(57)【要約】  電気刺激アンカーは、電気刺激アンカーの外部にあるトランスデューサなどの電源に電気的に結合されるように構成される。電気刺激アンカーは、骨に固定されるように構成された骨アンカーを含み得る。骨アンカーは、第１の電極と、第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間の隔離部分と、を画定し得る。電気刺激アンカーは、骨アンカーに取り付けられた接続ユニットを更に含み得る。接続ユニットは、第１の電極に電気的に接続する第１の接触部材と、第１の接触部材から電気的に隔離された第２の接触部材と、を画定し得る。第２の接触部材は、第２の電極に電気的に接続され得る。第１及び第２の接触部材は、第１の電極と第２の電極との間に電圧差を確立するように、トランスデューサから電流を引き込むように構成される。
2021520905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に電気的に結合されるように構成された電気刺激アンカーであって、
骨に固定されるように構成された骨アンカーであって、前記骨アンカーが、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間の隔離部分と、を画定する、骨アンカーと、
前記骨アンカーに取り付けられた接続ユニットであって、前記接続ユニットは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧差を確立するように、前記電源が前記第１及び第２の電極に電気的に接続されているときに、前記第１の電極を前記第２の電極に対して電気的に隔離するように構成された接続ユニット絶縁体を画定する、接続ユニットと、を含み、
前記接続ユニットが、第１の極性を有する前記電源の第１の接点と、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する前記電源の第２の接点と、に電気的に接続するように更に構成されている、電気刺激アンカー。
【請求項２】
前記接続ユニットが、前記第１の電極に電気的に接続する第１の接触部材と、前記第１の接触部材から電気的に隔離された第２の接触部材と、を更に画定し、前記第２の接触部材が、前記第２の電極に電気的に接続し、
前記第１及び第２の接触部材が、前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記電圧差を確立するように、前記電源から電流を引き込むように構成されている、請求項１に記載の電気刺激アンカー。
【請求項３】
前記接続ユニット絶縁体は、前記第１及び第２の接触部材が互いに接触するのを防止するように、前記第１の接触部材と前記第２の接触部材との間に配設されている、請求項２に記載の電気刺激アンカー。
【請求項４】
前記骨アンカーが、頭部と、先端部と、前記頭部を前記先端部に接続するシャフトと、を画定し、それにより、前記骨アンカーが、前記頭部から前記先端部までアンカー中心軸に沿って細長くなっており、前記接続ユニットが、前記骨アンカーの前記頭部に取り付けられている、請求項３に記載の電気刺激アンカー。
【請求項５】
前記骨アンカーが、第１の導電性外面と、前記アンカー中心軸に沿って前記第１の導電性外面から離間した第２の導電性外面と、を更に画定する、請求項３に記載の電気刺激アンカー。
【請求項６】
前記第１の導電性外面及び前記第２の導電性外面の各々が、約５ミリメートル以下の直径を画定する、請求項５に記載の電気刺激アンカー。
【請求項７】
前記隔離部分が、前記骨アンカーの非導電性外面を画定し、それにより、前記第１の導電性外面が、前記アンカー中心軸に沿って測定された前記非導電性外面の長さに実質的に等しい前記アンカー中心軸に沿った距離だけ前記第２の導電性外面から分離されている、請求項５に記載の電気刺激アンカー。
【請求項８】
前記シャフトが、空洞を画定するシャフト本体を含み、前記第２の接触部材の少なくとも一部分が、前記シャフト本体の前記空洞内に配設されている、請求項４に記載の電気刺激アンカー。
【請求項９】
前記シャフト本体は、電気コイルが前記骨アンカー内にないように、前記空洞を画定する、請求項８に記載の電気刺激アンカー。
【請求項１０】
前記隔離部分の少なくとも一部分が、前記シャフト本体の前記空洞内に配設されている、請求項９に記載の電気刺激アンカー。
【請求項１１】
前記隔離部分が、絶縁空洞を画定し、前記第２の接触部材の少なくとも一部分が、前記絶縁空洞内に配設されている、請求項１０に記載の電気刺激アンカー。
【請求項１２】
前記頭部が、凹部を含み、前記第１の接触部材が、第１の接触部材本体と、前記凹部内に配設されるように前記第１の接触部材本体から延在する第１の接触部材シュラウドと、を画定する、請求項１１に記載の電気刺激アンカー。
【請求項１３】
前記接続ユニット絶縁体が、接続ユニット絶縁体本体と、前記第１の接触部材の前記第１の接触部材本体によって支持される絶縁アームと、を画定する、請求項１２に記載の電気刺激アンカー。
【請求項１４】
前記接続ユニット絶縁体が、前記第２の接触部材を受容するようにサイズ決定された接続ユニット絶縁体孔を画定する、請求項１３に記載の電気刺激アンカー。
【請求項１５】
前記第２の接触部材が、前記接続ユニットの前記第１の接触部材から電気的に隔離されるように、前記第２の接触部材が、前記接続ユニット絶縁体孔内に配設されている、請求項１４に記載の電気刺激アンカー。
【請求項１６】
前記第２の接触部材は、前記第２の接触部材が第１の端部から前記第１の端部とは反対の第２の端部まで細長くなるように、前記第１の端部と、前記第２の端部と、を画定し、
前記第２の接触部材の前記第１の端部が、前記接続ユニット絶縁体の前記孔内に配設され、
前記第２の接触部材の前記第２の端部が、前記シャフト本体の前記空洞内に配設されている、請求項１５に記載の電気刺激アンカー。
【請求項１７】
