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骨科植入物金属材料生物摩擦腐蚀研究进展 被引量:5
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作者 王松 廖振华 +1 位作者 冯平法 刘伟强 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期130-138,共9页
骨科植入物的生物摩擦腐蚀耦合行为对人工假体使用寿命有重要影响.本文作者概述了生物摩擦腐蚀耦合行为研究的试验方案和主要分类,其中按照摩擦方式不同,可将其分为磨粒磨损腐蚀、微动腐蚀、滑动(摩擦)腐蚀、模拟器仿真(摩擦)腐蚀等类型... 骨科植入物的生物摩擦腐蚀耦合行为对人工假体使用寿命有重要影响.本文作者概述了生物摩擦腐蚀耦合行为研究的试验方案和主要分类,其中按照摩擦方式不同,可将其分为磨粒磨损腐蚀、微动腐蚀、滑动(摩擦)腐蚀、模拟器仿真(摩擦)腐蚀等类型,分析了影响该行为的主要因素,包括摩擦、电化学、材料和溶液因素等.通过调研国内外文献,综述了钛合金、钴铬钼合金和不锈钢三种主要金属材料在微动腐蚀、滑动摩擦腐蚀和模拟器摩擦腐蚀三类损伤模式下的研究现状.接着介绍了钝化膜去除、磨屑颗粒产生和金属离子释放过程,以及摩擦腐蚀耦合损伤机理.最后总结未来应在假体真实工作环境模拟和再现、有机物(如白蛋白)等人体体液中特有物质对植入物耦合行为影响和其他假体如人工椎间盘生物摩擦腐蚀等三个方面开展深入研究. 展开更多
关键词 骨科植入物 金属材料 生物摩擦腐蚀 微动腐蚀 关节模拟器
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医用钛合金热氧化处理工艺及其耐磨损、耐腐蚀性能和生物活性的研究进展 被引量:14
2
作者 王松 廖振华 刘伟强 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1466-1473,共8页
热氧化处理可改善医用钛合金耐磨损、耐腐蚀及生物活性等性能,为研发新一代人工关节耐磨涂层提供了希望。结合笔者研究结果探索了热氧化钛合金的薄膜生长机理及工艺参数优化,综述了热氧化处理对医用钛合金耐磨损、耐腐蚀及生物活性改进... 热氧化处理可改善医用钛合金耐磨损、耐腐蚀及生物活性等性能,为研发新一代人工关节耐磨涂层提供了希望。结合笔者研究结果探索了热氧化钛合金的薄膜生长机理及工艺参数优化,综述了热氧化处理对医用钛合金耐磨损、耐腐蚀及生物活性改进的研究进展,最后对氧化膜失效机理及发展趋势进行了总结和展望。 展开更多
关键词 医用钛合金 热氧化 耐磨损性能 耐腐蚀性能 生物活性
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聚醚醚酮及其改性的人工关节材料的摩擦磨损性能研究进展 被引量:12
3
作者 宋剑 王松 +2 位作者 廖振华 刘宇宏 刘伟强 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第23期23010-23015,23019,共7页
聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)优异的耐磨损性能为研发新一代高寿命人工关节提供了新希望。分别综述了采用常规摩擦学方法对纯PEEK、碳纤维增强PEEK、颗粒填充PEEK、等离子改性PEEK等作为人工关节材料,和采用模拟试验机方法对PEE... 聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)优异的耐磨损性能为研发新一代高寿命人工关节提供了新希望。分别综述了采用常规摩擦学方法对纯PEEK、碳纤维增强PEEK、颗粒填充PEEK、等离子改性PEEK等作为人工关节材料,和采用模拟试验机方法对PEEK在人工髋关节、人工膝关节等假体关节面发挥耐磨损性能的应用和研究进展,最后展望了PEEK及其改性的人工关节材料摩擦磨损性能研究的发展趋势。 展开更多
关键词 聚醚醚酮 生物材料 人工关节 摩擦磨损性能
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腰椎椎间融合器及其在椎间融合术中的生物力学研究进展 被引量:7
4
作者 张振军 廖振华 +2 位作者 孙艺萄 孙学君 刘伟强 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期465-470,共6页
