(57)【要約】      （修正有）【課題】用途が広く、コンパクトなサイズの骨固定装置を提供する。【解決手段】骨または椎骨に固定されるシャンク２と頭部３とを含む固定素子と、受け部５であって、第１の端と第１の端に対向する第２の端と２つの端を通る長手軸と長手軸と同軸のボアと前記頭部を受けるための第２の端に隣接した第１の領域と、第１の端に向かって開口しロッド１４を受けるための２つの自由脚部を形成する凹部とを含む受け部と、前記頭部３に圧力を加えて受け部に前記頭部を係止する圧力素子２０と、前記脚部と協働して前記凹部においてロッドを締め付ける封鎖素子３０、４５とを含み、前記圧力素子は第１の端と第１の端に対向する第２の端と、第１の端に向かって開口しロッドを受ける凹部２４であり凹部の深さはロッドの直径より大きい凹部とを有し、予め組み立てられた状態において、圧力素子の凹部の底は、受け部の第１の端に向かう方向に受け部の凹部の底の上部に突出する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨固定装置であって、
骨または椎骨に固定されるシャンク（２）と頭部（３）とを含む固定素子（１）と、
受け部（５）であって、第１の端（６）と、第１の端に対向する第２の端（７）と、２つの端を通る長手軸（８）と、長手軸と同軸のボア（５）と、前記頭部を受けるための第２の端（７）に隣接した第１の領域（１１）と、第１の端（６）に向かって開口し、ロッド（１４）を受けるための２つの自由脚部（１５、１６）を形成する凹部（１２）とを含む受け部（５）と、
前記頭部（３）に圧力を加えて、受け部（５）に前記頭部を係止する圧力素子（２０）と、
前記脚部（１５、１６）と協働して前記凹部（１２）においてロッドを締め付ける、封鎖素子（３０、４０、４５）とを含み、
前記圧力素子（１７）は、第１の端（２１）および第１の端（２１）に対向する第２の端（２２）、ならびに第１の端（２１）に向かって開口しロッドを受ける凹部（２４）を有し、凹部（２４）の深さはロッドの直径より大きく、
予め組み立てられた状態において、圧力素子（１７）の凹部（２４）の底（２７）は、受け部（５）の第１の端（６）に向かう方向に、受け部の凹部（１２）の底（１３）の上部に突出する、骨固定装置。
【請求項２】
内ねじ山（１７）が前記脚部（１５、１６）に設けられ、前記封鎖素子は前記脚部（１５、１６）間にねじ込まれて、前記ロッド（１４）にのみ圧力が加わる内ねじ（３０）である、請求項１に記載の骨固定装置。
【請求項３】
前記封鎖素子（３０）は、前記ロッド（１４）に作用する中央突出部（３２、３３）を含み、中央突出部の長さは、ロッドが固定された際に圧力素子（２０）と封鎖素子（３０）との間に間隙（３５）があるように選択される、請求項１または請求項２に記載の骨固定装置。
【請求項４】
前記突出部（３２、３３）の長さとロッド（１４）の直径の合計は、圧力素子（２０）の凹部（２４）の底（２７）からその第１の端（２１）までの高さより大きい、請求項３に記載の骨固定装置。
【請求項５】
内ねじ山（１７）が前記脚部（１５、１６）に設けられ、前記封鎖素子は、内ねじ山と協働する外ねじ山を備えるナット（４０）と、ナット（４０）に打ち込まれる内ねじ（４５）とを含む、請求項１に記載の骨固定装置。
【請求項６】
係止された状態で、ナット（４０）は圧力素子（２０）上を押圧して前記頭部（３）を係止し、前記内ねじ（４５）は前記ロッド（１４）上を押圧して前記ロッドを固定する、請求項５に記載の骨固定装置。
【請求項７】
内ねじ山（１７）が前記脚部（１５、１６）に設けられ、内ねじ山はロッドが挿入された際に、前記ロッド（１７）の上で終端し、内ねじ山（１７）に隣接して、封鎖素子の挿入を導くために案内面（１８）が設けられる、請求項1乃至請求項６のうちの１つに記載の骨固定装置。
【請求項８】
