KR102685018B1 - 음경용 인공 생체조직 및 3d 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 음경용 인공 생체조직 및 3D 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 형태에 따른 음경용 인공 생체조직은; 해면체를 형성하는 다공성 중합체와, 상기 다공성 중합체를 덮는 생분해성 인공 음경백막을 포함하여 구성된다. 그리고 상기 인공 음경백막은; 상기 다공성 중합체의 둘레에 환형 또는 나선형으로 구비되는 내부 지지체와, 상기 내부 지지체의 외측에 구비되어 상기 내부 지지체를 덮는 외부 지지체를 포함하여 구성된다. 상기 인공 음경백막은 3D 프린팅에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따르면 3D 프린팅기술로 음경발기체를 갖는 음경용 인공 생체조직 등 복합체 구조를 보다 정밀하고 용이하게 제조 가능하며, 실용화 가능성이 높고, 3D 프린팅기술을 임상에 적용하여 환자 맞춤형으로 음경과 같은 복잡혈관구조를 제작할 수 있기 때문에 맞춤형 인공혈관/혈관복합체 제작기술의 확보 및 진보에 기여할 수 있다.
본 발명에 따르면 3D 프린팅기술로 음경발기체를 갖는 음경용 인공 생체조직 등 복합체 구조를 보다 정밀하고 용이하게 제조 가능하며, 실용화 가능성이 높고, 3D 프린팅기술을 임상에 적용하여 환자 맞춤형으로 음경과 같은 복잡혈관구조를 제작할 수 있기 때문에 맞춤형 인공혈관/혈관복합체 제작기술의 확보 및 진보에 기여할 수 있다.
Description
본 발명은 음경용 인공 생체조직 및 3D 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 손상된 음경을 재건하거나 재생하는 데 사용가능한 음경용 인공 생체조직 및 3D 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법 즉 3D 프린팅기술을 이용한 음경발기체 구조모사 스캐폴드 제작에 관련된 기술이다.
음경(Penis)은 소변과 정액을 배설하는 요도를 감싸는 남성 생식기로서 등쪽에 2개의 음경해면체와 배쪽에 1개의 요도해면체로 구성되어 있다.
상기 요도해면체는 직경이 8~9mm 되는 음경요도를 둘러싸고 있고 말단은 확대되어 귀두를 이룬다. 몸통 쪽의 음경해면체는 궁둥뼈결절 직전방의 두덩뼈(치골)에 부착되어 있다. 음경은 음경걸이인대에 의해 두덩뼈 앞면에 고정된다. 그리고, 각각의 해면체는 피부, 표층근막, 깊은음경근막, 음경해면체백색막(음경백막)의 순으로 싸여 있다.
상기 음경의 얇은 피부와 깊은음경막근막은 귀두 외면에서 겹쳐져 포피를 만든다. 상기 백색막은 해면체주로 연장되어 음경해면체 내로 들어가서 혈관내피로 이루어진 여러 개의 해면체동을 형성한다. 해면체동은 민무늬근(평활근)과 발기조직으로 되어 있다. 발기는 음경내로 유입되는 혈액이 늘어나면서 음경이 팽창하고 길이가 길어지는 현상인데, 늘어난 혈액이 해면체 내압을 올리고 정맥을 압박하면 발기가 유지된다.
음경과 관련된 질병으로는, 음경골절, 외성기궤양, 바이러스 감염, 음경암, 성분화이상, 발기부전, 불임, 왜소음경, 요도하열, 요도상열, 감돈포경, 귀두포피염, 페이로니병, 음경 지속발기증 등이 있다.
상술한 음경관련 질병 중 페이로니병은, 음경 발기조직을 둘러싸고 있는 음경백막에 섬유화병변이 생기고, 발기시에 통증을 유발하며, 섬유화병변이 있는 방향으로 음경이 휘는 음경만곡을 유발해서 정상적인 성행위에 장애를 주는 질환인다.
상술한 페이로니병은 음경 손상 혹은 음경성형시술시에 음경결절 및 만곡을 특징으로 하며, 일종의 후천성 음경기형으로서 성행위시 음경백막의 반복적인 외상 또는 전구섬유화인자의 과발현이 섬유화병변의 원인이 되는 것으로 알려져 있으며, 그 외에도 유전적 소인 등이 페이로니병의 원인이 될 수 있다.
