CN104968296A - 锚固元件及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种针对牙修复机构的锚固元件，该锚固元件可以在第一子区域(TB1)中锚固在颌骨或种植体中，该锚固元件适用于在第二子区域(TB2)中容纳或形成牙修复元件(ZK)，其中，锚固元件在第一子区域(TB1)与第二子区域(TB2)之间具有沿径向方向凸出的凸缘(KR)，其至少部分包围锚固元件的周边，从而使锚固元件的凸缘(KR)上方的区域至少部分被热塑性的塑料材料全面覆盖。此外，本发明还涉及一种用于制造基台或种植体的方法以及一种在使用基台的情况下用于制造牙修复机构的方法。

Description

锚固元件及制造方法
技术领域
本发明涉及一种锚固元件、用于制造锚固元件的方法以及在使用基台或种植体的情况下用于制造牙修复机构的方法。
背景技术
基台由常见的现有技术公知，并且以多种方式使用在牙修复学中。基台是用于在牙科中紧固牙冠或牙桥的结构元件。基台同样用作接片式(stegartig)或可伸缩式(teleskopartig)的牙修复机构的初级或二级保持件。
基台通常具有金属销，其例如与种植体组合作为锚固点设置在颌骨中。牙冠例如紧固在与锚固点对置的侧上。
公知的基台通常由钛制成。在完成要制造的牙修复体的压印之后制造牙冠，该牙冠然后粘贴或旋拧到基台上。
种植体同样由常见的现有技术公知。种植体在面向颌骨的侧上具有螺丝连接，从而使得种植体可以锚固在颌骨中。在对置的侧上例如装有牙冠或类似物。
公知的是，在使用牙修复机构时，在锚固元件中经常出现会导致机械负载的很大的力，从而会使粘贴连接松动，或者出现机械损坏。
因此，在技术上存在如下需求，即，克服上面提到的缺点，并且进一步改进形式为基台或种植体的公知的锚固元件。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种锚固元件，或者说明一种用于制造基台或种植体的方法，它们实现在负载下的进一步改进。
该任务通过权利要求1和11的特征部分来解决。本发明的其他有利的设计方案分别是从属权利要求的主题。这些设计方案可以按技术上有意义的方式相互组合。说明书，尤其是与附图相结合，附加地说明了本发明的特征和特点。
根据本发明，在其第一方面提供了针对牙修复机构的锚固元件，该锚固元件可以在第一子区域中锚固在颌骨或种植体中，并且该锚固元件适用于在第二子区域中容纳或形成牙修复元件，其中，锚固元件在第一子区域与第二子区域之间具有沿径向方向凸出的凸缘，其至少部分包围锚固元件的周边，其中，在锚固元件的凸缘上方的区域至少部分被热塑性塑料材料全面覆盖。
因此，在基台中，保持元件例如借助热压安装到保持销或种植体上，保持元件用作保持销与牙修复元件(例如牙冠)之间的连接件，或者可以通过相应的成型直接形成该牙修复元件。牙修复元件可以粘贴到保持元件上，或者通过螺丝与基台或种植体连接。由于保持元件与保持销之间的无空隙的连接，基台或种植体能够承受很大的力，而不会松动或脱落。因此，可以承受很大的咀嚼力。保持销的布置在凸缘上方的部分用作附加的加固件。
锚固元件可以包括可导入种植体中的保持销或可锚固在颌骨中的种植体，该保持销优选具有非旋转对称的横截面。
锚固元件可以在第二子区域中具有粗糙化的表面。
试验已经表明，粗糙化的表面可以促进保持元件与保持销或种植体的借助热压的连接。粗糙化的表面在此可以具有在数百微米范围内的粒状突起，其中，精确的设计方案依赖于基台所使用的材料。
根据本发明的一种实施方式，保持元件由热塑性聚合物，优选PEEK制成。
作为生物相容材料的PEEK(聚醚醚酮的缩写)在应用在药物中时是基本上生理惰性的，并且因此对于病人来说是无刺激性的。但此外，PEEK(以及其他高性能聚合物)具有在咀嚼力方面很高的负载能力，从而断裂稳定性可以达到最大1000MPa。因此，与二硅酸锂陶瓷相比，该材料提供明显更高的安全系数，这尤其是在使用在后齿区域中时是重要的。
