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Afewerk Getachew, Zewdu Yilma, Solomon Abrha, "Taro Boloso-1淀粉作为直接压缩赋形剂在片剂配方中的乙酰化和评价",药理学和制药科学的进展, 卷。2020., 文章的ID2708063, 10 页面, 2020.. https://doi.org/10.1155/2020/2708063
Taro Boloso-1淀粉作为直接压缩赋形剂在片剂配方中的乙酰化和评价
抽象的
太郎Boloso-I(TB1),最新改进芋耐品种繁多,是一种潜在的高产淀粉来源。然而,为了改善天然淀粉(NS)的流动性和压实性等局限性,人们对淀粉进行了不同的物理和化学改性。乙酰化是改善NS流动和压实的化学修饰之一,这是直接压片(DC)的先决条件。因此,在本研究中,TB1淀粉用乙酸酐进行乙酰化,评价为一种理想的直接压缩辅料。淀粉醋酸酯(SA)的取代度(DS)为0.072 (SA1)和0.695 (SA2),并加以评估。用红外光谱验证了NS的乙酰化作用。粉体流动评价参数表明乙酰化后NS的流动性能有显著改善。此外,溶胀力、溶解度和压实性也得到了改善。仅含SA、SA的片剂的拉伸强度(TS)1(41.40)和SA2(63.43千克/厘米2),显着高于NS(31.96)和淀粉1500®制成的片剂(15.12kg / cm2).SAs对润滑的敏感性也低于NS和Starch 1500®,因为记录的润滑敏感性比较低。此外,由SAs组成的片剂在DC处理时可令人满意地容纳至少50% w/w的paracetamol,而Starch 1500®-在DC处理时可容纳30% w/w的paracetamol。包括SAs的扑热息痛片也符合美国药典规范崩解和溶出度研究。综上所述,sa可作为片剂中潜在的DC辅料。
1.介绍
快速发展和竞争的医药市场正在促进创新、高质量和低成本产品的生产。这些要求要求开发具有多功能特性的新型赋形剂[1].这种赋形剂可以为制药商节省药物开发的成本[2从而降低最终的生产成本。许多这些多功能赋形剂是通过修改和改变现有原始材料类型的某些特性而产生的[1].存在持续需要具有用于药物应用所需的性质的新的淀粉的赋形剂。因此,更多的注意力一直集中在来自不同植物来源的淀粉开发用于这一目的[3.].在这方面,许多热带国家有不同的物种,它们可能是淀粉的潜在来源[4].为了使这些资源在市场上具有竞争力,还需要做大量的工作来研究原生资源和改良资源的功能特性。
在非共同的新来源中,淀粉是毒物等塔罗[5]其被未充分利用潜在块根作物埃塞俄比亚[6].芋头是一种直立草本多年生根茎作物,广泛种植于热带和亚热带地区,属植物结肠在植物家庭叫做araceae。芋头Boloso-i(TB1)是一种改进的新品种芋耐糖,从伊卡农业研究所正式释放。在产量和相对抗性对主要疾病和害虫方面的不同侵袭中,它是从芋头的不同进入的过程中的开发[7].TB1的块茎如图所示1.天然淀粉TB1(NTB1S),在一项研究中所指示的[8],具有高淀粉产率(以干重计在围绕83.5%),大约20.7%的直链淀粉含量,颗粒尺寸小于6.63 μ.M和良好的压实性能。但是,它的流动性差限制了其在片剂制剂直接压(DC)的赋形剂的用途。
对淀粉化学改性的研究大多局限于玉米、马铃薯和小麦等广泛使用的淀粉。然而,其他植物源淀粉的化学改性可以得到具有制药工业所需功能特性的淀粉。此外,衍生的淀粉甚至可能具有更好的片剂赋形性能,特别是在DC片剂制造中[9].DC赋形剂应具有良好的结合功能、良好的粉末流动性、良好的压缩性和高稀释潜力(DP) [10].经化学改性的淀粉被发现可以达到用于片剂生产所需的直流特性。在这些化学修饰中,淀粉乙酰化以一种简单的方式进行,即使在低取代度(DS)下,也能改善天然淀粉(NSs)的物理化学和功能特性[11].此外,醋酸酯淀粉(SAS)与DS 0.01-0.2并不需要监管部门的批准,因为它们是由FDA食品用[批准12,13].低DS的SAs已应用于成膜剂、粘结剂、增稠剂、稳定剂等领域[12,13[崩解和填料[14].本研究旨在评估乙酰TB1S作为DC的赋形剂的固体剂型立即释放。
2。材料和方法
2.1.材料,化学品和试剂