현재 페이로니병의 치료를 위한 전문의약품 개발이 연구되고 있는 한편, 페이로니병의 치료를 위해 외과적인 수술적 치료가 이루어지고 있다. 그러나 음경은 그 구조적 복잡성으로 인해 치료에 어려움이 있으며, 음경백막의 손상도가 큰 경우에는 수술적 치료에도 한계가 있다.
그리고, 상술한 바와 같이 해면체 혈관구조인 음경을 재생하거나 손상된 음경을 재건하기 위해서는 음경발기체(해면체)구조를 가진 생체조직이 필요한데, 음경은 복잡한 해면체구조와 백막으로 이루어져 있어, 지금까지의 조직공학 기술로 음경 대체물을 만드는 데에는 한계가 있다.
본 발명은, 해면체 혈관구조인 음경을 재생하거나 손상된 음경을 재건하는 데 사용 가능한 음경용 인공 생체조직, 보다 구체적으로 음경발기체(해면체)와 이를 둘러싸는 백막을 갖는 인공 생체조직 및 3D 프린팅기술을 적용하여 복잡한 구조의 인공 생체조직를 재건하는 인공 생체조직의 제조방법 즉 3D 프린팅기술을 이용한 음경발기체 구조모사 스캐폴드 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 음경용 인공 생체조직 및 3D 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 일 형태에 따른 음경용 인공 생체조직은; 해면체를 형성하는 다공성 중합체와, 상기 다공성 중합체를 덮는 생분해성 인공 음경백막을 포함하여 구성된다. 그리고 상기 인공 음경백막은; 상기 다공성 중합체의 둘레에 환형 또는 나선형으로 구비되는 내부 지지체와, 상기 내부 지지체의 외측에 구비되어 상기 내부 지지체를 덮는 외부 지지체를 포함하여 구성된다.
상기 외부 지지체는, 상기 내부 지지체에 교차하도록 상기 다공성 중합체의 종축방향으로 구비되는 일직선 또는 파형(Wave Form)의 스트랜드(Inner Strand)를 포함하여 구성된다.
상기 인공 음경백막은 생체친화성을 갖는 생분해성 고분자 물질로서, 예를 들면 PLCL(Poly(l-lactide-co-ε-caprolactone))과 PCL(Polycaprolactone)과 PLGA(Poly Lactic-co-Glycolic Acid)와 PDO(Polydioxanone)와 PLA(Polylactic acid)와 PGA(Polyglycolic acid) 등의 생체재료로 이루어진 그룹에서 1종 이상 선택될 수 있다. 그리고 상기 다공성 중합체 역시 생체친화성을 갖는 생분해성 물질로 이루어진다.
다른 일 형태로서, 본 발명은 3D 프린팅 기술을 기반으로 스캐폴드형 인공 음경백막 및 다공성 중합체를 갖는 구조물을 제조하는 3D 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법을 제공한다. 3D 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법은: 상기 인공 음경백막의 형상 데이터를 전송받는 형상 데이터 수신단계; 그리고 상기 형상 데이터를 기반으로 상기 다공성 중합체의 외부에 3D 프린팅 방식으로 상기 인공 음경백막이 형성해서 3차원 구조의 인공 생체조직을 제조하는 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따르면 3D 프린팅기술로 음경발기체를 갖는 음경용 인공 생체조직 등 혈관이나 복합체 구조를 보다 정밀하고 용이하게 재생을 할 수 있어서 다양한 형태와 크기의 혈관이나 혈관 복합체, 예를 들면 탄성이 있는 이중구조의 혈관이나 혈관복합체를 제작할 수 있어 비교적 압력이 높은 혈관이나 복잡한 혈관구조인 음경해면체 등에 적용할 수 있을 것으로 기대되고, 혈관의 일부를 대체하거나 손상된 음경을 재건하는 대체조직 및 그 제조기술로 사용 가능하며, 실용화 가능성이 높고, 3D 프린팅기술을 임상에 적용하여 환자 맞춤형으로 음경과 같은 복잡혈관구조를 제작할 수 있기 때문에 맞춤형 인공혈관/혈관복합체 제작기술의 확보 및 진보에 기여할 수 있다.
