Comparación de la presión de contacto patelofemoral después de la trocleoplastia

Comparación de la presión de contacto patelofemoral después de la trocleoplastia de recesión semicilíndrica y la recesión del bloque troclear en cadáveres felinos

Comparación de la presión de contacto patelofemoral después de la trocleoplastia de recesión semicilíndrica y la recesión del bloque troclear en cadáveres felinos

Goda Choi Jinsu Kang Namsoo Kim Suyoung Heo*
  • Departamento de Cirugía, Facultad de Medicina Veterinaria, Universidad Nacional de Jeonbuk, Iksan-si, República de Corea

Introducción: El propósito de este estudio fue comparar los cambios en los mecanismos de contacto de la articulación patelofemoral (PFJ) del estado normal, modelo de hipoplasia troclear y después de realizar la trocleoplastia en el modelo de hipoplasia en cadáveres felinos.

Métodos: Veinte extremidades pélvicas normales fueron adquiridas de los 10 cadáveres felinos. Primero, los mecanismos de contacto de PFJ se midieron en estado normal, luego se crearon modelos de hipoplasia troclear utilizando guías personalizadas de corte de cresta troclear. Después de medir los mecanismos de contacto de PFJ en los modelos de hipoplasia troclear, se dividieron en dos grupos y se realizaron trocleoplastia de recesión semicilíndrica (SCRT) y recesión de bloque troclear (TBR), respectivamente. Después de eso, se midieron los mecanismos de contacto de PFJ y se compararon los valores de los 4 grupos (estado normal, hipoplasia troclear, SCRT, TBR).

Resultados: El grupo de hipoplasia troclear mostró un aumento de la presión de contacto y una disminución de las áreas de contacto en comparación con el grupo de estado normal. En los grupos sometidos a traqueoplastia (SCRT y TBR), los mecanismos de contacto de la PFJ se recuperaron de manera similar a la del grupo de estado normal. La PFJ del grupo SCRP se midió de manera similar a la del grupo normal que la del grupo TBR.

Discusión: La traqueoplastia puede ser útil para restaurar los mecanismos de contacto de la PFJ y la SCRT puede considerarse como una buena alternativa a los métodos convencionales de trocleoplastia.

1. Introducción

La luxación rotuliana (PL) rara vez se informa en gatos en comparación con perros, pero es bastante común en las razas Devon Rex y Abisinia (1, 2). Un estudio previo informó que la PL medial, bilateral y del desarrollo es más común en gatos que la PL lateral, unilateral y traumática (1). La PL felina del desarrollo se asocia con hipoplasia troclear (TH), cóndilo femoral medial subdesarrollado y desviación medial o lateral de la tuberosidad tibial (3). La estabilización rotuliana es más difícil para los gatos que para los perros porque la rótula de los gatos está suelta y es más ancha en relación con la tróclea (2). Las opciones quirúrgicas para la PL incluyen trocleoplastia, transposición de tuberosidad tibial, imbricación y/o liberación de tejidos blandos y osteotomías correctivas femorales (4).

La trocleoplastia corrige la articulación patelofemoral (PFJ) con profundidades trocleares inadecuadas (5). Las técnicas para profundizar la tróclea femoral incluyen la condroplastia troclear, la recesión en cuña troclear (TWR) y la recesión del bloque troclear (TBR) (5). TBR y TWR son técnicas que pueden receso la tróclea femoral mientras preservan la mayor parte del cartílago articular (5, 6). Los cirujanos prefieren técnicas que preservan el cartílago articular, ya que resulta en desarrollos más lentos de la osteoartritis y recuperaciones más rápidas (5, 7-9). Recientemente, la trocleoplastia de recesión semicilíndrica (SCRT) se ha utilizado en perros y no se encontraron diferencias significativas en el resultado clínico en comparación con TBR. En informes anteriores, TBR y SCRT no muestran diferencias significativas en los resultados clínicos (10).

En medicina humana, la displasia troclear (DT) es la causa de la subluxación rotuliana (11). Los pacientes humanos con DT han mostrado un aumento en la presión de contacto de la articulación patelofemoral (PFJ) y una disminución en el área de contacto (12). Estos cambios en los mecanismos de contacto pueden influir en el desarrollo de diversas enfermedades articulares (13-15). Cuando los pacientes con TD se someten a trocleoplastia, se ha observado que su aumento de la presión de contacto disminuye y su área de contacto disminuye (16).