根据本发明的另一实施方式，保持销或种植体由非贵金属，优选钛制成；由陶瓷，尤其是氧化铝制成；或者由二氧化锆制成。
钛在人体中最适合使用在牙修复学中。尤其是与PEEK结合得到了无应力的基台，其中，由热塑性聚合物制成的保持元件和钛保持销无缝隙地彼此拼接。但是，所基于的物理和化学效应并不是完全公知的。令人惊奇地表明，被热压的聚合物与非贵金属形成特别稳定的连接，该连接此外也没有裂纹和缝隙。推测可能是在非贵金属的表面上形成的金属氧化物与保持元件的聚合物链发生化合，其赋予基台特别卓越的特性。同样可以使用陶瓷材料(例如氧化铝或二氧化锆)。
根据本发明的另一实施方式，保持销或者种植体在其外侧在保持元件的区域内具有造型化的(profiliert)表面。
造型化的表面形成固位区域，从而在热压后，热塑性聚合物的塑料材料在冷却时可以缩回这些区域中。这支持了利用热塑性塑料全面覆盖保持销，即，无缝隙地覆盖保持销。
造型化的表面可以包括多个在轴向方向上平行地布置的肋状物，它们优选具有三角形的横截面。
在锚固元件中，热塑性聚合物可以在第二子区域中按如下方式形成，即，构造出保持元件，从而使锚固元件可以用作基台。
热塑性聚合物可以按如下方式成形，即，使热塑性聚合物在第二子区域中形成齿冠。
锚固元件可以用作一体式的、两相的种植体。
根据本发明，在其第二方面说明了一种用于制造基台，或者在种植体上制造基台或牙修复元件的方法，在该方法中实施以下步骤：
-提供具有沿径向方向凸出的凸缘的保持销或种植体，该凸缘至少部分包围保持销或种植体的周边，其中，保持销或种植体的在凸缘下方的第一子区域构造为锚固件；
-将保持销或种植体引入压模中，从而露出凸缘上方的第二子区域；
-用塑料粒料填充压模；以及
-在加热的情况下挤压塑料粒料，从而在第二子区域中形成保持元件或齿冠，其中，凸缘和保持销或种植体在第二子区域中至少部分被全面覆盖。
根据该方法的另一实施方式，塑料材料作为热塑性高性能聚合物，优选PEEK提供。
根据该方法的另一实施方式，保持销由非贵金属，优选钛制成；由陶瓷，尤其是氧化铝制成；或者由二氧化锆制成。
根据该方法的另一实施方式，在加热的情况下挤压塑料材料的步骤在240℃与450℃之间的温度范围内，优选380℃与400℃之间的范围内进行。
根据该方法的另一实施方式，在以塑料材料填充马弗炉模具(Muffelform)的步骤之前，优选在600℃与650℃之间进行预热步骤。
根据该方法的另一实施方式，挤压步骤在真空下进行。
此外，还说明了一种牙修复机构，其具有上面描述的锚固元件，其中，基台或种植体的保持元件用作承载结构。
在牙修复机构中，牙冠、牙桥或接片式假牙可以与一个或多个基台连接。
与一个或多个基台的连接可以通过粘贴或旋拧建立。
此外，说明了一种用于重叠挤压具有牙修复机构的种植体的基台部分或基台的方法，在该方法中实施以下步骤：
-提供具有保持元件的种植体或基台；
-将基台或种植体引入马弗炉模具中；
-提供蜡模型；
-将蜡模型嵌入马弗炉模具中；
-给马弗炉模具脱蜡；
-用热塑性聚合物粒料填充马弗炉模具；以及
-对粒料进行热压，以便提供具有基台或种植体的牙修复机构。
此外，在该方法中，高性能聚合物可以包括PPPK。
高性能聚合物也可以与陶瓷附加物混合。
最后，说明了一种用于热塑性地重叠挤压或重叠注塑具有上面描述的锚固元件的牙修复预制件的方法，在该方法中实施以下步骤：
-提供具有保持元件的种植体或基台，作为牙修复预制件；以及
-利用热塑性聚合物重叠挤压或重叠注塑牙修复预制件。
附图说明
随后，借助附图详细阐述若干实施例。其中：
图1A以侧视图示出作为锚固元件的保持销；
图1B以侧视图示出作为锚固元件的种植体；
图2以俯视图示出图1A的保持销；
图3以侧视图示出根据本发明的锚固元件；
图4示出用于执行根据本发明的方法的一种设备；
图5示出用于执行根据本发明的方法的另一设备；