본 발명의 특징 및 장점들은 후술되는 본 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명과 함께 다음에 설명되는 도면들을 참고하여 더 잘 이해될 수 있으며, 상기 도면들 중:
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음경용 인공 생체조직을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1에 도시된 음경용 인공 생체조직의 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음경용 인공 생체조직을 위한 다공성 중합체의 주사전자 현미경 사진;
도 4는 다공성 중합체의 외부를 둘러싸는 인공 음경백막의 내부 지지체로서 나선형 내부 지지체를 나타낸 주사전자 현미경 사진;
도 5는 다공성 중합체가 환형의 내부 지지체에 의해 둘러싸인 구조를 개략적으로 나타낸 측면도;
도 6은 인공 음경백막의 외부 지지체가 파형으로 배치된 예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 7은 인공 음경백막의 나선형 내부 지지체를 건조 시킨 후에 획득한 주사전자 현미경 사진들;
도 8은 HUVEC(내피세포)와 SMC(평활근 세포)의 배양 2주 후 주사전자 현미경 사진; 그리고
도 9는 HUVEC(내피세포)와 SMC(평활근 세포)의 배양 2주 후 면역형광염색 사진;이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음경용 인공 생체조직을 개략적으로 나타낸 도면;
도 2는 도 1에 도시된 음경용 인공 생체조직의 단면도;
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음경용 인공 생체조직을 위한 다공성 중합체의 주사전자 현미경 사진;
도 4는 다공성 중합체의 외부를 둘러싸는 인공 음경백막의 내부 지지체로서 나선형 내부 지지체를 나타낸 주사전자 현미경 사진;
도 5는 다공성 중합체가 환형의 내부 지지체에 의해 둘러싸인 구조를 개략적으로 나타낸 측면도;
도 6은 인공 음경백막의 외부 지지체가 파형으로 배치된 예를 개략적으로 나타낸 도면;
도 7은 인공 음경백막의 나선형 내부 지지체를 건조 시킨 후에 획득한 주사전자 현미경 사진들;
도 8은 HUVEC(내피세포)와 SMC(평활근 세포)의 배양 2주 후 주사전자 현미경 사진; 그리고
도 9는 HUVEC(내피세포)와 SMC(평활근 세포)의 배양 2주 후 면역형광염색 사진;이다.
이하, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
본 발명의 일 실시 예는 음경 재건 또는 재생용 인공 생체조직 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인공 음경백막에 의해 쌓인 음경 발기체를 갖는 스캐폴드(Scaffold) 구조물 및 3D 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법에 대한 실시 예가 설명된다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 음경용 인공 생체조직은, 해면체를 형성하는 다공성 중합체(10)와, 상기 다공성 중합체(10)를 덮는 생분해성 인공 음경백막(20)을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 인공 음경백막(20)은, 상기 다공성 중합체(10)의 둘레에 구비되는 내부 지지체(21)와, 상기 내부 지지체(21)의 외측에 구비되어 상기 내부 지지체(21)를 덮는 외부 지지체(22)를 포함하여 구성된다.
본 실시 예에서 상기 내부 지지체(21)는 상기 다공성 중합체(10)의 외부에 나선형(Spiral)으로 구비된다. 다시 말해서, 상기 내부 지지체(21)가 상기 다공성 중합체(10)의 외주면을 나선형상으로 감아서 상기 다공성 중합체(10)를 지지한다.
상기 내부 지지체(21)는 1줄 또는 도 4와 같이 복수 라인의 나선 스트랜드(Strand)로 이루어질 수 있다. 물론, 상기 내부 지지체(21)는 환형(Circular)으로 이루어질 수도 있다. 다시 말해서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 다공성 중합체(10)의 외부에 상기 다공성 중합체(10)의 종축방향으로 간격을 두고 다수의 환형 스트랜드를 갖는 내부 지지체가 형성될 수 있다.
상기 외부 지지체(22)는, 상기 내부 지지체(21)에 교차하도록 상기 다공성 중합체의 종축방향(축선에 나란한 방향)으로 일직선형(Straight Line Form)으로 형성될 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 파형(Wave Form)으로 형성될 수도 있다.
다시 말해서, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 내부 지지체(21)의 외측에 직선 스트랜드(Strand)가 상기 다공성 중합체(10)의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치되어 상기 외부 지지체(22)를 형성할 수도 있고, 도 6에 도시된 바와 같이 파형 스트랜드가 상기 다공성 중합체(10)의 둘레방향으로 간격을 두고 배치되어 상기 외부 지지체(22)를 형성할 수도 있다.