太郎Boloso-I块茎从Areka农业研究所位于Areka城市,埃塞俄比亚获得。将乙酸酐(五月和Baker公司,达格南,英国),乙醇96%(精细化工,埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴),盐酸(卡洛Erba的试剂,瓦德勒伊,法国),硬脂酸镁(UNI-CHEM,印度果),氢氧化钾(BDH化学品有限公司,普尔,英国),按原样使用氯化钠和氢氧化钠(Abron化学安巴拉,印度)和淀粉1500®(Colorcon公司,布吉瓦尔,法国)。活性成分,对乙酰氨基酚(Anhuibbca Linkang,药业有限公司,杭州,中国),是好心由亚的斯亚贝巴制药厂(APF),埃塞俄比亚捐赠。所使用的所有试剂和溶剂均为分析纯。
3.方法
3.1。淀粉分离
NTB1S的提取方法由[8,15].首先,新鲜的TB1块茎被清洗、剥皮,然后切碎成小薄片,用1%的NaCl溶液用搅拌器碾碎。然后将产生的质量放在棉布上,用含1% NaCl和0.03 N NaOH的溶液反复洗涤。滤液产生的沉淀物用去盐水(DW)进一步洗涤,直到上清液变得清澈,pH为中性。然后淀粉在40°C的烤箱中干燥(Memmert SM-200,德国)。
3.2。淀粉的乙酰化
根据[中描述的方法进行乙酰化。14,16].首先将淀粉样品(在50℃下在50℃下干燥24小时)与乙酸酐在室温下在2L油浴包装玻璃反应器中与乙酸酐混合5分钟(在100rpm搅拌下)。然后滴加NaOH水溶液(50%w / w)。然后,在反应条件I(在室温下12分钟)和II(在90℃下进行60分钟)进行乙酰化。这些条件用于使用淀粉:乙酸酐:乙酸酐:NaOH溶液(50%w / w)的反应条件为1:4:0.2的乙酸酐。在反应时间结束时,通过将过量的冷DW与剧烈混合添加到反应器中,终止该方法。使用抽吸过滤器过滤形成的沉淀物并用DW几次洗涤。然后将SAS在烘箱(Kottermann®2711,德国)的温度下在约40℃的温度下干燥24小时。然后,它被研磨,筛分,并储存在玻璃容器中以进一步分析。
3.3.取代度的测定
的DS是由皂化滴定法来测定17,18].SA(1 g) was poured into a 250 mL flask, 50 mL ethanol (75 %) was added, and the slurry was kept in a water bath (Logan Instruments Corp., England) at 50°C for 30 min. Then, 40 mL of 0.5 N KOH was added after the slurry was cooled. The flask was then tightly covered with aluminum foil and left for 72 h for complete saponification. Then, excess alkali was back-titrated with 0.5 N HCl using phenolphthalein as an indicator. The solution was allowed to stand for an extra 2 h and titrated in case of additional alkali leaching out from the sample. A blank test was also carried out using the original unmodified NS. Then, the acetyl content (%一个)和DS根据以下等式计算: 在哪里Vb和V年代为NS和样品消耗的盐酸的体积(mL),米是质量( )样品的使用,并且N是盐酸用于滴定的正常性。
3.4.识别研究
乙酰化,使用FTIR(Shimadzu-Prestige-21,日本)确认将乙酰基引入淀粉分子中。首先,使用砂浆和杵将精细研磨的样品与液体石蜡(Mulling试剂)混合。然后将混合物夹在KBR板之间,置于IR分光光度计中,并获得光谱。将每个IR光谱收集20个扫描,光谱分辨率为2厘米−1.在4000 ~ 400 cm波段进行扫描−1.在运行样品之前,还采集了背景光谱。
3.5。测定溶解度和膨胀功率
采用Bello-Perez及其同事的方法测定样品的溶解度百分比(S(%))和溶胀力(SP) [19].0.5 g样品分散在10 mL DW中,置于离心管中(预称)。然后,将试管转移到恒温控制的水浴中,在20、37、50、65、75和85°C下浸泡30分钟,每5分钟摇晃一次,然后静置冷却。然后,将悬浮液置于离心机(台式离心机,PLC 03,台湾)中,3000 rpm运行15分钟,将上清倒在干燥和预称重的培养皿上,在130℃的烤箱中烘干2小时。S(%)和SP的计算公式如下: 在哪里W年代体重( )上清液中可溶物质的含量WP体重( ), WS为重量( )的淀粉样品。
