ARTÍCULOS ORIGINALES DERIVADOS DE INVESTIGACIÓN
Adaptación marginal y ajuste interno en estructuras de zirconia-ytria elaboradas con los sistemas CAD/CAM Procera® y Cerec in-Lab®.1
Marginal adaptation and internal fit of zirconia-ytrya frameworks fabricated with Procera® and Cerec in-Lab® CAD/CAM systems
Carlos Bernardo Caparroso Pérez2; Diana Virginia Marín Muñoz3; Alejandro Echavarría Velásquez4
1 Artículo derivado de una investigación hecha como requisito parcial para optar al título de Especialista en Odontología Integral del Adulto con énfasis en Prostodoncia, Facultad de Odontología, de uno de los coautores. Investigación financiada por el Comité para el Desarrollo de la Investigación (CODI), la Facultad de Ingeniería y la Facultad de Odontología de la Universidad de Antioquia. Investigación con la participación del Grupo de Corrosión de la Facultad de Ingeniería y el Grupo de Biomateriales de la Facultad de Odontología, Universidad de Antioquia ]]>
2 Odontólogo, especialista en Odontología Integral del Adulto con énfasis en Prostodoncia, magíster en Educación Superior, profesor asistente, Facultad de Odontología, Universidad de Antioquia. Correo electrónico: ccaparroso@gmail.com
RESUMEN
INTRODUCCIÓN: el objetivo fue determinar ex vivo la adaptación marginal y ajuste interno en estructuras de zirconiaytria elaboradas con los sistemas CAD/CAM Procera® y Cerec In-lab®.
MÉTODOS: se tomaron 15 pilares protésicos prefabricados contorneados de implantes divididos en tres grupos. Se fabricaron estructuras en aleación noble Pd-Au (control), Procera All Zircon® y Cerec In-lab YZ cubes®. Para evaluar la adaptación marginal se tomaron ocho medidas en la circunferencia del pilar protésico, tomando la distancia entre el borde de la estructura y el pilar. Para determinar el ajuste interno se hicieron ocho medidas desde la superficie externa del pilar a la superficie interna de la restauración. Las mediciones fueron hechas por microscopia óptica (50X). Los datos obtenidos fueron analizados por medio del análisis de varianza de una vía, la t de Student y prueba de Dunnett.
RESULTADOS: el promedio de adaptación marginal del grupo control fue 18,24 µm ±4,81; el grupo Procera® 21,62 µm ±12,15 y el grupo Cerec In-lab® de 47,34 µm ±17,72. El promedio de ajuste interno para las estructuras Pd-Au fue 34,60 µm ±16,16; Procera® 118,67 µm ±50,84 y el Cerec In-lab® 65,62 µm ±25,80.
CONCLUSIONES: los valores de adaptación marginal de las estructuras de aleación metálica y de zirconia-ytria elaboradas con los sistemas CAD/CAM Procera® y Cerec In-lab® están entre los valores clínicamente aceptables. Las medidas de ajuste interno obtenidos para los grupos aleación metálica y Cerec® se encuentran dentro del rango reportado en la literatura. Mientras que el promedio obtenido para el grupo Procera® 118,67 µm ±50,84, aunque se acercó al límite máximo de ajuste interno reportado en la literatura, no se evidenció diferencia estadísticamente significativa con el sistema Cerec In-lab®.
ABSTRACT
INTRODUCTION: the purpose of this in vitro study was to determine the marginal adaptation and internal fit in zirconia ytrya frameworks fabricated with Procera® and Cerec In-lab® CAD/CAM systems.
METHODS: fifteen prefabricated implant abutments were divided in three equally sized groups; noble metal alloy Pd-Au structures were then fabricated (control group), Procera® and Cerec In-lab YZ cubes® (n = 5). The marginal gap was determined by measuring 8 points around the abutment circumference taking the distance between the margin of the structure and the abutment. In order to determine internal fit, 8 measures were taken from the abutment‚s external surface to the internal surface of the restoration. The measures were done with an optical microscope (50X). The data was the statistically analyzed using 1-way ANOVA, Student‚s paired t test and Dunnett‚test.
