8月份新出的生物医药领域水凝胶相关论文不完全统计有326 篇。影响因子大于10分的 89篇。本期 #文献荟萃 为大家整理了其中15篇高分热点研究，内容非常丰富，不容错过！

本期主要内容

▷ 用于热消融过程中精确热保护的多功能水凝胶的开发和临床前评估

▷ 超声触发生物仿生超短肽纳米纤维水凝胶通过调节巨噬细胞和成骨免疫微环境促进骨再生

▷ 通过热敏水凝胶系统实现对膀胱癌膀胱内化疗与免疫辅助剂的协同作用

▷ 一种可涂抹、可粘合的水凝胶心脏贴片，可持续释放 ANGPTL4，用于梗死心脏的修复

▷ 用于血管化骨再生的淀粉样纤维和粘土纳米片双纳米工程 DNA 动态水凝胶

▷ 可注射的自愈合水凝胶粘合剂具有牢固的组织粘附性和按需生物降解性，可用于无缝线伤口闭合

▷ 促进外周神经再生的生物启发自愈合导电水凝胶

▷ 混合囊泡可实现机械响应性水凝胶降解

▷ 通过双重同源性调节策略协同预防创伤性异位骨化的炎症反应性水凝胶喷雾剂

▷ 用于促进糖尿病伤口愈合的超声波增强型多酶类纳米酶水凝胶喷雾剂

▷ 用于可视化监测和匹配慢性伤口愈合的硼基探针驱动的治疗水凝胶敷料

▷ 具有H2O2 激活的氧化反应的仿生纳米酶装饰水凝胶调节糖尿病伤口的免疫微环境

▷ 免疫刺激剂水凝胶引导的肿瘤微环境重编程可有效增强巨噬细胞介导的细胞吞噬能力，从而实现全身性癌症免疫疗法

▷ 具有协同抗菌和促进血管生成能力的聚(五氢嘧啶)混合水凝胶用于治疗糖尿病足溃疡

▷ 点击化学水凝胶递送的聚集诱导型发射纳米粒子可同时对深度烧伤创面进行重塑和抗生素治疗。

#01

Bioactive Materials

用于热消融过程中精确热保护的多功能水凝胶的开发和临床前评估

Development and preclinical evaluation of multifunctional hydrogel for precise thermal protection during thermal ablation（2023.8.12）

摘要：

图像引导下的热消融（TA）创伤较小，已被广泛应用于治疗各种肿瘤。然而，热消融仍存在对附近敏感组织造成热损伤的潜在风险。因此，目前临床上采用了一种持续注射5%葡萄糖（5% Glu）的辅助热保护性水切割技术，但这可能会对人体造成危害。本研究开发了一种多功能透明质酸水凝胶（HA-Dc），用于水切割。与 5% Glu（临床上使用最多的溶液）和之前报道的 F127 水凝胶相比，HA-Dc 水凝胶在猪肝模型中进行了体外研究，在兔子模型中进行了体内研究，结果表明，在整个 TA 过程中，HA-Dc 水凝胶具有良好的注射性和更好的组织保留性、稳定性和热保护性。此外，在猕猴（Macaca fascicularis）模型的临床前评估中，与 5% Glu 相比，HA-Dc 在更严格的神经保护方面表现出色。此外，HA-Dc 水凝胶具有良好的生物相容性和可控的体内降解行为，有望成为临床 TA 过程中的热保护平台。

https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.08.010

#02

Bioactive Materials

超声触发生物仿生超短肽纳米纤维水凝胶通过调节巨噬细胞和成骨免疫微环境促进骨再生

Ultrasound-triggered biomimetic ultrashort peptide nanofiber hydrogels promote bone regeneration by modulating macrophage and the osteogenic immune microenvironment（2023.8.14）