Hasta donde sabe el autor, no hay ningún estudio en medicina veterinaria sobre los cambios en los mecanismos de contacto de la PFJ (presión de contacto y área de contacto) con TH y los cambios después de la trocleoplastia. Este estudio compara los cambios en los mecanismos de contacto en la PFJ normal y en la hipoplasia PFJ, y los cambios después de la trocleoplastia (SCRT y TBR) en la PFJ con TH. Nuestra primera hipótesis es que la PFJ con TH tendría el aumento de la presión de contacto y la disminución del área de contacto en comparación con la PFJ normal. La segunda hipótesis es que habría una disminución de la presión de contacto y un aumento del área de contacto después de la trocleoplastia.

2. Materiales y métodos
2.1. Animales

Este estudio fue aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Nacional de Jeonbuk (JBNU 2022-035). Se obtuvieron veinte extremidades posteriores cadavéricas de 10 gatos adultos, sacrificados por razones ajenas a este estudio. Los cadáveres fueron seleccionados en base al criterio de no tener ninguna condición ortopédica visualmente aparente. Los exámenes de tomografía computarizada (Alexion TSX-034A, Toshiba, Tokio, Japón) no revelaron lesiones articulares sofocantes. Los especímenes fueron desarticulados bilateralmente en la articulación coxofemoral de cada cadáver. Todos los tejidos blandos de las muestras se diseccionaron desde el calcáneo distal hasta el fémur proximal, excepto el estile, la cápsula de la articulación de gancho y los ligamentos colaterales. El tendón del músculo cuádriceps se conservó aproximadamente a 1,5 cm de su inserción proximal. Cada espécimen se almacenó en solución salina normal al 0,9%, se envolvió en una bolsa de plástico y se congeló a -80 ° C.

En preparación para el experimento, los especímenes se descongelaron a temperatura ambiente bajo gasas de humedad. El entorno del experimento se modificó a partir de estudios previos seleccionados (17, 18). Se realizó una sutura de Krackow en el músculo cuádriceps utilizando un cable de acero trenzado, y el cable se aseguró conectándolo a un tornillo colocado en el fémur proximal, imitando el mecanismo del músculo cuádriceps. Se pasó otro cable de acero trenzado entre la fabella bilateral y el cóndilo femoral. Después de perforar un agujero en el punto medio proximal del calcáneo utilizando un alambre Kirschner de tamaño 1,5, se pasó otro cable de acero trenzado a través del agujero. Los dos cables se instalaron para imitar el mecanismo de los isquiotibiales (Figura 1A).

www.frontiersin.orgFigura 1. El aparato de los mecanismos de contacto PFJ. La ilustración de la muestra dentro de la plantilla de prueba personalizada adjunta a la máquina de prueba mecánica (A). Los ángulos de la junta de sofocación y gancho se ajustaron a 120 ° ± 5 ° con los tensores. La resistencia sensible a la fuerza colocada entre la rótula y la ranura troclear (B). Ilustración ampliada de la inserción de la resistencia (C).

2.2. Diseño experimental

En el grupo de estado normal, la cabeza femoral y el trocánter mayor de los especímenes se mantuvieron en una plantilla personalizada mediante una resina acrílica disponible comercialmente, en una fase normal de soporte felino. El ángulo entre la diáfisis femoral y la parte superior de la plantilla se estableció en 70° (19, 20). La plantilla se instaló en una máquina de prueba universal (WL2100C, Withlab Inc., Gunpo, Corea del Sur). Los ángulos Stifle y talocrural se ajustaron a 120°± 5° con los tensores (17). Los ángulos fueron medidos por un goniómetro electrónico. La presión sobre la PFJ se midió como una carga del 30% de peso corporal en las muestras (18). Para evitar el deslizamiento, se colocó papel de lija disponible comercialmente en el área de contacto de la almohadilla palmar, con la resistencia sensible a la fuerza (TFM 4800, Kitronyx Inc., Seúl, Corea del Sur) colocada entre la rótula y la ranura troclear (Figuras 1B, C). La resistencia sensible a la fuerza era de 7,2 cm × tipo piezorresistivo de 7,2 cm (0,12 mm de espesor) y estaba equipada con un total de 2.304 nods. Para fijar la posición y la altura de la resistencia, el controlador de fuerza (Bikal L; Kitronyx Inc.) Conectado a la resistencia sensible a la fuerza se aseguró con un soporte para tableta ajustable en altura y ángulo.