RESULTS: marginal adaptation mean for the control group was 18.24±4.81µm and Procera® 21.62 µm ±12.15 µm, while the average for Cerec In-lab® was 47.34 µm ±17.72 µm. The internal fit for the control group was 34,60 µm ±16.16 µm and Procera® group was of 118.67 µm ±50.84 µm in average and Cerec In-lab® 65.62 µm ±25.80 µm.
CONCLUSION: the metal alloy and zirconia ytrya frameworks fabricated with Procera® and Cerec In-lab® CAD/CAM systems showed clinically acceptable marginal gap values. The internal fit values for metal alloy and Cerec® frameworks are within the ranges reported in the literature. While the mean for the Procera® group was 118.67 µm ±50.84, which is close to the internal fit maximum limit reported in the literature, there was no statistically significant difference when compared with the Cerec-In-lab® system.
Key words: zirconia-ytria Procera, zirconia ytria Cerec in-Lab, CAD/CAM, marginal adaptation, internal adjustment.
INTRODUCCIÓN
]]> En la actualidad, debido al incremento en los requerimientos estéticos, se han desarrollado restauraciones libres de metal con excelentes propiedades ópticas y de biocompatibilidad.1-11 Por esto en los últimos años se han implementado numerosos sistemas cerámicos y de procesamiento para la obtención de restauraciones completamente cerámicas con una gama amplia de aplicaciones. En particular, los materiales completamente cerámicos con base en óxido de zirconio ZrO2 muestran notables propiedades estéticas, combinadas con la alta biocompatibilidad y las excelentes propiedades mecánicas.12 El ZrO2 es un material policristalino libre de matriz vítrea, comúnmente estabilizado con óxido de ytrio (3 mol%), obteniendo de este modo un material conocido como zirconia tetragonal parcialmente estabilizada con ytrio (Y-TZP).12, 13 En comparación con otras cerámicas, la Y-TZP presenta mejores propiedades mecánicas y una resistencia superior a la fractura. El material tiene una resistencia flexural de 900-1.400 MPa, resistencia a la fractura por encima de 10 MPa/m0,5 y módulo de elasticidad de 210 GPa.14, 15 Estudios clínicos reportan porcentajes de éxito entre 97,8 y 100% en restauraciones elaboradas con Y-TZP, con periodos de observación entre dos y cinco años.16, 17El uso de las cerámicas con ZrO2 ha traído consigo la tecnología CAD/CAM,18, 19 que permite hacer restauraciones de excelente calidad, cuyo diseño y elaboración son asistidos por computador. En los sistemas que utilizan la zirconia tetragonal policristalina como material cerámico para la elaboración de estructuras para puentes fijos o coronas individuales en los segmentos anteriores y posteriores están los que en su diseño y elaboración son asistidos por computador; como el sistema Cerec in Lab® y el Procera® conocidos como sistemas CAD/CAM. Estos han mostrado grandes ventajas clínicas sobre los otros sistemas ya sean asistidos o no por computador.
Además de las propiedades mecánicas y ópticas, la adaptación marginal y ajuste interno, son válidos como importantes criterios de calidad y éxito clínico de las restauraciones completamente cerámicas.20-22 Una adaptación marginal deficiente es potencialmente perjudicial tanto para el diente como para los tejidos de soporte23, 24 porque genera microfiltración, favorece la disolución del cemento25 e incrementa la retención de placa,26, 27 lo cual puede llevar a la aparición de caries secundaria con la subsecuente inflamación pulpar.28, 29 Adicionalmente, la desadaptación marginal de una restauración cambia la distribución de la microflora, y puede inducir la aparición de enfermedad periodontal.17, 23, 28-33 Sailer17 reporto el porcentaje de 22% de caries secundaria luego de cinco años de cementar restauraciones completamente cerámicas.
