KR100536169B1 - 척추 고정 시스템의 로드 연결장치 - Google Patents

척추 고정 시스템의 로드 연결장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로드를 지지하는 양측이 분리가능한 단순 조립 구조를 갖도록 함과 아울러 부피를 콤팩트화시킬 수 있도록 그 구조가 개량된 것으로, 그 구성은 하단부가 양측 로드의 외주면을 각각 감싸도록 결합되며 상단부 외주면에 나사산이 각각 형성되는 제 1,2 콜렛부재와, 일단부에 제 1 콜렛부재의 단부가 관통되는 결합공이 형성되며 타단부에 통공이 형성되는 제 1 연결 플레이트와, 일단부에 제 2 콜렛부재의 단부가 관통되는 결합공이 형성되며 타단부에 장공이 형성되는 제 2 연결 플레이트와, 제 1,2 연결 플레이트의 통공과 장공에 수직으로 관통 결합되는 결합핀과, 그 제 1,2 연결 플레이트의 타단부 상측에서 결합핀의 단부와 체결되어 제 1,2 연결 플레이트를 고정시키기 위한 고정 너트와, 제 1,2 연결 플레이트의 일단부 상측에서 제 1,2 콜렛부재의 단부와 체결되어 제 1,2 콜렛부재를 제 1,2 연결 플레이트의 일단부측에 각기 고정시키기 위한 제 1,2 너트부재로 구성된 것이다.
이에 따르면, 본 발명은 척추 시술시 척추 돌기를 회피하면서 양측 로드를 견고하게 지지할 수 있으며, 콜렛부재와 너트부재를 이용한 조립이 용이하여 시술이 간편해짐과 아울러, 로드의 외주면을 콜렛부재의 내측면과 스톱퍼돌기가 각각 면접촉으로 지지하는 결합구조의 특성상 로드를 견고하게 고정할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
또한, 제 2 연결 플레이트에 경사면이 형성되어 제 1,2 연결 플레이트의 각 상측면이 동일한 수평선상에 위치하게 되므로, 부피를 콤팩트화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 각 구성요소들간의 결합방식이 너트에 의해 동일한 결합구조를 가지므로, 혼용이 가능할 뿐만 아니라 조립상 편의성이 향상되는 이점을 갖는다.

Description

척추 고정 시스템의 로드 연결장치{APPARATUS FOR CONNECTING ROD FOR FIXATION SYSTEM FOR SPINE}
본 발명은 척추 고정 시스템의 로드 연결장치에 관한 것으로, 특히 척추의 양측에 수직으로 뼈를 고정하는 양측 고정 시스템의 로드를 고정 지지함과 아울러, 척추뼈의 중앙 돌출부위를 회피하여 설치가 가능하도록 한 척추 고정 시스템의 로드 연결장치에 관한 것이다.
일반적으로, 병원의 수술에는 다양한 뼈 고정용 나사못이 사용되고 있다. 치아 교정과 같은 단순한 교정에서부터 두개골 고정 및 척추경(pedicle) 고정에까지 종류와 구조가 각각의 시술에 따라 다른 나사못들이 사용되고 있다.
상기와 같은 의료용 나사못은 티타늄과 같은 내식성이 강한 재질로 이루어지며, 뼈에 삽입되었을 때 뼈로부터 이탈되지 않아야 하며, 견고하게 고정되어야 한다.
한편, 척주는 신체에 지지부를 제공하고 섬세한 척수와 척수 신경을 보호하는 뼈의 연결 조직으로서, 그 척주는 하나의 위에 다른 하나가 적층되는 다수의 추골을 포함하며, 각 추골의 척추경은 비교적 약한 해면 뼈로 이루어진 내부 및 비교적 강한 피질성 뼈로 이루어진 외부를 포함한다.
각각의 추골 사이에는 척주가 겪는 압축력을 완화 및 완충하는 추간 원판이 위치한다. 척수와 척수 신경을 포함하는 척추관은 척추경의 배후에 위치한다.
척주 측만증(척주의 비정상적인 측방향 만곡), 척주 후만증(일반적으로 흉추에서의 척주의 비정상적인 전방 만곡), 과도한 척주 전만증(일반적으로 요추에서의 척주의 비정상적인 후방 만곡), 추골 전전위증(일반적으로 요추 또는 경추에서 하나의 추골이 다른 추골 위로 전방 이동하는 것), 및 척추경의 파열 또는 골절, 퇴행성 척추경 질환, 추골의 골절과 같은 외상, 질병 또는 비정상(abnormality)에 의해 야기되는 기타 장애를 포함한 많은 종류의 척주 장애가 존재한다.
