生物相容性概念

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包装材料的生物相容性与应用

包装材料的生物相容性与应用

包装材料的生物相容性与应用在现代社会,包装材料无处不在,从食品、药品到化妆品,从电子产品到工业用品,包装材料在保护和保存产品方面发挥着至关重要的作用。

然而,随着人们对健康和环境的关注度不断提高,包装材料的生物相容性逐渐成为一个重要的考量因素。

生物相容性是指材料在特定应用中与生物体相互作用时,不引起不良的生物学反应的能力。

本文将探讨包装材料的生物相容性及其在不同领域的应用。

一、包装材料的生物相容性概念生物相容性涵盖了多个方面,包括材料的毒性、免疫反应、过敏反应、生物降解性等。

对于包装材料而言,良好的生物相容性意味着在与所包装的物品和周围环境接触时,不会释放有害物质,不会对人体健康造成潜在威胁,并且在其生命周期结束后,能够以对环境友好的方式进行处理。

例如,食品包装材料如果具有不良的生物相容性,可能会导致食品中的化学物质迁移,从而影响食品的质量和安全。

同样,药品包装材料若生物相容性不佳,可能会影响药品的稳定性和疗效,甚至引发患者的不良反应。

二、常见的包装材料及其生物相容性特点1、塑料塑料是目前应用最广泛的包装材料之一。

常见的塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等,在一般情况下具有较好的化学稳定性和物理性能。