Aparte del aspecto biológico, el adecuado ajuste de la restauración es importante para asegurar el desempeño confiable de la restauración ante las cargas funcionales.34
La adaptación marginal de las restauraciones metalcerámicas ha sido ampliamente documentada y brinda un punto de referencia para las restauraciones completamente cerámicas.35-37
Varios autores han estudiado la adaptación marginal de las restauraciones completamente cerámicas.21, 29, 35, 38-50
Diferentes valores han sido propuestos en la literatura como máxima desadaptación marginal aceptable clínicamente, dependiendo del tipo de restauración y del estudio. Existe consenso de varios autores que la desadaptación promedio por debajo de 120 µm es clínicamente aceptable.21, 51-53 Estudios in vitro han reportado el promedio clínicamente aceptable de desadaptación marginal de 64-83 µm en restauraciones individuales completamente cerámicas elaboradas en sistemas CAD/CAM;21, 29 mientras que otros53, 54 reportan discrepancias marginales aceptables entre 50 y 100 µm. Reich32 mostró el promedio de desadaptación marginal de 80 µm en restauraciones con estructura en zirconia fabricadas mediante tecnología CAD/CAM (Lava, 3M ESPE) y McLean y von Fraunhofer55 proponen que la restauración puede ser exitosa con una brecha marginal y un espacio para el cemento entre 50 y 120 mm. Estos valores parecen ser favorables para el agente cementante para lograr la adhesión resistente.56, 57
Los datos acerca del ajuste interno de restauraciones completamente cerámicas, son pocos. Reich32 reporta valores promedio de ajuste interno de 154 µm en restauraciones con estructuras en ZrO2 elaboradas en el sistema Cerec, mientras que otros autores39 reportan valores de 103 µm para este mismo tipo de restauraciones.
Teniendo en cuenta la importancia de estos materiales para la odontología restauradora, este proyecto de investigación buscó evaluar la adaptación marginal y el ajuste interno in vitro en estructuras de zirconia-ytria elaboradas con los sistemas CAD/ CAM Procera® y Cerec in Lab®. La hipótesis considerada en el estudio es que no hay diferencias significativas en los valores de adaptación marginal y ajuste interno entre las estructuras elaboradas con los sistemas evaluados en el presente estudio.
]]> MÉTODOS
Para este estudio se tomaron 15 pilares prefabricados contorneados elaborados en aleación de titanio de la casa Zimmer Dental® para implantes Taper Screw Vent® de plataforma de 3,5 mm de diámetro (Hex- Lock Contour titanio rectos de 3 mm de altura del collar y de 4,5 mm de máximo contorno, con línea de terminación de chaflán profundo (figura 1).
Los pilares fueron marcados y distribuidos en un total de cinco especímenes en cada grupo de evaluación (tabla 1).
Cada espécimen se manipuló en un análogo de implante para el proceso de fabricación de las estructuras de la aleación noble paladio-oro y durante el escaneado para la elaboración de las estructuras CAD/CAM en zirconia-ytria y posteriormente para manipular los especímenes durante las mediciones.
Se fabricaron cinco estructuras de zirconia-ytria en cada uno de los sistemas a evaluar (Procera® y Cerec in Lab®) y cinco en aleación de paladio-oro para el grupo control (Spartan-Plus Ivoclar-Vivadent®), para un total de quince estructuras.
Cada una de las estructuras fue fabricada por un técnico dental experimentado y entrenado específicamente en estos sistemas. La elaboración se hizo de acuerdo con las instrucciones de cada fabricante y los laboratoristas no tenían conocimiento del propósito de la elaboración de estas estructuras.
Para la fabricación de cada una de las estructuras se usaron grosores en la capa de espaciador, así: para las estructuras Procera 70 µm (no modificable desde el software; este valor se obtuvo de las especificaciones técnicas de la casa fabricante sobre su sistema y software), para las Cerec 30 µm y para las estructuras en aleación noble se empleó laca espaciadora oro de 10 µm (Bredent®).
La adaptación marginal se evaluó tomando ocho mediciones en diferentes puntos a lo largo del margen cada 45° de la circunferencia de la línea de terminación y se tomó como medida de la adaptación marginal la distancia entre el borde de la estructura y el margen de la preparación del pilar en titanio (figura 2).
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Para la medición de la adaptación marginal de cada una de las estructuras, al igual que para la medición del ajuste interno, se utilizó un microscopio óptico Nikon Epiphot 200® con cámara ccd a un aumento de 50X.
Las medidas de cada espécimen se fotografiaron y se evaluaron en un software analizador de imágenes (Nis Elements de Nikon®) con una escala de medición de 200 µm.