따라서 상기 인공 음경백막(20)은 미세한 포어(Pore)를 갖는 다공성 스캐폴드 구조가 된다. 상기 인공 음경백막(20)은 생체친화성을 갖는 생분해성 고분자 물질로서, 상기 생분해성 고분자 물질의 예를 들면 PLCL(Poly(l-lactide-co-ε-caprolactone))과 PCL(Polycaprolactone)과 PLGA(Poly Lactic-co-Glycolic Acid)와 PDO(Polydioxanone)와 PLA(Polylactic acid)와 PGA(Polyglycolic acid) 등의 생체재료로 이루어진 그룹에서 1종 이상 선택될 수 있다.
그리고 상기 다공성 중합체(10) 역시 생체친화성을 갖는 생분해성 생체재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 다공성 중합체(10)는 생분해성 중합체(PLGA)를 이용하여 원통형으로 제조될 수 있으나, 상기 다공성 중합체(10)를 위한 생분해성 생체재료가 이에 한정되는 것은 아니며, PCL, PLGA, PDO, PLA, PGA, Chitosan/Hyalunonic acid 등 다른 생체재료가 사용될 수도 있다. 그리고 상기 다공성 중합체(10)의 형상도 원통형에 한정되지 않으며 개인별 맞춤형으로 다양한 형상으로 제조될 수 있다.
상술한 음경용 인공 생체조직을 제조하기 위하여, 상기 3D 프린팅을 이용해 원통형 다공성 중합체(10)의 외부를 환형(circular) 혹은 나선형(spiral)으로 1차적으로 감싸서 내부 지지체(21)를 형성하고, 그 위에 다시 종축(longitudinal)으로 감싸서 외부 지지체(22)를 형성해서 2중 구조의 인공 백막구조를 제조함으로써, 인체 음경해면체 및 백막복합체를 모사한 구조가 제조될 수 있다.
상술한 생분해성 고분자 물질 중 탄성을 우선적으로 고려할 때에는 PLCL이 사용될 수 있고, 수개월의 짧은 생분해 기간을 우선적으로 고려할 때에는 PLGA나 PDO가 사용될 수 있으나, 적용되는 생분해성 고분자 물질의 종류는 적용 대상자의 특성에 맞추어 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 상기 내부 지지체(21)를 형성하는 나선 스트랜드의 간격/나선각이나, 환형 스트랜드간의 간격 및 상기 외부 지지체(22)를 형성하는 직선 또는 파형 스트랜드간의 간격도 다양하게 변경될 수 있다.
본 발명은 3D 프린팅 기술을 기반으로 인공 음경백막 및 그 내부에 싸인 다공성 중합체를 갖는 구조물 즉 인공 생체조직을 제조하는 3D 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법을 제공한다.
3D 프린팅을 이용한 음경용 인공 생체조직의 제조방법은, 상술한 구조의 인공 음경백막(20)의 형상 데이터를 전송받는 형상 데이터 수신단계와, 상기 형상 데이터를 기반으로 상기 다공성 중합체(10)의 외부에 3D 프린팅 방식으로 상기 인공 음경백막이 형성해서 3차원 구조의 인공 생체조직을 제조하는 단계를 포함하여 이루어진다. 물론, 상기 다공성 중합체와 인공 음경백막을 갖는 복합 생체조직이 3D 프린팅에 의해 제조될 수도 있다.
본 발명에 따르면 3D 프린팅기술로 음경발기체를 갖는 음경용 인공 생체조직 등 혈관이나 복합체 구조를 보다 정밀하고 용이하게 재생을 할 수 있어서 다양한 형태와 크기의 혈관이나 혈관 복합체, 예를 들면 탄성이 있는 이중구조의 혈관이나 혈관복합체를 제작할 수 있어 비교적 압력이 높은 혈관이나 복잡한 혈관구조인 음경해면체 등에 적용할 수 있을 것으로 기대되고, 혈관의 일부를 대체하거나 손상된 음경을 재건하는 대체조직 및 그 제조기술로 사용 가능하며, 실용화 가능성이 높고, 3D 프린팅기술을 임상에 적용하여 환자 맞춤형으로 음경과 같은 복잡혈관구조를 제작할 수 있기 때문에 맞춤형 인공혈관/혈관복합체 제작기술의 확보 및 진보에 기여할 수 있다.
도 7은 인공 음경백막의 나선형 내부 지지체를 건조 시킨 후에 획득한 주사전자 현미경 사진들로서, 나선형 스트랜드 구조를 갖는 튜브형 스캐폴드를 2.5% Glurtaraldehyde 을 이용하여 2시간 동안 고정하고, PBS(Phosphate buffered saline)로 3회 washing 한 후, 50%-60%-70%-80%-90%-100%에탄올에 각 10분씩 Dehydration 시킨 후 하루동안 건조(dry)해서 획득한 SEM(주사전자 현미경) 이미지들(Images)이다.
