KR20100003700A - 플러그 부재를 가진 뼈 앵커 및 플러그 부재를 뼈 앵커 내에 삽입하기 위한 툴 - Google Patents

플러그 부재를 가진 뼈 앵커 및 플러그 부재를 뼈 앵커 내에 삽입하기 위한 툴 Download PDF

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Abstract

본 발명의 뼈 앵커(2)는 제 1 단부(8)와 제 2 단부(9)를 갖는 축(7)과, 상기 제 1 단부(8)로부터 제 2 단부(9)까지 연장되어 있는 채널(11, 12)과, 상기 채널 내에 삽입할 수 있으며 제 2 단부에서 채널을 폐쇄하기 위하여 채널을 통하여 안내될 수 있는 플러그 부재(30, 40, 41)를 구비하여 제공된다. 상기 뼈 앵커는 안내 와이어가 뼈 앵커를 통하여 안내될 수 있도록 뼈 앵커가 뼈에 고정된 후에 플러그 부재가 뼈 앵커의 개방 단부가 폐쇄되도록 삽입되는 최소 침습성 수술에 적절하다. 뼈 시멘트 또는 약학 제재는 뼈 앵커 내로 주입할 수 있다.

Description

플러그 부재를 가진 뼈 앵커 및 플러그 부재를 뼈 앵커 내에 삽입하기 위한 툴{Bone anchor with plug member and tool for inserting the plug member into the bone anchor}
본 발명은 중공의 축과 한단부에서 축을 폐쇄하기 위하여 축에 삽입할 수 있는 플러그 부재를 가진 뼈 앵커에 관한 것이다. 본 발명은 또한 플러그 부재를 삽입하기 위한 툴에 관한 것이다. 뼈 앵커는 최소 침습성 수술(MIS)에 특히 적합하다.
WO 01/26568 A1호에는 축방향 구멍과 복수의 방사방향 구멍을 구비한 나사 헤드와 나사이를 가진 축을 가진 뼈 나사 형태의 뼈 앵커가 개시되어 있다. 축방향 구멍은 나사 헤드측으로 개방되어 있고 나사축의 자유 단부에서 폐쇄되어 있다. 공지의 뼈 나사는 축 안으로 뼈 시멘트를 주입하여 뼈에 고정될 수 있다. 이는 영구적으로 뼈 앵커를 안정되게 고정할 수 있다.
중공 축을 가진 뼈 나사 형태의 뼈 앵커는 또한 US 5,047,030으로부터 알려 져 있다. 뼈 나사의 내부는 종방향 통로와 접하는 방사방향으로 연장된 횡단 통로를 가지고 있다. 종방향 통로는 나사의 양단부에서 개방되어 있고 혈액이나 다른 물질을 흡인하기 위하여 진공을 적용하기 위하여 나사 헤드 둘레의 영역 내에서 튜브를 거쳐 진공 펌프를 연결하는 것이 가능하다.
WO 02/38054 A2, US 2004/0122431 A1 및 US 2004/0147929 A1에는 나사이를 가진 관형부와 나사이를 가진 관형부에 연결할 수 있는 팁부를 가진 뼈 나사가 개시되어 있다. 나사이를 가진 관형부는 그 벽에 복수의 홈을 가지고 있다. 나사이를 가진 관형부는 뼈 시멘트로 채워질 수 있다.
최소 침습성 수술은 많은 경우에 적용되고 있다. 최소 침습성 수술의 몇몇 경우에 안내 와이어는 이식 위치에서 임플란트를 위치시키기 위하여 사용된다. 최소 침습성 접근은 통상 피부를 통하여 경피적으로 이루어진다.
본 발명의 목적은 최소 침습성 수술의 이식 부위에 위치시키기에 적절하며 광범위하게 적용할 수 있으며 뼈 시멘트나 다른 물질을 채울 수 있는 뼈 앵커를 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 뼈 앵커와 청구항 12에 따른 툴에 의해 에 의해 달성된다. 다른 특징은 종속 청구항에 개시되어 있다.