摘要：

免疫微环境在骨缺损修复中起着至关重要的作用。为了创造一个促进骨生成的免疫微环境，研究人员正在探索加强 M2 型巨噬细胞分化的方法。目前已发现的功能肽可有效改善这一过程，但它们的局限性在于效率低且在体内降解快。为了克服这些问题，我们设计了同时具有 M2 调控模块和自组装模块的多肽，作为构建超声响应纳米纤维水凝胶的构件。这些纳米纤维可在超声刺激下以时间依赖性的方式从水凝胶中释放出来，激活线粒体的糖酵解代谢和三羧酸循环，抑制活性氧的产生并增强 M2 巨噬细胞的极化。这种水凝胶通过触发 M2 巨噬细胞分泌 BMP-2 和 IGF-I，加速骨髓间充质干细胞（BMSCs）向成骨细胞的分化，对骨再生具有先进的治疗潜力。因此，模块化设计的仿生物超短肽纳米纤维水凝胶为重建骨修复的成骨免疫微环境提供了一种新策略。

https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.08.008

#03

Bioactive Materials

通过热敏水凝胶系统实现对膀胱癌膀胱内化疗与免疫辅助剂的协同作用

Intravesical chemotherapy synergize with an immune adjuvant by a thermo-sensitive hydrogel system for bladder cancer（2023.8.22）

摘要：

手术切除仍是治疗膀胱癌的首选方案。然而，由于复发率高、预后差，手术治疗的效果通常有限。因此，膀胱内化疗与原位免疫疗法的协同作用是提高治疗效果的一种有吸引力的方法。在此，我们开发了一种基于热敏 PLEL 水凝胶给药系统的联合策略。膀胱内灌注负载 GEM 的 PLEL 水凝胶直接杀死肿瘤细胞，然后在双侧腹股沟皮下注射含有 CpG 的 PLEL 水凝胶，以促进与 GEM 协同作用的免疫反应。结果表明，药物负载的 PLEL 水凝胶在生理温度下具有溶胶-凝胶相变行为，并具有持续的药物释放，PLEL 辅助的联合疗法在体内具有更好的肿瘤抑制效果和更强的免疫刺激作用。因此，这种与 PLEL 水凝胶系统的联合治疗具有很大的潜力，为膀胱癌的临床治疗提供了一种有价值的选择。

https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.08.013

#04

Bioactive Materials

一种可涂抹、可粘合的水凝胶心脏贴片，可持续释放 ANGPTL4，用于梗死心脏的修复

A paintable and adhesive hydrogel cardiac patch with sustained release of ANGPTL4 for infarcted heart repair（2023.8.29）

摘要：

再灌注后，梗死的心脏会发生不可逆的病理重塑，包括左心室扩张和梗死心脏内过度的炎症反应，经常导致致命的功能损伤。为了减轻梗死心脏的病理重塑，人们广泛尝试使用心脏贴片和抗炎药物递送。在这项研究中，我们使用右旋糖酐-甲醛（dex-ald）和明胶开发了一种可涂抹、可粘合的水凝胶贴片，将抗炎蛋白 ANGPTL4 加入水凝胶中，直接向梗塞心脏持续释放，以缓解炎症。我们优化了材料成分，包括聚合物浓度和分子量，使用 10% 明胶和 5% dex-ald 制成了一种可涂抹、可粘合的水凝胶，该水凝胶在 135 秒内原位形成，具有心脏组织样模量（40.5 kPa）、合适的组织粘合性（4.3 kPa）和出色的机械稳定性。ANGPTL4 可从明胶/地塞米松-醛水凝胶中持续释放，且无大量猝发释放。明胶/dex-ald 水凝胶可方便地涂在跳动的心脏上，并在体内降解。此外，利用急性心肌梗塞动物模型进行的体内研究表明，通过超声心动图和组织学评估，我们的含 ANGPTL4 的水凝胶心脏贴片能显著改善心脏组织的修复。使用含 ANGPTL4 的水凝胶补片治疗的心脏组织显示血管生成增加，炎性巨噬细胞减少，心脏细胞结构成熟。我们的新型水凝胶系统易于涂抹、具有适当的组织粘附性和抗炎药物的持续释放，将成为修复包括心脏、肌肉和软骨在内的各种组织的有效平台。

https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2023.08.020

#05

ACS Nano

用于血管化骨再生的淀粉样纤维和粘土纳米片双纳米工程 DNA 动态水凝胶

Amyloid Fibril and Clay Nanosheet Dual-Nanoengineered DNA Dynamic Hydrogel for Vascularized Bone Regeneration（2023.8.16）