그러한 증상으로 고통받는 환자는 일반적으로 극도의 고통 및 저하된 신경 기능을 경험하게 된다.
특히, 퇴행성 척주 질환은 외부 충격 등에 의해 골절되는 경우와는 달리, 장기간에 걸쳐 탈골 등과 같은 뼈 사이의 어긋남이 발생된 상태에서 굳어진 것이기 때문에, 물리 치료와 같이 일시적인 방법만으로는 정상적인 자세로의 교정이 어렵고, 오히려 물리 치료 이후에는 치료전의 척주 질환 상태로 복귀하는 경향을 보인다.
상기와 같이 변형된 척주를 고정시켜 안정화시키기 위한 방법으로 척추경 나사못에 의한 고정 방법이 있다. 이는 척주의 형상에 따라 적절한 형상을 갖는 척추 로드와 상기 척추 로드를 척주에 고정시키기 위한 척추경 나사못에 의해 달성된다.
기존의 척추 시술을 위한 척추 고정 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 척추에 일정한 간격으로 고정 결합되는 척추경 나사부재(10)와, 상기 척추경 나사부재(10)에 결합되어 척추를 지지하는 한쌍의 로드(5)와, 상기 한쌍의 로드(5)를 서로 연결하는 로드 연결장치(20)를 포함하여 구성된다.
그 로드 연결장치(20)는 양측 로드(5)사이의 간격을 일정하게 유지하여 지지하는 기능을 수행한다.
그런데, 앞서 설명한 바와 같이, 종래의 척추 고정 시스템에서 양측 로드를 연결하는 로드 연결장치가 구비되어야 하며, 그 로드 연결장치는 그 연결을 위해 척추의 중앙에 돌출된 척추 돌기(spinous process; 일명 "융추(隆椎)"라고도 함)를 부러뜨린 후에 양측 로드를 상호 연결하고 있다.
이 경우 환자의 고통이 심할 뿐만 아니라, 심지어 척추 뼈에 크랙이 발생하게 될 우려가 있었다.
이를 극복하기 위해 종래에는 로드 연결장치가 양측으로 분리 가능한 구조를 채택하고 있으며, 그 일 예로 도 2에 도시된 바와 같이, 일단부에 양측 로드(5)의 외주연에 걸리는 갈고리 형태의 걸림부(22a)(24a)가 형성되는 제 1,2 훅(22)(24)과, 그 제 1,2 훅(22)(24)의 타단부에 관통 결합되어 제 1,2 훅(22)(24)을 일체로 고정시키는 연결부재(40,45)와, 그 훅(22)(24)에 나사결합되어 상기 로드(5)와 접촉되면서 상기 로드(5)를 훅(22)(24)에 고정하기 위한 세트 스크류(32)(34)로 이루어 진다.
제 1 훅(22)의 타단부에는 일측이 개구되도록 양측으로 벌어진 개구부가 형성되어 있으며, 그 개구부에 제 2 훅(24)의 타단부가 일부 수용되도록 삽입되는 구조를 갖는다.
또한, 제 2 훅(24)의 타단부에는 장공형태의 슬라이딩공(24b)이 형성되어 연결부재(40,45)를 중심으로 회전가능한 구조로 되어 있다.
그리고, 연결부재(40,45)는 제 1,2 훅(22)(24)의 타단부를 수직으로 관통 결합시키기 위한 볼트와 너트로 구성된 것이다.
그런데, 이와 같이 구성된 종래의 로드 연결장치는, 양측 로드를 분리가능한 슬라이딩구조로 척추 돌기를 회피하여 고정할 수 있는 장점이 있으나, 훅을 로드의 외주면에 끼운 후에 세트 스크류를 로드의 외주면에 접촉시켜 고정해야 하는 조립구조상 척추 시술 도중에 스크류를 체결하기 전에 훅이 쉽게 이탈될 우려가 있으므로 시술하기가 용이하지 않을 뿐만 아니라, 분리가능한 양측 결합부위(연결부재 및 세트 스크류의 높이)의 구조 특성상 상당한 높이의 공간을 차지하게 되어 환자의 환부에 직접 닿게 되는 등의 문제점이 있었다.
그리고, 세트 스크류의 조임에 따라 로드에 대해 훅이 수직방향으로 작용하는 힘만을 받아 로드에 밀착되므로 고정력이 약하여, 척추의 움직임에 따라 로드가 틀어지는 등 횡방향으로 힘을 받게 되면 세트 스크류가 풀리고 연결부재가 움직이게 되며, 이로 인해 척추 내에 시술된 척추 고정장치의 로드 연결장치에 의해 사용자가 통증을 겪게 되는 등의 문제점이 있었다.