본 발명에 따른 뼈 앵커는 통상적인 외과 수술이나 최소 침습성 수술 모두에 사용될 수 있는 잇점이 있다. 최소 침습성 수술에 적합화 할 수 있도록 현존하는 공동의 뼈 나사를 위한 플러그 부재를 제공할 수도 있다.
플러그 부재를 가진 뼈 앵커는 뼈 앵커의 끝부분에서 주입된 뼈 시멘트의 누출이 방지된다. 이는 도관 구조의 손상을 감소 시킬 수 있다.
본 발명의 잇점 및 다른 특징을 첨부된 도면을 참조하여 하기 실시예에 의해 명백해질 것이다.
도 1 내지 도 8은 본 발명에 따른 뼈 앵커의 제 1 실시예를 도시한다. 뼈 고정 장치(1)는 뼈에 고정하기 위한 뼈 앵커(2)와, 로드(4)를 수용하기 위한 수용부(3)와, 뼈 앵커(2)와 고정 요소(6) 상에서 작용하는 가압 요소(5)를 구비한다. 기술된 실시예에 따른 뼈 고정 장치(1)는 뼈 앵커(2)가 뼈 앵커를 척추의 로드(4)에 고정하는 수용부(3) 내에서 선회가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 소위 다축 뼈나사로 형성된다. 로드에 대한 뼈 앵커의 각도 위치는 고정 요소(6)에 의해 고정할 수 있다.
특별히 도 3에 도시된 바와 같이, 뼈 앵커(2)는 제 1 단부에 헤드(8)를 가지며, 팁으로서 성형될 수도 있는 자유 제 2 단부(9)를 구비한 축(7)을 갖는다. 도시된 본 실시예에서, 헤드(8)는 구면 분절 형상이다. 또한, 뼈 나사(10)는 적어도 축(7)의 외측 표면 부분에 구비된다.
뼈 앵커(2)는 중공이다. 이는 제 1 단부로부터 헤드(8)와 축(7)을 통하여 제 2 단부(9)까지 연장된 실제적으로 동축인 구멍(11)을 구비한다. 제 2 단부와 인접한 부분(12)에서, 구멍의 직경은 축(7)의 주요부보다 작으며, 이에 따라 축(7)의 내측에 쇼올더(13)를 형성한다. 제 1 단부(8)의 자유 단부에서, 결합 구조체(14)는 툴로 결합하기 위해 구비되어 있다. 축(7)의 벽에서, 복수의 구멍(15)은 외측과 구멍(11)을 연결하도록 구비되어 있다. 구멍(15)의 갯수, 크기 및 배열은 뼈 앵커 내로 뼈 시멘트나 약학 제재를 위한 출구를 형성할 목적으로 뼈 앵커(2)의 전체 치수에 따라 형성된다.
구멍(11)의 직경, 특히 부분(12)의 직경은 최소 침습성 수술에서 보통 사용 되는 안내 와이어가 뼈 앵커(2)를 통하여 안내될 수 있도록 형성된다.
특히, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 수용부(3)는 제 1 단부(3a)와 대향하는 제 2 단부(3b)를 가진 실제적으로 원통형 형상이다. 수용부(3)는 뼈 앵커의 제 1 단부(8)가 수용부(3) 내에서 선회가능하게 지지되도록 제 2 단부(16) 쪽으로 테이퍼져 있는, 제 1 단부로부터 제 2 단부 방향으로 연장된 동축 구멍(16)을 구비한다. 더욱이, 수용부는 제 1 단부(3a)로부터 시작하여 제 2 단부(3b) 방향으로 연장되어 있는 실제적으로 U자 형상의 홈(17)을 가지며 이에 의해 두 개의 자유 레그(18a, 18b)가 형성된다. 내부 나사(19)는 고정 요소(6) 내에 나사결합을 하기 위하여 상기 자유 레그(18a, 18b)의 일부분에 구비된다. 실시예에 있어서, 고정 요소(6)는 내부 나사이다.
