WO2005123037A1 - Triterpenhaltiger oleogelbildner, triterpenhaltiges oleogel und verfahren zur herstellung eines triterpenhaltigen oleogels - Google Patents

Triterpenhaltiger oleogelbildner, triterpenhaltiges oleogel und verfahren zur herstellung eines triterpenhaltigen oleogels Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oleogelbildner, der wenigstens ein hochdisperses Triterpen aufweist. Die Erfin­dung betrifft außerdem ein Oleogel, das eine unpolare Flüs­ sigkeit mit einem Anteil zwischen 80 Gew.% und 99 Gew.% bezo­gen auf das Gesamtgewicht des Gels und einen ein hochdisper­ses Triterpen aufweisenden Oleogelbildner mit einem Anteil zwischen 1 Gew.% und 20 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Gels aufweist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Ver­fahren zur Herstellung eines Oleogels.

Description

Beschreibung
Triterpenhaltiger Oleogelbildner, triterpenhaltiges Oleogel und Verfahren zur Herstellung eines triterpenhaltigen Oleo- gels
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oleogelbildner, ein Oleogel mit diesem Gelbildner und ein Verfahren zur Herstellung eines Oleogels.
Gele sind feindisperse Systeme aus einer flüssigen und einer festen Phase, wobei die feste Phase ein zusammenhängendes dreidimensionales Gerüst bildet und die beiden Phasen sich vollständig durchdringen. Man unterscheidet im wesentlichen zwischen hydrophilen Gelen und hydrophoben Gelen. Letztere werden auch als Oleogele bezeichnet. Oleogele basieren auf einer unpolaren Flüssigkeit, beispielsweise einem Öl, einem Wachs oder einem Paraffin, der ein Gelbildner zur Erzielung der gewünschten physikalischen Eigenschaften beigefügt ist.
Derartige Oleogele können je nach Zusammensetzung unterschiedlichsten Zwecken dienen.
Besonders im pharmazeutischen Bereich finden Oleogele Verwendung für topische Anwendungen. Bei diesen pharmazeutischen Oleogelen ist ein Gelbildner neben den pharmazeutisch wirksamen Substanzen in dem Gel vorhanden. Ein häufig verwendeter Gelbildner für pharmazeutische Oleogele ist hochdisperses Siliziumdioxid, das unter dem Handelsnamen Aerosil® erhältlich ist. Oleogele besitzen eine ausgeprägte Thixotropie, d.h. sie verflüssigen sich bei mechanischer Einwirkung und verfestigen sich anschließend wieder. Andere Gele, beispielsweise Gele mit Pektin als Gelbildner, vernetzen unter Säureeinwirkung, wieder andere gelieren temperaturabhängig, wie beispielsweise Gelatine. Auch im technischen Bereich finden Oleogele Verwendung. Ein Beispiel hierfür sind unpolare Auftragsmittel (tropffreie Farben) . Als Gelbildner kann auch für diese Anwendungen hochdisperses Siliziumdioxid zum Einsatz kommen. Dieser mineralische Gelbildner besitzt für technische Anwendungen den Nachteil, dass er bei einer thermischen Verwertung eines mit einem solchen Oleogel behandelten Produkts nicht aschefrei verbrennt .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Oleogelbildner, der selbst pharmazeutisch aktiv ist und der aschefrei verbrennt, ein Oleogel mit einem solchen Gelbildner und ein Verfahren zur Herstellung eines Oleogels mit einem solchen Gelbildner zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch einen Oleogelbildner mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Oleogel mit den Merkmalen des Anspruchs 11 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst.
Der Oleogelbildner weist erfindungsgemäß wenigstens ein hochdisperses Triterpen auf.