图6以侧视图示出另一根据本发明的锚固元件；以及
图7以侧视图示出另一根据本发明的锚固元件。
在附图中，相同或在功能上相同作用的构件设有相同的附图标记。
具体实施方式
牙修复机构一方面可以直接作为所谓的种植体固定在颌骨中，或者可以通过保持销紧固到已经锚固在颌骨中的种植体中。两个实施方式，即种植体和保持销随后被称为锚固元件。接下来，保持销的实施方案在图1(A)中进行阐述，而种植体的实施方案在图1(B)中进行阐述。
接下来参考图1(A)，详细阐述本发明的实施方式。
图1(A)以立体侧视图示出保持销HS，其作为针对基台AB的锚固元件。保持销HS具有沿径向方向凸出的凸缘KR，其至少部分包围保持销HS的周边。在凸缘KR下方构造有第一子区域TB1，其用于在图1(A)未示出的种植体中进行锚固。第二子区域TB2位于凸缘KR上方。在第二子区域TB2内，保持销HS在其外侧具有造型部(Profilierung)。该造型部在图1(A)中作为多个在轴向方向上平行地布置的肋状物RI的布置示出，这些肋状物在第二子区域TB2中包围保持销HS的周边。肋状物RI例如具有三角形的横截面，其中，其他设计方案同样是可行的。
图2以横截面图示出图1(A)的保持销HS。图2的横截面图在此相应于从第二子区域TB2的端部来看的视图。像可以从图2中看到的那样，肋状物RI的直径小于凸缘KR的直径。此外，肋状物RI在多个区域BE1、BE2、BE3和BE4中实施有减小的直径，从而总体上得到保持销HS的非旋转对称的横截面。要注意的是，保持销HS的非旋转对称的横截面可以用多种方式来实现，例如以不同数量的具有减小的直径的区域来实现，但也可以借助具有增大的直径的区域来实现，或者借助这些区域的不同定位来实现。
同样在图2中示出的是，基台AB具有贯穿件DF，其沿基台的纵轴线完全穿过基台AB。贯穿件DF可以用于在引入种植体中之后将保持销HS例如借助螺丝连接锁定。
图1(B)以立体侧视图示出作为锚固元件VE的种植体IM。种植体IM同样具有沿径向方向凸出的凸缘KR，其至少部分包围保持销HS的周边。在凸缘KR下方，在第一子区域TB1中构造有螺丝状的种植体，其用于在图1(B)未示出的颌骨中进行锚固。第二子区域TB2位于凸缘KR上方。在第二子区域TB2内，保持销HS在其外侧具有造型部。该造型部在图1(B)中又作为多个在轴向方向上平行地布置的肋状物RI的布置示出，这些肋状物在第二子区域TB2中包围保持销HS的周边。
图3示出基台AB，其从根据图1(A)和图2的保持销HS出发已经按本发明进行了改进，以便形成所谓的混合基台。混合基台除了保持销HS以外还具有附加的元件，其可以被考虑作为用于牙修复机构，例如牙冠的基础。
像从图3中看到的那样，在凸缘KR上方装有保持元件HE，其部分覆盖凸缘KR和保持销HS。保持元件HE由热塑性聚合物，尤其是PEEK制成。保持元件HE在此尤其是覆盖充当固位区域的沟槽RI，从而在热压之后，使热塑性聚合物的塑料材料在冷却时可以缩回这些区域中。
保持销HS由非贵金属，尤其是钛制成；由陶瓷，尤其是氧化铝制成；或者由二氧化锆制成。图3所示的基台AB可以用作用于在牙科中紧固牙冠、牙桥或种植体的结构元件。
接下来参考图4详细阐述用于制造根据本发明的基台AB的方法。在此，在第一步骤中，像结合图1(A)描述的那样，提供保持销作为锚固元件，或者像结合图1(B)描述的那样，提供种植体IM作为锚固元件。将保持销HS或种植体IM引入到压模PF中，从而露出在凸缘KR上方的第二子区域TB2。在成形步骤之后，提供塑料粒料GR，其在通过加热发生液化之后被填充到压模PF中。塑料粒料GR接下来在加热的情况下例如在真空中被挤压，从而在第二子区域TB2中形成保持元件HE。保持元件HE被称为种植体IM的基台部分。
要调节出的温度由保持元件HE和保持销HS或种植体IM的所使用的材料来确定。在使用PEEK和钛或二氧化锆的情况下，大致380℃的温度被证实是特别有效的，以便实现保持元件HE在保持销的外侧在凸缘KR上方无缝隙地包围保持销HS。该温度位于PEEK的熔点之上，但是位于所使用的材料开始降解的温度范围之下。