内ねじ山（１７）が前記脚部（１５、１６）に設けられ、受け部（５）の最大内径は前記内ねじ山の対向する頂点間の直径より大きくない、請求項１乃至請求項７のうちの１つに記載の骨固定装置。
【請求項９】
受け部（５）の前記凹部（１２）は実質的にＵ字形である、請求項１乃至請求項８のうちの１つに記載の骨固定装置。
【請求項１０】
前記圧力素子（２０）の前記凹部（２４）は実質的にＵ字形である、請求項１乃至請求項９のうちの１つに記載の骨固定装置。
【請求項１１】
内ねじ山（１７）が前記脚部（１５、１６）に設けられ、凹部（１２）内に展開する、請求項１乃至請求項１０のうちの１つに記載の骨固定装置。
【請求項１２】
骨固定装置であって、
骨または椎骨に固定されるシャンク（２）と頭部（３）とを含む固定素子（１）と、
受け部（５）であって、第１の端（６）と、第１の端に対向する第２の端（７）と、２つの端を通る長手軸（８）と、長手軸と同軸のボア（５）と、前記頭部を受けるための第２の端（７）に隣接した第１の領域（１１）と、第１の端（６）に向かって開口し、ロッド（１４）を受けるための２つの自由脚部（１５、１６）を形成する凹部（１２）とを含む受け部（５）と、
前記頭部（３）に圧力を加えて、受け部（５）に前記頭部を係止する圧力素子（２０）と、
前記脚部（１５、１６）と協働して前記凹部（１２）においてロッドを締め付ける第１の封鎖素子（３０）であって、第１の封鎖素子（３０）はロッドに作用して、頭部およびロッドを同時に固定する、第１の封鎖素子（３０）と、
前記脚部（１５、１６）と協働して前記凹部（１２）においてロッドを締め付ける第２の封鎖素子（４０、４５）であって、第２の封鎖素子は圧力素子とロッドに作用して、頭部およびロッドを独立して固定する、第２の封鎖素子（４０、４５）とを含み、
第１の封鎖素子と第２の封鎖素子は交換可能に使用できる、骨固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨に固定されるシャンクと頭部とを有する固定素子と、ロッドと接続するために前記頭部を受ける受け部と、前記頭部に圧力を加える圧力素子と、前記受け部と協働してロッドを受け部に締め付けるための種々の封鎖素子とを含む、骨固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，４４３，４６７号は、受け部材と、ねじ山部分および頭部を有するねじ部材とを含む骨ねじを開示している。圧力ディスクは受け部材内で摺動可能であり、頭部上に作用する。ロッドが圧力ディスクの上部に置かれ、装置はロッド係止ナットを用いて係止され、係止ナットはロッド上に圧力を加え、そのときロッドは圧力ディスクに圧力を加え、従って頭部を係止する。
【０００３】
米国特許第６，０６３，０９０号は、椎弓根ねじと、椎弓根ねじを長手方向支持と接続するためのリテイナ頭部とを備える脊椎固定システムを開示している。挿入部１２が設けられ、リテイナ頭部に収納される椎弓根ねじの頭部上に圧力を加える。引っ張り手段が設けられ、その多軸位置に椎弓根ねじの頭部を係止し、長手方向支持を固定するように挿入部上を押圧する。挿入部および引っ張り手段に依存して、ロッドおよび骨ねじの頭部は別々に締め付けられ得る。
【０００４】
米国特許第２００３／０１００８９６Ａ１号は、シャンクと、ロッドに接続するためにシャンクに接続された保持素子を備えた素子であって、保持素子は、２つの開放脚部と開放脚部に内ねじ山とを備えたロッドを受けるためのＵ字形断面を有する凹部と、脚部の内ねじ山と協働する外ねじ山を備えた係止素子とを有する素子を開示している。１つの実施形態では、保持素子は多軸的に骨ねじの頭部と接続される。その多軸位置で頭部を係止するために、圧力ディスクが設けられ、圧力ディスクは内ねじを用いてロッド上に圧力がかけられると頭部に作用する。別の実施形態では、頭部はロッドの固定とは独立して係止可能である。２つのタイプの固定装置が手術中に同時に使用される場合は、異なるタイプの固定装置を別々に手元に有するか、または手術前または手術中に必要とされる圧力ディスクおよび／または圧力素子を備えた好適な固定装置を予め組み立てることが必要である。