3.6。吸湿模式
NTB1S和TB1SA样品的吸湿模式采用[9].淀粉样品在120℃烘箱中烘干4h,均匀铺于干燥的预称量培养皿上。然后将这些培养皿转移到不同干燥器中的特定RH室(即100、75.6、60、40和20 RH)。样品在室温下平衡4周,然后测量并记录它们的重量。每个样品的吸湿量是根据它们在给定的RH平衡前后的重量差来计算的。然后将吸水能力报告为吸湿百分比。
3.7。流特性
密度相关性质的测定,称取30 g的样品重量,以45°缓慢倒入250ml刻度量筒中,测定体积。然后,将其放置在抽头密度计(ERWEKA, SVM 223, Germany)上,在抽头500次后记录录制的体积,用于计算体积和抽头密度。然后计算豪斯纳比(Hausner’s ratio, HR)和卡尔指数(Carr’s index, CI),公式如下: 在哪里和分别是截止的密度和散装密度。
每个样品的流速和休息角的特征在于采用粉末流量测试仪(Pharma测试PTG-S4,德国)。将30g每个样品填充到含有不锈钢圆锥漏斗的装置中。然后,操作机器,其中样品粉末从出口喷嘴流下15mm。最后,流量测试器测量样品的流速和休息角。
3.8。平板电脑配方
For the evaluation of compressibility, lubricant sensitivity (LS), and dilution potential (DP), 300 mg tablet formulations were prepared from SAs, NTB1S, and S1500®. All these tablet formulations were prepared using a tablet compression machine (MINI Press II, Germany) fitted with a flat-faced punch and die of 10 mm in diameter. The compression force was held constant at all times. The remaining specific details for each formulation and their composition are discussed in their respective sections below.
3.9。压实性和润滑剂敏感性
在对上述粉末压实性的研究中,每一粉末都是在没有润滑的情况下制备空白片剂。然后在24 h后评价其性能。为比较润滑剂对力学性能的影响,将各粉末用2%硬脂酸镁(mg)润滑5min后制备空白片剂。然后,根据下式计算润滑油灵敏度比(LSR) [20.- - - - - -22]: 在TS0和TS2为分别在0和2% mg润滑条件下制备的压片体的抗拉强度。
3.10。稀释的潜力
对于有关赋形剂的DP的比较中,在20,30,40制备含对乙酰氨基酚(PCM)片剂,和50%的含量。PC米was first mixed with each powder for 10 min and then lubricated with 0.5 % MgS for 5 min. Four formulations were prepared for each excipient used in this study whose compositions are shown in Table1.
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X代表的各赋形剂的使用(NTB1S,SA的量1, SA2和S1500®)。 |
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3.11。平板电脑的特征
3.11.1。硬度和脆弱
采用片硬度计(Pharma Test, PTB 311E, Hamburg, Germany),随机选取10片片,用直径压片法测定制备的片剂的压片强度(Cs)。结果以平均值和各自的标准偏差记录并报告。压片的径向抗拉强度(TS)由每个压片的Cs、直径和厚度计算[23].Friability was evaluated using Roche friabilator (ERWEK, Germany) operated at 25 rpm for 4 minutes using ten tablet samples.