前記電源が、前記骨アンカーの配向から独立している配向に位置決めされるように構成された電気コイルを有するトランスデューサを含む、請求項１に記載の電気刺激アンカー。
【請求項１８】
骨ねじに取り付けるように構成された接続ユニットであって、
前記骨ねじの第１の電極を前記骨ねじの外部のトランスデューサの第１の導電体と接続するように構成された第１の接触部材と、
前記骨ねじの第２の電極を前記トランスデューサの第２の導電体と接続するように構成された第２の接触部材と、
前記第１の接触部材と前記第２の接触部材とを互いに電気的に隔離するように、前記第１の接触部材と前記第２の接触部材との間に配設された接続ユニット絶縁体と、を含む、接続ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づいて、２０１８年４月１０日に出願された米国特許出願第６２／６５５，２７２号の利益を主張し、この内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
（発明の分野）
本開示は、概して、骨固定インプラントに関し、具体的には、骨骨折部の電磁刺激を実施して、骨骨折部の治癒を改善することができるインプラントに関する。
【背景技術】
【０００３】
外傷、疾病、仮骨延長法、又は下顎矯正手術によって、骨を損傷した場合、骨片の解剖学的リアライメントをもたらし、それらの位置を維持し、所望の位置での癒合を確実にするために、骨固定インプラントが慣用されている。よって、骨固定インプラントは、通常、適切な解剖学的適合及び機能を達成するように設計される。加えて、骨固定インプラントは、それらの解剖学的機能において、かなりの機械的応力に耐える骨を支持することが多いため、インプラントは、強くかつ堅い材料で構成されることが多い。
【０００４】
骨アンカーは、骨アンカーが外部の電磁場に暴露されるときに、骨骨折修復部を電気的に刺激するか、又は感染を打ち消すように構成することができる。このような骨アンカーは、電場を誘導するワイヤのコイル又は変圧器を含むことができる。変圧器を含む骨アンカーは、骨骨折部の治癒又は感染の打ち消しを刺激するのに十分な強度を有する電場を生成するようにサイズ決定されている。場合によっては、スタンドアローン用途のための双極型骨ねじが、約５ｍＴの外部交流磁場により誘導されるときに、約７００ｍＶの電場を生成するために必要である。場合によっては、この電力の電気的刺激のために構成された骨アンカーは、長さが約７０ｍｍ以上であり、かつ約５ｍｍ以上のコア直径を有する現在の技術によって制限される場合があることが認識される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
例示的態様では、電気刺激アンカーは、電気刺激アンカーの外部にあるトランスデューサなどの電源に電気的に結合されるように構成される。電気刺激アンカーは、骨に固定されるように構成された骨アンカーを含み得る。電気刺激アンカーは、骨アンカーに取り付けられた接続ユニットを更に含み得る。骨アンカーは、第１の電極、第２の電極、及び第１の電極と第２の電極との間の隔離又は絶縁性部分を含み得る。接続ユニットは、第１の電極と第２の電極との間の電圧差を確立するように、電源が第１及び第２の電極に電気的に接続されるときに、第１の電極を第２の電極に対して電気的に隔離するように構成された接続ユニット絶縁体を含み得る。接続ユニットは、第１の電極に電気的に接続する第１の接触部材と、第１の接触部材から電気的に隔離された第２の接触部材とを更に含み得る。第２の接触部材は、第２の電極に電気的に接続され得る。第１及び第２の接触部材は、第１の電極と第２の電極との間の電圧差を確立するように、トランスデューサから電流を引き込むように構成され得る。例えば、接続ユニットは、第１の極性を有する電源の第１の接点と、第１の極性とは反対の第２の極性を有する電源の第２の接点とに電気的に接続するように更に構成され得る。
【０００６】
別の例では、骨内の骨折部は、骨折部が電気刺激アンカーの第１及び第２の電極に隣接して配設されるように、骨内に電気刺激アンカーを位置決めすることによって治療される。骨折部を治療する方法は、第１及び第２の電極を画定する骨アンカーを骨内に挿入することを含む。骨折部を治療する方法は、電気刺激アンカーの第１及び第２の接触部材を介して、電気刺激アンカーの外部にあるトランスデューサに第１及び第２の電極を電気的に接続することを更に含む。トランスデューサは、トランスデューサの電気コイル内に電流を生成するように、交番磁場に曝露され得る。第１の電極と第２の電極との間の電圧差を確立するように、第１及び第２の接触部材に、ひいては第１及び第２の接触部材に電気的に接続された第１及び第２の電極に、電流が伝達される。
【０００７】
前述は、本開示の一実施例のみを要約しており、本開示の完全な範囲の反映を意図するものではない。本開示の更なる特徴及び利点は、以下の記述に示されており、その記述から明らかになり得るか、又は本発明の実施によって習得され得る。更に、前述の要約及び以下の詳述はいずれも、本開示の更なる説明を提供するよう意図された説明のための例である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
前述の要約、並びに本開示の実施形態例の以下の詳述は、添付の図面と共に読むことにより、よりよく理解されよう。本開示の実施形態例を図示する目的のために、図面が参照される。しかしながら、本出願が示される正確な配置及び手段に限定されないことを、理解しなければならない。図面は、以下のとおりである。
【図１】例示的な実施形態による電気刺激アンカーシステムを示し、電気刺激アンカーシステムは、インプラントを骨に固定する骨アンカーを含む。
【図２Ａ】図１に示す電気刺激アンカーシステムの一部分の斜視図であり、図示されている部分は、骨アンカーと、骨アンカーに結合された接続ユニットと、を含む、電気刺激アンカーを含む。
【図２Ｂ】図２Ａに示す電気刺激アンカーの断面図である。
【図２Ｃ】図２Ａ及び図２Ｂに示す電気刺激アンカーの分解図である。