Triterpene, wie Betulin, Lupeol, Betulinsäure, Oleanolsäure und ähnliche Verbindungen, sind nachwachsende Rohstoffe, die in z.B. Birkenrinde vorkommen. Betulin, Betulinsäure, Lupeol und Oleanolsäure sind dabei pentazyklische Triterpene, die ersten drei mit einem Lupan-Gerüst, letzteres mit einem Olea- nangerüst . Das charakteristische Merkmal der Lupan-Gruppe ist ein Ring mit fünf Kohlenstoffatomen innerhalb des pentazykli- schen Systems, der eine α-Isopentenylgruppe an der Position C-19 besitzt.
Ein Verfahren zur Gewinnung von Triterpenen aus Pflanzenbestandteilen, insbesondere von Betulin aus Birkenrinde, ist beispielsweise in der WO 2001/72315 AI oder der WO 2004/016336 AI beschrieben. Die pharmakologischen Eigenschaften von Triterpenen, insbesondere von Betulin, machen den erfindungsgemäßen triterpen- haltigen Oleogelbildner für die Herstellung kosmetischer und pharmazeutischer Oleogele besonders interessant.
Die antiseptischen Eigenschaften von Betulin wurden bereits 1899 nachgewiesen, es wurde daher für die Sterilisierung von Wundverbänden und Pflastern verwendet (Wheeler, J., (1899) , Pharm. J., Die Darstellung des Betulin durch Sublimation, 494, Ref. Chem. Centr. 1900 I, S. 353).
Ferner konnte für Betulin und Betulinderivate eine entzündungshemmende, kortisonähnliche Wirkung ebenso wie eine zy- tostatische Wirkung bei Verwendung verschiedener Tumorzelli- nien in vitro nachgewiesen werden (Carmen Recio, M., et. al . (1995) , Investigations on the steroidal anti-inflammatory activity of triterpenoids from Diospyros leucomelas, Planta Med. 61, S. 9-12; Yasukawa, K. , et. al . , (1991), Sterol and triterpene derivates from plants, Oncogene 48, S. 72-76).
Eine antivirale Wirkung von Betulin bei Herpes-Simplex-Viren ist in der US 5,750,578 beschrieben. Die US 2002/0119935 AI beschreibt die Wirkung von Triterpenen bei bakteriellen Infektionen und die US 2002/0128210 AI beschreibt die Wirkung von Triterpenen bei Pilzinfektionen.
Die mittlere Partikelgrδße des wenigstens einen Triterpens in dem Oleogelbildner beträgt vorzugsweise weniger als 50μm. Besonders bevorzugt ist die mittlere Partikelgröße kleiner als lOμm oder gar kleiner als lOOnm, um hervorragende Gelbildungseigenschaften zu erzielen. Man spricht in diesem Zusammenhang von einer Feindispersität, wenn die Partikelgröße zwischen lOOnm und lOμm beträgt, und von einer Kolloiddispersität, wenn die Partikelgröße zwischen Inm und lOOnm beträgt.
Der Anteil der Sekundäragglomerate des wenigstens einen Triterpens in dem Oleogelbildner beträgt vorzugsweise weniger als 20 Gew.%. Idealerweise liegt eine homogene Partikelgrö- ßenverteilung vor, also eine Normalverteilung der Häufigkeit einzelner Partikelgrößen. Denn möglicherweise wirkt sich das Vorhandensein von Sekundäragglomeraten negativ auf die Gel- bildungseigenschaften eines Pulvers aus, wie der Artikel Knop, Reimann: "Kolloidale Kieselsäuren als Gelbildner", GO- Vl-Verlag, 2001, vermuten lässt.
Auswirkungen auf die Eigenschaften des wenigstens einen hochdispersen Triterpens als Oleogelbildner zu wirken, kann auch die spezifische Oberfläche dieses Triterpens haben, wobei Versuche gezeigt haben, dass sich die Gelbildungseigenschaften mit zunehmender spezifischer Oberfläche verbessern. Diese spezifische Oberfläche des wenigstens einen Triterpens beträgt bei einer Ausgestaltung zwischen 1 m2/g und 500 m2/g und liegt vorzugsweise zwischen 10 m2/g und 100 m2/g und besonders bevorzugt zwischen 20 m2/g und 50 m2/g.