3.11.2。蜕变测试
根据美国药典的崩解片试验,在崩解仪(Pharma Test, PTZ-S, Hamburg, Germany)中测定所选片剂的崩解时间(DT) [24].崩解培养基为蒸馏水(900 ml),保持在37±2.0℃。
3.11.3。体外溶出度研究
根据美国药典(USP) (USP 30/NF 25, 2007)在溶出试验设备(ERWEKA,德国)中进行体外溶出试验,使用调整为50rpm转速的USP溶出仪II (Paddle Method)。使用900 mL磷酸盐缓冲液(pH 5.8)作为溶解介质,保持在37±0.5℃。然后,按预定的时间间隔(5、10、15、20、30、45和60 min)提取5 mL的溶出介质样品,过滤,适当稀释,并于243海里。
3.11.4。统计分析
使用origin Pro 8 (origin Lab™Corporation, USA)统计软件进行方差分析(ANOVA)。95%置信区间,小于0.05的值被认为具有统计学意义。所有结果均以均数和标准差报告。
4.结果与讨论
4.1.乙酰含量和取代度
两种SA粉末,DS为0.072(SA1)和0.695 (SA2通过分别使用反应条件I和II进行修饰后获得。所得乙酰含量和DS在表中给出2.Rincon-Aguirre等[5]使用[含量的方法,在25℃下乙酰化芋头淀粉30分钟30分钟。25]和报道约1.963一个DS。本作品的差别可能是由于直链淀粉含量,这是据报道,约15%。如果是这样的话,但是,[26]使用[25]在较低直链淀粉含量的芋头淀粉(约2%)的芋头淀粉乙酰化后获得0.055的DS。这种价值远低于报告的值远低于[5].ngussu等。[14在90°C下,采用与本研究相似的方法对缠绕淀粉进行1 h的乙酰化处理,得到DS为0.672。上述数值可与本工作中淀粉乙酰化所得值相媲美。然而,除非这些程序是在类似的条件下进行的,否则对不同的研究进行比较是没有定论的。
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值表示为SD。 |
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4.2.红外光谱鉴定研究
NTB1S样品的傅里叶变换红外光谱显示出与天然淀粉相同的特征光谱,即3350-3500左右的宽带(-OH基团拉伸);在2955厘米、2923厘米和2854厘米处有强峰−1(与C-H拉伸有关);频段约2727和2686(-CH2拉伸);带在约1631(伯OH基团(CH2OH)水中的变形振动);峰值在1155和1080处(C-O-H弯曲);979、933和862波段(糖苷键(C-O-C)骨架模态振动);宽度在765到520厘米之间−1(吡喃糖环的骨架模式振动)13,22,27- - - - - -29].与NTB1S相比,SA的光谱中出现了一个新的吸收峰1和SA2was observed at about 1750 cm−1其强度与DS增大。该吸收峰是负责酯羰基的伸缩(C = O)基团[12,30.],并与民政事务局局长线性相关[31].这表明NTB1S已成功乙酰化。
4.3。粉末表征
4.3.1。密度相关和流动特性
研究了NTB1S、SA的粉末性能1, SA2和S1500®总结在表格中3..从堆积密度的结果观察到,以升序的秩是SA2< SA1 < NTB1S < S1500®. Hence, a decrease in the bulk density was observed as the DS increased. This might be due to the introduction of (bulky) acetyl group which reduces the bond strength between starch molecules owing to steric hindrance. This leads to structural reorganization causing the opening up of the starch structure [11,32,33].总的来说,乙酰化修饰后的HR和CI均有改善。然而,这一改善对SA并不显著1( )这可能是由于DS低。另一方面,SA得到显著改善2与ns相比( ).据人力资源和BD,S1500®的流动是比较最高到NTB1S,SA1,和sa2,这可能是由于其较高的堆积密度。SA的流速1和SA2表明与不能通过孔口的NTB1S相比有了改进。这一结果也得到AR值的支持,表明更好的流量。根据流量和AR,按照SA的顺序对流量进行排序1 < S1500® < SA2.这些CI、HR、AR和流速的差异由[36].流动和密度相关性质表明,NS的流动确实通过乙酰化改善了。
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BD和TD分别为体积密度和抽头密度,HR:豪斯纳比,CI:卡尔指数,AR:休止角。粉末没有流动。值用标准差表示。 |
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4.4。吸湿模式
图中提供了天然和改性淀粉样品的水分吸附模式2.吸附性能由大到小依次为SA2> SA1 > NTB1S. Although the rank was in that manner, the difference between NTB1S and SA1没有被发现,除了在最高RH值(100)显著。在另一方面,SA2开始获得大量的水分,与RH值超出60的另外的对应物显着差异。SAS的水分吸附增加可能是由于将乙酰基引入淀粉,这可以促进水的进入。非晶区域和增加的水摄取[35].粉末x射线衍射研究表明,乙酰化使NS变成更无定形的形式和更高的DS;它可以把它变成一种完全无定形的材料[36].