【図２Ｄ】図２Ｃに示す電気刺激アンカーの分解図の断面図である。
【図３Ａ】例示的な実施形態による図２Ａ〜図２Ｄに示す骨アンカーの斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに表す骨アンカーの断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａ及び図３Ｂに示す骨アンカーの分解図である。
【図４】別の実施形態による図２Ａ〜図２Ｄに示す骨アンカーの別の断面図である。
【図５】更に別の実施形態による別の例示的な骨アンカーの更に別の断面図である。
【図６】図１に示す電気刺激アンカーシステムの例示的なトランスデューサの分解図である。
【図７Ａ】図６に示すトランスデューサの断面図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示すトランスデューサの側立面図である。
【図７Ｃ】図７Ａ及び図７Ｂに示すトランスデューサの一部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初の事項として、本開示の態様を図面を参照して詳細に説明しているが、特記しない限り、全体をとおして同様の参照番号は同様の要素を指す。以下の説明では、特定の専門用語は、単に便宜上使用されるに過ぎず、限定されるものではない。「複数」という用語は、本明細書で使用される場合、１つよりも多いことを意味する。構造体の「一部分」及び「少なくとも一部分」という用語は、構造体全体を含む。本開示において別々の実施形態の文脈で説明されている本開示の特定の特徴はまた、単一の実施形態に組み合わせて提供されてもよい。反対に、単一の実施形態の文脈において説明されている本開示の種々の特徴はまた、別個に又は任意の部分的組み合わせで提供されてもよい。
【００１０】
図１を参照すると、電気刺激システム９９は、電気刺激アンカーシステム１００、パルス電磁場（pulsed electromagnetic field、ＰＥＭＦ）装置１０２、及び骨インプラント１０６を含み得る。骨インプラント１０６は、骨１０４の骨折部分１０４ａを治療するように骨１０４に埋め込まれるかつ固定されるように構成され得る。骨１０４は、骨インプラントに好適なヒト又は動物の解剖学的構造内の任意の骨であってもよいことが認識されるであろう。更に、骨１０４が、所望に応じて、電気刺激システム９９を使用して固定するように構成される任意の数の骨折部分又は骨セグメントを画定し得ることが理解されるであろう。
【００１１】
電気刺激システム９９は、インプラント１０６、例えば、骨プレート又は釘、及びインプラント１０６を下にある骨に固定することができるか、又は代替的に、インプラント１０６なしで骨１０４に固定することができる電気刺激アンカーシステム１００を含み得る。電気刺激アンカーシステム１００は、少なくとも１つの電気刺激アンカー１０３と、電気刺激アンカー１０３の外部にあるトランスデューサ又は変圧器１０５などの少なくとも１つの電源と、を含み得る。例示目的で、電源は、本明細書ではトランスデューサ又は変圧器と称されているが、電気刺激アンカーは、所望に応じて代替的な電源に結合され得ることが理解されるであろう。例えば、電源は、電力キャパシタ、電池、又は他のエネルギー収集若しくは貯蔵装置を含む生体適合性内部エネルギー源などの様々な体内エネルギー源を含み得る。したがって、電源は、例えば、アキュムレータ又は電池などのエネルギー貯蔵構成要素を有する自己供給型又は内蔵型発電機であってもよい。電源はまた、追加の電気コイル（例えば、軟磁性コアを有する又は有しない）を有する生体適合性装置を含んでもよく、それにより、外部交番磁場の誘導結合によって集積エネルギー源（例えば、アキュムレータ、電池、スーパーキャパシタ）を充電することが可能となる。
【００１２】
図１を参照すると、電気刺激アンカー１０３は、トランスデューサ１０５などの任意の電源を電気的に接続するように構成され得る。本明細書で使用する場合、特記しない限り、トランスデューサ１０５はまた、限定することなく、変圧器１０５とも称され得る。電気刺激アンカー１０３は、インプラント１０６を下にある骨１０４に固定するように構成された骨アンカー１０８を含み得る。代替的に、別の実施例によれば、骨アンカー１０８は、インプラント１０６なしで骨１０４内に導入するように構成され得る。骨アンカー１０８は、代替的に、骨ピンとして構成され得る。例示目的で、骨ねじが本明細書に記載されているが、骨アンカー１０８が、骨１０４内に挿入されるように代替的に構成されてもよく、そのようなすべての代替物が、本開示の範囲内であると考えられることが理解されるであろう。
【００１３】
図２Ａ〜図２Ｄを参照すると、電気刺激アンカー１０３は、骨アンカー１０８に取り付けられた接続ユニット１０７を更に含み得る。電気刺激アンカーシステム１００は、少なくとも１つの導電性部材、例えば、電気刺激アンカーをトランスデューサ１０５と電気的に結合する少なくとも１つのワイヤ１０９を更に含み得る。一実施例では、ワイヤ１０９は、マルチフィラーペースメーカーワイヤを含むが、ワイヤ１０９は、接続ユニット１０７とトランスデューサ１０５との間で電流を伝達するように、所望に応じて代替的に構成されてもよいことが理解されるであろう。例えば、ワイヤ１０９は１つ又は２つ以上の導電体を含み得る。特に、接続ユニット１０７は、ワイヤ１０９を介してトランスデューサ１０５に電気的に接続するように構成され得、それにより、接続ユニット１０７は、トランスデューサ１０５からワイヤ１０９にわたって電流を引き込み得る。例えば、接続ユニット１０７は、第１の極性を有する電源の第１の接点、及び第１の極性とは反対の第２の極性を有する電源の第２の接点に電気的に接続するように更に構成され得る。
【００１４】