然而,一些塑料可能含有添加剂,如增塑剂、稳定剂等,这些添加剂在特定条件下可能会迁移出来,对人体健康产生潜在危害。

此外,塑料的降解问题也一直是环保领域关注的焦点,大多数塑料在自然环境中难以降解,容易造成环境污染。

2、纸和纸板纸和纸板是传统的包装材料,通常被认为具有较好的生物相容性。

它们由天然纤维制成,一般不含有害物质,并且在适当的条件下可以回收和再利用。

然而,在纸张生产过程中,可能会使用一些化学药剂,如漂白剂、施胶剂等,如果残留量过高,也可能对人体和环境产生一定影响。

3、金属金属如铝、铁等常用于食品和药品包装。

铝具有良好的阻隔性能,可以有效防止氧气、水分和光线的侵入,从而延长产品的保质期。

生物材料的生物相容性

生物材料的生物相容性

生物材料的生物相容性生物材料在医学和生物工程领域中发挥着重要作用。

它们被广泛应用于人工器官、组织工程、药物输送系统等领域,以改善人类的健康和生活质量。

在选择和设计生物材料时,生物相容性是一个至关重要的考虑因素。

本文将探讨生物材料的生物相容性以及对其进行评价的方法。

第一节生物相容性的定义和重要性生物相容性是指生物材料与生物体接触后所引发的生物学反应程度。

一个理想的生物材料应该具备良好的生物相容性,以最大限度地减少对人体的负面影响。

良好的生物相容性可以降低植入材料的排斥反应和炎症反应,减少感染和组织损伤的风险,提高材料的长期稳定性和效果。

第二节影响生物相容性的因素生物相容性的评价受到多个因素的影响,包括材料的化学特性、物理特性和形态结构。

以下是一些常见的影响因素:1. 化学特性:材料的化学成分、表面特性和释放物质可以对生物体产生影响。

例如,应选择化学稳定性高、无毒、无致敏物质释放的材料。

2. 物理特性:材料的力学性能、表面形态和纹理对生物体的反应至关重要。

例如,应选择与周围组织相似的弹性模量和硬度的材料,以避免引起应力集中和创伤。

3. 形态结构:材料的形态结构与其表面积、孔隙度和孔径分布等参数密切相关。

这些参数会影响细胞黏附、增殖和组织再生的能力。

例如,应选择具有适当孔隙度和孔径分布的材料,以促进细胞迁移和组织的内生再生。

第三节生物相容性评价方法为了评价生物材料的生物相容性,常用的方法包括体外实验和体内实验。

1. 体外实验:体外实验可以在受控条件下评估材料与细胞相互作用的程度。

常见的体外实验包括细胞黏附、增殖、迁移等指标的测定,以及细胞毒性和细胞透过性的评估。

2. 体内实验:体内实验可以更接近真实的生物环境,评估材料在生物体内的生物相容性。

常见的体内实验包括植入实验和动物模型实验。

植入实验可以评估材料在人体内的耐受性和生物学反应,动物模型实验则可以评估材料对整体生理和免疫系统的影响。

第四节改善生物相容性的策略为了改善生物材料的生物相容性,可以采取以下策略:1. 表面修饰:通过表面修饰,可以调控材料与生物体的相互作用。

生物相容性

生物相容性

组织相容性 1)定义 材料与组织器官接触时,不能被组织所侵蚀,材料与 组织之间应有一种亲和能力 2)要求 组织相容性要求医用材料植入体内后与组织、细胞接 触无任何不良反应。
组织相容性
3)表现
植入物体周围组织出现白细胞、淋巴细胞和吞噬细胞聚集 发生不同程度的急性炎症,若有毒物质渗出将加剧炎症
生物相容性的概括与介绍
演讲人:
严旭明
04
人 工 血 管
人 造 骨 骼 可 吸 收 缝 合 线
人 工 心 瓣 膜
随着生物医用材料的研究成果和应用, 1992 年 ISO发布医用装置生物评价系列国际标准 应用于人体的各种生物医用材料都必须具 ( IOS10993 - 1992) 备良好的生物相容性,以及良好的临床使 1972 年 我国开始研究生物相容性及评价方法 用安全性。 1997因此,相关的医用材料应用标准相继推 年 我国推出国家医疗器械生物学评价标准 GB/T16886 出。
生物学反应
免疫反应
组织反应
物理性质变化
材料反应
化学形状变化
引起材料变化的因素
生理活动中骨骼、关节、肌肉的力学性动态运动
细胞对材料的点解、氧化作用
新陈代谢过程的化学和酶催化作用 体液中各种有机物对材料的生物降解作用
引起生物体反应的因素
材料中的毒性低分子物质
集合过程残留的毒性、刺激性物质 灭菌过程中吸附的化学毒剂和高温裂解的毒性物质 材料的形状、大小、表面粗糙程度 材料本身的酸碱度
引起生物体反应的因素
生物相容性的分类
血液相容性 )定义 21 )表现 材料与血液直接接触时,与血液相互作用不引起凝血或血 在材料的表面首先吸附血浆蛋白,包括白蛋白、球蛋白、 栓、不损伤血液组成和功能等的能力和性能。 纤维蛋白原等; 继而血小板在材料表面黏附、聚集、变形,同时血液内一 系列凝血因子被激活,从而引起血栓的形成; 溶血、白细胞减少等细胞水平的反映; 免疫成分的改变、补体的激活以及血小板受体、二磷酸腺 苷(ADP)和前列腺素的释放等分子水平的反映。

生物质材料的生物相容性与应用

生物质材料的生物相容性与应用

生物质材料的生物相容性与应用在当今科技飞速发展的时代,生物质材料凭借其独特的性能和优势,在众多领域展现出了广阔的应用前景。

生物质材料,顾名思义,是来源于生物体的材料,包括天然的生物质以及通过生物合成或生物加工得到的材料。

而生物相容性,是衡量这些材料能否在生物体内安全、有效地发挥作用的关键指标。

要理解生物质材料的生物相容性,首先需要了解什么是生物相容性。

简单来说,生物相容性是指材料与生物体相互作用时,不引起有害的生物学反应,如免疫排斥、炎症、毒性反应等,同时能够支持和促进正常的生理功能。

对于生物质材料而言,其生物相容性主要取决于材料的化学组成、物理结构、表面性质以及降解性能等因素。

以天然的生物质材料为例,如胶原蛋白、纤维素和壳聚糖等,它们本身就是生物体的组成部分,因此具有良好的生物相容性。

胶原蛋白是人体内含量最丰富的蛋白质之一,广泛存在于皮肤、骨骼、肌腱等组织中。

以胶原蛋白为基础制备的生物质材料,如胶原蛋白海绵、胶原蛋白膜等,在组织工程中被用于促进细胞生长和组织修复,因为它们能够模拟体内的细胞外基质环境,为细胞提供附着和生长的支架。