또한, 척추 시술중 세트 스크류와 연결부재가 동일한 구조의 결합방식이 아니므로 조립상 용이하지 못한 점과 아울러, 시술중 사용자의 부주위로 인해 오조립의 우려가 있었다.
본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 부피를 콤팩트화할 수 있으며, 척추 시술중 조립이 간편하면서 견고하게 로드를 고정할 수 있도록 그 구조가 개량된 척추 고정 시스템의 로드 연결장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 척추뼈를 고정하는 양측 로드를 척추경 나사부재로 고정하고 그 양측 로드의 간격을 유지시키기 위한 로드 연결장치가, 상기 양측 로드의 외주면을 감싸도록 각각 결합되며 탄성 변형이 가능한 제 1,2 콜렛부재와, 양측 일단부에 상기 제 1,2 콜렛부재의 단부가 관통되도록 결합공이 형성되며 타단부가 슬라이딩수단에 의해 슬라이딩됨과 동시에 상호 축 회전 가능하게 상,하로 결합되는 제 1,2 연결 플레이트와, 상기 제 1,2 연결 플레이트의 상측으로 관통된 상기 제 1,2 콜렛부재의 일단부에 체결되어 그 체결력으로 상기 제 1,2 콜렛부재의 외주면을 가압시키기 위한 제 1,2 너트부재를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징은 상기 제 1,2 연결 플레이트의 단부 하측에 상기 제 1,2 콜렛부재의 회전을 제한함과 아울러 상기 로드의 상측면과 접촉되는 스톱퍼돌기를 더 구비하여 된 것이다.
본 발명의 또 다른 특징으로, 상기 제 1,2 연결 플레이트중 하측에 위치하는 하나의 플레이트는 상기 상측에 위치하는 플레이트의 높이를 보상하도록 상측으로 경사지게 형성된 경사면을 갖는 것이다.
그외에 본 발명의 특징으로, 상기 슬라이딩수단은 상기 제 1,2 연결 플레이트중 어느 하나의 플레이트의 타단부에 장공이 형성되고, 다른 하나의 플레이트의 타단부에는 통공이 형성되며, 상단부가 상기 장공의 내주면을 슬라이딩 이동가능하게 관통되어 상기 통공에 삽입되며 그 외주면에 나사산이 형성되는 결합핀과, 상기 제 1,2 연결 플레이트의 타단부 상측에서 상기 결합핀의 나사산에 체결되는 고정 너트를 구비하여 된 것이다.
또, 상기 고정 너트와 접촉되는 연결 플레이트의 접촉면과 상기 제 1,2 연결 플레이트의 접촉면들중 적어도 한 곳에 마찰력을 부여하기 위한 널링(knurling)부가 형성된 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하되, 기존의 척추경 나사부재와 로드등의 동일한 구성요소에 대해서는 중복 설명을 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 척추 고정 시스템의 로드 연결장치는, 도 3 내지 도 7를 참조하면, 그 구성은 하단부에 개구부가 형성되어 양측 로드의 외주면을 각각 감싸도록 결합되며 상단부 외주면에 나사산이 각각 형성되는 제 1,2 콜렛부재(110)(120)와, 일단부에 그 제 1 콜렛부재(110)의 단부가 관통되는 결합공(212)이 형성되며 타단부에 통공(214)이 형성되는 제 1 연결 플레이트(210)와, 일단부에 제 2 콜렛부재(120)의 단부가 관통되는 결합공(222)이 형성되며 타단부에 장공(224)이 형성되는 제 2 연결 플레이트(220)와, 제 1 연결 플레이트(210)의 통공(214)과 제 2 연결 플레이트(220)의 장공(224)에 수직으로 관통 결합되며 상단부 외주면에 나사산이 형성되는 결합핀(310)과, 그 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 타단부 상측에서 결합핀(310)의 단부와 체결되어 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)를 고정시키기 위한 고정 너트(320)와, 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 일단부 상측에서 상측으로 돌출된 제 1,2 콜렛부재(110)(120)의 단부와 체결되어 제 1,2 콜렛부재(110)(120)를 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 일단부측에 각기 고정시키기 위한 제 1,2 너트부재(410)(420)로 구성된다.
더 상세히 설명하면, 제 1,2 콜렛부재(110)(120)는 제 1,2 너트부재(410)(420)와의 체결력에 의해 외주면이 가압되면서 탄성변형이 가능한 구조를 가지며, 이는 콜렛부재가 제 1,2 너트부재(410)(420)의 체결력으로 개구부에 결합된 로드(5)의 외주면을 가압하여 견고하게 고정시키기 위함이다.