La presión de contacto y el área de contacto se midieron en las siguientes seis áreas: medial-proximal (M-P), lateral-proximal (L-P), medial-centro (M-C), lateral-centro (L-C), medial-distal (M-D) y lateral-distal (L-D). Cada experimento duró 5 s bajo una carga del 30% de peso corporal y se repitió cinco veces. Los resultados son la media de estas 5 mediciones. Para las áreas M-P, L-P, M-D y L-D, se estableció el rango de 72 (6 × 12) células, respectivamente, y para las áreas M-C y L-C, se estableció el rango de 144 (12 × 12) celdas (Figura 2A).

www.frontiersin.orgFigura 2. Ilustración de seis áreas en el surco troclear (A). De acuerdo con la ubicación anatómica del surco troclear se dividió en seis áreas. Y fueron nombrados área medial-proximal (M-P), área lateral-proximal (L-P), área medial-centro (M-C), área centro-lateral (L-C), área medial-distal (M-D) y área lateral-distal (L-D). Visualización de la distribución de la presión de la articulación patelofemoral de cada cuatro grupos. Visualización de la distribución de la presión de la articulación patelofemoral de cada cuatro estados (B-D). Estado normal (B). Hipoplasia troclear (C). Trocleoplastia de recesión semicilíndrica (D). Recesión del bloque troclear (E).

Para imitar situaciones clínicas, se crearon modelos TH en todas las extremidades posteriores. La guía de corte personalizada para muestras se diseñó de modo que la altura de ambas crestas trocleares sea de 5 mm desde el surco troclear y elimine el cartílago hialino y el hueso subcondral de la cresta troclear (Figura 3). Los mecanismos de contacto de PFJ se midieron en los mismos métodos que en el estado normal. Se realizaron TBR y SCRT en cada muestra. Las extremidades se dividieron aleatoriamente entre los dos grupos utilizando software de aleatorización.1 La TBR se realizó en un miembro posterior y la SCRT se realizó en el miembro posterior opuesto (Figura 4), y el método quirúrgico se refirió a la literatura existente (10, 19). Los mecanismos de contacto de PFJ se midieron en los mismos métodos que en el estado normal.

www.frontiersin.orgFigura 3. Producción de un modelo de hipoplasia troclear (TH). La guía de corte personalizada para muestras se instala en el hueso (A). La ilustración de la instalación de la guía (B). Después del corte un cartílago hialino y hueso subcondral de la cresta troclear (C). La ilustración del modelo TH (D).

www.frontiersin.orgFigura 4. El proceso de trocleoplastia de recesión semicilíndrica (SCRT) (A-E). Las puntas de flecha blancas en (D) indican la profundidad profundizada por SCRT.

Los datos de la resistencia se convirtieron utilizando el software del fabricante (PetLAB, Kytronix Inc.). En este experimento, el área de detección activa se dividió por los siguientes criterios. El 10% superior de los valores numéricos totales registrados se resaltaron en color, y los procedimientos se realizaron siguiendo el orden mencionado en comparación con el mapa de presión visual. En el área de detección, la presión de contacto representa la suma de todos los números medidos, y el área de contacto representa la suma del número de celdas cuyos números se midieron.

2.3. Análisis estadístico

Los datos continuos se evaluaron para una distribución normal utilizando la prueba de Kolmogorov-Smirnov. Se encontró que todos cumplían con los supuestos de una distribución normal y se informaron como valores de media y desviación estándar. La prueba de Kruskal-Wallis se utilizó para comparar los valores entre el grupo de estado normal (NSG), el grupo modelo de hipoplasia troclear (THG), el grupo SCRT (SCRTG) y el grupo TBR (TBRG). Se utilizó la prueba post-hoc de Mann-Whitney para comparar los valores de cada par, respectivamente. La significación estadística se fijó en p < 0,001. Los análisis estadísticos se realizaron con SPSS versión 26.0 (IBM, Armonk, NY, Estados Unidos).