Der in Form eines mikronisierten triterpenhaltigen Pulvers vorliegende Oleogelbildner kann neben Triterpenen, wie beispielsweise Betulin, Betulinsäure, Lupeol oder Allobetulin, auch einen Anteil anderer Stoffe umfassen, beispielsweise solche Stoffe, die in triterpenhaltigen Pflanzenbestandteilen, wie beispielsweise Birkenrinde, aus denen Triterpene extrahiert werden können, ebenfalls in einem gewissen Anteil natürlich vorhanden sind. Der Triterpenanteil in dem erfindungsgemäßen Oleogelbildner beträgt vorzugsweise mehr als 80 Gew.%, besonders bevorzugt mehr als 90 Gew.% bezogen auf das Gewicht des Oleogelbildners . Vorteilhafterweise beträgt der Betulinanteil bezogen auf den Triterpenanteil dabei mehr als 80 Gew.%.
Der erfindungsgemäße triterpenhaltige Oleogelbildner ist auch für technische Anwendungen einsetzbar, beispielsweise in unpolaren Auftragsmitteln. Er besitzt für derartige Anwendungen den Vorteil, dass er - anders als mineralische Gelbildner - bei einer thermischen Verwertung aschefrei verbrennt. Das erfindungsgemäße Oleogel enthält :
- eine unpolare Flüssigkeit mit einem Anteil zwischen 80 Gew.% und 99 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Gels, und
- als Gelbildner den zuvor erläuterten triterpenhaltigen Oleogelbildner mit einem Anteil zwischen 1 Gew.% und 20 Gew.%, vorzugsweise zwischen 3 Gew.% und 15 Gew.%, besonders bevorzugt zwischen 6 Gew.% und 12 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gels.
Der Vorteil dieser halbfesten Zubereitung in Form eines Oleogels liegt in der Einfachheit seiner Rezeptur, wobei das Triterpen gleichzeitig als pharmazeutisch wirksame Substanz und als Gelbildner funktioniert, so dass auf zusätzliche Gelbildner verzichtet werden kann. Das Oleogel ist dadurch besonders für allergiegefährdete Haut geeignet.
Unter Verwendung des erläuterten triterpenhaltigen hochdispersen, bevorzugt feindispersen oder kolloiddispersen, Pulvers als Oleogelbildner mit einem Triterpengehalt in dem erläuterten Konzentrationsbereich und mit der angegebenen mittleren Partikelgröße lässt sich also ein Gel herstellen, das neben dem pharmazeutisch wirksamen, in Pulverform vorliegenden wenigstens einen Triterpen und der unpolaren Flüssigkeit keine weiteren Bestandteile enthalten muss. Triterpene besitzen in unpolaren Flüssigkeiten eine Löslichkeit von weniger als 0,5%, so dass die Triterpene in dem Gel überwiegend als ungelöste Feststoffpartikel vorliegen.
Selbstverständlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dem Oleogel neben dem im Gelbildner vorhandenen Triterpen weitere pharmazeutisch aktive Substanzen beizufügen.
Die Vorteile eines Oleogels mit einem triterpenhaltigen Oleogelbildner sind je nach Anwendungsgebiet vielfältig. Für den kosmetisch-pharmazeutischen Bereich wird damit eine neue, halbfeste Zubereitung zur Verfügung gestellt, die gegenüber wasserhaltigen Zubereitungen besonders gut bei trockener Haut und auf den Lippen anwendbar ist. Die topische Anwendung des erfindungsgemäßen Oleogels ist besonders vorteilhaft bei allergiegefährdeten Menschen, weil keine anderen Gelbildner erforderlich sind. Andererseits lässt sich das O- leogel ohne Zusätze auch als pharmazeutische Grundlage verwenden, in welche andere lipophile und mit Wasser auch hydrophile Wirk- oder Hilfsstoffe besonders leicht eingemischt werden können.