図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、骨アンカー１０８は、頭部１１２と、アンカー中心軸１２５に沿って頭部１１２に対して延出するシャフト１１４と、を含み得る。シャフト１１４は、頭部１１２から直接延在し得えるか、又は頭部１１２とシャフト１１４との間に配設される首部から延在し得る。シャフト１１４は、全体的に又は部分的にねじ山が付けられ得る。したがって、骨アンカー１０８は、骨ねじとして構成され得る。ねじ山付きシャフト１１４は、下にある骨１０４内にねじ式に導入するように構成され得る。例えば、骨アンカー１０８は、ねじ山付きシャフト１１４が設計された皮質ねじとして構成され得、皮質骨とねじ式に嵌合するように構成され得る。代替的に又は付加的に、骨アンカー１０８は、ねじ山付きシャフト１１４が海綿骨とねじ式に嵌合するように設計及び構成される海綿ねじとして構成され得る。海綿骨アンカーは、皮質骨アンカーのねじ山よりも大きいピッチを有するねじ山を有することが認識されるであろう。更に、海綿骨アンカーのねじ山は、通常、骨アンカー１０８のシャフト１１４から皮質骨アンカーのねじ山よりも大きい径方向距離だけ延出する。骨アンカー１０８のシャフト１１４は、シャフト１１４の一端部からシャフト１１４の他端部まで連続していないねじ山を画定するようにねじ山が付けられ得る。代替的に、シャフト１１４は、シャフトの少なくとも一部分、例えば、シャフト１１４の一端部からシャフト１１４の他端部までのすべてにわたって連続しているねじ山を画定し得る。
【００１５】
電気刺激アンカーシステム１００は、１つ又は２つ以上の電気刺激アンカー１０３を含み得る。骨アンカー１０８のうちの１つ又は２つ以上から〜すべてが、頭部１１２がインプラント１０６と接触した後にシャフト１１４が下にある骨１０４内に更に打ち込まれるときに、インプラント１０６に対して下にある骨１０４に向かう圧縮力を加えるために、その頭部１１２がインプラント１０６に当接するように構成され得るように、構成され得る。シャフト１１４は、所望の圧縮力がインプラント１０６上に付与されるまでの十分な距離だけ下にある骨内に打ち込まれ得る。圧縮ねじの頭部１１２は、ねじ山が付けられていなくてもよい。
【００１６】
別の実施例では、骨アンカー１０８のうちの１つ又は２つ以上〜すべてが、インプラント１０６に対して係止されるように構成される係止ねじとして構成され得る。特に、頭部１１２は、雄ねじ形成され得る。特に、骨アンカー１０８が係止ねじである場合、骨アンカー１０８の回転によって、ねじ山付き頭部１１２はインプラント１０６の内面とねじ式に嵌合する。その結果、ねじ頭部１１２は、インプラント１０６に下にある骨１０４に対する圧縮力を加えることなく、インプラント１０６を下にある骨１０４に締結する。インプラント１０６は、頭部１１２に対して係止されるとき、下にある骨１０４から離間され得る。代替的に、インプラント１０６は、頭部１１２に対して係止されるとき、下にある骨１０４に当接し得る。頭部１１２は、アンカー中心軸１１５の周囲で周方向に連続した少なくとも１つの雄ねじを画定し得る。しかしながら、頭部１１２は、本明細書に記載されているように、内面とねじ式に嵌合するように任意の所望の様式で代替的に構成され得ることが認識されるべきである。
【００１７】
ここで図３Ａ〜図６を参照すると、骨アンカー１０８は各々、遠位端部１２８と、遠位端部１２８とは反対側の近位端部１３０とを画定し得、それにより、骨アンカー１０８は近位端部１３０から遠位端部１２８まで細長くなっている。頭部１１２は、近位端部１３０に位置し得、電気刺激アンカー１０３の接続ユニット１０７は、骨アンカー１０８の近位端部１３０に隣接して配設され得るか、又はそれに取り付けられ得る。頭部１１２、ひいては近位端部１３０は、骨アンカー１０８の第１の電極１３２、ひいては電気刺激アンカー１０３を画定し得る。遠位端１２８は、挿入端部又は先端部であるとみなされ得、骨アンカー１０８の第２の電極１３４、ひいては電気刺激アンカー１０３を画定し得る。第１及び第２の電極１３２及び１３４は、第１及び第２の電極１３２及び１３４に隣接する骨１０４の骨折部分を電気的に刺激するように構成されるように、互いに離間され得る。例えば、第１及び第２の電極１３２及び１３４は、アンカー中心軸１２５に沿って第１の電極１３２と第２の電極１３４との間の骨１０４の骨折部分を電気的に刺激するように構成されるように、アンカー中心軸１２５に沿って互いに離間され得る。シャフト１１４は、アンカー中心軸１２５に沿って近位端部１３０と遠位端部１２８との間に延在し得る。シャフト１１４は、近位端部１３０及び遠位端部１２８に隣接し得るねじ山付き部分を画定し得る。骨アンカー１０８は、遠位端部１２８に配設された先端部１３６を更に含み得る。近位端部１３０及び遠位端部１２８は、骨アンカー１０８の反対の最外端部を画定し得る。第１及び第２の電極１３２及び１３４は、電流を伝達するために、導電性材料、例えば、チタン、ステンレス鋼、又はこれらの合金から構成され得る。
【００１８】
また図２Ｂ及び図２Ｃを参照すると、骨アンカー１０８、ひいては電気刺激アンカー１０３は、骨アンカー１０８に対して第１の電極１３２を第２の電極１３４から電気的に隔離するように、第１の電極１３２と第２の電極１３４との間に配設された隔離又は絶縁性部分１１３を更に含み得る。隔離部分１１３は、所望に応じてポリエーテル−エーテル−ケトン（poly-ether-ether-ketone、ＰＥＥＫ）又はＰＥＫＫのようなポリマー系材料などの、任意の生体適合性非導電性材料から構成されてもよい。材料はまた、ある特定の例では、生体再吸収性材料であってもよい。骨アンカー１０８の隔離部分１１３は、トルクが頭部１１２に加えられるときに、トルクが先端部１３６に伝達されるようにサイズ決定され得る。骨アンカー１０８は、アンカー中心軸１２５に沿って第１の導電性外面１１８ａから離間した第１の導電性外面１１８ａ及び第２の導電性外面１１８ｂを画定し得る。絶縁性部分１１３は、骨アンカー１０８の非導電性外面１１８ｃを画定し得、それにより、第１の導電性外面１１８ａが、アンカー中心軸１２５に沿って測定された非導電性外面１１８ｃの長さ１６５に実質的に等しいアンカー中心軸１２５に沿った距離１６３だけ第２の導電性外面１１８ｂから分離され得る。