4.5。溶胀力和溶解度
NTB1S、SA的SP和S配置文件1,和sa2如图所示3(a)和3(b),分别。SP随NTB1S < SA而增加1< SA2.与NTB1S相比,sa在65°C以下的SP显著改善(
).然而,超过该温度后,SP显著增加(
)并变得高于SA1与SA有一定的可比性2.另一方面,SA的SP2优于SA1在研究的所有温度下(
).这可能是由于DS在更高的层次上引入了更高层次的颗粒失序。颗粒和/或晶体结构的破坏是颗粒溶胀和溶解的原因[37].越来越多的顺序是NTB1S
(一)
(b)
4.6。成形性研究
对于密实评价制备的空白片剂的一些片剂特征在图呈现4.从图中可以清楚地看到,SA1和SA2与NS和S1500®相比,压实效果更好,这体现在TS较高。一般情况下,空白片剂的TS排序为SA2> SA1> NTB1S >年代1500®( ).SA的压实度越高1和SA2可以归因于修改,因为TS与DS一致显著增加( ).这可能是由于醋酸部分被发现是一个非常有效的成键剂。它与现有的羟基结合,增加了强分子键的形成。新的分子相互作用,如范德华力,也可能参与其中。SA片的强度也可能是由于增强的塑性流动和颗粒在压缩下的轻微碎裂,增加了结合表面积。这一切都可能导致形成一个非常牢固和完整的片剂结构[39].
如图所示4,空白片脆性结果排序为S1500®> NTB1S > SA1> SA2这和它们的机械强度是一致的。所有空白片剂脆性都相对较低,这可以从它们较高的TS中看出。然而,与NS和S1500®相比,SAs对片剂失重的抵抗力增强。这可能是由于乙酰化改性,随着DS的增加脆性降低。
空白片崩解试验结果(图4)以降序排名为NTB1S < 年代1500®
4.7。润滑剂敏感性
评估材料对添加润滑油的敏感性的一种方法是使用LSR [41].该值接近的越多,粉末从机械强度降低的观点来看,粉末对添加的润滑剂越多[20.].如图所示5其中,S1500®注册的LSR值最高,失去了约78.1%的初始TS,而SA注册的LSR值最低2已失去其初始TS仅约29.3%。一般来说,LSR显著( )在南非的订单增加2(0.293),SA1(0.42),NTB1S(0.56)和S1500(0.78)。基于这些结果,可以说NS的乙酰化使得对MGS的敏感性不太敏感。
使用2周%的MgS产生的空白片剂的脆碎度和DT的结果显示在图5.因此,SA注册了最小的脆弱性2(0.22)其次为SA1(0.45)和NTB1S(0.72%)。因此,SA2, SA1和NTB1S可以在列表容纳至多2%的MgS这反映在它们的脆性阻力。在另一方面,S1500®的片剂具有最高脆性值,其中大部分的片剂,其是由图长和开放条表示在操作过程中被打破5.关于dt,,通常情况下,考虑到S1500®片剂的TS最低,预计其崩解速度更快。然而,这些片剂的DT最高,这可能归因于在片剂表面形成疏水mg膜,限制了水进入片剂[42,43].无论他们最高的ts,sa的平板电脑2注册了最低的DT,然后是SA1这可能是由于与NTB1S相比,它们的SP最高,LS最低。
4.8。稀释的潜力
4.8.1。扑热息痛片的硬度和脆碎性
约C年代约为50-80 N的常规片剂是可接受的[44].该片剂由NTB1S、SA制备1,和sa2是具有在所有PCM内容够硬C年代分别为54.2±4.290,96.4±2.914和182.3±3.908 n,分别为50%PCM含量。关于此,S1500®的片剂足够高达30%的PCM负荷。PCM含量与平板电脑之间的关系如图所示6(一).从图中可以看出,随着片剂内PCM含量的增加,片剂各剂型的TS总体呈下降趋势。这可以解释为PCM含量的增加增强了致密地层的破坏性成分[45].以SA片剂的TS最高2是NS的两倍多。同样,SA1片剂比后者获得更高的TS。然而,SA的TS1相比SA片是显著劣2.在SAS中观察到的最高TS可以归因于乙酰化修饰这可以通过以下事实:在TS的增加是与DS线得到加强。Generally, the TS of PCM tablets in an increasing order was S1500® < NTB1S < SA1< SA2( )在PCM含量的各个层次。
