आटोक्लेव
 जैकेटयुक्त आयताकार-कक्ष आटोक्लेव का कटा हुआ चित्रण | |
| Uses | नसबंदी |
|---|---|
| Inventor | चार्ल्स चेम्बरलैंड |
| Related items | अपशिष्ट आटोक्लेव |
आटोक्लेव एक मशीन है जिसका उपयोग औद्योगिक और वैज्ञानिक प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए किया जाता है जिसमें परिवेश के दबाव और/या कमरे के तापमान के संबंध में ऊंचे तापमान और दबाव की आवश्यकता होती है। इस प्रकार आटोक्लेव का उपयोग सर्जिकल प्रक्रियाओं से पहले नसबंदी करने के लिए और रासायनिक उद्योग में कोटिंग्स और वल्केनाइजेशन रबर को ठीक करने और हाइड्रोथर्मल संश्लेषण के लिए किया जाता है। इस प्रकार विशेष रूप से कंपोजिट के निर्माण में आटोक्लेव (औद्योगिक) का उपयोग औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है।
अनेक आटोक्लेव का उपयोग उपकरण और आपूर्ति को लगभग 121 °C (250 °F) पर दबावयुक्त संतृप्त भाप के अधीन रखकर स्टरलाइज़ करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार वायुमंडलीय दबाव (205 केपीए या 2.02 एटीएम) से 15 पीएसआई के दबाव पर लगभग 30-60 मिनट के लिए (103 किलो पास्कल या 1.02 एटीएम (यूनिट)) लोड के आकार और सामग्री पर निर्भर करता है।[1] आटोक्लेव का आविष्कार चार्ल्स चेम्बरलैंड ने 1879 में किया था।[2] चूंकि स्टीम डाइजेस्टर के रूप में जाना जाने वाला अग्रदूत 1679 में डेनिस पापिन द्वारा बनाया गया था।[3] इस प्रकार यह नाम ग्रीक ऑटो से आया है-, जिसका अर्थ है स्वयं, और लैटिन क्लैविस का अर्थ कुंजी है, इस प्रकार यह एक स्व-लॉकिंग उपकरण है।[4]
उपयोग
नसबंदी आटोक्लेव का व्यापक रूप से माइक्रोबायोलॉजी और माइकोलॉजी, चिकित्सा और कृत्रिम अंग फैब्रिकेशन, गोदने और शरीर भेदी और मुर्दाघर विज्ञान में उपयोग किया जाता है। इस प्रकार वह निष्फल किए जाने वाले मीडिया के आधार पर आकार और कार्य में भिन्न होते हैं और कभी-कभी रासायनिक और खाद्य उद्योगों में उन्हें रिटॉर्ट भी कहा जाता है।
इस प्रकार विशिष्ट भार में प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ, अन्य उपकरण और अपशिष्ट, शल्य चिकित्सा उपकरण और चिकित्सा अपशिष्ट सम्मिलित हैं।[5][6]
आटोक्लेव का एक उल्लेखनीय वर्तमान में और तेजी से लोकप्रिय अनुप्रयोग अपशिष्ट पदार्थों का पूर्व-निपटान उपचार और नसबंदी है, जैसे कि रोगजनक अस्पताल अपशिष्ट। इस श्रेणी की मशीनें बड़े पैमाने पर पारंपरिक आटोक्लेव के समान सिद्धांतों के अनुसार काम करती हैं, जिसमें वह दबाव वाली भाप और अत्यधिक गर्म पानी का उपयोग करके संभावित संक्रामक एजेंटों को बेअसर करने में सक्षम होती हैं। इस प्रकार अपशिष्ट कन्वर्टर्स की एक नई पीढ़ी कल्चर मीडिया, रबर सामग्री, गाउन, ड्रेसिंग, दस्ताने, आदि को स्टरलाइज़ करने के लिए दबाव पोत के बिना समान प्रभाव प्राप्त करने में सक्षम है। यह विशेष रूप से उन सामग्रियों के लिए उपयोगी है जो गर्म हवा के ओवन के उच्च तापमान का सामना नहीं कर सकते हैं।[7]