가압요소(5)는 로드(4)를 가압하도록 내부나사(6)가 조여질 때, 뼈 앵커의 헤드(8)를 가압하도록 작용한다. 가압요소(5)는 동축 구멍(16) 내로 도입되고 그 안에서 축방향으로 이동되도록 형성된다. 이는 헤드(8)가 대면하는 측면에 헤드(8)에 압력을 분배하기 위하여 실제적으로 구면 홈(20)을 구비하고 반대 측면에 로드(4)를 수용하기 위한 실제적으로 원통형인 홈(21)을 구비한다. 이는 또한 안내 와이어를 안내하고 거기를 통과하는 나사 툴을 안내하기 위한 동축 구멍(22)을 구비한다.
도 4 내지 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 뼈 앵커는 자유 제 2 단부(9)의 단부 부분(12)에서 축(17)의 구멍(11)을 폐쇄하는 플러그 부재(30)를 더 구비한다. 플러그 부재(30)는 구멍(11)으로 도입될 수 있는 별개의 부분이다. 도 4 내지 도 8에 도시된 실시예에서, 플러그 부재(30)는 축(7)의 부분(12) 안에 결합될 수 있는 직경을 가진 제 1 원통형 부분(31)을 구비한다. 제 1 원통형 부분(31)의 자유 단부에서 모깎이 부분(32)은 플러그 부재의 도입을 용이하게 하기 위하여 구비될 수도 있다. 모깎이 부분(32)에 대향하여 플러그 부재는 구멍(11)의 내경에 맞는 직경의 제 2 원통형부(33)를 구비한다. 제 1 원통형 부분(31)과 제 2 원통형 부분(33) 사이의 전이부(34)는 구멍(11)의 주요부와 감소된 직경을 가진 단부 부분(12) 사이에서 쇼올더(3)의 형상과 맞도록 성형되도록 구비되어 있다. 그러므로, 쇼올더(13)는 플러그 부재의 도입을 위한 정지부를 형성한다.
제 2 원통형 부분(33)의 자유 단부에는 복수의 직립 지지 스프링(35)이 구비되어 있다. 지지 스프링(35)은 제 2 원통형 부분(33)의 직경보다 작은 직경을 가진 원 내에 배열되어 있고 외측 및/또는 내측을 탄성적으로 이동가능하도록 탄성을 가진다. 그들의 자유 단부에서, 지지 스프링(35)은 후술할 툴과 착탈가능하게 각각 결합되는 캐치(36)를 구비한다. 지지 스프링(35)은 캐치(36)의 그들의 외측 부분이 제 2 원통형 부분(33)의 직경의 외측으로 돌출되지 않도록 배열되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 플러그 부재(30)가 구멍(11) 내에 완전히 삽입될 때, 구멍(11) 내로 도입된 뼈 시멘트나 약학 제재가 제 2 단부(9)를 통하여 도망가지 못하도록 제 2 부분(12)에서 구멍을 폐쇄한다.
뼈 앵커, 수용부, 가압요소, 고정 나사의 재료는 이들 장치에서 통상적으로 사용되는 모든 재료를 사용할 수 있고, 특히, 생체공학적 금속, 예를 들면 티타늄 또는 스텐레스강, 또는 금속 함금, 예를 들면 PEEK와 같은 생체공학적 플라스틱으 로 제조할 수도 있다. 로드는 로드가 순수히 고정을 제공하는가 동적인 안정성을 제공하는가에 따른 적용에 따라 금속 또는 플라스틱으로 제조할 수 있다. 플러그 부재의 재료는 앵커의 재료와 같은 재료이든지 아니면 다른 재료로 할 수도 있다. 플러그 부재의 적절한 재료는 특정 티타늄과 티타늄 합금, 임플란트용으로 사용되는 스텐레스강과 PEEK이다.
