TWI609699B - 絲質水凝膠組成物及絲質水凝膠面膜 - Google Patents
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Abstract
本文揭示一種絲質水凝膠組成物,該組成物包括基於該組成物之總重量的0.01-30重量%之絲蛋白粉及0.01-10重量%之尿素。根據本揭示案,可提高絲蛋白材料之溶解度及在短時間內實施膠凝,由此容許連續製程。此外,絲質水凝膠組成物可在切割之後直接封裝以避免對額外製程之需要,由此增強製作安全性及效率。此外,本揭示案之絲質水凝膠組成物呈現高強度及高附著性,可控制水分釋放速率,憑藉使用對人體具有高親和性之絲質材料而減少皮膚刺激,在含水量、保濕活性、去角質、提亮膚色,及減輕面部發紅方面有效,由此可用於化妝面膜。
Description
本揭示案係關於一種絲質水凝膠組成物及一種絲質水凝膠面膜。更特定而言,本揭示案係關於藉由將絲蛋白粉溶解至尿素水溶液中而具有縮短之膠凝時間的絲質水凝膠組成物,及使用該絲質水凝膠組成物之一絲質水凝膠面膜。
近期,使用水凝膠之護膚已在化妝品、護膚產品,或類似物之領域中之多個方面廣泛應用。慮及水凝膠面膜之效應、活性及調配物,水凝膠面膜經評估為具有最尖端技術之形式。該水凝膠面膜係護膚輸送系統,該系統被設計成藉由交聯化妝品材料與水凝膠中之水溶性聚合物或藉由使用聚合物之載體特性而將化妝品材料儲存在聚合物內,而連續及高效地轉移活性化妝品材料之活性成分的效應及活性。與包括浸有精華之非織織物的片狀面膜類型相比,水凝膠面膜幾乎不顯示弛垂,及提供良好使用感受,但其不利之處是物理強度不足。水凝膠自身過於光滑,從而無法提供高附著性,或水可能自水凝膠快速分離,使得活性成分無法充分輸送至
皮膚。為克服水凝膠之該種物理缺點,已試圖應用絲蛋白。
同時,依據纖維內部與外部之取向度、胺基酸成分之含量及分子量及結晶性,絲一般而言可分為絲纖維蛋白及絲膠兩種類型。絲纖維蛋白及絲膠呈現75:25之絲纖維蛋白:絲膠比率。由於絲膠具有高溶解度,因此,一般而言,絲膠在精製製程期間被去除,使得絲纖維蛋白以所謂絲織物之形式被單獨留存,該絲織物廣泛用於醫學用途及服裝。絲蛋白具有極優之成膜能力,及在應用於人體時不呈現排斥反應。絲蛋白薄膜或水凝膠在類似於人類皮膚之潤濕狀態下具有優良之溶氧滲透性,此情況表明該薄膜對創傷敷材及人造皮膚系統之適用性。
根據相關技術,大多數使用絲之護膚面膜係藉由用精華浸漬絲製作而成,及常使用絲膠而非絲纖維蛋白。此情況是因為,與水不溶性絲纖維蛋白相比,水溶性絲膠憑藉其低分子量而便於使用,及已知水溶性絲膠具有天然保濕活性。迄今尚無在水凝膠面膜中使用絲膠之實例,因為分子量較低之絲膠僅適用於充當水凝膠面膜之活性成分,及幾乎不適用於充當膠凝劑。絲纖維蛋白係聚合物,及在受到化學刺激時經歷構造變化,使得絲纖維蛋白可足以用作膠凝劑。當將絲纖維蛋白用作膠凝劑時,絲纖維蛋白呈現高於習用水凝膠之附著性,及促進活性成分之輸送。儘管有已知的使用絲蛋白之水凝膠面膜,但該等面膜呈現令人不滿意之使用感受及歸因於使用絲纖維蛋白溶液的低效生產率。
一般而言,絲蛋白係經由鹼精製製程以溶液之形式