3. Resultados
3.1. Especímenes cadavéricos

El peso corporal de los cadáveres era de 1,9 a 5,2 kg.

3.2. Visualización de datos

El área de contacto se midió utilizando Desktop Ruler versión 3.8.6498 (AVPSoft, Moscú, Rusia), lo que nos permitió determinar el ancho en las dimensiones horizontal y vertical. Se confirmó visualmente que la distribución de presión del THG tenía un área de contacto más estrecha y estaba sesgada medialmente en comparación con NSG (Figuras 2B, C). Además, se enfatizó visualmente y se confirmó que la presión de contacto tenía una alta intensidad en THG (Figura 2C). Se estimó visualmente que el área de contacto y la presión de contacto se acercaron al estado normal en SCRTG y TBRG (Figuras 2D, E).

3.3. Las presiones de contacto

La presión de contacto del THG aumentó más que la del NSG (p < 0,001). Específicamente, aumentó entre 1.98 y 2.22 veces en todas las áreas. La presión de contacto disminuyó en dos grupos (SCRTG y TBRG) en comparación con el THG. En primer lugar, en el SCRTG, en comparación con el THG, la presión de contacto disminuyó entre un 45% y un 52% en todas las áreas. Luego, las tasas de reducción de la presión de contacto del TBRG y el THG fueron las siguientes: 41% de disminución en el área M-D, 40% de disminución en el área L-D, 56% de disminución en el área M-C, 48% de disminución en el área L-C, 37% de disminución en el área M-D y 38% de disminución en el área L-D. Comparando el NSG y el SCRTG, el SCRTG mostró una mayor presión de contacto en todas las áreas de la siguiente manera: 9% en el área M-P, 11% en el área L-P, 8% en el área M-C, 7% en el área L-C, 7% en el área M-D y 9% en el área L-D. Cuando se compararon las presiones de contacto entre el TBRG y el NSG, los resultados fueron diferentes del caso del SCRTG y el NSG. Primero, en las áreas M-P y L-P, la presión de contacto del TBRG fue mayor que la NSG. En el área M-C, la presión de contacto del TBRG 2% es menor que NSG, y en el área L-C, es 16% más alta que NSG. En las áreas M-D y L-D, la presión de contacto del TBRG fue un 33% más alta que la del NSG (Figura 5).

www.frontiersin.orgFigura 5. Diagramas de caja de la presión de contacto de seis áreas de la articulación patelofemoral. Área medial-proximal (M-P) (A). Área lateral-proximal (L-P) (B). Área medial-centro (M-C) (C). Área lateral central (L-C) (D). Área medial-distal (M-D) (E). Área lateral-distal (L-D) (F). Diferencias significativas entre cada uno de los cuatro grupos: p < 0,001.*

3.4. El área de contacto

Cuando se comparó el área de contacto entre el NSG y el THG, disminuyó en el THG que en el NSG. En el área M-P, se redujo en un 60%; en el área L-P, en un 67%; en el área M-C, en un 56%; en la zona L-C, en un 57%; en el área M-D, en un 71%, y en el área L-D, en un 70% (para todos, p < 0,001). Se encontró que la diferencia en el área de contacto media entre el SCRTG y el NSG era del 1%. En las áreas M-P, L-P y L-C, el área de contacto promedio del SCRTG fue un 1% menor que la del NSG, mientras que las áreas M-C, M-D y L-D mostraron un aumento de alrededor del 1%. Comparando las áreas de contacto entre el TBRG y el NSG, se encontró que el área de contacto del TBRG disminuyó en la mayoría del área. En el área L-P, no hubo diferencia entre el TBRG y el NSG. Sin embargo, en las 5 áreas restantes (M-P, M-C, L-C, M-D y L-D), el área de contacto del TBRG disminuyó en comparación con el caso del NSG: 6% en el área M-P, 8% en el área M-C, 6% en el área L-C, 1% en el área M-D y 6% para el área L-D (Figura 6).

www.frontiersin.orgFigura 6. Diagramas de caja del área de contacto de seis áreas de la articulación patelofemoral. Área medial-proximal (M-P) (A). Área lateral-proximal (L-P) (B). Área medial-centro (M-C) (C). Área lateral central (L-C) (D). Área medial-distal (M-D) (E). Área lateral-distal (L-D) (F). Diferencias significativas entre cada uno de los cuatro grupos: p < 0,001.**