कंपोजिट को ठीक करने के लिए आटोक्लेव का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से बिना किसी रिक्त स्थान के अनेक परतों को पिघलाने के लिए जो सामग्री की शक्ति को कम करेगा, और रबर के वल्केनाइजेशन में।[8] इस प्रकार आटोक्लेव द्वारा उत्पन्न उच्च ताप और दबाव यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि सर्वोत्तम संभव भौतिक गुण दोहराए जा सकते हैं। सेलबोटों के लिए स्पार्स के निर्माताओं के पास 50 फीट (15 मीटर) से अधिक लंबे और 10 फीट (3 मीटर) चौड़े आटोक्लेव होते हैं, और एयरोस्पेस उद्योग में कुछ आटोक्लेव इतने बड़े होते हैं कि वे स्तरित कंपोजिट से बने पूरे हवाई जहाज के ढांचे को पकड़ सकते हैं।[9]
उच्च तापमान और दबावों के अनुसार क्रिस्टल को विकसित करने के लिए अन्य प्रकार के आटोक्लेव का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में उपयोग किए जाने वाले सिंथेटिक क्वार्ट्ज क्रिस्टल आटोक्लेव में उगाए जाते हैं। विशेषज्ञ अनुप्रयोगों के लिए पैराशूट की पैकिंग एक आटोक्लेव में वैक्यूम के अनुसार की जा सकती है, जो च्यूट को गर्म करने और उनके पैक में सबसे छोटी मात्रा में डालने की अनुमति देता है।
एक थर्मल प्रवाह परिशोधन प्रणाली लिक्विड् अपशिष्ट और प्रवाह के नसबंदी के लिए डिज़ाइन किए गए एकल-उद्देश्य आटोक्लेव के रूप में कार्य करती है।
वायु निष्कासन
यह सुनिश्चित करना बहुत महत्वपूर्ण है कि सक्रियण से पहले फंसी हुई सभी हवा को आटोक्लेव से हटा दिया जाए, क्योंकि फंसी हुई हवा बाँझपन प्राप्त करने के लिए एक बहुत ही खराब माध्यम है। 134°C (273°F) पर भाप तीन मिनट में बाँझपन का वांछित स्तर प्राप्त कर सकती है, जबकि गर्म हवा में बाँझपन का समान स्तर प्राप्त करने के लिए 160°C (320°F) पर दो घंटे की आवश्यकता होती है। वायु निष्कासन की विधियों में सम्मिलित हैं:
- नीचे की ओर विस्थापन (या गुरुत्वाकर्षण-प्रकार):
- जैसे ही भाप कक्ष में प्रवेश करती है, यह सबसे पहले ऊपरी क्षेत्रों को भरती है क्योंकि यह हवा की तुलना में कम सघन होती है। इस प्रकार यह प्रक्रिया हवा को नीचे तक संपीड़ित करती है, इसे एक नाली के माध्यम से बाहर निकालती है जिसमें अधिकांशतः तापमान सेंसर होता है। वायु निकासी पूरी होने पर ही निर्वहन रुकता है। प्रवाह को सामान्यतः स्टीम ट्रैप या सोलेनोइड वाल्व द्वारा नियंत्रित किया जाता है, किन्तु कभी-कभी ब्लीड होल का उपयोग किया जाता है। जैसे ही भाप और हवा के मिश्रण का मिश्रण होता है, मिश्रण को नीचे के अतिरिक्त कक्षों के अन्य स्थानों से बाहर निकालना भी संभव होता है।
- भाप का स्पंदन:
- वाष्प स्पंदों की एक श्रृंखला का उपयोग करके वायु को पतला करना, जिसमें कक्ष को बारी-बारी से दबाव डाला जाता है और फिर लगभग वायुमंडलीय दबाव तक कम किया जाता है।
- वैक्यूम पंप:
- एक वैक्यूम पंप चैम्बर से हवा या हवा/भाप के मिश्रण को अपने अन्दर खींच लेता है।
- सुपरवायुमंडलीय चक्र:
