |
유당 | 100 mg |
스테아린산 마그네슘 | 2 mg |
통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.
제제예 9. 주사제의 제조
배합성분 | 중량 |
Musk T | 50 mg |
주사용 멸균 증류수 | 적량 |
pH 조절제 | 적량 |
통상의 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플당(2㎖) 상기의 성분 함량으로 제조한다.
제제예 10. 액제의 제조
배합성분 | 중량 |
Musk T | 100 mg |
이성화당 | 10 mg |
만니톨 | 5 g |
정제수 | 적량 |
통상의 액제의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬향을 적량 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체를 정제수를 가하여 전체 100 ㎖로 조절한 후 갈색병에 충진하여 멸균시켜 액제를 제조한다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항 들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 Musk T는 인간 피부 진피 섬유아세포 내의 히알루론산 합성효소를 암호화하는 유전자의 발현을 증가시키는 효능이 있어 히알루론산의 생성 작용을 활성화시키는 뛰어난 효과가 있다. 따라서 상기 Musk T 는 피부의 탄력 저하, 수분 함유량 감소 및 노화의 진행을 효과적으로 방지 및 예방하는데 이용할 수 있으며, 아울러 히알루론산을 치료용으로 적용하는 퇴행성 관절염의 예방 및 치료를 위해서도 효과적으로 이용할 수 있다.
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Containing Musk T
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<170> KopatentIn 1.71
<210> 1
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