플러그 부재의 제 2 실시예가 도 9에 도시되어 있다. 플러그 부재(40)는 제 2 부분(12) 내에서 구멍(11)의 내경보다 크고 축(7)의 주요부 내에서 구멍(11)의 내경보다 작은 볼의 직경을 가지고 형성된 볼형상이다. 볼형상 플러그 부재(40)는 금속과 같은 고비중을 가진 재료로 만들어지는 것이 바람직하고, 이에 의해 플러그부재(40)는 자중에 의해 도입되어 낙하한다.
도 10은 플러그 부재(41)를 가진 뼈 앵커의 제 3 실시예를 도시하는 데, 이는 플러그 부재(30)가 지지 스프링(35)을 구비하지 않은 것만이 다르며 지지 스피링(35) 대신에 홈(42)이 툴로 결합되도록 작용하는 제 2 원통형부 내에 구비되어 있다. 다른 모든 부분은 플러그 부재(30)와 동일하다.
다축 뼈 나사가 뼈 앵커를 구비한 뼈 고정 장치로서 도시되어 있으나 다른 모든 뼈 앵커는 본 발명에 의해 커버된다. 예를 들면, 뼈 앵커(2)의 헤드가 로드를 수용하도록 성형된 단축 뼈 나사가 사용될 수도 있다. 뼈 앵커는 축에 구비되어 있는 뼈나사를 더 가질 필요가 없다. 뼈 안에서 보유되도록 걸개 요소를 가진 밀어 넣어 돌리는 앵커로 형성할 수도 있다. 뼈 앵커는 또한 매끄러운 외표면을 갖는 뼈 걸림편으로써 형성할 수도 있다.
플러그 부재의 다른 수정도 고려할 수 있다. 예를 들면, 플러그 부재는 디스크 형상, 원추 형상 또는 다른 어떤 형상도 가질 수 있다.
플러그 부재를 뼈 앵커 내에 삽입하기 위한 제 1 실시예를 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다. 툴(50)은 도 4 내지 도 8에 도시된 형식의 플러그 부재를 삽입하기에 특별히 적절하다. 툴(50)은 파지를 위한 핸들(51)과 핸들(51)을 통하여 연장되어 있는 삽입 튜브(52)를 구비한다. 삽입 튜브(52)는 중공이며 플러그 부재(30)가 구멍(11)의 단부에 위치될 수 있도록 적어도 축의 길이만큼의 길이를 가진다. 삽입 튜브(52)의 내경은 캐치(36)를 가진 지지 스프링이 일정 거리 만큼 내측으로 이동하도록 플러그 부재의 지지부(35) 상에 삽입 튜브(52)가 놓여지도록 한다. 이러한 방법으로, 이들은 삽입 튜브(52)의 단부에 파지된다. 삽입 튜브(52)는 그 단부 내측에 캐치(36)와 협동하는 홈을 가진다. 삽입 튜브(52)의 외경은 구멍(11)의 내경보다 약간 작으며, 이에 의해 삽입 튜브(52)는 구멍(11) 내에 도입될 수 있다. 삽입 튜브(52)는 핸들(51)을 통하여 연장되어 있어서 삽입 튜브(52)의 개방 단부(53)는 핸들(51)의 단부 부분과 실제적으로 동일 평면이다. 도 11은 뼈 앵커(2), 플러그 부재(30), 툴(50)의 분해도이다. 도 12에 있어서, 플러그 부재(30)는 툴(50)에 의해 파지된다. 삽입 튜브(52)가 핸들(51)을 통하여 연장되어 있기 때문에 안내 와이어가 개방 단부(53)를 통하여 튜브 부분 내로 안내될 수 있다.
도 13 및 도 14는 뼈 앵커에 대한 툴의 제 2 실시예의 두 위치를 도시한다.