Für den technischen Bereich wird eine thixotrope Zusammensetzung mit einem nicht mineralischen, und damit aschefrei verbrennbaren Oleogelbildner zur Verfügung gestellt . Ein Anwendungsbereich sind beispielsweise unpolare Auftragsmittel (tropffreie Farben) , mit einer dank des erfindungsgemäßen O- leogelbildners erhöhten Thixotropie. Der Gelbildner fügt zugleich die für Triterpene bekannten antiseptische Eigenschaften und den für Triterpene bekannten Lichtschutz hinzu.
Der Anteil der unpolaren Flüssigkeit in dem Oleogel beträgt vorzugsweise zwischen 88 Gew.% und 94 Gew.%, und der Anteil des triterpenhaltigen Pulvers beträgt vorzugsweise zwischen 6 Gew.% und 12 Gew.%.
Als unpolare Flüssigkeit für das Oleogel eignen sich beliebige unpolare Flüssigkeiten, wie beispielsweise pflanzliche, tierische oder synthetische Öle, Wachse und Paraffine. Die unpolare Flüssigkeit ist beispielsweise ein pflanzliches Öl, wie beispielsweise Sonnenblumenöl, Olivenöl, Avocadoδl, Mandelöl, oder eine Mischung dieser Öle.
Das erfindungsgemäße Oleogel besitzt eine nur wenig temperaturabhängige Viskosität, jedoch ein ausgeprägtes Thixotropie- verhalten, wodurch das Gel einfach zu lagern und anzuwenden ist .
Der Oleogelbildner in Form des hochdispersen, bevorzugt feindispersen oder kolloiddispersen, Triterpenpulvers kann auch als Verdickungsmittel dienen, wenn er in der zu verdickenden Flüssigkeit in Konzentrationen unterhalb der Geliergrenze eingesetzt wird, also unterhalb der Konzentration, die erforderlich wäre, um aus der Flüssigkeit und dem Triterpen ein Oleogel zu bilden.
So besteht die Möglichkeit, das hochdisperse Triterpen der unpolaren Flüssigkeit in einer Konzentration zuzugeben, die unterhalb der Geliergrenze liegt, die also unterhalb der für eine Gelbildung erforderlichen Konzentration liegt. Ergebnis ist ein Oleosol, also eine zähflüssige Zubereitung in der das hochdisperse, bevorzugt feindisperse oder kolloiddisperse, Triterpen als Verdickungsmittel wirkt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Aus- führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur erläutert .
Die Figur zeigt im oberen Bereich in Form eines Histogramms die homogene Partikelgrößenverteilung einer Probe eines erfindungsgemäßen hochdispersen Oleogelbildners. Die der Kurve zugrundeliegenden Messwerte sind in Form einer Tabelle im unteren Bereich der Figur dargestellt. Ein Wert für die Häufigkeitsverteilung im rechten Teil der Tabelle ist dabei jeweils auf ein Intervall von zwei Partikelgrößen bezogen, die im linken Teil der Tabelle nach oben und nach unten versetzt zu dem zugehörigen Häufigkeitswert dargestellt sind. So ist der Tabelle beispielsweise zu entnehmen, dass der Anteil der Partikel mit einer Größe zwischen 0,209μm und 0,240μm in der untersuchten Probe 0,14% beträgt. Die Partikelgrößen der Probe liegen zwischen 0,2μm und 60,2μm, das Maximum der Größenverteilung liegt zwischen 2,5μm und 5μm.
Die Verteilung der Partikelgrößen für die untersuchte Probe ist nahezu homogen, d.h. die Häufigkeit der Verteilung nimmt für Durchmesser, die kleiner sind als das Maximum, das etwa bei 3,5 μm liegt, stetig zu und nimmt für Durchmesser, die größer sind als das Maximum, stetig ab. Lediglich für Partikel mit einer Größe zwischen etwa 34 μm und 45 μm nimmt die Häufigkeit wieder etwas zu. Diese Zunahme dürfte auf Sekun- däragglomerate zurückzuführen sein, also Ansammlungen von Partikeln, die sich erst nach der eigentlichen Kristallisation gebildet haben oder die durch das Zusammenwachsen zweier oder mehrerer zunächst unabhängig voneinander kristallisierter Kristalle entstanden sind.