4. Discusión

Este estudio comparó el mecanismo de contacto PFJ (presión de contacto y área de contacto) del estado normal, la hipoplasia troclear y los grupos de trocleoplastia (SCRT y TBR). De acuerdo con nuestra primera hipótesis, en este estudio, se encontró que la presión de contacto aumentó y el área de contacto disminuyó en la hipoplasia troclear en comparación con el estado normal. Pero se rechaza la segunda hipótesis de que no habría diferencia en la presión de contacto entre la trocleoplastia (SCRT y TBR) y el estado normal.

En este estudio, en el THG, la presión de contacto media aumentó y el área de contacto disminuyó que el NSG. La presión de contacto del SCRTG aumentó en las 6 áreas en comparación con el NSG. Además, la presión de contacto del TBRG disminuyó en un 2% en comparación con el NSG en el área M-C, mientras que aumentó en las otras cinco áreas. Esto confirmó que la presión de contacto se redujo a través de la trocleoplastia, pero se mantuvo más alta de lo normal. La presión de contacto en el área distal fue un 33% mayor en el TBRG que en el NSG. En los procedimientos TBR, los cortes transtrocleares distales se realizan perpendiculares al surco troclear y un corte basilar recto conecta los márgenes transtrocleares proximales y distales (19). Siendo realistas, los efectos secundarios de los procedimientos de osteotomía incluyen presiones de contacto más altas (18).

Los pacientes con DT humana mostraron un aumento de la presión de contacto y una disminución del área de contacto (12), lo que es consistente con los resultados de este experimento. La sobrecarga del cartílago es de particular preocupación como una posible fuente de dolor y degeneración del cartílago articular (21). La mayoría de los pacientes con luxación rotuliana grave tienen cartílago troclear degenerado y se quejan de dolor. En perros con luxación rotuliana medial, la presión excesiva cargada sobre la tróclea causa dolor y degeneración del cartílago articular (7). Estudios experimentales previos en medicina humana han demostrado que la presión de contacto y el área de contacto contribuyen fuertemente al desarrollo de la osteoartritis (13-15). Además, en el informe anterior se identificaron cambios en las facetas laterales rotulianas, con cizallamiento a la presión más alta, en un modelo de conejo de subluxación rotuliana inducida por inducción in vivo (22).

En el área de contacto, la diferencia entre el SCRTG y el NSG fue del 1% en las 6 áreas. Por otro lado, en el TBRG, no hubo diferencia entre el área L-P y el NSG, pero el área de contacto disminuyó en las 5 áreas restantes. Este estudio parece mostrar que SCRT restaura el área de contacto más cerca de lo normal que TBR. La visualización de la distribución de la presión también confirma que, aunque la comparación estadística es difícil, SCRTG se parece más al NSG que al TBRG.

En humanos con subluxación rotuliana, las áreas de contacto del cartílago patelofemoral fueron significativamente más pequeñas que en un estado saludable. Esto probablemente implica un aumento de la presión de contacto en los pacientes, ya que una fuerza similar se transmite a través de una superficie mucho más pequeña (23). Por lo tanto, se presume que la presión de contacto en el THG aumentó en comparación con el NSG debido a las razones mencionadas anteriormente. Comparando el THG y ambos grupos de trocleoplastia (SCRTG y TBRG), la presión de contacto media disminuyó y el área de contacto aumentó en ambos grupos de trocleoplastia, lo que es consistente con la profundización de los pacientes con TD tratados con trocleoplastia en el lado humano (16).