【０００５】
米国特許第２００４／０１８６４７３８１号は、受け部に多軸的に接続された骨固定素子と、その位置に頭部を係止するために頭部上に圧力を加える圧力素子とを備え、圧力素子には内ねじが設けられ、受け部にねじ込まれて、ロッド上に圧力を加えることが可能な、骨固定装置を開示している。内ねじ山はロッドが挿入された場合ロッドの上で終端し、受け部の設計がその寸法より小さくなるようにアンダーカットが設けられる。
【特許文献１】米国特許第５，４４３，４６７号
【特許文献２】米国特許第６，０６３，０９０号
【特許文献３】米国特許第２００３／０１００８９６Ａ１号
【特許文献４】米国特許第２００４／０１８６４７３８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、用途が広く、コンパクトなサイズの改良された骨固定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的は、請求項１または請求項１２による骨固定装置によって解決される。さらなる
発展は従属項において与えられる。
【０００８】
本発明による骨固定装置は、２つの方法で封鎖素子を選択して使用可能であるという利点を有する。単体の封鎖素子が選択された場合、その多軸位置において頭部を同時に係止してロッドを固定することが可能である。２つの部分の封鎖素子が選択された場合は、頭部を別に係止して、ロッドを固定することが可能である。両方の適用に対して、受け部および圧力素子は１つずつ必要なだけである。従って外科医は１つの骨固定装置を使用することが可能であり、いずれの種類の封鎖機構を使用するかを手術中に選択することが可能である。
【０００９】
脚部が斜めになるのを防止するために外ナットまたはリングを使用する必要がないので、骨固定装置のサイズはコンパクトである。また、受け部の壁厚は、構造を脆弱にするようなねじ山ランアウトまたはアンダーカットのような薄くされた内側部分をなくすようになっている。
【００１０】
本発明のさらなる特徴および利点は添付の図面と共に実施形態の説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１乃至図３に示すように、骨固定装置の第１の実施形態は、骨ねじ山を備えるシャンク２と、ねじ込みツールと係合するための凹部４を有する球欠形状頭部３とを有する骨ねじ１を含む。骨固定装置はさらに、実質的に円筒形であり、第１の端６と第１の端と対向した第２の端７とを有する受け部５を含む。２つの端は長手軸８に垂直である。長手軸８と同軸上に、第１のボア９が設けられ、第１の端６から、第２の端７からの所定距離まで延在する。第２の端７には開口１０が設けられ、その直径はボア９の直径より小さい。同軸ボア９は、開口１０に向かって細くなる。示される本実施形態においては、球状部１１の形状で細くなる。同軸ボア９の直径は、示される実施形態においては、頭部３の最大直径よりわずかに大きいので、骨ねじ１は、シャンク２が開口１０を通って延び、頭部３が球状部１１に対して収まる状態で、ボア９を通って導かれることが可能である。
【００１２】