摘要：

与传统的静态水凝胶相比，动态水凝胶表现出可逆的力学特性，能更好地模拟天然细胞外基质（ECM）的生物物理线索，因此在骨组织工程学领域引起了极大的兴趣。然而，如何轻松开发出既能再现活组织 ECM 的丝状结构，又能诱导成骨和血管生成以促进血管化骨再生的治疗用动态水凝胶仍是一项挑战。在此，我们报告了一种通过淀粉样纤维和粘土纳米片与 DNA 链的超分子共组装而开发的双重纳米工程 DNA 动态水凝胶。这种纳米工程化的类似 ECM 的纤维状水凝胶网络无需复杂繁琐的分子合成过程即可轻松形成。淀粉样蛋白纤维与粘土纳米片协同增强了动态水凝胶的机械强度和稳定性，更值得一提的是，这种基质还具有一系列可调特性，包括剪切稀化、可注射、自愈合、自支撑和三维打印特性。QK 肽被进一步化学接枝到淀粉样蛋白纤维上，其从水凝胶基质中的可持续释放可刺激人脐静脉内皮细胞的管形成和迁移。同时，由于粘土纳米片中 Si4+ 和 Mg2+ 的持续释放，纳米工程水凝胶基质可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。此外，在大鼠颅骨缺损模型中揭示了动态水凝胶对增强血管化骨再生的操纵。这种双重纳米工程策略为开发用于改善和定制骨再生的治疗性动态水凝胶带来了巨大希望。

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c04816

#06

Science Advances

可注射的自愈合水凝胶粘合剂具有牢固的组织粘附性和按需生物降解性，可用于无缝线伤口闭合

A glucose-responsive nitric oxide release hydrogel for infected diabetic wounds treatment（2023.6.8）Injectable, self-healing hydrogel adhesives with firm tissue adhesion and on-demand biodegradation for sutureless wound closure（2023.8.16）

摘要：

组织粘合剂作为缝合线的替代品和补充物引起了广泛的兴趣，但仍然存在一些重大挑战，包括组织粘合力弱、生物相容性不足以及生物降解失控。本文通过无催化剂邻苯二甲醛/胺（酰肼）交联反应，开发出了可注射的生物相容性水凝胶粘合剂。这些水凝胶可快速、牢固地粘附到各种组织上，并建立了邻苯二甲醛介导的组织粘附机制。通过在水凝胶网络中加入二硫键，水凝胶粘合剂在体内的降解时间可控制在 6 到 22 周。在肝脏和血管损伤中，水凝胶能有效密封切口并迅速止血。在大鼠和家兔全厚皮肤切口模型中，水凝胶粘合剂可迅速封闭切口并加速伤口愈合，其效果优于市售的纤维蛋白胶和氰基丙烯酸酯胶。因此，水凝胶粘合剂在外科应用中的无缝线伤口闭合、止血密封和防止渗漏方面显示出巨大的潜力。

https://doi.org/10.1126/sciadv.adh4327

#07

Advanced Science

促进外周神经再生的生物启发自愈合导电水凝胶

A Bioinspired Self-Healing Conductive Hydrogel Promoting Peripheral Nerve Regeneration（2023.8.23）

摘要：

自愈合导电水凝胶的开发对于电活性神经组织工程至关重要。聚吡咯（PPy）等典型的导电材料通常用于制造人工神经导管。此外，组织工程领域已朝着使用透明质酸（HA）水凝胶等产品的方向发展。尽管HA改性聚丙烯酰薄膜已被制备用于多种生物应用，但人们对细胞与基质的相互作用机制仍知之甚少；此外，目前还没有关于HA改性聚丙烯酰注射型自愈合水凝胶用于周围神经修复的报道。因此，本研究构建了一种由 HA、胱胺（Cys）和吡咯-1-丙酸（Py-COOH）组成的自愈合导电水凝胶（HASPy），它具有可注射性、可生物降解性、生物相容性和神经再生能力。该水凝胶直接靶向白细胞介素 17 受体 A（IL-17RA），主要通过激活白细胞介素 17（IL-17）信号通路，促进与许旺细胞髓鞘化相关的基因和蛋白质的表达。将水凝胶直接注射到大鼠坐骨神经挤压伤部位，研究其体内神经再生的能力，结果发现它能促进功能恢复和髓鞘再形成。这项研究可能有助于理解细胞与基质相互作用的机制，并为 HASPy 水凝胶作为神经再生先进支架的潜在用途提供新的见解。