- एक वैक्यूम पंप के साथ प्राप्त किया गया। इसका प्रारंभ एक वैक्यूम से होती है जिसके पश्चात् एक स्टीम पल्स होता है जिसके पश्चात् एक वैक्यूम होता है जिसके बाद एक स्टीम पल्स होता है। इस प्रकार दालों की संख्या चुने गए विशेष आटोक्लेव और चक्र पर निर्भर करती है।
- उपवायुमंडलीय चक्र:
- सुपरवायुमंडलीय चक्रों के समान, किन्तु चैम्बर का दबाव कभी भी वायुमंडलीय दबाव से अधिक नहीं होता जब तक कि वह स्टरलाइज़िंग तापमान तक दबाव न डालें।
खराब या गैर-चिकित्सीय सेटिंग में उपयोग किए जाने वाले स्टोवटॉप आटोक्लेव में सदैव स्वचालित वायु निष्कासन कार्यक्रम नहीं होते हैं। इस प्रकार ऑपरेटर को गेज द्वारा इंगित कुछ दबावों पर मैन्युअल रूप से भाप स्पंदन करने की आवश्यकता होती है।[10]
चिकित्सा में
मेडिकल आटोक्लेव एक उपकरण है जो उपकरण और अन्य वस्तुओं को जीवाणुरहित करने के लिए भाप का उपयोग करता है। इसका कारण है कि सभी बैक्टीरिया , वाइरस , कवक और बीजाणु निष्क्रिय हैं। चूंकि, प्रिओन, जैसे कि क्रुत्ज़फेल्ट-जेकब रोग से जुड़े, और कुछ बैक्टीरिया द्वारा जारी किए गए कुछ विषाक्त पदार्थ, जैसे कि सेरुलाइड, सामान्य 134 डिग्री सेल्सियस पर तीन मिनट या 121 डिग्री सेल्सियस पर 15 मिनट के लिए आटोक्लेव करके नष्ट नहीं किए जा सकते हैं और इसके अतिरिक्त सोडियम हाइड्रॉक्साइड (1N NaOH) में डुबोया जाना चाहिए और 30 मिनट के लिए 121 डिग्री सेल्सियस पर गुरुत्वाकर्षण विस्थापन आटोक्लेव में गरम किया जाना चाहिए, साफ किया जाना चाहिए, पानी में धोया जाना चाहिए और नियमित नसबंदी के अधीन होना चाहिए।[11] चूंकि, जियोजेम्मा बारोसी सहित आर्किया प्रजातियों की एक विस्तृत श्रृंखला, आटोक्लेव में पाए जाने वाले तापमान पर जीवित रह सकती है और यहां तक कि प्रजनन भी कर सकती है, लेकिन मनुष्यों के कब्जे वाले कम चरम वातावरण में कम तापमान पर उनकी वृद्धि दर इतनी धीमी है कि यह संभावना नहीं है कि वे अन्य जीव के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकें।[12] उनमें से कोई भी संक्रामक नहीं माना जाता है या अन्यथा मनुष्यों के लिए स्वास्थ्य कठिन परिस्थिति उत्पन्न करने के लिए नहीं जाना जाता है; वास्तव में, उनकी जैव रसायन हमारे से बहुत अलग है और उनकी गुणन दर इतनी धीमी है कि सूक्ष्म जीवविज्ञानी को उनके बारे में चिंता करने की आवश्यकता नहीं है।
आटोक्लेव अनेक चिकित्सा सेटिंग्स, प्रयोगशालाओं और अन्य स्थानों में पाए जाते हैं, जिन्हें किसी वस्तु की बाँझपन सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार अनेक प्रक्रियाएं आज स्टरलाइज़ करने योग्य, पुन: प्रयोज्य वस्तुओं के अतिरिक्त एकल-उपयोग वाली वस्तुओं को नियोजित करती हैं। यह पहली बार हाइपोडर्मिक सुइयों के साथ हुआ था, किन्तु आज अनेक सर्जिकल उपकरण (जैसे संदंश, चमड़े के नीचे सुई धारक, और छुरी हैंडल) पुन: प्रयोज्य वस्तुओं के अतिरिक्त सामान्यतः एकल-उपयोग होते हैं (अपशिष्ट आटोक्लेव देखें)। पुन: उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की अधिक मात्रा के कारण गरीब देशों में आटोक्लेव का विशेष महत्व है। ग्रामीण चिकित्सा केंद्रों को स्टोव-टॉप या सौर आटोक्लेव प्रदान करना अनेक प्रस्तावित चिकित्सा सहायता मिशनों का विषय रहा है।