図３Ｂ及び図４を参照すると、いくつかの実施例では、シャフト１１４及び頭部１１２は、第１の導電性外面１１８ａを画定し得、先端部１３６は、第２の導電性外面１１８ｂを画定し得、それにより、隔離部分１１３の非導電性外面１１８ｃが遠位端部１２８に配設される。代替の実施例では、図５を参照すると、頭部１１２は、第１の導電性外面１１８ａを画定し得、シャフト１１４及び先端１３６は、第２の導電性外面１１８ｂを画定し得、それにより、隔離部分１１３の非導電性外面１１８ｃが近位端部１３０に配設される。更に、頭部１１２及びシャフト１１４のうちの少なくとも１つ、例えば両方が、第１の電極１３２を画定し得、シャフト１１４及び先端部１３６のうちの少なくとも１つ、例えば両方が、第２の電極１３４を画定し得る。実施例では、シャフト１１４、例えばシャフトのみが、第１の電極１３２及び第２の電極１３４を含む。第１の導電性外面１１８ａは第１の電極１３２を画定し得、第２の導電性外面１１８ｂは第２の電極１３４を画定し得る。
【００１９】
特に図２Ａ〜図３Ｃを参照すると、骨アンカー１０８、特に骨アンカー１０８の頭部１１２は、ドリルビット又は接続ユニット１０７を受容するようにサイズ決定された凹部１２０を画定し得る。実施例では、凹部１２０は六角形形状を画定するが、凹部１２０が所望に応じて代替的に形状化され得ることが理解されるであろう。頭部１１２の内面１２０ａは、凹部１２０を画定し得る。実施例では、接続ユニット１０７は、第１の電極１３２と第２の電極１３４．との間の電圧差を確立するようにトランスデューサ１０５が第１及び第２の電極１３２及び１３４に電気的に接続されるとき、第１の電極１３２を第２の電極１３４対して隔離するように構成された接続ユニット絶縁体１３５を画定する。特に図２Ｃを参照すると、接続ユニット１０７は、第１の接触部材１３１と、第２の接触部材１３３と、第１の接触部材１３１及び第２の接触部材１３３を互いに電気的に隔離するように、第１の接触部材１３１及び第２の接触部材１３３を当接する接続ユニット絶縁体１３５とを含んでもよい。第１の接触部材１３１は、第１の極性を有するトランスデューサの第１の接点に電気的に接続するように構成され得、第２の接触部材１３３は、第１の極性とは反対の第２の極性を有するトランスデューサの第２の接点に電気的に接続するように構成され得る。
【００２０】
接続ユニット絶縁体１３５は、第１及び第２の接触部材が互いに接触するのを防止するように、第１の接触部材１３１と第２の接触部材１３３との間に配設され得る。第１の接触部材１３１及び第２の接触部材１３３は、互いに反対の極性を有するようにトランスデューサ１０５から電流を引き込むように構成され得る。第１及び第２の接触部材１３１及び１３３は、電流を伝達するように、導電性材料、例えばチタン、ステンレス鋼、又はこれらの合金から構成されてもよい。骨アンカー１３８は、先端部１３６及び第２の電極１３４を画定する導電性部材１２２を画定し得る。導電性部材１２２は、電流を伝達するように、導電性材料、例えばチタン、ステンレス鋼、又はこれらの合金から構成されてもよい。第２の接触部材１３３は、アンカー中心軸１２５に沿って第１の端部１３７ａ及び第１の端部１３７ａとは反対側の第２の端部１３７ｂを有するピン１３７を含み得る。第２の接触部材１３３、ひいてはピン１３７は、電流を伝達するように、導電性材料、例えばチタン、ステンレス鋼、又はこれらの合金から構成されてもよい。ピン１３７、例えばピン１３７の第２の端部１３７ｂは、導電性部材１２２、特に第２の電極１３４に電流を伝達するように導電性部材１２２に当接し得る。ピン１３７、例えばピン１３７の第１の端部１３７ａは、トランスデューサ１０５から電流を引き込みかつトランスデューサ１０５から第２の電極１３４に電流を伝達するように、ワイヤ１０９、特にワイヤ１０９の導電体に電気的に結合するように構成され得る。代替的に、ワイヤ１０９は、導電性部材１２２に直接取り付けられるように構成され得る。
【００２１】
特に図２Ａ〜図２Ｄを参照すると、接続ユニット絶縁体１３５は、ピン１３７を受容するようにサイズ決定された接続ユニット絶縁体孔１３９を画定し得る。ピン１３７は接続ユニット絶縁体孔１３９内に配設され得、それにより、ピン１３７は、接続ユニット１０７の第１の接触部材１３１から電気的に隔離され得る。代替的に、ワイヤ１０９は、接続ユニット絶縁体孔１３９内に受容され得、それにより、ワイヤ１０９の導電体は、接続ユニット１０７の第１の接触部材から電気的に隔離され得る。第１の接触部材１３１は、第１の接触部材本体１４１と、第１の接触部材本体１４１から骨アンカー１０８の遠位端部１２８に向かって延在する第１の接触部材シュラウド１４３とを画定し得る。第１の接触部材シュラウド１４３は、シュラウド外面１４３ａと、シュラウド外面１４３ａとは反対側のシュラウド内面１４３ｂとを画定し得る。シュラウド外面１４３ａは、凹部１２０を画定する内面１２０ａに当接し得、それにより、内面１２０ａとシュラウド外面１４３ａとの間、ひいては第１の接触部材１３１と頭部１１２との間に確立される。接続ユニット絶縁体１３５は、接続ユニット絶縁体本体１４５と、接続ユニット絶縁体本体１４５から骨アンカー１０８の遠位端部１２８に向かって延在する絶縁性又は絶縁アーム１４７を画定し得る。絶縁アーム１４７は、シュラウド１４３のシュラウド内面１４３ｂに当接するか、又はそれに対向するように隣接して配設され得る外面１４７ａを画定し得る。接続ユニット絶縁体孔１３９は、アンカー中心軸１２５を中心とし得る。接続ユニット絶縁体本体１４５及び絶縁アーム１４７は、接続ユニット絶縁体孔１３９を画定することができ、それにより、接続ユニット絶縁体孔１３９がアンカー中心軸１２５に沿って接続ユニット絶縁体１３５の対向する面を通って延在し得る。シュラウド１４３は、絶縁アーム１４７を受容するようにサイズ決定され得る。したがって、絶縁アーム１４７は、シュラウド１４３内に配設され得る。更に、第１の接触部材本体１４１は、接続ユニット絶縁体本体１４５を受容するようにサイズ決定され得る凹部１５１を画定し得る。したがって、接続ユニット絶縁体本体１４５、ひいては接続ユニット絶縁体１３５は、凹部１５１内に配設され得、第１の接触部材１３１の本体１４１によって支持され得る。第１の接触部材本体１４１は、ワイヤ１０９、特にワイヤ１０９の少なくとも１つの導電体との電気的接続を確立するように構成された少なくとも１つ、例えば２つ又は３つ以上の接続孔１５３を更に画定し得る。