生產而成,該鹼精製製程包括在溫度適宜之鹼水(例如皂精製或皂蘇打)中處理絲蛋白達預定時間之久。生成之已去除絲膠之絲蛋白溶液是有利的,因為當將該溶液應用至調配物中時無需再次溶解絲蛋白。然而,穩定性較低之絲蛋白溶液實質上需要冷凍及在物理衝擊或在經過某段時間之後經歷沉澱。此外,當由絲蛋白溶液製備水凝膠時,只有將絲蛋白浸沒至酒精中或在絲蛋白溶液中添加金屬鹽才能形成凝膠成品,及膠凝並非瞬間完成。相反,絲蛋白粉對物理衝擊具有較強抵抗,可在室溫下儲存,及具有成本效益。然而,與絲蛋白溶液相比,絲蛋白粉之溶解度較低。
由絲蛋白構成之薄膜由於其顯著之無規則線圈蛋白質構造而可在無需任何額外操作之情況下溶解於水中。由此,蛋白質構造特性可藉由加熱、機械拉伸、浸沒至極性有機溶劑中,及在水蒸氣中進行固化處理來自無規則線圈轉變為β折疊片形式。該種構造變化可導致水不溶性,但提供比由純絲蛋白製成之薄膜更柔軟之系統。
儘管已開發出眾多使用絲之面膜,但沒有利用絲之有利特性之面膜。因此,需要提供利用絲之有利特性及彌補水凝膠之缺點的理想絲質水凝膠面膜。
本揭示案將解決之技術問題係提供一種用於製造絲質水凝膠面膜及絲質水凝膠組成物之方法,其中,將絲蛋白粉溶解於尿素水溶液中以增大絲蛋白材料之溶解度、在短時
間內執行膠凝,及容許進行連續製程。
在一一般態樣中,提供有一絲質水凝膠組成物,該組成物包括基於該組成物總重量的0.01-30重量%之絲蛋白粉及0.01-10重量%之尿素。
根據一實施例,絲蛋白粉之分子量可為1000-400000。
根據另一實施例,該組成物可進一步包括增稠劑。
根據又一實施例,增稠劑可為聚矽氧增稠劑、油增稠劑,或丙烯酸增稠劑。
根據又一實施例,聚矽氧增稠劑或油增稠劑之含量基於該組成物之總重量可為0.01-30重量%,及丙烯酸增稠劑之含量基於該組成物之總重量可為0.01-5重量%。
根據又一實施例,該組成物之強度可為0.1kgf/cm2-1.5kgf/cm2。
在另一一般態樣中,提供有一種用於製造絲質水凝膠面膜之方法,該方法包括以下步驟:將絲蛋白粉溶解在尿素水溶液中;使生成之組成物膠凝;及使生成之膠凝產物成形為所需形狀。
根據一實施例,可實施膠凝操作達0.1秒至10分鐘之久。
根據另一實施例,可在一連續製程中實施膠凝及成形步驟。
在又一一般態樣中,提供有藉由該方法所獲得之絲質水凝膠面膜。
根據用於製造本揭示案之絲質水凝膠組成物之方法,可能提高絲蛋白材料之溶解度及在短時間內實施膠凝,從而容許連續製程。此外,可在切割之後直接封裝絲質水凝膠組成物以避免需要進行額外處理,從而增強生產安全性及效率。而且,本揭示案之絲質水凝膠組成物呈現較高強度及附著性,可以控制水分釋放速率,憑藉使用對人體之親和性較高之絲質材料來降低皮膚刺激,在含水量、保濕活性、去角質、提亮膚色及減輕面部發紅方面有效,及由此可用於化妝面膜。
10‧‧‧內容物
11‧‧‧運送管
20‧‧‧托盤
30‧‧‧保護薄膜
40‧‧‧切割
A‧‧‧內容物排出
B‧‧‧塗覆
第1圖係一示意圖,該圖圖示根據先前技術之用於製造絲質水凝膠之一種方法。
第2圖係一示意圖,該圖圖示根據本揭示案之一實施例之用於製造絲質水凝膠之一種方法。
第3圖係一圖表,該圖表圖示根據本揭示案之一實施例之絲質水凝膠的水分排出速率。
第4圖係一圖表,該圖表圖示根據本揭示案之一實施例之絲質水凝膠之含水量。
第5圖係一圖表,該圖表圖示根據本揭示案之一實施例之絲質水凝膠的水分含量。
第6圖係一圖表,該圖表圖示根據本揭示案之一實
施例之絲質水凝膠的光學性質之變化。
現將在下文中參考附圖來更全面地描述示例性實施例,該等附圖中圖示示例性實施例。然而,本揭示案可以眾多不同之形式呈現,及不應被解釋為限定於本文介紹之示例性實施例。