Gemäß gaschromatographischer Analyse enthält dieses Pulver 85 Gew.% Betulin, 5 Gew.% Betulinsäure, 3% Oleanolsäure, 0,7 Gew.% Lupeol und 6,3 Gew.% übrige Triterpenderivate .
Unter Verwendung dieses hochdispersen Pulvers als Gelbildner wurde ein Oleogel hergestellt, indem das Pulver mit 9 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Oleogels mit Sonnenblumenöl vermischt wurde. Ergebnis war ein stabiles halbfestes Gel mit stark ausgeprägter Thixotropie .
Dieses so erzeugte Oleogel eignet sich zur Behandlung verschiedenster Hautkrankheiten bei Mensch und Tier. Beispiele hierfür sind aktinische Keratosen und Basaliome beim Mensch und Euterentzündung bei Säugetieren.
Das als Oleogelbildner wirkende, wenigstens ein Triterpen enthaltende Pulver kann mittels beliebiger herkömmlicher Extraktionsverfahren aus Pflanzenbestandteilen gewonnen werden. Sofern das durch solche Extraktionsverfahren gewonnene Pulver nicht mit der für die Gelbildungseigenschaften erforderlichen Dispergierbarkeit , mittleren Partikelgröße und homogenen Partikelgrößenverteilung vorliegt, kann das Pulver verschiedenen Verfahren unterzogen werden, um zu der gewünschten Partikel- große, Homogenität und Dispergierbarkeit zu gelangen. Hierfür sind dem auf diesem Gebiet geschulten Fachmann verschiedene Verfahren bekannt, von denen einige nachfolgend kurz erläutert werden.
Wenn die Partikelgröße in dem Pulver zu hoch ist, eignen sich Prall- oder Gravitationsverfahren zur Verkleinerung der Partikel.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Pulver in einem geeignetem Lösungsmittel, beispielsweise Tetrahydrofuran (THF) , zu lösen und anschließend erneut zu kristallisieren. Diese Kristallisation kann beispielsweise durch Sprühtrocknung oder Abkühlen eines gesättigten Lösungsmittels erfolgen. Die Partikelgröße kann dabei über die Kristallisationsbedingungen eingestellt werden. Die Kristallisationsbedingungen sind bei einer Sprühtrocknung beispielsweise vom Durchmesser einer Düse, über welche das Triterpen-Lösungsmittel-Gemisch versprüht wird, und von der Temperatur und dem Druck in einer Kammer, in die das Gemisch gesprüht wird, abhängig. Beim Kristallisieren durch Abkühlen einer gesättigten Lösung sind die Kristallisationsbedingungen vom zeitlichen Temperaturgradienten während des Abkühlens und von der Triterpenkonzentra- tion in der Lösung abhängig.
Es hat sich gezeigt, dass besonders kleine Triterpenpartikel mit großer spezifischer Oberfläche dadurch erhalten werden können, dass zu einem gesättigten Triterpen-Lösungsmittel- Gemisch kaltes Lösungsmittel beigemischt wird. Diese Beimischung des kalten Lösungsmittels führt dazu dass die Lösung abkühlt, wodurch die Triterpene auskristallisieren. Gleichzeitig reduziert das zugeführte kalte Lösungsmittel die Tri- terpenkonzentration in dem Lösungsmittel mit dem Ergebnis, dass eher kleine Kristalle entstehen, was im Hinblick auf die Gelbildungseigenschaften vorteilhaft ist .
Schließlich besteht auch die Möglichkeit ein vorhandenes Pulver zu klassieren, um ein Pulver mit einer gewünschten Größenverteilung zu erhalten.

Claims

Patentansprüche
1. Oleogelbildner, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass er wenigstens ein hochdisperses Triterpen aufweist.
2. Oleogelbildner nach Anspruch 1, bei dem eine mittlere Par- tikelgrδße des wenigstens einen Triterpens weniger als 50μm beträgt .