https://doi.org/10.1002/advs.202302519

#08

Angewandte Chemie International Edition

混合囊泡可实现机械响应性水凝胶降解

Hybrid Vesicles Enable Mechano-Responsive Hydrogel Degradation（2023.8.22）

摘要：

刺激响应型水凝胶是一种引人入胜的仿生材料。以往开发机械响应水凝胶的工作大多依赖于对水凝胶结构的化学修饰。在这里，我们提出了一种简单、可推广的策略，使水凝胶具有机械响应行为。我们的方法是在水凝胶基质中嵌入由磷脂和两性嵌段共聚物组成的混合囊泡，作为信号转换器。在机械应力作用下，这些囊泡会发生形变和破裂，释放出能控制水凝胶网络的封装化合物。为了证明这一概念，我们将含有钙螯合剂乙二醇四乙酸（EGTA）的囊泡嵌入钙交联藻酸盐水凝胶中。压缩时，释放出的 EGTA 会螯合钙离子并降解水凝胶。这项研究提供了一种新型的机械响应水凝胶工程方法，可用于各种生物医学应用。

https://doi.org/10.1002/anie.202308509

#09

Advanced Science

通过双重同源性调节策略协同预防创伤性异位骨化的炎症反应性水凝胶喷雾剂

Inflammation-Responsive Hydrogel Spray for Synergistic Prevention of Traumatic Heterotopic Ossification via Dual-Homeostatic Modulation Strategy（2023.8.27）

摘要：

创伤性异位骨化（THO）是造成创伤后关节功能障碍的最主要原因之一，目前还缺乏有效而明确的预防方法。创伤早期免疫失调导致的炎症激活被认为是引发异位骨化疾病过程的关键。本研究提出了一种双重稳态调节（DHM）策略，通过维持免疫稳态和诱导干细胞稳态，在不影响正常创伤修复的情况下协同预防THO。本研究设计了一种以甲基丙烯酸酯-透明质酸为基础的水凝胶喷雾装置，其中封装了姜黄素负载的沸石咪唑酸框架-8@氧化三酸酯（ZIF-8@CeO2，CZC）纳米颗粒（CZCH）。光交联的 CZCH 可用于在骨膜软组织中形成水凝胶薄膜，以实现姜黄素和 CeO2 纳米颗粒在炎症微环境的酸性和活性氧（ROS）作用下的持续释放。体外实验和RNA-seq结果表明，CZCH通过免疫复极化和增强排泄功能实现了对炎性巨噬细胞和干细胞的双重稳态调节，维持了免疫细胞的稳态和正常分化。DHM 策略的这些发现也通过建立 THO 小鼠和大鼠模型得到了验证。总之，基于 DHM 策略开发的 CZCH 水凝胶喷雾剂能够协同预防 THO，为临床操作的标准程序提供了参考。

https://doi.org/10.1002/advs.202302905

#10

ACS Nano

用于促进糖尿病伤口愈合的超声波增强型多酶类纳米酶水凝胶喷雾剂

Ultrasound-Augmented Multienzyme-like Nanozyme Hydrogel Spray for Promoting Diabetic Wound Healing（2023.8.3）

摘要：

糖尿病足溃疡（DFU）的治疗需要减轻炎症、缓解缺氧、降低血糖、促进血管生成和消除致病菌，但药物功能的多样性和协同性以及 DFU 微环境本身在很大程度上限制了疗效。本文利用透明质酸包裹精氨酸、超小型金纳米颗粒和Cu1.6O纳米颗粒胶合掺磷氮化石墨碳纳米片（ACPCAH），开发了一种超声增强多酶类纳米酶水凝胶喷雾剂。这种纳米酶水凝胶喷雾剂具有五种类酶活性，包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、葡萄糖氧化酶（GOx）、过氧化物酶（POD）和一氧化氮合酶（NOS）类活性。我们全面研究了 ACPCAH 的声动力/声热协同增强 SOD-CAT-GOx-POD/NOS 级联反应的动力学和反应机制。体外和体内试验均证明，这种纳米酶水凝胶喷雾剂可被 DFU 微环境激活，起到减轻炎症、缓解缺氧、降低血糖、促进血管生成和消除致病菌的作用，从而有效加速糖尿病伤口愈合。这项研究强调了一种基于多酶样纳米酶的竞争性方法，可用于开发一体化的 DFU 疗法。