第1圖圖示根據先前技術用於製造水凝膠面膜之一種方法。根據先前技術之水凝膠面膜需要較長之膠凝時間,因此基於一不連續製程,該製程包括排出(如A所示)內容物10及將該內容物置於托盤20上,向該內容物中添加金屬鹽或酒精,實施膠凝達數個小時(例如,24小時),然後,實施切割40(參看第1圖)。
根據本揭示案,如第2圖中所示,提供一種用於經由連續製程來製造絲質水凝膠面膜之方法,該製程包括在排出內容物10(如A所示)之同時實施塗覆(如B所示)及快速膠凝,以便連續實施切割40。
本揭示案提供一絲質水凝膠組成物,該組成物包括基於該組成物之總重量的0.01-30重量%之絲蛋白粉及0.01-10重量%之尿素。
絲蛋白粉之分子量可為1000-400000,但並非限定於此。
此外,絲質水凝膠組成物可進一步包括增稠劑。增稠劑可包括聚矽氧增稠劑、油增稠劑,或丙烯酸增稠劑。
根據一非限定性實施例,所包括之聚矽氧增稠劑或
油增稠劑的含量基於該組成物之總重量可為0.01-30重量%,及所包括之丙烯酸增稠劑的含量基於該組成物之總重量可為0.01-5重量%。
而且,該組成物之強度可為0.1kgf/cm2-1.5kgf/cm2,特定而言為0.8kgf/cm2-1.5kgf/cm2,及更特定而言為1.2kgf/cm2-1.35kgf/cm2。
根據本揭示案之絲質水凝膠面膜可藉由包括以下步驟之方法獲取:將絲蛋白粉溶解在尿素水溶液中;使生成之組成物膠凝;及使生成之膠凝產物成形為所需形狀。
在下文中,將更為詳細地說明用於製造絲質水凝膠面膜之該方法。
首先,將絲蛋白粉溶解在尿素水溶液中以獲取絲質水凝膠組成物。
對用於製備絲蛋白粉之方法並無特定限制,及可使用任一已知方法。以較佳之方式,可藉由利用鹼性水溶液處理去膠絲質材料,隨後進行磨粉,來製備絲蛋白粉。儘管絲蛋白溶液之穩定性較低,需要冷凍及在某段時間之後產生沉澱,但絲蛋白粉之穩定性極優。在本文中,由於絲蛋白粉自身充當膠凝劑,因此可在無需任何額外增稠劑或膠凝操作或利用少量增稠劑或膠凝劑之情況下,在數秒之短時間內實施膠凝。
絲蛋白粉之分子量可為1000-400000,但並非限定於此。
絲蛋白粉之使用量基於該組成物之總重量可為
0.01-30重量%,較佳為0.1-10重量%,及更佳為1-5重量%。當絲蛋白粉之使用量少於0.01重量%時,絲蛋白粉不提供膠凝劑之獨特特性。當絲蛋白粉之使用量高於30重量%,則絲蛋白粉中剩餘之鹽離子阻礙膠凝,使得無法充分獲取水凝膠。然而,適當量之鹽離子有助於膠凝,因此,絲蛋白粉之較佳之使用量為1-5重量%。
在本文中,可藉由將尿素溶解在室溫或較高溫度之水中來獲取尿素水溶液。可藉由將絲蛋白粉分散或溶解在尿素水溶液中來提高絲蛋白粉之溶解度。
尿素水溶液可包括尿素,尿素基於該組成物之總重量之含量為0.01-10重量%,較佳為1-10重量%,及更佳為1-5重量%。當尿素之存在量低於0.01重量%時,絲蛋白粉之溶解度無法得以有效提高。隨著尿素量增大,美白及去死皮細胞效果得以增強。然而,當尿素之存在量高於10重量%時,尿素導致皮膚刺激及水凝膠之使用性能之降級。
此外,尿素水溶液之濃度可為0.01-10重量%,但並非限定於此。
絲質水凝膠組成物可進一步包括增稠劑。對增稠劑並無特定限制,及增稠劑之特定實例包括自丁二醇、甘油、1,2-己二醇、二甲聚矽氧烷及環甲聚矽氧烷、丙烯酸羥乙酯、聚丙烯酸鈉、聚甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸酯、角叉菜膠、黃原膠、長角豆膠,及冷凝膠中選擇之至少一者。