그리고, 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)는 일단부 하측면 테두리에 단차를 갖는 스톱퍼돌기(213)(223)가 각각 형성되어 있으며, 그 스톱퍼돌기(213)(223)는 콜렛부재의 회전을 제한함과 아울러, 로드(5)의 상측면과 접촉되어 면접촉으로 견고하게 지지하는 기능을 갖는다.
또한, 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)는 타단부가 상,하로 겹쳐진 상태로 결합핀(310)에 의해 수직으로 관통 결합되며, 그 결합핀(310)이 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 축 중심이 되어 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)가 상호 회전 가능하도록 하는 기능을 갖는다.
본 발명의 제 2 연결 플레이트(220)는 타단부가 제 1 연결 플레이트(210)의 하측에 위치하게 되므로, 이를 보상하기 위해 상측으로 경사지게 형성된 경사면(225)을 가지며, 바람직하게는 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 상측면이 수평으로 동일선상에 위치하는 것이다.
이는, 제 1,2 너트부재(410)(420)와 고정 너트(320)가 동일한 너트를 이용할 경우, 각 상측면이 수평선상에 위치하게 됨을 의미하게 되며, 이로 인해 제 1,2 너트부재(410)(420)와 고정 너트(320)의 구별없이 혼용할 수 있게 된다.
더 바람직하게는, 고정 너트(320)와 접촉되는 제 1 연결 플레이트(210)의 상측면과 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 접촉면에 마찰 접촉력을 높이기 위한 널링부(510)가 형성된 것이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 로드 연결장치는, 우선 각 구성요소들간의 조립과정을 설명하면, 결합핀(310)이 제 2 연결 플레이트(220)의 장공(224)을 통과하여 제 1 연결 플레이트(210)의 통공(214)을 통해 상단부가 상측으로 돌출되면, 고정 너트(320)를 결합핀(310)의 상부 외주면에 형성된 나사산에 치합시켜 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)를 일체로 결합시킨다.
이어서, 그 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 일단부에 형성된 결합공(212)(222)의 하측에서 제 1,2 콜렛부재(110)(120)를 상측으로 삽입시킨 다음에, 제 1,2 너트부재(410)(420)를 일방향으로 회전시켜 체결시킨다.
이때, 고정 너트(320)가 결합핀(310)의 단부와 결합시 가조립된 상태에서는 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)가 결합핀(310)을 중심으로 상호 회전 가능하게 되고, 고정 너트(320)의 하측면이 제 1 연결 플레이트(210)의 널링부(510)까지 면 접촉되도록 결합핀(310)의 단부에 완전히 체결되면 그 접촉 마찰력에 의해 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 회전각을 유지한 상태로 고정된다.
이는, 척추 시술시 척추 돌기(융추)를 회피하는 각도로 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)를 회전시킨 후에 고정 너트(320)를 널링부(510)와 접촉되는 위치까지 조이면 그 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)가 더 이상 회전되지 않고 견고하게 고정됨을 의미하는 것이다.
또한, 제 1,2 콜렛부재(110)(120)는 하측으로 개구된 부위를 통해 로드(5)의 외주면을 삽입시킨 후에 제 1,2 너트부재(410)(420)를 체결하면, 그 외경이 수축되면서 변형되어 로드(5)의 외주면을 가압하여 견고하게 고정시킬 수 있다.
상기한 조립 과정은 척추 시술상의 편의에 따라 앞서 설명한 조립 순서에 한정되지 아니하며, 이러한 조립이 완료된 후에는 로드(5)의 외주면을 제 1,2 너트부재(410)(420)의 내측면이 양측에서 지지함과 아울러, 스톱퍼돌기(213)(223)가 로드(5)의 외주면 상측에서 면 접촉으로 지지되어 견고하게 고정할 수 있게 된다.
그 제 1,2 콜렛부재(110)(120)는 조립이 완료된 후에 스톱퍼돌기(213)(223)에 의해 간섭되어 그 회전이 제한되므로, 너트의 풀림현상을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 제 1 연결 플레이트(210)의 타단부 상측면 또는 제 2 연결 플레이트(220)의 접촉면에 형성된 널링부(510)는 면접촉에 의한 마찰 접촉력을 부여하여 너트의 풀림현상을 방지할 수 있다.
한편, 분해시에는 제 1,2 너트부재(410)(420)를 타방향으로 회전시키면, 로드(5)의 외주면을 가압 고정하고 있던 제 1,2 콜렛부재(110)(120)의 외경이 외측으로 벌어지면서 상호 이탈이 가능하게 된다.