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c04134

#11

Advanced Functional Materials

用于可视化监测和匹配慢性伤口愈合的硼基探针驱动的治疗水凝胶敷料

A Boron-Based Probe Driven Theranostic Hydrogel Dressing for Visual Monitoring and Matching Chronic Wounds Healing（2023.8.10）

摘要：

由于上皮屏障缺失、耐药细菌感染、炎症风暴和血管生成受损，慢性伤口管理仍然是一项挑战。在此，我们开发了一种硼基探针驱动的治疗水凝胶敷料，用于可视化监测和匹配慢性伤口愈合，以促进慢性伤口愈合。硼基探针（BT）是通过硼砂（B）和单宁酸（TA）之间的动态相互作用合成的，可作为交联剂构建瓜尔胶/聚乙烯醇/BT（GPBT）水凝胶。值得注意的是，GPBT 水凝胶可通过颜色变化进行视觉监测，并可通过智能手机进行远程诊断。同时，它们还能与慢性伤口的不同愈合阶段相匹配。在早期碱性阶段，TA 的可控释放可将 M1 巨噬细胞极化为 M2 巨噬细胞并促进血管生成，从而加速伤口愈合。当伤口进入酸性愈合阶段时，水凝胶会发生程序性分解，以促进组织再生。值得注意的是，这种水凝胶敷料通过破坏细菌膜电位而显示出强大的抗菌活性。此外，它还具有良好的自愈合、自适应和粘附特性。这种多功能治疗水凝胶敷料具有可视监测和匹配慢性伤口愈合的特点，为开发个性化和精确的治疗平台奠定了基础。

https://doi.org/10.1002/adfm.202305580

#12

ACS Nano

具有H2O2激活的氧化反应的仿生纳米酶装饰水凝胶调节糖尿病伤口的免疫微环境

Biomimetic Nanozyme-Decorated Hydrogels with H2O2-Activated Oxygenation for Modulating Immune Microenvironment in Diabetic Wound（2023.8.25）

摘要：

糖尿病足溃疡（DFU）仍然是对人类健康的毁灭性威胁。虽然水凝胶是一种很有前景的基于糖尿病足溃疡的伤口处理系统，但其有效性往往受到免疫反应和与活性氧和缺氧的不可控积累相关的恶劣伤口微环境的阻碍。在此，我们开发了一种治疗性伤口敷料，该敷料采用了一种生物仿生水凝胶系统，并装饰了模拟催化酶的纳米酶，即 MnCoO@PDA/CPH。这种水凝胶可设计成与皮肤的机械和电特性相匹配，同时具有 H2O2 激活的氧化能力。为了验证 MnCoO@PDA/CPH 水凝胶在体内的治疗效果，我们建立了基于 DFU 的大鼠模型，作为概念验证。结果表明，所开发的水凝胶可促进 DFU 愈合，并改善愈合伤口的质量，其特点包括减轻促炎、增加再上皮化、高度有序的胶原沉积和功能性血管生长。

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c03761

#13

ACS Nano

免疫刺激剂水凝胶引导的肿瘤微环境重编程可有效增强巨噬细胞介导的细胞吞噬能力，从而实现全身性癌症免疫疗法

Immunostimulant Hydrogel-Guided Tumor Microenvironment Reprogramming to Efficiently Potentiate Macrophage-Mediated Cellular Phagocytosis for Systemic Cancer Immunotherapy（2023.8.16）