본 실시예에 따른 툴(60)은 주사기(6)로 형성되어 있다. 주사기(60)는 뼈 앵커(2)에 뼈 시멘트나 약학 제재를 주입하기에 특별히 적합하다. 주사기는 파지하기 위한 핸들(61)을 가진 주사기통과 뼈 시멘트나 약학 제재를 주사 바늘이나 튜브(63) 내로 밀어 넣기 위한 플런저(62)를 구비한다. 주사 바늘이나 튜브(63)는 플러그 부재(41)의 홈(42) 내에 결합하게 하든가 플러그 부재(30)를 파지할 수 있도록 형성되어 있다. 주사 바늘이나 튜브(63)는 플러그 부재가 구멍(11)의 단부에 위치되도록 충분히 길어야 한다.
이들 툴의 수정도 고려할 수 있다. 예를 들면, 삽입 튜브(52 또는 63)는 뼈 앵커의 비적선형 채널에 적합해야 하므로 가요성이어야 한다. 예를 들면, 플러그 부재를 파지하고 해제하는 기능을 가진 다른 모든 파지 기구가 사용가능하다.
뼈 앵커의 사용에 대하여, 도 15 및 도 16을 참조하여 설명한다. 도 15 및 도 16은 최소 침습성 수술에 의해 뼈 앵커의 이식을 도시한 도면이다. 제 1 단계에서, 안내 와이어(100)는 피부(101)를 통하여 척추 칼럼의 척추(102)에 뼈 앵커의 최종 위치에 위치시킨다. 플러그 부재는 본 단계에서 뼈 앵커 내에 삽입되지 않는다. 그 후에, 뼈 앵커(2) 또는 도 15에 도시된 바와 같이, 뼈 앵커는 수용부(3)와 가압 요소(15)와 예비 조립되고, 안내 와이어(100)는 뼈 앵커의 제 1 단부(9)로부터 뼈 앵커와 수용부(3)를 통하여 안내된다. 다음으로, 제 2 단계에서, 도시된 바와 같이, 뼈 고정 장치(1)는 안내 와이어(100)를 따라 최종 이식 위치인 척추(102)로 안내되고 최종적으로 병절에 나사 고정된다. 그 후에, 제 3 단계에서, 도시된 바와 같이, 안내 와이어가 제거된다.
도 16a 내지 도 16c는 플러그 부재의 도입 단계인 제 4 단계를 도시한다. 도 16a에 도시된 바와 같이, 툴(50)은 플러그 부재(30)를 뼈 앵커(2) 내에 넣는 데 사용된다. 도 16b 및 도 16c는 플러그 부재(30)가 삽입 튜브(52)에 삽입된 뼈 앵커(2)의 측면도 및 확대 단면도이다. 그 다음에, 플러그 부재(30)는 안내 와이어(100)(도시 안 됨)를 삽입하여 툴로부터 분리시키고 안내 와이어(100)를 플러그 부재에 대하여 밀어서 플러그 부재가 최종적으로 쇼올더(13) 상에 놓이도록 밀고 뼈 앵커를 폐쇄한다. 그 후에, 뼈 시멘트나 약학 제재를 주입하고 이는 구멍(15)을 통하여 둘러싸고 있는 뼈 재료에 배출된다. 이는 자유 단부(9)가 플러그 부재에 의해 막혀 있으므로 뼈 앵커의 자유 단부(9)를 통하여 배출되지 못한다. 이는 앵커가 헐겁게 되든가 도관 구조를 손상시킬 수도 있는 뼈 시멘트가 자유 단부(9)에서 누설되지 않기 때문에 안정되게 고정되는 결과가 된다.
플러그 부재(40)가 볼 형상일 경우에, 플러그 부재(40)는 구멍(11)의 상부 부분으로만 들어 오고 이 때문에 자중에 의해 낙하되어 자유 단부(9)를 폐쇄한다.