【００２２】
ここで再び図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、近位端部１３０及び遠位端部１２８は各々、骨アンカー１０８のそれぞれの終端部を画定し得る。骨アンカー１０８は、アンカー中心軸１２５に沿って近位端部１３０からその遠位端部１２８までの長さを画定し得る。骨アンカー１０８及び電気刺激アンカー１０３の長さは、所望に応じて変更し得ることが理解されるであろう。
【００２３】
電気刺激アンカー１０３、ひいては骨アンカー１０８は、近位端部１３０から遠位端部１２８まで細長くあり得る。例えば、骨アンカー１０８は、近位端部１３０から遠位端部１２８まで延在するアンカー中心軸１２５に沿って実質的に細長くあり得る。本明細書で使用される場合、「実質的に」という用語は、下層の解剖学的構造への固定の性質を変化させない製作公差及び移動を考慮する。骨アンカー１０８のアンカー中心軸１２５は、真っ直ぐであっても湾曲していてもよいことが理解されるであろう。したがって、シャフト１１４は、頭部１１２から先端部１３６までアンカー中心軸１２５に沿って延在するように、真っ直ぐであっても湾曲していてもよい。
【００２４】
シャフト１１４は、シャフト本体１４０を含み得る。第２の接触部材１３３の各々の少なくとも一部分、絶縁性部分１１３、及び導電性部材１２２は、シャフト本体１４０内に配設され得る。特に図２Ｄを参照すると、シャフト本体１４０は、外面１４０ａと、外面１４０ａとは反対側の内面１４０ｂと、を含み得る。例えば、シャフト本体１４０は空洞１４２を画定し得、空洞１４２内に、第２の接点部材１３３、絶縁性部分１１３、及び導電性部材１２２の各々の一部分が配設され得る。シャフト本体１４０は、電気コイルが空洞１４２内にないように、ひいては電気コイルが骨アンカー１０８内にないように、空洞１４２を画定し得る。更に、絶縁性部分１１３は、絶縁性空洞１５５を画定し得、絶縁性空洞１５５内に、第２の接触部材１３３及び導電性部材１２２の各々の一部分が配置され得る。導電性部材１２２は、接続空洞１５７を画定し得、接続空洞１５７内に、第２の接触部材１３３の一部分が配置され得る。導電性部材１２２は、接続空洞１５７を画定し得る内面１２２ａを画定し得る。特に、ピンの第２の端部１３７ｂは、接続空洞の内面１２２ａに接触するように、それにより、ピン１３７と導電性部材１２２、ひいては第２の電極１３４との間の電気的接続を確立するように、接続空洞１５７内に配設され得る。
【００２５】
ここで図３Ｃを参照すると、隔離部分１１３は、錐状体を画定するように、遠位端部１２８から近位端部１３０までアンカー中心軸１２５に向かって先細になり得る。代替的に、図４を参照すると、隔離部分は、筒体を画定するようにアンカー中心軸１２５を中心とし得る。筒体は、非導電性外面１１８ｃを画定するように、アンカー中心軸から離れて延在する突出部を画定し得る。隔離部分１１３が、第１の電極１３２を第２の電極１３４から電気的に分離するように、所望に応じて形状化され得ることが理解されるであろう。更に、絶縁性部分１１３は、所望に応じて、第１の接触部材１３１を第２の接触部材１３３から電気的に分離し、骨アンカー１０８の非導電性外面１１８ｃを画定するように形状化し得る。例えば、図５を参照すると、隔離部分１１３は、互いに鏡像化し、アンカー中心軸１２５の反対の両側に配設される２つの絶縁性部材を画定し得る。
【００２６】
ここで図６〜図７Ｃを参照すると、トランスデューサ１０５は、配置された、例えば、強磁性コア１４８の周りに巻かれた電気コイル１４６を含んでもよい。コイル１４６は、強磁性コア１４８の周りに巻かれ得る少なくとも１つの導電性ワイヤを含んでもよい。強磁性コア１４８は、コイル１４６及びコア１４８がエンクロージャ１５０内に配設されるように、エンクロージャ１５０を画定し得る。エンクロージャ１５０は、電気絶縁体１５２及び電気絶縁体１５２を取り囲む外部導電層１５０ａを画定し得る。外側導電層１５０ａは、導電性材料、例えばチタン、ステンレス鋼、又はこれらの合金から構成されてもよい。電気コイル１４６は、電気絶縁体１５２内に配設され得る。電気絶縁体１５２は、特定の実施例では射出成形ポリマーから構成され得る。トランスデューサ１０５は、コイル１４６とワイヤ１０９との間の電気的接続を確立するように、コイル１４６及びワイヤ１０９に電気的に接続される少なくとも１つの、例えば第１及び第２の接触ワイヤ１７０ａ及び１７０ｂを更に画定し得る。第１及び第２の接触ワイヤ１７０ａ及び１７０ｂは、それぞれ第１及び第２の接触ワイヤ絶縁体１７２ａ及び１７２ｂによって取り囲まれ得る。
【００２７】
トランスデューサ１０５は、第１の電極１３２及び第２の電極１３４に電気的に結合するように構成され得る。トランスデューサは、骨に隣接する軟組織に埋め込まれるように構成され得る。トランスデューサ１０５は、骨アンカーによって画定される第２の配向に対してオフセットされる第１の配向に配向されるように構成され得る。例えば、トランスデューサ１０５は、アンカー中心軸１２５に対して角度オフセットされる方向に沿って細長くてもよい。更なる例として、トランスデューサ１０５、ひいてはコイル１４６は、骨アンカーに対して実質的に垂直に配向され得る。実施例では、トランスデューサは、外部コイルによって生成される磁場と実質的に一致して配向されるように構成されている。トランスデューサ１０５は、骨アンカー１０８の配向から独立した配向に位置決めされた電気コイルを有してもよい。