El ajuste interno se determinó por medio de ocho mediciones de cada muestra sobre cortes transversales, desde la superficie externa del pilar de titanio a la superficie interna de la estructura.
Para tales mediciones se hizo previamente la cementación definitiva de cada estructura sobre su respectivo pilar, con ionómero de vidrio Ketac Cem Easymix 3M Espe®. El material de cementación se manipuló de acuerdo con las instrucciones del fabricante aplicando una fuerza uniforme de 200 g medida por medio de un dinamómetro digital.
Una vez retirados los excesos de cemento, cada espécimen fue completamente cubierto en un cubo de resina acrílica de 25 x 25 mm con el objetivo de proteger los especímenes durante el corte y evitar su deterioro (figura 3).
Cada muestra se seccionó en sentido vestíbulo lingual por medio de una cortadora eléctrica por disco abrasivo Sampl Met 2 (Buehler) usando refrigeración continua; seleccionando la mitad de mayor homogeneidad para su lectura en el microscopio (figura 4).
Se tomaron entonces cuatro mediciones vestibulares y cuatro linguales, desde la superficie externa del pilar de titanio a la superficie interna de la estructura (figura 5).
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Las mediciones de los cortes se hicieron por medio del microscopio óptico descrito anteriormente y fueron expresadas en micrómetros.
Todas las mediciones fueron tomadas en el Laboratorio de materialografía y polímeros de Ingeniería de Materiales de la Universidad de Antioquia, por un técnico entrenado y calibrado previamente, con la asesoría del ingeniero metalúrgico Alejandro Echavarría.
Se diseñaron tablas en Excel para registrar las diferentes mediciones en cada sistema. Para el procesamiento de los datos y para el análisis de la información se utilizó el SPSS versión 17.0.
Para el análisis estadístico, inicialmente se hizo un análisis descriptivo que incluía medidas de tendencia central y de dispersión, posteriormente se evaluó si las variables, adaptación marginal y ajuste interno, cumplían los supuestos de normalidad (Prueba de Shapiro-Wilks) y homocesticidad (Prueba de Levine) y por último se hizo un análisis de varianza de una vía y como prueba de significancia estadística se utilizó la t de Student para diferencia de medias y la prueba de Dunnett, en esta última, tomando como grupo control las estructuras de aleación metálica noble paladio-oro. En ambos casos la hipótesis nula considerada fue la igualdad de medias para los diferentes procedimientos. Se tomó un nivel de significancia de 5% (8 = 0,05).
RESULTADOS
Adaptacion marginal
El valor promedio de adaptación marginal para el grupo de aleación metálica fue 18,24 ± 4,81 µm (tabla 2) el cual no tuvo diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) con el promedio de adaptación marginal encontrado para el grupo Procera 21,62 ± 12,15 µm (tabla 2). Por el contrario el grupo Cerec in Lab mostró el promedio de adaptación marginal de 47,34 ± 17,72 µm (tabla 2). Se muestra diferencia estadísticamente significativa cuando se compara este promedio con los obtenidos para el grupo Procera y aleación metálica (avalado por t-Test y Dunnett).
Las tablas 3, 4 y 5 muestran las ocho mediciones de adaptación marginal, hechas en cada una de las cinco muestras de cada grupo de observación.
Las figuras 6, 7 y 8 muestran fotografías de las mediciones de adaptación marginal en cada grupo.
Ajuste interno
]]> El valor promedio de ajuste interno para el grupo de aleación metálica fue 34,60 ± 16,16 (tabla 6); el cual fue estadísticamente diferente (p > 0,05) del promedio encontrado en el grupo Procera 118,67 ± 50,84 µm (tabla 6), mientras que para el grupo Cerec in-Lab el promedio de ajuste interno fue 65,62 ± 25,80 µm, lo cual muestra que entre el promedio de este último grupo y el grupo control no hay diferencias estadísticamente significativas, como tampoco las hay entre el grupo Procera y Cerec (avalado por t-Test y Dunnett).
Las tablas 7, 8 y 9 muestran las ocho mediciones de ajuste interno hechas en cada una de las cinco muestras de cada grupo de observación.
Las figuras figuras 9, 10 y 11 muestran fotografías de las mediciones de ajuste interno en cada grupo.