क्योंकि नम ताप का उपयोग किया जाता है, ऊष्मा-योग्य उत्पादों (जैसे कि कुछ प्लास्टिक) को इस तरह से निष्फल नहीं किया जा सकता है या वह पिघल जाएंगे। कागज और अन्य उत्पाद जो भाप से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं, उन्हें भी दूसरी विधियों से कीटाणुरहित किया जाना चाहिए। सभी आटोक्लेव में, भाप को लोड में समान रूप से प्रवेश करने की अनुमति देने के लिए वस्तुओं को सदैव अलग किया जाना चाहिए।
आटोक्लेविंग का उपयोग अधिकांशतः मानक नगरपालिका ठोस अपशिष्ट धारा में निपटान से पहले चिकित्सा अपशिष्ट को जीवाणुरहित करने के लिए किया जाता है। यह अनुप्रयोग पर्यावरण और स्वास्थ्य संबंधी चिंताओं के कारण जलने के विकल्प के रूप में अधिक सामान्य हो गया है, क्योंकि भस्मक द्वारा उत्सर्जित दहन उप-उत्पादों के कारण, विशेष रूप से छोटी इकाइयों से जो सामान्यतः अलग-अलग अस्पतालों में संचालित होती थीं। इस प्रकार पैथोलॉजिकल कचरे और अन्य बहुत जहरीले या संक्रामक चिकित्सा कचरे के लिए भस्मीकरण या इसी तरह की थर्मल ऑक्सीकरण प्रक्रिया अभी भी सामान्यतः अनिवार्य है। लिक्विड् कचरे के लिए, प्रवाह परिशोधन प्रणाली समतुल्य हार्डवेयर है।
दंत चिकित्सा में, आटोक्लेव दंत उपकरणों की नसबंदी प्रदान करते हैं।
अधिकांश औद्योगिक विश्व में मेडिकल-ग्रेड आटोक्लेव विनियमित चिकित्सा उपकरण हैं। इसलिए अनेक मेडिकल-ग्रेड आटोक्लेव इसलिए नियामक-अनुमोदित चक्र चलाने तक सीमित हैं। क्योंकि वह निरंतर अस्पताल उपयोग के लिए अनुकूलित हैं, वह आयताकार डिजाइनों का पक्ष लेते हैं, रखरखाव के लिए कठिन नियमों की आवश्यकता होती है, और उन्हें संचालित करना महंगा होता है। (एक उचित रूप से कैलिब्रेटेड मेडिकल-ग्रेड आटोक्लेव प्रत्येक दिन हजारों गैलन पानी का उपयोग करता है, कार्य से स्वतंत्र, इसी तरह उच्च बिजली की खपत के साथ।)
अनुसंधान के क्षेत्र में
शिक्षा, अनुसंधान, बायोमेडिकल अनुसंधान, फार्मास्युटिकल अनुसंधान और औद्योगिक सेटिंग्स में उपयोग किए जाने वाले आटोक्लेव (जिन्हें अधिकांशतः "अनुसंधान-ग्रेड" आटोक्लेव कहा जाता है) का उपयोग प्रयोगशाला उपकरणों, कांच के बने पदार्थ, संस्कृति मीडिया और लिक्विड् मीडिया को जीवाणुरहित करने के लिए किया जाता है। इन सेटिंग्स में अनुसंधान-ग्रेड आटोक्लेव का तेजी से उपयोग किया जाता है जहां दक्षता, उपयोग में आसानी और लचीलेपन प्रीमियम पर हैं। इस प्रकार पास-थ्रू ऑपरेशन के लिए रिसर्च-ग्रेड ऑटोक्लेव को कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। यह स्वच्छ और संभावित दूषित कार्य क्षेत्रों के मध्य पूर्ण अलगाव को बनाए रखना संभव बनाता है। पास-थ्रू अनुसंधान आटोक्लेव जैव सुरक्षा स्तर 3 बीएसएल-3 या जैव सुरक्षा स्तर 4 बीएसएल-4 सुविधाओं में विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।