도 8은 HUVEC(내피세포)와 SMC(평활근 세포)의 배양 2주 후 주사전자 현미경 사진들로서, 세포 실험 이미지들이다.
세포 실험을 하기 위해, 튜브형 스케폴드를 0.5cm 길이로 자른 후 70% 알코올로 5분씩 3번 소독하고, 완충액으로 5분씩 3번 세척 후 UV로 30분 멸균하여 충분히 말리고, 멸균된 스케폴드는 세포 배양액에 하루 동안 전처리 하였다. 배양액에 섞은 평활근세포 5x105/50ul 개를 각 스케폴드 위에 점적하고, 3시간 후에 배양액을 채워주었고, 3일 배양 후 내피세포 5x105/50ul 개를 각 스케폴드 위에 점적하고 3시간 후에 배양액을 채워주었다. 2주일 배양 후 주사전자현미경 촬영을 위해 PBS로 세척하고 2.5% glutaraldehyde로 상온에서 2시간 고정하였다. PBS로 세척하고 에탄올을 이용하여 탈수시킨 후 백금 코팅하여 촬영하였다.
그리고, 도 9는 HUVEC(내피세포)와 SMC(평활근 세포)의 배양 2주 후 면역형광염색 사진으로서, 평활근세포와 내피세포는 스케폴드에 함께 배양 2주 후 메탄올(Methanol)로 고정하였다. 그리고 PBS(Phosphate-buffered saline)로 5분씩 세 번 세척한 후 3% normal Chicken serum에 1시간 반응시키고, 다시 PBS로 세 차례 세척 후에 12시간동안 일차항체 반응(1차항체: 평활근세포 (α-smooth muscle actin), 내피세포 (α-flk1))을 시키고, PBS를 이용해 5분 간격으로 세 번 세척한 후 Alexa Fluor 594 chicken anti-rabbit, Alexa Fluor 488 chicken anti-mouse에 1시간 반응시키고, Mounting medium (with DAPI)으로 조직을 mounting하고 Confocal Microscopy를 이용해 관찰한 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 실시 예들을 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예들 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술한 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 다공성 중합체 20: 인공 음경백막
21: 내부 지지체 22: 외부 지지체
21: 내부 지지체 22: 외부 지지체
Claims (2)
- 음경 해면체를 형성하는 다공성 중합체와,
상기 다공성 중합체를 덮는 생분해성 인공 음경백막을 포함하여 구성되며:
상기 인공 음경백막은,
상기 다공성 중합체의 둘레에 나선형으로 구비되는 내부 지지체와, 상기 내부 지지체의 외측에 구비되어 상기 내부 지지체를 덮는 외부 지지체를 포함하고;
상기 외부 지지체는, 상기 내부 지지체에 교차하도록 상기 다공성 중합체의 종축방향으로 구비되는 일직선 또는 파형(Wave Form)의 스트랜드(Inner Strand)를 포함하는 음경용 인공 생체조직. - 제1항에 기재된 음경용 인공 생체조직의 제조방법으로서:
상기 인공 음경백막의 형상 데이터를 전송받는 형상 데이터 수신단계; 그리고
상기 형상 데이터를 기반으로, 상기 다공성 중합체의 외부에, 상기 나선형의 내부 지지체와 상기 일직선 또는 파형의 스트랜드를 갖는 상기 외부 지지체를 형성해서 3D 프린팅 방식으로 인공 음경백막을 제조하는 단계를 포함하는 음경용 인공 생체조직의 제조방법.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002515292A (ja) * | 1998-05-21 | 2002-05-28 | チルドレンズ メディカル センター コーポレーション | 海綿体組織によるペニス再建術 |
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Family Cites Families (5)
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- 2016-09-02 KR KR1020160113125A patent/KR102685018B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2002515292A (ja) * | 1998-05-21 | 2002-05-28 | チルドレンズ メディカル センター コーポレーション | 海綿体組織によるペニス再建術 |
| JP2008505728A (ja) | 2004-07-12 | 2008-02-28 | ボストン サイエンティフィック リミテッド | 生理活性薬剤コーティング及び生分解性鞘を含む複合血管移植片 |
| JP2014042844A (ja) * | 2007-08-31 | 2014-03-13 | Kitozyme Sa | 中空器官又は中空器官の一部の生体内での再建を促進するためのプロテーゼ |
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