挤压塑料粒料GR的步骤通常可以在240°至450°之间，优选380°至400°之间的温度范围内进行。
在实际的挤压步骤之前，可以例如在650°时进行预热步骤。第二子区域TB2中的表面同样可以在挤压之前进行粗糙化。
像示出的那样，在之前描述的方法流程中，保持元件HE与保持销HS或种植体IM形成无缝隙的连接，该连接能承受非常大的负载。
像已经提及的那样，在针对保持元件HE使用PEEK，以及针对保持销HS使用钛、陶瓷或二氧化锆的情况下，380°的热压温度尤其被证实是特别有效的。在此，沟槽RI充当固位区域，其在塑料材料冷却之后有利于缩套。在热压期间，PEEK的分子链与保持销HS或种植体IM的在表面上氧化的钛可能发生化合。该化合支持了塑料材料在保持销HS或种植体IM上的粘附，从而实现了上面描述的无缝隙的包围。
根据该方法可以形成基台AB，其可以承受非常大的力。基台AB可以使用在牙修复机构中，其中，基台的保持元件HE用作针对牙冠、牙桥或接片式假牙的承载结构。牙修复机构与基台AB的连接可以借助旋拧或粘贴来实现。同样地，也可以形成种植体IM，其中，基台部分通过保持元件HE形成。
接下来，参考图5(A)至5(C)来阐述用于重叠挤压具有牙修复机构的种植体的基台部分或基台的方法。
为此，像结合图3描述的那样，在第一步骤中提供基台AB。基台AB在保持元件HE的区域中设有蜡模型WM，其在所示示例中应该表示稍后的齿冠或单独的基台。基台AB连同蜡模型WM被引入马弗炉模具MF中，随后为其配设适当的填充材料FM，以便覆盖蜡模型WM之外的区域。在蜡模型WM嵌入填充材料FM中期间，也会进行销安设(Anstiften)，以便得到通向蜡模型WM的区域的入口。
销安设在图5(B)中示意性地通过销ST示出。在此，值得提及的是，基台AB包括贯穿件DF，该贯穿件沿轴向方向完全穿过基台AB。通过加热实现所谓的脱蜡，其中，蜡模型WM开始融化并烧尽，其中，填充材料的多孔结构支持了填充材料FM内的空穴HR的形成。因此，在填充材料FM内保留有空穴HR，像在图5(B)中示出的那样。
接下来，借助塑料粒料填充马弗炉模具MF，该塑料粒料借助未示出的冲具被压缩以准备进行挤压。塑料粒料又可以作为高性能聚合物PEEK提供。附加地可想到的是，PEEK材料与陶瓷附加物混合，以便例如实现齿冠的颜色调整。
在马弗炉模具MF填充了颗粒之后，在预热炉中，在400°的情况下加热马弗炉中的材料，随后对粒料进行热压，其中，挤压在380℃左右的范围内进行。在此，实际的挤压在真空中进行，从而使得之后的齿冠可以无气泡地形成。
在冷却之后得到了齿冠ZK，像图5(C)示出的那样。齿冠ZK在此位于保持元件HE上，其中，保持销HS可以考虑作为种植体中的锚固点。
在根据本发明的方法的另一实施方案中，与图1(A)所示的基台相应的基台AB被选为初始点。基台AB因此不具有保持元件HE。因此，通过以热塑性聚合物热压产生与图5(C)中的结构相应的结构，其中，在唯一的步骤中，在没有预先形成保持元件HE的情况下执行用热塑性聚合物包围保持销HS。
参考图6来阐述本发明的另一实施方式。
像从图6看到的那样，在凸缘KR上方又引入由PEEK制成的保持元件HE作为基台部分。种植体IM位于凸缘下方。在此，在种植体IM上方，保持元件HE尤其是覆盖充当固位区域的沟槽RI，从而在热压之后，热塑性聚合物的塑料材料在冷却时可以缩回这些区域中。种植体IM由非贵金属，尤其钛制成；由陶瓷，尤其是氧化铝制成；或者由二氧化锆制成。
在制成之后，可以对由PEEK制成的保持元件HE进行加工并进而使其个性化，从而在装入颌骨之后，图6所示的种植体IM可以用作用于在牙科中紧固牙冠或牙桥的结构元件。所示的实施方式可以被称为一体式的、两相的种植体。
制造方法在此则结合图4进行描述，其中，代替马弗炉模具MF可以使用钢模具，以便在将种植体IM装入颌骨期间满足卫生要求。