在本文中,增稠劑可為聚矽氧增稠劑、油增稠劑,或丙烯酸增稠劑。
所包括之聚矽氧增稠劑或油增稠劑的含量基於該組成物之總重量可為0.01-30重量%,較佳為0.1-5重量%。當所包括之聚矽氧或油增稠劑的含量低於0.01重量%時,導致黏度之顯著下降,從而導致塗覆損耗。當所包括之聚矽氧或油增調劑的含量高於30重量%時,導致黏度之顯著提高,從而難以執行混合。
此外,所包括之丙烯酸增稠劑的含量基於該組成物之總重量可為0.01-5重量%,較佳為0.1-2重量%。當所包括之丙烯酸增稠劑的含量低於0.01重量%時,導致黏度之顯著下降,從而導致塗覆損耗。當所包括之丙烯酸增稠劑的含量高於5重量%時,導致黏度之顯著提高,從而難以執行混合。
然後,生成之絲質水凝膠組成物經受膠凝。可藉由自然冷卻來實施膠凝。膠凝時間之範圍可自0.1秒至10分鐘,較佳為0.1秒至3分鐘,但並非限定於此。特定而言,當在10-80℃之溫度下將生成之絲質水凝膠組成物的凝膠溶液傾倒至塗覆機器內時,凝膠藉由與塗覆同時之自然冷卻而在數秒至數分鐘內成形。如前所述,膠凝時間之範圍可自0.1秒至3分鐘。已經受膠凝之絲質水凝膠可在具有所需形狀之鑄模中經模製,或利用符合人體之部分之鑄模之刀片切割以提供化妝面膜。
最後,生成之膠凝產物經模製為所需之形狀以獲取面膜。可依據特定用途來獲取任何所需形狀。例如,如上所述之所獲取之凝膠可經切割及模製。
換言之,如第2圖中所示,根據本揭示案之用於製
造絲質水凝膠面膜之方法憑藉較短之膠凝時間而容許連續製程。相反,在根據相關技術製造水凝膠面膜時,則需要較長之膠凝時間,及應在實施膠凝之前若干時間(例如24小時)添加金屬鹽或酒精。由此,根據相關技術之水凝膠面膜生產基本上基於不連續製程(第1圖)。
此外,本揭示案提供強度為0.1kgf/cm2至1.5kgf/cm2之絲質水凝膠面膜。換言之,根據本揭示案之絲質水凝膠面膜之強度高達0.1kgf/cm2至1.5kgf/cm2,特定為0.8kgf/cm2至1.5kgf/cm2,及更特定為1.2kgf/cm2至1.35kgf/cm2。
根據本揭示案之絲質水凝膠組成物容許憑藉絲蛋白之存在而將化妝劑或藥劑自水凝膠組成物快速輸送至皮膚。特定而言,絲質水凝膠組成物控制成分之遷移速率持續不變,以便可將可接受之化妝劑量或藥劑量排出及輸送至皮膚。
此外,絲質水凝膠組成物呈現緊緻效應,在該效應中,絲蛋白由於溫度變化或物理變化而經歷構造變化,及水凝膠自身收縮。由於此情況,絲質水凝膠組成物具有極優之附著性以加速向皮膚輸送活性成分,及在用作剝撕式化妝面膜以提高便利時確保活性。此特性為絲質水凝膠之獨特特性,及在根據相關技術之水凝膠面膜中幾乎無法發現此特性。而且,該種緊緻效應除了收縮毛孔之外亦協助皮膚彈性護理及抗皺護理。不僅如此,絲係天然材料,對皮膚具有較高親和性,由此,根據本揭示案之絲質水凝膠面膜與習用面膜相比減少皮膚刺激。
根據本揭示案之絲質水凝膠組成物具有絲蛋白β結構,因此而呈現高強度及高潤脹比。該種高強度進一步提高絲質水凝膠之彈性以有助於改善使用感受及在絲質水凝膠組成物之製造期間進行切割/封裝。
此外,根據本揭示案之該組成物中絲蛋白之構造變化容許控制含水量。本揭示案之發明者發現含有絲蛋白之水凝膠的含水量高於習用水凝膠,此情況表明可向皮膚供應更大水分含量。此發現源於絲蛋白之結構特性。