अनुसंधान-श्रेणी के आटोक्लेव- जो स्टरलाइज़ करने वाले उपकरणों में उपयोग के लिए अनुमोदित नहीं हैं जिनका सीधे मनुष्यों पर उपयोग किया जाएगा- मुख्य रूप से दक्षता, लचीलेपन और उपयोग में आसानी के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वह डिजाइन और आकार की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित करते हैं, और अधिकांशतः उनके उपयोग और लोड प्रकार के अनुरूप होते हैं। सामान्य विविधताओं में या तब एक बेलनाकार या चौकोर दबाव कक्ष, वायु- या जल-शीतलन प्रणाली, और लंबवत या क्षैतिज रूप से खुलने वाले कक्ष के दरवाजे (जो विद्युत या मैन्युअल रूप से संचालित हो सकते हैं) सम्मिलित हैं।
सत्र 2016 में, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, रिवरसाइड ( यूसीआर) में सस्टेनेबिलिटी के कार्यालय ने अपने जीनोमिक्स और एंटोमोलॉजी अनुसंधान प्रयोगशालाओं में आटोक्लेव दक्षता का अध्ययन किया, जिसमें अनेक इकाइयों की बिजली और पानी की खपत पर नज़र रखी गई। उन्होंने पाया कि इच्छित मापदंडों के अंदर काम करते हुए भी, उनके अनुसंधान प्रयोगशालाओं में उपयोग किए जाने वाले मेडिकल-ग्रेड आटोक्लेव प्रत्येक दिन 700 गैलन पानी और 90 kWh बिजली (1,134MWh बिजली और कुल 8.8 मिलियन गैलन पानी) की खपत कर रहे थे, क्योंकि उपयोग में न होने पर भी वह लगातार ऊर्जा और पानी का उपभोग करते हैं। इस प्रकार यूसीआर के अनुसंधान-ग्रेड आटोक्लेव ने समान प्रभावशीलता के साथ समान कार्य किए, किन्तु 83% कम ऊर्जा और 97% कम पानी का उपयोग किया।[13]
गुणवत्ता आश्वासन
वस्तुओं को प्रभावी ढंग से स्टरलाइज़ करने के लिए, आटोक्लेव चक्र चलाते समय इष्टतम मापदंडों का उपयोग करना महत्वपूर्ण है। 2017 में जॉन्स हॉपकिन्स अस्पताल की जैवसंरक्षण इकाई द्वारा किए गए एक अध्ययन ने फ़ैक्टरी डिफ़ॉल्ट सेटिंग पर चलने पर सिम्युलेटेड जैव चिकित्सा अपशिष्ट के भार को कीटाणुरहित करने के लिए पास-थ्रू आटोक्लेव की क्षमता का परीक्षण किया। इस प्रकार अध्ययन में पाया गया कि 18 में से 18 (100%) नकली रोगी भार (6 पीपीई, 6 लिनन, और 6 लिक्विड् भार) ने अनुकूलित मापदंडों के साथ नसबंदी परीक्षण पास किया, जबकि 19 में से केवल 3 (16%) नकली भार के उपयोग के साथ उत्तीर्ण हुए। फ़ैक्टरी डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स।[14]
भौतिक, रासायनिक और जैविक संकेतक हैं जिनका उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जा सकता है कि आटोक्लेव सही समय के लिए सही तापमान तक पहुंचता है। यदि एक अनुपचारित या अनुचित तरीके से उपचारित वस्तु को उपचारित वस्तु के लिए भ्रमित किया जा सकता है, तब कठिन परिस्थिति है कि वह मिश्रित हो जाएंगे, जो कि कुछ क्षेत्रों जैसे कि सर्जरी में महत्वपूर्ण है।