【００２８】
このような配向により、トランスデューサ１０５が、骨アンカー１０８の配向とアライメントされる配向と比較して、より強くかつより安定した電流を誘導することを可能にし得ることが理解されるであろう。更に、本明細書に記載されている実施形態は、トランスデューサ１０５が、発電のための最適アライメントに位置決めされることを可能にし、骨アンカーが、最適な治療効果のために位置決めされ得るように、トランスデューサ１０５から独立して位置付けられ得ることが理解されるであろう。したがって、トランスデューサは、骨アンカーの位置決めを阻害することなく、発電を最適化するように位置決めされ得る。
【００２９】
動作中、電気刺激アンカーシステム１００、特にトランスデューサ１０５は、第１の電極と第２の電極との間に電位を生成するように、ＰＥＭＦ装置１０２によって生成される磁場に曝露され得る。特に、磁場は、トランスデューサ１０５の電気コイル１４６内に電流を誘導する動的場であり得る。電流は、第１及び第２の接触ワイヤ１７０ａ及び１７０ｂに伝達され得る。したがって、ＰＥＭＦ装置１０２は、１つ又は２つ以上の一次コイルを含んでもよく、コイル１４６は１つ又は２つ以上の二次コイルを含んでもよい。第１及び第２の接触ワイヤ１７０ａ及び１７０は、コイル１４６の反対側の端部に接続され得る。実施例では、第１及び第２の接触ワイヤ１７０ａ及び１７０ｂは、互いに反対方向に巻かれたコイル１４６に接続され得る。したがって、第１の接触ワイヤ１７０ａは、第２の接触ワイヤ１７０ｂの極性と逆の極性を有し得る。第１及び第２の接触ワイヤは、ワイヤ１０９の第１及び第２の導体に電流を伝達し得、それぞれ第１及び第２の接触部材１３１及び１３３に電流を伝達し得る。第１及び第２の接触部材１３１及び１３３は、それぞれ第１及び第２の電極１３２及び１３４に電流を伝達し得る。したがって、例えば、電気刺激アンカーは、第１の電極１３２と第２の電極１３４．との間に電位を生成するように磁場に応答するように構成され得る。
【００３０】
本明細書では、理論に束縛されることなく、電気コイル１４６が骨アンカー１０８の外部にあるこの構成によって、コイルを含む他の電気刺激ねじと比較して、骨アンカー１０８がより短い長さを画定することを可能にし得ることが認識される。接続ユニットは、逆極性を有する外部電源に電気的に接続し得るため、骨アンカーは、動作のために固定された最小寸法を有する内部コイルなしで電気的に刺激され得る。いくつかの実施例では、この構成は、骨アンカー１０８、特にシャフト１１４が、他の電気刺激ねじと比較して、より小さい周囲を画定することを可能にし得る。例えば、第１の導電性外面１１８ａ及び第２の導電性外面１１８ｂは各々、約５ミリメートル（ｍｍ）以下の直径を画定し得る。同様に、実施例では、非導電性外面１１８ｃは、約５ミリメートル以下の直径を画定する。したがって、シャフト１１４は、５ｍｍ未満の直径を画定し得る。更に、この構成は、骨アンカー１０８がその機械的強度を維持することを可能にし、それにより、トルクが頭部１１２から先端部１３６に伝達される。更になお、この構成は、トランスデューサ１０５、ひいてはコイル１４６が、所望に応じて、骨アンカー１０８の配向と比較して異なる配向を画定することを可能にし得る。加えて、複数の骨アンカーは、互いに対して異なる配向を有し得、骨アンカーの各々が生成する電場の安定性を犠牲にすることなく、同じ磁場によって刺激され得る。
【００３１】
本明細書では、本明細書に記載されている実施形態による骨アンカーの長さ及びコア直径を減少させることによって、骨アンカーの位置決めが、骨アンカーが実施され得る治療用途の範囲を拡大するように変更され得ることが更に認識される。骨アンカーの位置決め又は配向はまた、治療用途の有効性を高めるように、所望に応じて変更され得る。
【００３２】
したがって、上記のように、骨内の骨折部又は感染を治療する方法は、骨折部又は感染が電気刺激アンカーの第１及び第２の電極に隣接して配設されるように、骨に電気刺激アンカーを挿入することを含んでもよい。第１及び第２の電極は、電気刺激アンカーの外部にあるトランスデューサに電気的に接続され得る。トランスデューサは、骨に近接して位置決めされ得、第１の電極と第２の電極との間に電場を生成させ得る。電場を生成させることは、トランスデューサと第１及び第２の電極との間に電流を生成するように、トランスデューサを磁場に曝露することを含み得る。トランスデューサを骨に近接して位置決めすることは、骨に隣接する軟組織内にトランスデューサを配置することを含んでもよい。
【００３３】
本明細書に記載される技術が、様々な図面の様々な実施形態に関連して実施されてもよく、かつ記載されている一方で、実施形態を説明するために、他の類似の実施形態が使用されてもよく、又はそれから逸脱することなく修正及び追加が加えられてもよいことを理解されたい。例えば、上に開示される工程が、上に示される順序で、又は所望により任意の他の順序で実行されてもよいことを理解されたい。更に、当業者であれば、本出願に記載される技術が、有線又は無線にかかわらず、任意の環境に適用することができ、通信ネットワークを介して接続され、かつネットワーク全域で情報交換する任意の数の装置にも適用され得ることを認識するであろう。したがって、本明細書に記載される技術は、いずれの実施形態にも制限されるべきではなく、むしろ添付の特許請求の範囲に従う幅及び範囲内で解釈されるべきである。
【００３４】
〔実施の態様〕
（１）  電源に電気的に結合されるように構成された電気刺激アンカーであって、
骨に固定されるように構成された骨アンカーであって、前記骨アンカーが、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間の隔離部分と、を画定する、骨アンカーと、