针对腰椎椎间融合术的生物力学研究背景和意义,回顾近年来椎间融合器及其在椎间融合术中的研究进展,并对其发展前景进行展望。主要归纳腰椎生物力学实验方法、椎间融合器和椎间融合术的最新进展,得出椎间融合术生物力学研究的主要方向... 针对腰椎椎间融合术的生物力学研究背景和意义,回顾近年来椎间融合器及其在椎间融合术中的研究进展,并对其发展前景进行展望。主要归纳腰椎生物力学实验方法、椎间融合器和椎间融合术的最新进展,得出椎间融合术生物力学研究的主要方向为:有限元法的建模精细化、传统融合器的几何更优化、新型融合器的临床化和辅助固定方式的多样化。最后对椎间融合术生物力学的发展前景进行展望。通过对腰椎椎间融合术的生物力学研究进行回顾和展望,以期为腰椎疾患的临床手术治疗提供参考依据。 展开更多
关键词 腰椎 融合器 椎间融合术 生物力学 辅助内固定
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人工椎间盘生物摩擦学研究进展:脊柱模拟试验机方法 被引量:2
5
作者 王松 廖振华 +2 位作者 刘宇宏 刘伟强 温诗铸 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期202-208,共7页
人工椎间盘生物摩擦学性能评估有多种研究方法,其中使用脊柱模拟试验机是评估椎间盘假体中长期磨损性能的主要手段.本文整理了近年来使用脊柱模拟试验机进行椎间盘假体磨损性能评估的研究文献,介绍了现有脊柱模拟试验机种类和研究方法... 人工椎间盘生物摩擦学性能评估有多种研究方法,其中使用脊柱模拟试验机是评估椎间盘假体中长期磨损性能的主要手段.本文整理了近年来使用脊柱模拟试验机进行椎间盘假体磨损性能评估的研究文献,介绍了现有脊柱模拟试验机种类和研究方法以及相关试验标准;分析了近年来针对影响假体磨损性能主要因素(假体结构设计、关节材料、材料表面处理、载荷/运动/频率、润滑液、磨损时间等)所取得的研究进展;综述了主要颈腰椎人工椎间盘假体的磨损性能. 展开更多
关键词 人工椎间盘 生物摩擦学 脊柱模拟试验机 综述
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人工椎间盘关节材料表面耐磨改性研究进展 被引量:1
6
作者 王松 廖振华 +1 位作者 刘宇宏 刘伟强 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期609-613,共5页
钛合金和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在人工椎间盘关节材料配对中一般是软体材料,其表面改性对提高假体耐磨性能及长期稳定性有重要意义。主要介绍了采用热处理、微弧氧化、表面渗元素、表面镀DLC膜、激光表面改性、离子注入技术提高钛合... 钛合金和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在人工椎间盘关节材料配对中一般是软体材料,其表面改性对提高假体耐磨性能及长期稳定性有重要意义。主要介绍了采用热处理、微弧氧化、表面渗元素、表面镀DLC膜、激光表面改性、离子注入技术提高钛合金表面硬度和耐磨性的研究进展,以及采用表面镀DLC膜等提高UHMWPE表面硬度和耐磨性的研究现状,展望了人工椎间盘假体耐磨性研究的发展趋势。 展开更多
关键词 人工椎间盘 钛合金 UHMWPE 表面改性 耐磨性
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有限元法在脊柱生物力学应用中的新进展 被引量:26
7
作者 原芳 薛清华 刘伟强 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期585-590,共6页
本文归纳整理了近3年来使用有限元分析方法研究脊柱生物力学的主要工作,总结了有限元建模方法在建立微观结构以更细致化、常见椎骨参数权重的个性化研究、采用新标定校准和赋值方法使模型更准确化、自动化分网赋值方法 4个方面的发展,... 本文归纳整理了近3年来使用有限元分析方法研究脊柱生物力学的主要工作,总结了有限元建模方法在建立微观结构以更细致化、常见椎骨参数权重的个性化研究、采用新标定校准和赋值方法使模型更准确化、自动化分网赋值方法 4个方面的发展,及其在植入器械设计评估、椎间盘生物力学、异常脊柱结构生物力学、动态仿真4个脊柱生物力学应用方向的主要研究进展。并结合最新的研究趋势,对有限元法在创伤机理研究、手术模拟、新药评估等方面的应用前景进行展望。 展开更多
关键词 有限元分析 脊柱 生物力学 动态仿真
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多孔钛腰椎融合器在不同入路椎间融合术中的生物力学性能 被引量:5
8
作者 张振军 李文钊 +5 位作者 李慧 廖振华 孟庆铸 孙大为 孙学君 刘伟强 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期243-250,共8页