受け部５はさらに、Ｕ字形凹部２４の底１３が第２の端７から距離ｄを有するように第１の端６から始まり、第２の端７の方向に延在するＵ字形凹部１２を有する。長手軸８に垂直な横方向におけるＵ字形凹部１２の幅は、Ｕ字形凹部において受けられるロッド１４の直径よりわずかに大きい。Ｕ字形凹部１２により２つの自由脚部１５、１６が形成され、第１の端６に向かって終端する。第１の端６に隣接して、受け部は脚部１５、１６に内ねじ山１７を含む。特に図２において理解できるように、第２の同軸ボア１８が第１の端６に隣接して設けられ、ショルダ９ａが第１のボア９から第２のボア１８への移行において形成されるように、第２の同軸ボア１８は第１の同軸ボア９の直径より大きい直径を有する。同軸ボア１８の内径と内ねじ山１７の対向する頂点間の内径は実質的に同じである。ねじ山１７はＵ字形凹部１２内に展開する。したがって、ねじ山のランアウト（ｒｕｎｏｕｔ）もアンダーカットもない。組み立てられた状態では、ロッド１４が受け部５に挿入されると、内ねじ山１７はロッド１４の上面の上方にある前記脚部１５、１６の位置で終端する。
【００１３】
さらに、第１の端２１と第１の端に対向した第２の端２２を備える実質的に円筒形の構造を有する圧力素子２０が設けられる。圧力素子が受け部５のボア９内に導入され、軸方向に動かされることが可能なように、外径は第１の同軸ボア９の内径よりほんのわずか小さい。組み立てられた状態で頭部３と向かい合うその第２の端に隣接して、圧力素子２０はその半径が球形頭部３の半径に対応する球状凹部２３を含む。その第１の端２１に隣接して、圧力素子は長手軸８に対して横に延在するＵ字形凹部２４を有する。このＵ字形凹
部２４の横径は、受け部５で受けられるロッド１４が凹部２４内に挿入され、そのなかで横方向に導かれることができるように選択される。Ｕ字形凹部２４により圧力素子２０の開放脚部２５、２６が形成され、第１の端２１に向かって終端する。受け部５の長手軸８の方向から見るＵ字形凹部２４の深さは、Ｕ字形凹部２４の底２７にロッドが収まると、脚部２５、２６がロッドの上に突出するように、受けるロッド１４の直径より大きい。
【００１４】
圧力素子２０はさらに、ねじ回しで骨ねじ１にアクセスできるように同軸ボア２８を含む。
【００１５】
図１および図２から詳細に理解できるように、圧力素子２０はその第１の端２１に隣接して、円周方向突出部２９を前記脚部２５、２６に含み、その外径は圧力素子２０が第２の同軸ボア１８において円周方向突出部２１で摺動することができるように、受け部５の第２の同軸ボア１８の内径よりわずかに小さい。
【００１６】
骨固定装置はさらに、本実施形態においては内ねじ３０の形態で単体封鎖素子である封鎖素子を含む。内ねじ３０の外ねじ山は、脚部１５、１６に設けられた内ねじ山１７と協働する。一方の端において、内ねじ３０はねじ込みツールと係合する凹部３１を有する。対向する端において、内ねじは第１の円筒状突出部３２を有し、その直径は丁度、内ねじ３０が脚部２５、２６の間にねじ込まれると円筒状突出部３２が第２の同軸ボア１８の内壁に沿って摺動する大きさである。第１の円筒状突出部３２は細くなり、ロッドの直径より大きく、第２のボア１８の直径より小さい直径を有し、図２の組み立て状態において、圧力素子２０の第１の端２１に隣接する対応円形凹部３４と係合する第２の円筒状突出部３３となる。第２の突出部３３の自由端表面は平坦である。
【００１７】
骨ねじの頭部３と受け部５に対する圧力素子２０の寸法は、骨ねじは受け部５に対して最終多軸位置に係止されない状態で、圧力素子２０のＵ字形凹部２４の底２７が、受け部の第２の端７から距離を有し、この距離は、図３に示すように受け部５のＵ字形凹部１２の底１３の上部に突出するように、図１の示す距離ｄより大きくなっている。この状態において、圧力素子２０は、第１の同軸ボア９において摺動可能であり、その突出部２１はショルダ９ａに収まらないように第２の同軸ボア１８にある。軸方向における内ねじ３０の寸法は、内ねじ３０が締め付けられていないときは、円筒状突出部３３はロッド１４の表面に接触しないようになっている。
【００１８】
内ねじ３０の寸法は、最終締め付け状態において、内ねじ３０が圧力素子２０上に圧力を加えない、すなわち、円筒状突出部３３の長さは、内ねじの第１の円筒状突出部３２の表面と圧力素子の第１の端２１との間に間隙３５があるようなっている。受け部の内ねじ山１７および内ねじ３０のねじ山は好適には平坦なねじ山であり、脚部が斜めになるのを防止する。