(一)
(b)
根据图6 (b)中,片剂的脆性增加顺序SA排名2< SA1 < NTB1S < 年代1500®。一般由NTB1S、SA制备的片剂1,和sa2满足所有PCM内容的验收标准,而S1500®的平板电脑仅满足此规范仅高达30%的PCM内容。这可能是由于其片剂的机械强度低。平板机械强度和脆性之间存在直接关系,使得后者随着前后增加的方式[46].因此,所有片剂配方表明,随着与增加的PCM含量增加的TS的降低,所有片剂配方都含有的余量。
4.8.2。崩解时限
从图中可以看出7PCM片的DT随PCM含量的增加呈下降趋势( )这可能归因于PCM的不良压实性质。这导致片剂机械强度的弱点,同时增强水渗透和DT。尽管他们的NTB1s,SA片剂的平板电脑相比,尽管Ts较高2和SA1显示在所有PCM内容更快DT。这可能是由于它们改善的SP [47].一般来说,DT是SA的顺序2 < S1500® < SA1< NTB1S。S1500®片剂记录的较低的DT可能是其机械强度低的结果。尽管有这些差异,所有PCM片剂配方都符合药典规范,即常规片剂的崩解(<15分钟)(USP 30/NF 25, 2007)。
4.8.3。对乙酰氨基酚片的溶出度研究
使用SA制备的PCM片剂的溶出谱1, SA2和S1500®在20 DC赋形剂和30%的加载量为在图中描绘8.在含有较低浓度PCM的片剂的30分钟内释放的PCM量为SA的顺序2(99.9) > s1500®(96.1)> sa1(94.9)( ).这是和谐与DT注册由各自的平板电脑。通常,相对较高量的PCM的成片剂的掺入在所有时间增加了它的释放。这可能是因为在TS下降和DT药片的后果。药物分子的存在可能妨碍链缠结并削弱在药物扩散的网络结构,并因此随后增加[48].而含30% PCM的片剂在30 min内的释药量为SA2> s1500®> sa1,并没有发现有显著意义( ).不管所使用的赋形剂的,在这项研究中的所有片剂满足用于片剂的USP规范。i.e., >80% tablet content should be released within 30 min (USP 30/NF 25, 2007).
5.结论
本研究通过不同的乙酰化条件得到DS分别为0.072和0.695的SAs。表征表明,乙酰化处理改善了物理化学性能,如SP、S和流动性能。在机械强度和抗脆性方面,SAs的压实性能优于NS和S1500®。同样,对NTB1S进行乙酰化后,其DP值与DS值一致。也就是说,与NS和S1500®相比,SAs制成的片剂具有最高的机械强度和最低的脆性。综上所述,SA可以作为DC的潜在赋形剂,尤其是SA1,DS最低的那个。
数据可用性
所有用于支持这项研究结果的数据都包含在文章中。
利益冲突
作者宣称,他们有这方面的论文发表没有利益冲突。
致谢
作者愿向SC Dinda教授和Ebissa Tadesse先生的欣赏和感谢转发,因为他们通过编写这份手稿的建议,周到的反馈和慷慨的指导,他们已经与他们的建议,周到的反馈和慷慨的指导进行了合作。他们还希望承认梅克尔大学赞助这项研究和亚的斯制药厂PLC,用于捐赠一些化学品。
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