摘要：

巨噬细胞介导的细胞吞噬作用（MMCP）在抗肿瘤免疫治疗中起着至关重要的作用，但通常会受到肿瘤细胞内在吞噬回避能力和免疫抑制性肿瘤微环境（TME）的影响。在此，研究人员通过包裹粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）和治疗性纳米平台（TCCaN），精心设计了一种MMCP增强型水凝胶（TCCaGM），该水凝胶在CaCO3纳米颗粒（NPs）的辅助下预载了曲尼霉素（Tuni）和过氧化氢酶（CAT）。工程水凝胶有效缓解了缺氧/酸性TME，“吃我”信号钙网蛋白（CRT）被上调，而“不吃我”信号CD47在肿瘤细胞上被下调，浸润的DCs被招募和激活，所有这些都有助于促进巨噬细胞介导的吞噬和启动肿瘤特异性CD8+T细胞反应。同时，重塑的TME有利于加速肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）向抗肿瘤的M1样表型极化，进一步提高杀瘤免疫力。所设计的水凝胶与PD-1抗体（αPD-1）相结合，显著提高了全身抗肿瘤免疫反应和长期免疫效应，从而控制原发和远处肿瘤的发展，抑制肿瘤转移和复发，为高效抗肿瘤免疫疗法确立了最佳策略。

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c05093

#14

Advanced Functional Materials

具有协同抗菌和促进血管生成能力的聚(五氢嘧啶)混合水凝胶用于治疗糖尿病足溃疡

Poly(pentahydropyrimidine)-Based Hybrid Hydrogel with Synergistic Antibacterial and Pro-Angiogenic Ability for the Therapy of Diabetic Foot Ulcers（2023.8.1）

摘要：

细菌感染和血管生成障碍使糖尿病足溃疡（DFU）的治疗极具挑战性。阳离子聚合物具有优异的抗菌性能，有望治疗感染伤口，但由于其结构单元简单、合成方法陈旧，仍难以满足促进血管生成和抗感染的治疗需求。在此，我们合成了一种具有较强可调控性的阳离子聚（五氢嘧啶）（PPHP）库，构建了一种具有协同治疗效果的混合水凝胶，用于治疗感染性DFU。研究发现，合成的混合水凝胶能上调血管生成相关基因（HIF-1、VEGF 和 bFGFR/bFGF）的表达，并靶向破坏细菌细胞膜，最终促进感染性 DFU 在 10 天内愈合（伤口愈合率：92%）。因此，这种水凝胶在开发新战略以显著提高 DFU 和其他细菌感染性病理诊断的治疗效果方面大有可为。

https://doi.org/10.1002/adfm.202303147

#15

Aggregate

点击化学水凝胶递送的聚集诱导型发射纳米粒子可同时对深度烧伤创面进行重塑和抗生素治疗

Click-hydrogel delivered aggregation-induced emissive nanovesicles for simultaneous remodeling and antibiosis of deep burn wounds（2023.8.17）

摘要：

作为一种高危创伤，深度烧伤的修复过程总是受到组织再生能力下降和持续感染的阻碍。在这项研究中，我们开发了一种同时治疗深度烧伤创面的策略，利用具有抗菌和组织重塑特性的功能纳米颗粒，通过点击化学水凝胶递送。首先制备了一种具有优异光动力特性的聚集诱导发射光敏剂--4-(2-(5-(4-(二苯基氨基)苯基)噻吩-2-基)乙烯基)-1-(2-羟乙基)吡啶-1-溴化铵（THB），然后将其与易于获得的脂肪干细胞衍生纳米颗粒结合，生成了THB功能化纳米颗粒（THB@ANVs）。THB@ANVs对革兰氏阳性菌具有很强的抗菌活性（杀灭率高达100%），同时对组织重塑也有益处，包括促进细胞迁移、细胞增殖和调节免疫。此外，我们还制备了一种羧甲基壳聚糖点击水凝胶，用于在伤口上有效输送 THB@ANV。这种水凝胶可根据伤口形态进行注射，同时对酸性微环境做出反应。体内伤口愈合评估显示，THB@ANVs 水凝胶敷料通过减少细菌生长、调节炎症、促进早期血管生成和胶原沉积，有效地加速了二度烧伤伤口的愈合。这项研究为深度烧伤创面修复提供了一种具有多种功能的伤口敷料。

https://doi.org/10.1002/agt2.406

8月份国内外生物医药领域水凝胶的进展整理到此结束。感谢大家关注！希望大家有所收获。下个月见！

The End

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