【００１９】
使用時には、まずシャフト２が開口１０を通って導かれながら、頭部３が球状部１１に対して、または開口１０によって形成された縁部に対して収まるまで骨ねじ１が受け部５内に導入される。その後、球状凹部２３が骨ねじの頭部３の上部を取り囲むように、圧力素子２０が受け部５内に導入される。この状態で、圧力素子のＵ字形凹部の底２７は、受け部５のＵ字形凹部の底１３の上部に突出する。この状態で、骨ねじの頭部は玉継手と同様に、受け部の球状部１１において旋回可能に保持される。次に、骨ねじが骨にねじ込まれる。受け部５、骨ねじ１および圧力素子２０は予め組み立てられ、圧力素子２０が受け部５から外れるのを防止するための手段（図示せず）を設けることができる。
【００２０】
その後、ロッド１４は圧力素子２０の底２７に収まるように受け部内に挿入される。骨ねじと受け部との間の多軸接続ゆえに、受け部はロッドに対して正しい方向を有するよう
に配列できる。その後、円筒状突出部３３の下面がロッド１４の上面と接触するまで、内ねじ３０が脚部１５、１６間にねじ込まれる。受け部５の第２の同軸ボア１８の内壁は、内ねじの円筒状突出部３２の案内面として作用し、これにより内ねじ３０がねじ込まれる際に、内ねじの傾きを防止する。
【００２１】
同時に、第２の同軸ボア１８およびショルダ９ａは受け部５に対する圧力素子２０の位置合わせに役立つ。同様に、圧力素子２０の環状凹部３４は内ねじ３０の円筒状突出部３３の案内面を形成する。
【００２２】
図７ａに示すように、内ねじ３０の最終締め付け時において、内ねじ３０の下面がロッドを押圧し、ロッドは圧力素子２０上を押圧する。円筒状突出部３３の下側と圧力素子の第１の端２１との間の間隙３５のために、圧力がロッドにだけ加わり、ロッドは自分で圧力素子２０を介して頭部に圧力を加える。従って、頭部およびロッドは同時に固定される。
【００２３】
外側固定リングまたはナットは必要ないので、受け部の設計はコンパクトである。内ねじ山１７はねじ山のランアウトもなく、受け部５の内側部分がアンダーカットからなることもないので、受け部５の内側に向かって厚みが増すので脚部１５、１６はより剛堅となる。これにより、内ねじをねじ込む際に脚部が斜めになるのが低減される。さらに、脚部がロッドの上部に突出している圧力素子は、受け部において容易に位置合わせ可能である。
【００２４】
本発明の第２の実施形態が図４、図５および図７ｂに示される。図４および図５に示される骨固定装置は、使用される封鎖素子により図１乃至図３および図７ａに示される骨固定装置とは異なる。他のすべての部分は同一であり、同じ参照符号を有する。その説明は省略する。
【００２５】
図４および図５に示される実施形態の一部である封鎖素子は、受け部１５の脚部１５、１６間にねじ込み可能であるナット４０からなる２つの部分の封鎖素子である。ナット４０は、脚部の内ねじ山１７と協働する外ねじ山を有する。このねじ山は脚部が斜めになるのを防止するために平坦なねじ山が可能である。ナット４０はさらに内ねじ山４２が備えられる。一方の端には、ねじ回しと係合させるためにスリット４３が設けられる。受け部５と向かい合う側に、ナット４０は外径が第２の同軸ボア１８の内径よりわずかに小さい環状突出部４４を有する。
【００２６】
封鎖素子はさらに、ナット４０の内ねじ山４２と協働する外ねじ山を備えた内ねじまたは位置決めねじ４５を含む。ねじ山はメートルねじが可能である。内ねじ４５はねじ込みツールと係合させるための凹部４６を有する。ナット４０の寸法は、図４に示すような完全に締め付けられた状態では、環状突出部４４が圧力素子２０の第１の端２１上を押圧するようになっている。内ねじ４６の寸法は、完全に締め付けられた状態でロッドを押圧するようになっている。
【００２７】