前記骨アンカーに取り付けられた接続ユニットであって、前記接続ユニットは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧差を確立するように、前記電源が前記第１及び第２の電極に電気的に接続されているときに、前記第１の電極を前記第２の電極に対して電気的に隔離するように構成された接続ユニット絶縁体を画定する、接続ユニットと、を含み、
前記接続ユニットが、第１の極性を有する前記電源の第１の接点と、前記第１の極性とは反対の第２の極性を有する前記電源の第２の接点と、に電気的に接続するように更に構成されている、電気刺激アンカー。
（２）  前記接続ユニットが、前記第１の電極に電気的に接続する第１の接触部材と、前記第１の接触部材から電気的に隔離された第２の接触部材と、を更に画定し、前記第２の接触部材が、前記第２の電極に電気的に接続し、
前記第１及び第２の接触部材が、前記第１の電極と前記第２の電極との間の前記電圧差を確立するように、前記電源から電流を引き込むように構成されている、実施態様１に記載の電気刺激アンカー。
（３）  前記接続ユニット絶縁体は、前記第１及び第２の接触部材が互いに接触するのを防止するように、前記第１の接触部材と前記第２の接触部材との間に配設されている、実施態様２に記載の電気刺激アンカー。
（４）  前記骨アンカーが、頭部と、先端部と、前記頭部を前記先端部に接続するシャフトと、を画定し、それにより、前記骨アンカーが、前記頭部から前記先端部までアンカー中心軸に沿って細長くなっており、前記接続ユニットが、前記骨アンカーの前記頭部に取り付けられている、実施態様３に記載の電気刺激アンカー。
（５）  前記骨アンカーが、第１の導電性外面と、前記アンカー中心軸に沿って前記第１の導電性外面から離間した第２の導電性外面と、を更に画定する、実施態様３に記載の電気刺激アンカー。
【００３５】
（６）  前記第１の導電性外面及び前記第２の導電性外面の各々が、約５ミリメートル以下の直径を画定する、実施態様５に記載の電気刺激アンカー。
（７）  前記隔離部分が、前記骨アンカーの非導電性外面を画定し、それにより、前記第１の導電性外面が、前記アンカー中心軸に沿って測定された前記非導電性外面の長さに実質的に等しい前記アンカー中心軸に沿った距離だけ前記第２の導電性外面から分離されている、実施態様５に記載の電気刺激アンカー。
（８）  前記シャフトが、空洞を画定するシャフト本体を含み、前記第２の接触部材の少なくとも一部分が、前記シャフト本体の前記空洞内に配設されている、実施態様４に記載の電気刺激アンカー。
（９）  前記シャフト本体は、電気コイルが前記骨アンカー内にないように、前記空洞を画定する、実施態様８に記載の電気刺激アンカー。
（１０）  前記隔離部分の少なくとも一部分が、前記シャフト本体の前記空洞内に配設されている、実施態様９に記載の電気刺激アンカー。
【００３６】
（１１）  前記隔離部分が、絶縁空洞を画定し、前記第２の接触部材の少なくとも一部分が、前記絶縁空洞内に配設されている、実施態様１０に記載の電気刺激アンカー。
（１２）  前記頭部が、凹部を含み、前記第１の接触部材が、第１の接触部材本体と、前記凹部内に配設されるように前記第１の接触部材本体から延在する第１の接触部材シュラウドと、を画定する、実施態様１１に記載の電気刺激アンカー。
（１３）  前記接続ユニット絶縁体が、接続ユニット絶縁体本体と、前記第１の接触部材の前記第１の接触部材本体によって支持される絶縁アームと、を画定する、実施態様１２に記載の電気刺激アンカー。
（１４）  前記接続ユニット絶縁体が、前記第２の接触部材を受容するようにサイズ決定された接続ユニット絶縁体孔を画定する、実施態様１３に記載の電気刺激アンカー。
（１５）  前記第２の接触部材が、前記接続ユニットの前記第１の接触部材から電気的に隔離されるように、前記第２の接触部材が、前記接続ユニット絶縁体孔内に配設されている、実施態様１４に記載の電気刺激アンカー。
【００３７】
（１６）  前記第２の接触部材は、前記第２の接触部材が第１の端部から前記第１の端部とは反対の第２の端部まで細長くなるように、前記第１の端部と、前記第２の端部と、を画定し、
前記第２の接触部材の前記第１の端部が、前記接続ユニット絶縁体の前記孔内に配設され、
前記第２の接触部材の前記第２の端部が、前記シャフト本体の前記空洞内に配設されている、実施態様１５に記載の電気刺激アンカー。
（１７）  前記電源が、前記骨アンカーの配向から独立している配向に位置決めされるように構成された電気コイルを有するトランスデューサを含む、実施態様１に記載の電気刺激アンカー。
（１８）  骨内の骨折部を治療する方法であって、
前記骨折部が電気刺激アンカーの第１及び第２の電極に隣接して配設されるように、前記骨内に前記電気刺激アンカーを挿入することと、
前記電気刺激アンカーの外部にあるトランスデューサに、前記第１及び第２の電極を電気的に接続することと、
前記骨に隣接する軟組織に前記トランスデューサを配置することと、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に電場を生成させることと、を含む、方法。
（１９）  前記電場を生成させることが、
前記トランスデューサと前記第１及び第２の電極との間に電流を生成するように、前記トランスデューサを磁場に曝露することを含む、実施態様１８に記載の方法。
（２０）  骨ねじに取り付けるように構成された接続ユニットであって、
前記骨ねじの第１の電極を前記骨ねじの外部のトランスデューサの第１の導電体と接続するように構成された第１の接触部材と、
前記骨ねじの第２の電極を前記トランスデューサの第２の導電体と接続するように構成された第２の接触部材と、
前記第１の接触部材と前記第２の接触部材とを互いに電気的に隔離するように、前記第１の接触部材と前記第２の接触部材との間に配設された接続ユニット絶縁体と、を含む、接続ユニット。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【国際調査報告】
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