3. Oleogelbildner nach Anspruch 2, bei dem die mittlere Partikelgröße des wenigstens einen Triterpens weniger als 10/m beträgt .
4. Oleogelbildner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem ein Anteil an Sekundäragglomeraten des wenigstens einen Triterpens weniger als 20 Gew.% beträgt.
5. Oleogelbildner nach Anspruch 4, bei dem das wenigstens eine Triterpen eine homogene Partikelgrδßenverteilung besitzt.
6. Oleogelbildner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die spezifische Oberfläche des wenigstens einen Triterpens zwischen 1 m2/g und 500 m2/g beträgt.
7. Oleogelbildner nach Anspruch 6, bei dem die spezifische Oberfläche des wenigstens einen Triterpens zwischen 10 m2/g und 100 m2/g beträgt.
8. Oleogelbildner nach Anspruch 7, bei dem die spezifische Oberfläche des wenigstens einen Triterpens zwischen 20 m2/g und 50 m/g beträgt.
9. Oleogelbildner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Anteil des wenigstens einen hochdispersen Triterpens mehr als 80 Gew.% beträgt.
10. Oleogelbildner nach Anspruch 9, bei dem der Anteil des wenigstens einen hochdispersen Triterpens mehr als 90 Gew.% beträgt .
11. Oleogelbildner nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das wenigstens eine Triterpen einen Anteil von mehr als 80 Gew.% Betulin umfasst.
12. Oleogel, das folgende Bestandteile enthält:
- eine unpolare Flüssigkeit mit einem Anteil zwischen 80 Gew.% und 99 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Gels,
- einen Oleogelbildner nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Anteil zwischen 1 Gew.% und 20 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Gels.
13. Oleogel nach Anspruch 12, bei dem der Anteil des Oleogel- bildners zwischen 3 Gew.% und 15 Gew.% beträgt.
14. Oleogel nach Anspruch 13, bei dem der Anteil der unpolaren Flüssigkeit zwischen 88 Gew.% und 94 Gew.% und der Anteil des Oleogelbildners zwischen 6 Gew.% und 12 Gew.% beträgt.
15. Oleogel nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die unpolare Flüssigkeit ein pflanzliches, tierisches, mineralisches oder synthetisches Öl ist.
16. Oleogel nach Anspruch 15, bei dem das Öl eines der folgenden oder eine Mischung der folgenden Pflanzenöle ist : Sonnenblumenöl, Olivenöl, Avocadoöl, Mandelöl.
17. Oleogel nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem die unpolare Flüssigkeit ein Wachs oder ein Paraffin ist.
18. Verfahren zur Herstellung eines Oleogels, das das Vermischen folgender Bestandteile umfasst : - eine unpolare Flüssigkeit mit einem Anteil zwischen 80 Gew.% und 99 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Gels,
- einen Oleogelbildner nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Gelbildner mit einem Anteil zwischen 1 Gew.% und 20 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht des Gels.
19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem der Anteil des Oleogelbildners zwischen 3 Gew.% und 15 Gew.% beträgt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Anteil der unpolaren Flüssigkeit zwischen 88 Gew.% und 94 Gew.% und der Anteil des Oleogelbildners zwischen 6 Gew.% und 12 Gew.% beträgt .
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, bei dem die unpolare Flüssigkeit ein pflanzliches, tierisches oder synthetisches Öl ist.
22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem das Öl eines der folgenden oder eine Mischung der folgenden Pflanzenöle ist: Sonnenblumenöl, Olivenöl, Avocadoöl , Mandelöl.
23. Verfahren nach Anspruch 18 und 20, bei dem die unpolare Flüssigkeit ein Wachs oder ein Paraffin ist.
24. Verwendung eines Oleogelbildners nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Verdickungsmittel in einer Flüssigkeit, indem der Gelbildner in der Flüssigkeit in einer Konzentration unterhalb einer für die Flüssigkeit und den Oleogelbildner gegebenen Geliergrenze verwendet wird.
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