根據本揭示案之絲質水凝膠組成物使用尿素以幫助溶解度較低之絲蛋白粉之鹽溶,及尿素自皮膚精細地去除死皮細胞。由此,根據本揭示案之絲質水凝膠提供更有效之供應充足水分含量、提亮膚色,及減輕面部發紅之效應。
根據本揭示案之絲質水凝膠組成物藉由使用絲蛋白粉來改善絲蛋白溶液之弱穩定性,容許在無需任何額外製程之情況下在數秒至數分鐘之較短時間內進行膠凝,及由此賦能連續製程以提高處理效率。
現將詳細描述實例及對照實例。以下實例僅以說明為目的,並非旨在限制本揭示案之範疇。
【製備實例1】絲蛋白粉之製備
將天然絲及蠶繭在85℃之0.5%(重量/體積百分比;w/v)碳酸鈉水溶液中煮1小時,及利用蒸餾水沖洗若干次,隨後在90℃下乾燥24小時。然後,在存在鹼之情況下使去膠絲水解。為此,基於絲纖維蛋白以10-40之比將反應容器充滿水。本文中所用之鹼為氫氧化鈣(Ca(OH)2)或氫氧化鋇
(Ba(OH)2)溶液,該溶液之濃度經調整為0.4-2.0w/v%(基於溶液之pH值11.5-12.4)。在90-100℃下將反應混合物加熱8-48小時,然後冷卻以獲取析出物。向分離出之析出物添加充足量水。然後,重複進行過濾及分離過程,直至鹼不再溶解為止。將生成之固體進行乾燥及磨粉以獲取分子量較高之不溶於水的絲蛋白粉。
【製備實例2】絲蛋白溶液之製備
將天然絲及蠶繭在85℃之0.5%(w/v)碳酸鈉水溶液中煮1小時,利用蒸餾水沖洗若干次,隨後在90℃下乾燥24小時。然後,藉由將絲熔化在莫耳比CaCl2:dH2O:EtOH為1:8:2之85℃溶液中達3分鐘以獲取8wt%去膠絲,將生成之產物導入分子量為3500之透析薄膜,以便該產物經受去鹽達3日。絲蛋白溶液之最終濃度為4%。
【實例1-3】
實例及對照實例中所用的水凝膠面膜之組成物成分及含量如以下表1所示。每一含量以基於該組成物之總重量之單位重量%來表達。
【測試實例1】水分排出速率之測定
將自實例1及對照實例1中獲取之水凝膠面膜切割為0.07cm x 1.2cm x 4cm之尺寸以提供樣品。將樣品放置在皮膚上,及在10、20、30、60,及90分鐘之後量測每一樣品之重量以測定每一樣品中排出之水分含量。測定結果如第3圖中所示。
【測試實例2】收縮率之測定
將自實例1、實例3,及對照實例1中獲取之水凝膠面膜切割為0.07cm x 1.2cm x 4cm之尺寸以提供樣品。將樣品放置在皮膚上,及在15分鐘之後量測每一樣品之總面積以測定每一樣品之水凝膠收縮率。以此方式,間接測定每一樣品之緊緻效應。水凝膠收縮率根據[(初始面積)-(收縮後面積)]/(初始面積)x 100%之公式計算得出。測定結果如以下表2中所示。
【測試實例3】減輕刺激之效應
將自實例1及對照實例1中獲取之水凝膠面膜切割為0.07cm x 1.2cm x 4cm之尺寸以提供樣品。將每一樣品取兩片放置在100個受測者之手臂上,然後,在30分鐘之後評估皮膚刺激程度。評估結果如以下表3中所示。
【測試實例4】抗拉強度之測定
將自實例1、實例3,及對照實例1中獲取之剝撕式水凝膠面膜切割為1.0cm x 8.0cm x 0.07cm之尺寸以提供樣品。在抗張測定器(美國Rheometric Scientific公司MInimat型試驗機)中使每一樣品在其兩端經受速率為10mm/分鐘之拉力以量測在黏著表面斷裂時之剪應力。每一測試實施5次,及計算平均值。測定結果如以下表4中所示。
【測試實例5】含水量測定