目的探究采用多孔融合器在不同入路腰椎融合术的生物力学性能。方法建立完整腰椎三维有限模型,通过实验方法获得多孔材料的力学参数。针对多孔融合器在前路腰椎椎间融合术(anterior lumbar interbody fusion, ALIF)、后路腰椎椎间融合术... 目的探究采用多孔融合器在不同入路腰椎融合术的生物力学性能。方法建立完整腰椎三维有限模型,通过实验方法获得多孔材料的力学参数。针对多孔融合器在前路腰椎椎间融合术(anterior lumbar interbody fusion, ALIF)、后路腰椎椎间融合术(posterior lumbar interbody fusion, PLIF)、经椎间孔腰椎椎间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion, TLIF)和直接外侧椎体间融合术(direct lateral interbody fusion, DLIF)中的生物力学性能进行对比研究。结果在施行椎间融合术后,DLIF、ALIF模型预测的活动度(range of motion, ROM)和融合器应力明显低于PLIF、TLIF模型,DLIF、ALIF和TLIF模型预测的终板应力明显低于PILF模型。结论采用多孔融合器的DLIF模型显示出较优的生物力学性能,而且在临床过程中操作简单适于微创术式。DLIF手术具有更优的综合性能。 展开更多
关键词 多孔融合器 前路腰椎椎间融合术 后路腰椎椎间融合术 经椎间孔腰椎椎间融合术 直接外侧椎间融合术 生物力学
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基于MRI对交叉韧带松紧度与半月板损伤的相关性研究 被引量:8
9
作者 曾飞 黄世嘉 +2 位作者 周春奎 李松建 陈昌盛 《中国临床解剖学杂志》 CSCD 北大核心 2017年第6期628-632,共5页
目的探究交叉韧带的松紧度与半月板损伤的相关性,从解剖学上探索半月板损伤的影响因素,为预测和诊断半月板损伤提供新的依据。方法收集南方医科大学珠江医院2014年1月~2016年12月260例患者单膝关节伸直位的MRI资料。在各膝MRI相同矢状... 目的探究交叉韧带的松紧度与半月板损伤的相关性,从解剖学上探索半月板损伤的影响因素,为预测和诊断半月板损伤提供新的依据。方法收集南方医科大学珠江医院2014年1月~2016年12月260例患者单膝关节伸直位的MRI资料。在各膝MRI相同矢状面分别测量前、后交叉韧带的长度a和p,及其起止点的距离la和lp。计算出交叉韧带松紧度系数R=(a+p)/(l_a+l_p)。用t检验比较各组患者间的差异性,用Spearman相关分析分别探讨松紧度系数与半月板损伤的相关性。结果 t检验:无论是否存在骨关节炎,半月板损伤组和无半月板损伤组的R值均存在显著差异性(P<0.05)。Spearman相关性分析:无骨关节炎患者中rs=0.620,R值与半月板损伤存在较强的正相关性;有骨关节炎患者中r_s=0.313,R值与半月板损伤存在弱正相关性。结论交叉韧带松紧度与半月板损伤存在一定程度的相关性,特别在膝关节无骨关节炎的年轻患者中,韧带越松弛,半月板损伤越容易发生。但在膝关节有关节炎的老年患者中,交叉韧带的松紧程度并非半月板损伤的主要因素。 展开更多
关键词 半月板损伤 交叉韧带 骨关节炎 磁共振成像
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人工神经网络方法在摩擦学领域的应用研究进展 被引量:2
10
作者 宋剑 王松 +2 位作者 廖振华 刘宇宏 刘伟强 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期117-123,116,共8页
摩擦学系统具有复杂性,但传统研究方法无法精确定量求解摩擦学复杂问题。为了了解摩擦学复杂问题的解决方法,更好地开展对摩擦学复杂问题的深入研究,阐述人工神经网络方法解决磨损过程的预测、摩擦因数预测与分析和磨屑识别等摩擦学复... 摩擦学系统具有复杂性,但传统研究方法无法精确定量求解摩擦学复杂问题。为了了解摩擦学复杂问题的解决方法,更好地开展对摩擦学复杂问题的深入研究,阐述人工神经网络方法解决磨损过程的预测、摩擦因数预测与分析和磨屑识别等摩擦学复杂问题的研究进展,并对其未来发展趋势进行展望,如建立新型神经网络模型,建立集成度高、耦合多种分析方法的平台以及创新研究对象等。 展开更多
关键词 摩擦学 复杂问题 人工神经网络 预测 识别
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类金刚石膜在人工关节领域的应用和研究进展 被引量:3
11