DISCUSIÓN
La adaptación marginal de una restauración protésica es de suma importancia para lograr un buen desempeño clínico a largo plazo. El promedio de adaptación marginal obtenido en los sistemas CAD/CAM estudiados por medio de microscopio óptico a 50X fue de 21,6 ± 12,1 µm para el grupo Procera, de 47,3 ± 17,7 µm para el sistema Cerec in Lab y de 18,2 ± 4,8 µm para el grupo control.
El sistema Procera se comportó estadísticamente mejor en términos de adaptación marginal que el sistema Cerec in Lab, de modo que la hipótesis en la que se basó el estudio fue negada. Posiblemente la razón por la que el sistema Procera presentó un valor bajo de adaptación marginal frente al sistema Cerec es por el mayor espacio para el cemento o ajuste interno que en este sistema, con un valor promedio de 118,6 ± 50,8 µm frente a 65,6 ± 25,8 µm del Cerec in Lab. Una brecha mayor de ajuste interno permite mayor asentamiento de las estructuras en zirconia-ytria, propiciando mejor adaptación marginal. Algunos sistemas CAD/CAM promueven este tipo de estrategia de diseño y maquinado denominado "ajuste por mayor radio de corte" sin perjudicar las propiedades mecánicas de la restauración ni el comportamiento de la contracción de polimerización del cemento.
Los valores de adaptación marginal reportados en nuestra investigación coinciden con los reportados por Bindl y Mörmann en el 200529 en los que por medio de restauraciones in vitro evaluadas en microscopio, reportan valores de adaptación marginal para el sistema Procera de 17 ± 16 µm y de 43 ± 23 µm para el Cerec in Lab®. En esta investigación también se presentaron valores altos de ajuste interno en el espacio del cemento de 136 ± 68 µm para el grupo Procera y para el Cerec in Lab de 114 ± 58 µm, siendo este valor significativamente mayor que el obtenido en nuestro estudio para este sistema.
Gonzalo y colaboradores en 2008 y 200958, 59 obtuvieron valores semejantes de adaptación marginal, cuando se evaluaron sistemas similares a los de nuestro estudio, presentando el sistema Procera una adaptación marginal de 26 ± 19 µm y el Cerec in Lab de 40 ± 19 µm.
Estos resultados confirman que los valores de adaptación marginal en las restauraciones individuales en zirconia estabilizadas con ytria elaboradas con los sistemas CAD/CAM Procera y Cerec in Lab, aunque presenten diferencias estadísticamente significativas al compararse con las restauraciones elaboradas en aleaciones nobles Pd-Au y entre ellas, se encuentran en los valores aceptados clínicamente por la literatura científica de 100 a 120 µm. Este grado de adaptación marginal les permite a estas restauraciones tener alta expectativa de supervivencia y éxito clínico a largo plazo.
El ajuste interno o espacio para el cemento en las restauraciones libres de metal elaboradas con óxido de zirconio estabilizado con óxido de ytria, debe ser un espacio uniforme para facilitar el asentamiento de la estructura sin comprometer la retención y la resistencia de la misma. Este aspecto en las restauraciones completamente cerámicas es de suma importancia debido a que este tipo de material es más frágil que las estructuras hechas en aleaciones metálicas, ya sean predominantemente vítreas o altamente cristalinas. La debilidad de la cerámica se debe a su sensibilidad ante los esfuerzos tensiles y a la posterior propagación de grietas en el material. Tuntiprawon y Wilson49 demostraron que el ajuste interno puede afectar el pronóstico a largo plazo en las coronas elaboradas en cerámica vítrea sobre matriz de platino (Vitadur-N). Los autores evidenciaron que las restauraciones libres de metal vítreas mostraban mayor resistencia compresiva a la fractura cuando el promedio de ajuste interno en las paredes axiales de la preparación era de una dimensión de 73 µm. También se demostró que si el promedio de ajuste interno se aumentaba a 122 µm se disminuía la resistencia del material sin lograr mejor asentamiento o adaptación marginal de la estructura.