將自實例1及對照實例1中獲取之剝撕式水凝膠面膜切割為0.07cm x 1.2cm x 4cm之尺寸以提供樣品。在烘箱中在80℃下將每一樣品完全乾燥,再次將每一樣品浸沒至水中以、使其潤脹,及根據以下公式計算每一樣品之潤脹比。測定結果如第4圖中所示。
潤脹比=(初始重量-乾燥重量)/初始重量x 100
【測試實例6】使用感受之測定
使自實例1、實例2,及對照實例1中獲取之水凝膠面膜成形為類似於面部之形狀。然後,將100個20-30歲之女性分為小組,及實施有關每一水凝膠面膜之使用感受的問卷調差。調查結果如以下表5所示。大多數小組對關於含有絲之水凝膠(實例1及2)的所有調查項之回答呈現較高滿意度。在對照實例1與實例2時,隨著尿素含量增大,活性成分在去除死皮細胞之後更佳地滲透,從而使保濕感受及保濕效應尤其是提亮膚色方面的滿意度更高。
【測試實例7】水分含量之測定
將自實例1及對照實例1中獲取之水凝膠面膜切割為0.07cm x 1.2cm x 4cm之尺寸以提供樣品。將每一樣品放置在受測者臉頰處,及在15分鐘後利用水分測試儀量測水分含量。測定結果如第5圖中所示。
【測試實例8】提亮膚色效應及減輕面部發紅效應
將自實例1及對照實例1中獲取之剝撕式水凝膠面膜切割為0.07cm x 1.2cm x 4cm之尺寸以提供樣品。將每一樣品取兩片放置在兩側眼部之下,藉由使用偏光成像裝置量
測每一受測者之觀骨部位之光學性質,以評估提亮膚色效應及面部發紅情況之改善。評估結果如第6圖中所示。
【測試實例9】在含有尿素之情況下的溶解度測定
根據實例1及對照實例2製備水凝膠。利用裸眼觀測時,實例1中獲得平滑的水凝膠成品,而在不含尿素之對照實例2中則觀察到白色絲蛋白晶體。
【測試實例10】絲蛋白粉及絲蛋白溶液中之膠凝速率
在實例1與對照實例3之間實施膠凝速率之比較。製備相同量之每一樣品,及在不進行額外處理之情況下在室溫下實施膠凝。比較結果如以下表6中所示。
10‧‧‧內容物
20‧‧‧托盤
A‧‧‧內容物排出
Claims (10)
- 一種絲質水凝膠組成物,該組成物包括基於該組成物之總重量的0.01-30重量%之絲蛋白粉及0.01-10重量%之尿素。
- 如請求項1所述之絲質水凝膠組成物,其中,該絲蛋白粉之分子量為1000-400000。
- 如請求項1所述之絲質水凝膠組成物,該組成物進一步包括一增稠劑。
- 如請求項3所述之絲質水凝膠組成物,其中,該增稠劑係一聚矽氧增稠劑、一油增稠劑,或一丙烯酸增稠劑。
- 如請求項4所述之絲質水凝膠組成物,其中,該聚矽氧增稠劑或該油增稠劑之含量基於該組成物之總重量為0.01-30重量%,及該丙烯酸增稠劑之含量基於該組成物之總重量為0.01-5重量%。
- 如請求項1至5中任一項所述之絲質水凝膠組成物,該組成物之強度為0.1kgf/cm2-1.5kgf/cm2。
- 一種製造一絲質水凝膠面膜之方法,該方法包括以下步驟:將絲蛋白粉溶解至一尿素水溶液中; 使所生成之組成物膠凝;及使所生成之膠凝產物成形為所需形狀;以及其中該組成物包括基於該組成物之總重量的0.01-30重量%之絲蛋白粉及0.01-10重量%之尿素。
- 如請求項7所述之製造一絲質水凝膠組成物之方法,其中,該膠凝步驟實施時間為0.1秒至10分鐘。
- 如請求項7所述之製造一絲質水凝膠組成物之方法,其中,該膠凝步驟及該成形步驟以一連續製程方式實施。
- 一種絲質水凝膠面膜,該面膜藉由如請求項7至9中任一項所定義之該方法而獲取。
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