मेडिकल पैकेजिंग और आटोक्लेव टेप पर रासायनिक संकेतक सही स्थिति मिलने के पश्चात् रंग बदलते हैं, यह दर्शाता है कि पैकेज के अंदर या टेप के नीचे की वस्तु को उचित रूप से संसाधित किया गया है। आटोक्लेव टेप केवल एक मार्कर है कि भाप और गर्मी ने डाई को सक्रिय किया है। टेप पर मार्कर पूर्ण बाँझपन का संकेत नहीं देता है। एक अधिक कठिन चुनौती उपकरण, जिसे इसके आविष्कारकों के नाम पर बॉवी-डिक डिवाइस नाम दिया गया है, का उपयोग एक पूर्ण चक्र को सत्यापित करने के लिए भी किया जाता है। इसमें कागज के ढेर के केंद्र में रखे गए रासायनिक संकेतक की एक पूरी शीट होती है। यह विशेष रूप से यह सिद्ध करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि प्रक्रिया ने 3.5-4 मिनट के लिए 134 डिग्री सेल्सियस के सामान्य न्यूनतम चक्र के लिए आवश्यक पूर्ण तापमान और समय प्राप्त किया।
बंध्यता सिद्ध करने के लिए जैविक सूचकों का प्रयोग किया जाता है। जैविक संकेतकों में एक गर्मी प्रतिरोधी जीवाणु, जियोबैसिलस स्टीरोथर्मोफिलस के बीजाणु होते हैं। यदि आटोक्लेव सही तापमान तक नहीं पहुंचता है, तब इनक्यूबेट किए जाने पर बीजाणु अंकुरित हो जाएंगे और उनका चयापचय पीएच-संवेदनशील रसायन का रंग बदल देगा। कुछ भौतिक संकेतकों में संबंधित धारण समय के लिए दिए गए तापमान के अधीन होने के पश्चात् ही पिघलने के लिए डिज़ाइन किया गया मिश्र धातु होता है। यदि मिश्र धातु पिघलती है, तब परिवर्तन दिखाई देगा।
इस प्रकार कुछ कंप्यूटर-नियंत्रित आटोक्लेव नसबंदी चक्र को नियंत्रित करने के लिए F0 (F-nought) मान का उपयोग करते हैं, F0 मान 15 मिनट के लिए वायुमंडलीय दबाव से 103 kPa (14.9 psi) पर 121°C (250°F) के सामान्तर नसबंदी के मिनटों की संख्या के लिए निर्धारित हैं चूंकि त्रुटिहीन तापमान नियंत्रण में कठिनाई है, इसलिए तापमान की निगरानी की जाती है, और नसबंदी का समय तदनुसार समायोजित किया जाता है।
अतिरिक्त छवियां
स्टोवटॉप आटोक्लेव, जिसे प्रेशर कुकिंग#संबंधित उपकरणों के रूप में भी जाना जाता है—आटोक्लेव में सबसे सरल
दाईं ओर की मशीन एक आटोक्लेव है जिसका उपयोग पुन: उपयोग से पहले पर्याप्त मात्रा में प्रयोगशाला उपकरणों और निपटान से पहले संक्रामक सामग्री को संसाधित करने के लिए किया जाता है। (बाईं ओर और बीच में मशीनें वाशिंग मशीन हैं।)
बेलनाकार कक्ष के साथ क्षैतिज उच्च क्षमता वाले आटोक्लेव
एक बेलनाकार कक्ष पास-थ्रू आटोक्लेव का चित्रण
संदर्भ
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- ↑ "चार्ल्स चेम्बरलैंड, आविष्कारक". Pasteur Institute. 9 November 2018. Archived from the original on 2021-11-22. Retrieved 2021-12-15.
- ↑ Hugo WB (July 1991). "गर्मी और रासायनिक संरक्षण और कीटाणुशोधन का एक संक्षिप्त इतिहास". Journal of Applied Bacteriology. 71 (1): 9–18. doi:10.1111/j.1365-2672.1991.tb04657.x. PMID 1894581.
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Immerse in sodium hydroxide (NaOH)20 and heat in a gravity displacement autoclave at 121°C for 30 min; clean; rinse in water and subject to routine sterilization.
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