El efecto del grosor del cemento sobre la resistencia de las restauraciones libres de metal elaboradas con estructuras en zirconia-ytria podría ser diferente al de las cerámicas vítreas evaluadas por Tuntiprawon. Rosentritt y colaboradores en 200960
quienes evidenciaron que la variable de mayor influencia en la resistencia de las restauraciones molares en zirconia-ytria era el grosor y el diseño de la estructura de soporte a la cerámica de blindaje. El efecto que presentó el espesor del cemento fue poco significativo en la resistencia al envejecimiento termomecánico del material. La mayor limitante del estudio fue el espesor utilizado en cada grupo de evaluación, que era de 30 y 40 µm en los de mayor amplitud de ajuste interno. La amplitud del espacio para el cemento presentada por el sistema Cerec in Lab de 65,62 ± 25,8 µm aproxima a este rango de ajuste interno, siendo el caso contrario con el sistema Procera All Zirkon con un valor de ajuste interno de 118,67 ± 50,8 µm. Aumentar el espacio para el cemento en estos valores podrían limitar el grosor de la cerámica en estas restauraciones, disminuyendo potencialmente la resistencia del material. Debido a esto se sugiere hacer estudios in vivo que puedan demostrar el efecto que tiene el aumento del espacio del cemento en rangos aproximados a las 120 µm sobre la resistencia de restauraciones libres de metal elaboradas con zirconia-ytria.La principal limitante del presente estudio en la metodología para determinar el ajuste interno en las estructuras de los sistemas investigados fue usar la técnica de "corte seccional" de las estructuras cementadas. La técnica empleada solo permite la medición en ocho puntos preseleccionados en las paredes axiales de los pilares utilizados, lo cual puede no reflejar de manera exacta el ajuste interno de las estructuras. Otra limitante de importancia fueron las condiciones ideales en las que se llevó a cabo el estudio, lo cual impide la transferencia directa de sus conclusiones a la práctica clínica diaria.
]]> Como recomendación para futuras investigaciones en la línea de cerámica se sugiere determinar la adaptación marginal y el ajuste interno de restauraciones de puentes fijos de tramos amplios en zirconia-ytria, por medio de mediciones tridimensionales del espacio para el cemento que reflejen de manera exacta el ajuste interno de este tipo de restauraciones protésicas.
CONCLUSIONES
Teniendo en cuenta las limitantes presentadas en este estudio podemos concluir que:
Los valores de adaptación marginal obtenidos para las estructuras de aleación metálica noble Pd-Au 18,24 ± 4,81 µm y de zirconia-ytria elaboradas con los sistemas CAD/CAM Procera 21,62 ± 12,15 µm y Cerec in Lab 47,34 ± 17,72 µm, están en los valores clínicamente aceptables reportados en la literatura de 100 a 120 µm.
Los valores de ajuste interno obtenidos para los grupos de aleación metálica 34,60 ± 16,16 µm y Cerec in Lab® 65,62 ± 25,80 µm, se encuentran en el rango descrito en la literatura; mientras que el promedio obtenido para el grupo Procera® 118,67 ± 50,84 µm, aunque se acercó al límite máximo de ajuste interno reportado en la literatura no se evidenció diferencia estadísticamente significativa con el sistema Cerec in Lab®.
Las estructuras metálicas mostraron mejores promedios de adaptación marginal y ajuste interno con respecto a las estructuras de zirconia-ytria elaboradas con los sistemas CAD/CAM Procera® y Cerec in Lab®, lo cual evidencia las razones por las que siguen siendo consideradas "la regla de oro" de las restauraciones protésicas fijas.
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RECIBIDO: NOVIEMBRE 30/2010 - ACEPTADO: MARZO 15/2011
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CORRESPONDENCIA
Carlos Bernardo Caparroso Pérez
Facultad de Odontología
Universidad de Antioquia
Correo electrónico: ccaparroso@gmail.com
Caparroso CB, Marín DV, Echavarría A. Adaptación marginal y ajuste interno en estructuras de zirconia-ytria elaboradas con los sistemas CAD/CAM Procera® y Cerec in-Lab®. Rev Fac Odontol Univ Antioq 2011; 22(2): 186-197.
Caparroso CB, Marín DV, Echavarría A. Marginal adaptation and internal fit of zirconia-ytrya frameworks fabricated with Procera® and Cerec in-Lab® CAD/CAM systems. Rev Fac Odontol Univ Antioq 2011; 22(2): 186-197.
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