Este estudio tiene algunas limitaciones. En primer lugar, el modelo de sofocación felina cadavérica se modificó de un modelo ex vivo anterior (18). Aunque reprodujo el mecanismo del cuádriceps y el músculo isquiotibial en una postura de pie para los sofocos felinos in vivo, no puede representar todos los elementos. Además, fueron necesarias disecciones de cápsulas articulares adicionales y tejidos blandos para insertar la resistencia sensible a la fuerza y realizar los procedimientos de trocleoplastia en la articulación sofocante. Además, el modelo no pudo simular entornos biomecánicos dinámicos durante la actividad in vivo (24). En segundo lugar, es difícil fijar la resistencia sensible a la fuerza a la tróclea femoral y evitar arrugarse de la resistencia debido a la superficie articular resbaladiza e irregular. Estos problemas pueden haber influido en la validez de los datos y causado artefactos. En tercer lugar, mantener los ángulos de la sofoca y talocrural 120° ± 5°, respectivamente, fue difícil, y los ajustes del ángulo de flexión dieron como resultado aparatos inestables, como en estudios previos (17). Para esto, la evaluación de diversos ángulos de flexión fue restringida en este estudio. En cuarto lugar, el pequeño tamaño de la muestra es pequeño y las razas de los gatos estaban sesgadas. Esto dificultó la evaluación de la diferencia en la distribución de la presión entre las diferentes razas.

5. Conclusión

En conclusión, TH aumenta la presión de contacto y disminuye el área de contacto, la trocleoplastia puede ayudar a normalizar el mecanismo de PFJ. Al comparar SCRT y TBR, sugiere que SCRT puede tender a restaurarse cerca del mecanismo normal de PFJ. Además, SCRT puede considerarse como una buena alternativa a los métodos convencionales de trocleoplastia.

Declaración de disponibilidad de datos

Las contribuciones originales presentadas en el estudio se incluyen en el artículo / material complementario, las consultas adicionales pueden dirigirse al autor correspondiente.

Declaración ética

El estudio en animales fue revisado y aprobado por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales de la Universidad Nacional de Jeonbuk (IACUC).

Contribuciones del autor

GC y SH: concepción, diseño y borrador del manuscrito. GC, JK y SH: producción de la guía de corte personalizada para muestras. GC: realización de procedimientos quirúrgicos. GC, JK, NK y SH: análisis e interpretación de datos. NK y SH: revisión del artículo para el contenido intelectual y aprobación final del artículo terminado. Todos los autores contribuyeron al artículo y aprobaron la versión presentada.

Reconocimientos

Los autores desean agradecer al departamento de cirugía veterinaria de la Universidad Nacional de Jeonbuk por su ayuda en el experimento.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que la investigación se llevó a cabo en ausencia de cualquier relación comercial o financiera que pudiera interpretarse como un posible conflicto de intereses.

Nota del editor

Todas las afirmaciones expresadas en este artículo son únicamente las de los autores y no representan necesariamente las de sus organizaciones afiliadas, o las del editor, los editores y los revisores. Cualquier producto que pueda ser evaluado en este artículo, o reclamo que pueda ser hecho por su fabricante, no está garantizado ni respaldado por el editor.

Abreviaturas

PFJ: articulación patelofemoral; SCRT: trocleoplastia de recesión semicilíndrica; TBR: recesión del bloque Troclear; PL: luxación rotuliana; TH: hipoplasia troclear; TWR: recesión de cuña troclear; DT: displasia troclear; NSG: grupo de estado normal; THG: grupo modelo de hipoplasia troclear; SCRTG: grupo de trocleoplastia de recesión semicilíndrica; TBRG, grupo de recesión de bloques trocleares.

Notas

1. ^http://www.random.org/

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Palabras clave: luxación rotuliana, hipoplasia troclear, trocleoplastia, mecanismo de contacto de la articulación patelofemoral, felino

Cita: Choi G, Kang J, Kim N y Heo S (2023) Comparación de la presión de contacto patelofemoral después de la trocleoplastia de recesión semicilíndrica y la recesión del bloque troclear en cadáveres felinos. Frente. Vet. Sci. 10:1237291. doi: 10.3389/fvets.2023.1237291

Recibido: 09 Junio 2023; Aprobado: 03 Agosto 2023;
Publicado: 23 agosto 2023.

Editado por:

Chiara Caterino, Universidad de Nápoles Federico II, Italia

Revisado por:

Federica Aragosa, Universidad de Nápoles Federico II, Italia
Zbigniew Adamiak, Clínica Veterinaria Białystok, Polonia

Derechos de autor © 2023 Choi, Kang, Kim y Heo. Este es un artículo de acceso abierto distribuido bajo los términos de la Licencia de Atribución Creative Commons (CC BY).

*Correspondencia: Suyoung Heo, syheo@jbnu.ac.kr

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