在图7中示出另一实施方式。在此，齿冠ZK直接喷塑到种植体上。该方式直接产生可以装入颌骨中的牙修复元件。
此外，可以在用于热塑性地重叠挤压或重叠注塑牙修复预制件的方法中利用本发明。在此，锚固元件要么根据图3作为基台AB提供，要么根据图6作为种植体提供。随后，利用热塑性聚合物重叠挤压或重叠注塑牙修复预制件。
根据本发明的锚固元件或根据本发明的方法相对于现有技术中公知的黄金和陶瓷结构具有优点。一方面，硬化的PEEK被证实是比较容易加工的，并且完全没有与其他材料的相互作用。由于在重量非常小的同时具有高的可负载性和抗压强度而提供了一种非常坚固的牙修复体。该牙修复体可以非常完美地、可再现地并且在没有应力裂纹的情况下使用。通过附加物、例如陶瓷材料，由高性能聚合物制成的齿冠ZK可以在颜色上适应于其他牙齿或牙冠，并且绝对不会出现牙龈发炎。
已经表明，所使用的高性能聚合物PEEK可以承受最大1000Mpa的咀嚼力，从而在高安全系数的同时达到了高断裂稳定性。该材料此外是生物相容的，像在人类医学中例如在人工髋关节、手指关节或心脏瓣膜中已经表明的那样。
所示出的带有齿冠ZK的示例仅用于阐明本发明。显然，根据本发明的基台AB或根据本发明的方法可以使用在各种牙齿修复应用中。这些应用例如可以包括牙冠桥或类似的接片结构。

Claims (25)

1.一种针对牙修复机构的锚固元件，所述锚固元件能在第一子区域(TB1)中锚固在颌骨或种植体中，并且所述锚固元件适用于在第二子区域(TB2)中容纳或形成牙修复元件(ZK)，其中，所述锚固元件在所述第一子区域(TB1)与所述第二子区域(TB2)之间具有沿径向方向凸出的凸缘(KR)，所述凸缘至少部分包围所述锚固元件的周边，其中，所述锚固元件的凸缘(KR)上方的区域至少部分被热塑性塑料材料全面覆盖。
2.根据权利要求1所述的锚固元件，所述锚固元件包括能导入种植体中的保持销(HS)或能锚固在颌骨中的种植体(IM)，所述保持销优选具有非旋转对称的横截面。
3.根据权利要求1或2所述的锚固元件，所述锚固元件在所述第二子区域(TB2)中具有粗糙化的表面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的锚固元件，其中，热塑性聚合物是PEEK。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的锚固元件，所述锚固元件由非贵金属，优选钛或钛合金制成；由陶瓷，尤其是氧化铝制成；或者由二氧化锆制成；或者由适用于牙齿的材料制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的锚固元件，所述锚固元件在其外侧在所述第二子区域(TB2)中具有造型化的表面。
7.根据权利要求6所述的锚固元件，其中，所述造型化的表面包括多个在轴向方向上平行地布置的肋状物(RI)，所述肋状物优选具有三角形的横截面。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的锚固元件，其中，热塑性聚合物在所述第二子区域(TB1)中按如下方式形成，即，构造出保持元件(HE)，从而使所述锚固元件能用作基台(AB)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的锚固元件，其中，热塑性聚合物以如下方式成形，即，使得在所述第二子区域(TB1)中形成齿冠(ZK)。
10.根据权利要求9所述的锚固元件，所述锚固元件能用作一体式的、两相的种植体。
11.一种用于制造基台，或者在种植体上制造基台或牙修复元件的方法，在所述方法中实施下列步骤：
-提供具有沿径向方向凸出的凸缘(KR)的保持销(HS)或种植体(IM)，所述凸缘至少部分包围所述保持销(HS)或种植体(IM)的周边，其中，所述保持销(HS)或种植体(IM)的在所述凸缘(KR)下方的第一子区域(TB1)构造为锚固件；