상기한 바와 같이 설명한 본 발명은 앞서 설명한 실시예에만 한정되지 아니하고 본 발명이 가지는 정신 및 개념을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 변형 실시가 가능할 것이다. 예컨대, 제 1,2 연결플레이트의 장공(224)과 통공(214)이 서로 상반되는 위치에 형성될 수 있을 것이다.
이상과 같이 설명한 본 발명은 로드를 지지하는 양측이 분리가능한 구조를 갖도록 함과 아울러 조립이 용이하도록 그 구조가 개량된 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 척추 시술시 척추 돌기를 회피하면서 양측 로드를 견고하게 지지할 수 있으며, 콜렛부재와 너트부재를 이용한 조립이 용이하여 시술이 간편해지는 유용한 효과를 갖는다.
그리고, 로드의 외주면을 콜렛부재의 내측면과 스톱퍼돌기가 각각 면접촉으로 지지하는 결합구조의 특성상 로드를 견고하게 고정할 수 있으며, 제 2 연결 플레이트에 제 1 연결 플레이트와의 결합시 단차 높이를 보상하기 위한 경사면이 형성되어 각 상측면이 동일한 수평선상에 위치하여 부피를 콤팩트화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 각 구성요소들간의 결합방식이 너트에 의해 동일한 결합구조를 가지므로, 혼용이 가능할 뿐만 아니라 조립상 편의성이 향상되는 이점을 갖는다.
도 1은 기존 척추 고정 시스템을 나타낸 평면도.
도 2는 종래 로드 연결장치의 일 예를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 척추 고정 시스템의 로드 연결장치를 나타낸 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 결합상태를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 정면도.
도 6은 본 발명 콜렛부재의 결합상태를 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 사용상태를 나타낸 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
5 : 로드 110,120 : 제 1,2 콜렛부재
210,220 : 제 1,2 연결 플레이트
212,222 : (제 1,2 연결 플레이트의)결합공
213,223 : (제 1,2 연결 플레이트의)스톱퍼돌기
214 : 통공 510 : 널링부
224 : 장공 225 : 경사면
310 : 결합핀 320 : 고정 너트
410,420 : 제 1,2 너트부재

Claims (5)

  1. 척추뼈를 고정하는 양측 로드를 척추경 나사부재로 고정하고, 그 양측 로드의 간격을 유지시키기 위한 로드 연결장치를 구비하는 척추 고정 시스템에 있어서,
    상기 로드 연결장치는, 상기 양측 로드(5)의 외주면을 감싸도록 각각 결합되며 탄성 변형이 가능한 제 1,2 콜렛부재(110)(120)와,
    양측 일단부에 상기 제 1,2 콜렛부재(110)(120)의 단부가 관통되도록 결합공(212)(222)이 형성되며 타단부가 슬라이딩수단에 의해 슬라이딩됨과 동시에 상호 축 회전 가능하게 상,하로 결합되는 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)와,
    상기 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 상측으로 관통된 상기 제 1,2 콜렛부재(110)(120)의 일단부에 체결되어 그 체결력으로 상기 제 1,2 콜렛부재(110)(120)의 외주면을 가압시키기 위한 제 1,2 너트부재(410)(420)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 척추 고정 시스템의 로드 연결장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 단부 하측에 상기 제 1,2 콜렛부재(110)(120)의 회전을 제한함과 아울러 상기 로드(5)의 상측면과 접촉되는 스톱퍼돌기(213)(223)를 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 척추 고정 시스템의 로드 연결장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)중 하측에 위치하는 하나의 플레이트는 상기 상측에 위치하는 플레이트의 높이를 보상하도록 상측으로 경사지게 형성된 경사면(225)을 갖는 것을 특징으로 하는 척추 고정 시스템의 로드 연결장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬라이딩수단은 상기 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)중 어느 하나의 플레이트의 타단부에 장공(224)이 형성되고, 다른 하나의 플레이트의 타단부에는 통공(214)이 형성되며,
    상단부가 상기 장공(224)의 내주면을 슬라이딩 이동가능하게 관통되어 상기 통공(214)에 삽입되며 그 외주면에 나사산이 형성되는 결합핀(310)과,
    상기 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 타단부 상측에서 상기 결합핀(310)의 나사산에 체결되는 고정 너트(320)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 척추 고정 시스템의 로드 연결장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 고정 너트(320)와 접촉되는 연결 플레이트의 접촉면과 상기 제 1,2 연결 플레이트(210)(220)의 접촉면들중 적어도 한 곳에 마찰력을 부여하기 위한 널링부(510)가 형성된 것을 특징으로 하는 척추 고정 시스템의 로드 연결장치.
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