다른 방법에 있어서, 플러그 부재(30 또는 41)는 뼈 시멘트나 약학 제재를 담고 있는 주사기(60)의 주사 바늘(63)로 파지되고 플러그 부재는 뼈 시멘트나 약학 제재가 뼈(11) 내로 주입을 통하여 자유 단부가 폐쇄될 때까지 주입된다.
적어도 두 개의 뼈 앵커가 고정된 후에, 로드(4)가 삽입되어 고정 요소에 의해 고정된다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 뼈 앵커의 분해 사시도이다.
도 2는 로드가 고정된 조립된 상태를 도시한 도 1의 뼈 앵커를 도시한 도면이다.
도 3은 로드축을 포함하는 평면을 취한 도 2의 뼈 앵커의 단면도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 뼈 앵커에 사용된 플러그 부재의 상면도이다.
도 5는 도 4의 플러그 부재의 사시도이다.
도 6은 플러그 부재의 측면도이다.
도 7은 플러그 부재의 단면도이다.
도 8은 도 4 내지 도 7의 플러그 부재가 뼈 앵커 내에 삽입된 상태를 확대 도시한 단면도이다.
도 9는 다른 플러그 부재를 가진 뼈 앵커의 제 2 실시예의 확대 단면도이다.
도 10은 다른 플러그 부재를 가진 뼈 앵커의 제 3 실시예의 확대 단면도이다.
도 11은 플러그 부재를 뼈 앵커에 삽입하기 위한 툴의 제 1 실시예를 도시한 분해도이다.
도 12는 플러그 부재가 조립된 도 1의 툴과 함께 도시한 사시도이다.
도 13은 뼈 시멘트가 주입되는 위치에서의 제 2 실시예의 뼈 앵커를 도시한 사시도이다.
도 14는 제 2 실시예의 뼈 앵커가 최소 침습 수술의 툴을 가진 뼈 앵커의 분 해도이다.
도 15는 뼈 앵커가 최소 침습성 수술에 사용되는 단계 1 내지 단계 3을 도시한 도면이다.
도 16a는 내지 도 16c는 뼈 앵커가 최소 침습성 수술에 사용되는 단계 4를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 뼈 고정 장치 2 : 뼈 앵커
3 : 수용부 4 ; 로드
5 : 가압 요소 6 : 고정 요소
7 : 축 8 : 제 1 단부
9 : 제 2 단부 11, 15 : 구멍
17 : 홈 35 : 지지 스프링

Claims (14)

  1. 제 1 단부(8)와 제 2 단부(9)를 가진 축(7)과,
    상기 제 1 단부(8)로부터 상기 제 2 단부(9)까지 연장되어 있는 채널(11, 12)과,
    상기 제 1 단부(8)로부터 상기 채널 내로 삽입될 수 있으며 상기 제 2 단부(9)에서 상기 채널을 폐쇄하기 위하여 상기 채널을 통하여 안내되는 플러그 부재(30, 40, 41)를 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플러그 부재의 삽입을 제한하기 위하여 상기 제 2 단부(9) 근처에 정지부(13)를 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 채널은 최소 침습성 수술을 위하여 그 내부에 안내 와이어(100)를 수용하도록 치수 결정된 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플러그 부재(40)는 볼형상인 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플러그 부재(30, 41)는 실제적으로 핀형상인 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 플러그 부재는 툴과 결합하기 위한 결합 구조(35, 42)를 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 결합 구조는 지지 스프링(35)을 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 결합 구조는 홈(42)을 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 축(7)은 그 벽에 복수의 구멍(15)을 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단부(8)는 헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 헤드(8)는 로드(4)를 수용하기 위하여 수용부(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 툴은 상기 플러그 부재(30, 41)를 파지하기 위한 결합부(52, 63)를 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 채널(11) 내에 수용되도록 형성되고 튜브 형상인 도입부(52, 63)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 도입부는 뼈 시멘트를 주입하기 위한 주사기의 주사바늘로 형성된 것을 특징으로 하는 뼈 앵커.
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