-将所述保持销(HS)或种植体(IM)引入压模(PF)中，从而露出所述凸缘(KR)上方的第二子区域(TB2)；
-用塑料粒料(GR)填充所述压模(PF)；以及
-在加热的情况下挤压所述塑料粒料(GR)，从而在所述第二子区域(TB2)中形成保持元件(HE)或齿冠(ZK)，其中，所述凸缘(KR)和所述保持销(HS)或种植体(IM)在所述第二子区域(TB2)中至少部分被全面覆盖。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述塑料粒料(GR)作为热塑性聚合物，优选PEEK提供。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述保持销(HS)或所述种植体(IM)由非贵金属，优选钛或钛合金制成；由陶瓷，尤其是氧化铝制成；或者由二氧化锆制成；或者由适用于牙齿的材料制成。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，在加热的情况下挤压所述塑料材料(GR)用以将基台部分压到所述种植体(IM)或所述基台(AB)上的步骤在240℃与450℃之间的温度范围内，优选380℃与400℃之间的范围内进行。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，在用所述塑料粒料(GR)填充压模(PF)的步骤之前进行预热步骤，优选在600℃与650℃之间进行预热步骤。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中，所述挤压步骤在真空下进行。
17.一种具有至少一个根据权利要求1至10中任一项所述的锚固元件的牙修复机构，其中，基台(AB)或种植体(IM)的保持元件(HE)用作承载结构。
18.根据权利要求17所述的牙修复机构，其中，牙冠、牙桥或接片状假牙能与一个或多个基台(AB)连接。
19.根据权利要求18所述的牙修复机构，其中，与所述一个或多个基台(AB)的连接能通过粘贴或旋拧建立。
20.一种用于重叠挤压具有牙修复机构的种植体的基台部分或基台的方法，在所述方法中实施以下步骤：
-提供具有保持元件(HE)的种植体(IM)或基台(AB)；
-将所述基台(AB)或所述种植体(IM)引入马弗炉模具(MF)中；
-提供蜡模型(WM)；
-将所述蜡模型(WM)嵌入所述马弗炉模具(MF)中；
-给所述马弗炉模具(MF)脱蜡；
-用热塑性聚合物的粒料填充所述马弗炉模具(MF)；以及
-对所述粒料进行热压，以便提供具有所述基台(AB)或所述种植体(IM)的牙修复机构(ZK)。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，将PEEK用作热塑性聚合物。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，所述热塑性聚合物与陶瓷附加物混合。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中，所述基台(AB)或所述种植体(IM)的基台部分作为根据权利要求1至11中任一项所述的锚固元件提供。
24.一种用于热塑性地重叠挤压或重叠注塑具有根据权利要求1至11中任一项所述的锚固元件的牙修复预制件的方法，在所述方法中实施以下步骤：
-提供具有保持元件(HE)的种植体(IM)或基台(AB)，作为牙修复预制件；以及
-利用热塑性聚合物重叠挤压或重叠注塑牙修复预制件。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，将PEEK用作热塑性聚合物。
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