作者 王松 廖振华 刘伟强 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期5008-5013,5019,共7页
类金刚石(DLC)膜良好耐磨损、耐腐蚀等性能为研发高寿命人工关节提供了新希望。分别综述了采用常规摩擦学方法对DLC膜在钴铬合金、不锈钢、钛合金、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等人工关节材料表面和采用模拟试验机方法对DLC膜在人工髋膝... 类金刚石(DLC)膜良好耐磨损、耐腐蚀等性能为研发高寿命人工关节提供了新希望。分别综述了采用常规摩擦学方法对DLC膜在钴铬合金、不锈钢、钛合金、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等人工关节材料表面和采用模拟试验机方法对DLC膜在人工髋膝关节、人工椎间盘等假体的关节面发挥耐磨性、耐腐蚀性的应用和研究进展,最后对DLC膜失效机理和发展趋势进行了总结和展望。 展开更多
关键词 类金刚石膜 人工关节 生物材料
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改性氧化锆改善骨水泥力学性能研究 被引量:3
12
作者 张志林 廖振华 +1 位作者 袁美蓉 刘伟强 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期498-502,共5页
采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)对氧化锆表面进行接枝改性,制备出改性氧化锆材料,用其替换骨水泥中显影剂制备改性氧化锆骨水泥。探究改性氧化锆对骨水泥力学性能的影响,同时探究了氧化锆含量、改性剂含量、改性温度、改... 采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)对氧化锆表面进行接枝改性,制备出改性氧化锆材料,用其替换骨水泥中显影剂制备改性氧化锆骨水泥。探究改性氧化锆对骨水泥力学性能的影响,同时探究了氧化锆含量、改性剂含量、改性温度、改性时间对改性氧化锆骨水泥力学性能的影响。实验结果表明:氧化锆含量增加会降低改性氧化锆骨水泥力学性能,改性剂含量、改性温度、改性时间过高和过低均会降低改性氧化锆骨水泥力学性能;改性氧化锆改善骨水泥抗弯性能的影响因素主次顺序为改性温度>改性剂含量>改性时间>氧化锆含量,最佳实验条件为氧化锆质量分数为6.7%,改性剂MPS质量分数为28%,改性温度为60℃,改性时间为3h。 展开更多
关键词 接枝改性 骨水泥 改性氧化锆 力学性能
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人工关节磨屑的显微单视图深度估计方法研究 被引量:3
13
作者 伍锐斌 彭业萍 +2 位作者 曹广忠 王松 曹树鹏 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期40-48,共9页
传统单视图三维重建方法不能满足人工关节磨屑三维信息提取要求,为提高重建精度,提出一种基于SA-UNet网络的人工关节磨屑显微单视图深度估计方法,实现从单一视图下磨屑三维信息的快速获取。该方法首先构建一个融合自注意力机制的U-Net... 传统单视图三维重建方法不能满足人工关节磨屑三维信息提取要求,为提高重建精度,提出一种基于SA-UNet网络的人工关节磨屑显微单视图深度估计方法,实现从单一视图下磨屑三维信息的快速获取。该方法首先构建一个融合自注意力机制的U-Net深度估计网络,然后使用光学显微镜和激光共聚焦显微镜分别收集磨屑的二维图像和深度图,再通过图像语义分割提取目标磨屑区域,消除图像背景的干扰,最后利用透视变换使二维图像和深度图相对应,获得训练样本。采用该方法对TC4材料磨屑显微单视图进行深度估计,以激光共聚焦显微镜的三维信息作为参考。结果表明,该方法预测深度的平均相对误差为7.35%,均方根相对误差为3.93,效果优于U-Net、BTS和ACAN。 展开更多
关键词 人工关节 磨屑 显微图像 单视图 深度估计
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两种躯干运动模型在五种日常活动下的运动学差异的对比研究
14
作者 蒯声政 周文钰 +2 位作者 廖振华 郭岱琦 刘伟强 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期661-666,共6页