使用時には、第１の実施形態と同様に、まずねじ素子が受け部に導入される。その後、圧力素子２０が受け部に挿入され、そこで緩く保持される。同軸第１のボア９と同軸第２のボア１８のために圧力素子の位置合わせは容易である。これに続いて、骨ねじが骨にねじ込まれて、圧力素子のＵ字形凹部２４に位置合わせされた受け部のＵ字形凹部１２にロッド１４が挿入される。ロッドを入れる際に、そのＵ字形凹部の底２７が受け部５のＵ字形凹部の底１３上に突出するように圧力素子が位置付けられる。また、ねじ素子、受け部および圧力素子は予め組み立て可能である。
【００２８】
その後、内ねじ４５が緩くナット４０にねじ込まれた状態で、ナット４０が圧力素子の脚部２５、２６の上端に当接し、圧力素子２０に下向きの力を加え、これがねじ頭部３を押圧して受け部５におけるその最終多軸位置にねじを係止するまで、ナット４０がねじ込まれる。圧力素子２０の脚部２５、２６はロッド上部に突出しているので、この状態でロッド１４は圧力素子２０のＵ字形凹部において尚、摺動可能である。加えて、ナット４０によりロッド１４が外れたり、傾いたりするのが防止される。最後に、内ねじ４５がロッド１４上を押圧してこれを固定するまで締め付けられる。図７ｂに示されるように、ロッドの固定は頭部の固定と独立して行われる。
【００２９】
第１の実施形態と同様に、外側締め付け素子は必要ないので骨固定装置はコンパクトである。さらに、圧力素子の位置合わせが容易にされる。
【００３０】
図６に示すように、外科医は、手術中に同じ骨固定装置で単体の封鎖素子３０または２つの部分の封鎖素子４０、４５を使用するかを選択可能である。一定の用途では、特に固定を速やかに行わなければならない場合には、同時に頭部の係止およびロッドの固定を備えた単体の封鎖素子が有利である。一定の他の用途では、頭部とロッドの別々の固定を有するのが有利である。外科医は同一の骨固定装置を使用することができ、自由に所望の封鎖素子を選択できるので、異なる圧力素子または異なる骨固定装置を利用可能とする、異なる受け部を有する必要がない。
【００３１】
実施形態の変形が可能である。平坦なねじ山の代わりに他のねじ山形状が使用可能である。これは、脚部の外ねじ山と協働するリングまたはナットなどのさらなる外側締め付け素子を必要とし得る。内ねじ山を省略し、ロッド上を押圧する締め付けピンを備えたキャップを使用することも考えられる。この場合、ピンは、ロッドと接触したときに圧力素子の第１の端２１上を押圧しないような形状にすべきである。
【００３２】
頭部３が収まる受け部の部分１１は球状である必要はなく、頭部３が玉継手のように開口１０の縁部により保持される限り、他の任意の形状を有することができる。
【００３３】
さらなる変形が可能である。第２の実施形態では、ナット４０は、円筒状突出部４４から離れたその対向端においてさらなるキャップ部分を有し、脚部が斜めになる危険性を除去し得る。加えて、第１の実施形態と同様の変形が考えられる。さらなる変形では、受け部は、受け部の底から、すなわち第２の端からの頭部の導入を可能とするように設計される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】単体の封鎖素子を備えた骨固定装置の分解斜視図である。
【図２】図１による骨固定装置の断面図である。
【図３】図１の骨固定装置の斜視図である。
【図４】２つの部分の封鎖素子を備えた骨固定装置の断面図である。
【図５】図４の骨固定装置の斜視図である。
【図６】単体の封鎖素子と２つの部分の封鎖素子を備えた骨固定装置の使用の可能性を示す図である。
【図７ａ】単体の封鎖素子を備えた、骨固定装置の係止機構を概略的に示す図である
【図７ｂ】２つの部分の封鎖機構の係止機構を概略的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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