目的:比较五种日常活动下,由胸节段、腰部全节段构成的简略躯干模型与由胸节段、上腰节段、下腰节段构成的细化躯干模型的运动学差异性。方法:使用NDI运动捕捉系统,采集26名健康的年轻志愿者在水平行走,上楼梯,躯干前屈,同侧拾取物体,... 目的:比较五种日常活动下,由胸节段、腰部全节段构成的简略躯干模型与由胸节段、上腰节段、下腰节段构成的细化躯干模型的运动学差异性。方法:使用NDI运动捕捉系统,采集26名健康的年轻志愿者在水平行走,上楼梯,躯干前屈,同侧拾取物体,对侧拾取物体五种活动下的胸节段,上腰节段,下腰节段和全腰节段的运动学参数。采用主成分分析的方法,分析三节段细化躯干模型和两节段简略躯干模型运动学参数的主成分的贡献率与载荷系数。结果:简略躯干模型中,全腰段的屈曲角度和侧弯角度显著高于胸节段,细化躯干模型中,下腰段的屈曲角度和侧弯角度显著高于其他节段。在水平行走和上楼梯活动中,细化模型中的腰部两节段的载荷系数符号相反。结论:躯干的运动主要是由腰部提供且主要是由下腰部分提供。在某些活动中,腰部节段间的运动出现了相互抵消的作用。因此,在进行躯干的运动分析时,需要对躯干进行细分成多节段,尤其要注意对腰部的细分。 展开更多
关键词 日常活动 躯干运动模型 主成分分析 运动学
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腰椎疾病的定性和定量评估方法 被引量:15
15
作者 蒯声政 周文钰 +1 位作者 廖振华 刘伟强 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期685-689,共5页
近年来,由于社会人口老年化加速,以及大多数现代人久坐不动的不良生活方式,使得腰椎退行性疾病的发病率明显升高,而且年轻化的趋势越来越突出.已有研究表明[1]:近年来骨科住院患者逐年增高,而腰椎间盘突出症一直排在骨科疾病的首位.腰... 近年来,由于社会人口老年化加速,以及大多数现代人久坐不动的不良生活方式,使得腰椎退行性疾病的发病率明显升高,而且年轻化的趋势越来越突出.已有研究表明[1]:近年来骨科住院患者逐年增高,而腰椎间盘突出症一直排在骨科疾病的首位.腰椎疾病的治疗不仅包括临床手术,保守理疗及术后康复治疗训练对腰椎疾病整体恢复质量亦影响重大.而与腰椎疾病治疗相关的康复医学在国内目前仍以基础理疗为主[2],且采用如小燕飞、三点支撑、五点支撑等通用方法训练腰背肌力,针对性不足.这主要源于临床尚缺乏系统、有效、客观的腰椎治疗效果评估方法.基于上述情况,本文通过web of knowledge、pubmed、google scholar、CNKI等检索平台和全文数据库进行文献检索,系统地介绍几种常见的主观问卷调查表和一些定量的评估方法. 展开更多
关键词 腰椎疾病 评估方法 术后康复治疗 腰椎退行性疾病 腰椎间盘突出症 全文数据库 不良生活方式 骨科住院患者
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基于躯干细化模型腰椎间盘突出症患者与健康人群在3种日常活动下的运动学差异 被引量:2
16
作者 徐明鑫 朱紫薇 +2 位作者 蒯声政 廖振华 刘伟强 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期455-462,共8页
目的建立由不同腰椎节段和集成胸椎、骨盆构成的躯干细化模型,分析腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)患者与健康人群在3种日常活动下的运动学差异,并与采用全腰节段的躯干简略模型作对比,探讨进行LDH患者运动学分析时采用躯... 目的建立由不同腰椎节段和集成胸椎、骨盆构成的躯干细化模型,分析腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)患者与健康人群在3种日常活动下的运动学差异,并与采用全腰节段的躯干简略模型作对比,探讨进行LDH患者运动学分析时采用躯干细化模型的必要性。方法使用NDI运动捕捉系统采集15名健康男性和7名男性LDH患者在水平行走、躯干前屈、对侧拾物中各节段的运动角度,分别通过两种模型比较患者与健康人群的运动学差异。结果水平行走过程中,LDH患者胸椎节段和骨盆旋转增加,全腰节段运动角度无明显变化,但L4~5节段旋转角度显著减小;躯干前屈过程中,LDH患者所有腰椎节段屈伸角度都不同程度地减小,L3~4节段屈伸角度与健康人群差异性较大;对侧拾物过程中矢状面上的表现与躯干前屈类似,但LDH患者L3~4节段和L4~5节段侧弯角度显著低于健康人群。结论 LDH患者在日常活动中主要限制了损伤腰椎节段的运动。在某些运动中,只有躯干细化模型才能发现损伤腰椎节段的异常运动。因此,在进行LDH患者运动学分析时,有必要将腰椎细分成5个独立节段。 展开更多
关键词 躯干细化模型 腰椎间盘突出症 日常活动 运动学
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