纤维素是植物细胞壁的主要成分,具有良好的机械性能和生物可降解性。

通过对纤维素进行改性和加工,可以制备出纤维素纳米纤维、纤维素水凝胶等生物质材料,这些材料在药物输送、伤口敷料等领域有着潜在的应用价值。

壳聚糖是一种从甲壳类动物外壳中提取的多糖,具有抗菌、止血、促进伤口愈合等生物活性,在生物医药领域得到了广泛的研究和应用。

除了天然的生物质材料,通过生物合成或生物加工得到的生物质材料也展现出了优异的生物相容性。

例如,通过微生物发酵合成的聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一种可生物降解的聚酯类材料,具有良好的生物相容性和机械性能,在组织工程、药物载体等方面具有潜在的应用前景。

此外,通过基因工程技术改造的生物材料,如重组蛋白、基因修饰的细胞等,也为生物医学领域提供了新的工具和策略。

生物质材料的生物相容性不仅取决于其自身的性质,还与材料的使用环境和应用方式密切相关。

生物相容性

生物相容性

(二)生物相容性评价
生物相容性指材料在特定部位引起恰当的反应。

根据国际标准化组织
(International Standards Organization ,ISO)会议的解释,生物相容性是指生命体组织对非活性材料产生反应的一种性能,一般是指材料与宿主之间的相容性。

生物材料植入人体后,对特定的生物组织环境产生影响和作用,生物组织对生物材料也会产生影响和作用,两者的循环作用一直持续,直到达到平衡或者植入物被去除。

生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题。

由于本产品的使用并非生物材料植入体内,仅是检测时小腿胫骨皮肤与仪器检测窗口相接触。

本产品检测时所发出的X射线剂量微弱,也不会对人体产生损伤,故可豁免生物相容试验。

(三)生物安全性研究
本产品在进行人体骨铅密度检测工作中,未采用任何同种异体材料、动物源性或生物活性物质等具有对人体生物安全具有风险的材料。

所以可以豁免此项安全性研究。

(四)本产品为光、机、电一体化产品,对于可能产生的被检查者相互的交叉感染,均可采用常用的化学试剂灭菌消毒,也可使用紫外灯在无人员停留室内时照射杀灭消毒。

(五)产品有效期和包装研究
本产品为光、机、电一体高科技产品,可长期重复使用,其使用寿命取决于X射管在工作中能正常发生X射线。

因此其寿命确定为八年。

基本运输或储存环境条件,在包装设计上作出相应的标记。

并为防止运输中对设备的损坏,包装内衬材料应有防水、防潮、防运输途中震动损坏的泡沫材料内衬。

以符合标准GB/。

生物相容性

生物相容性

生物相容性生物相容性是指生物体或人工材料与生物体之间相互作用的程度。

在医疗领域,生物相容性是用于评估材料与人体组织相互作用的重要指标。

合适的生物相容性在医疗器械、生物医学材料和组织工程等领域的应用中起到了至关重要的作用。

生物相容性的重要性在医疗器械和生物医学材料的设计与开发中,生物相容性的评估是非常必要的。

生物相容性评估可以帮助科学家和工程师判断材料是否会引起不良反应,如炎症、免疫反应、血栓形成等。

如果材料的生物相容性不佳,可能会导致患者的健康风险和治疗效果的下降。

同时,优异的生物相容性对于人工器官、组织工程和再生医学的发展也至关重要。

通过合适的材料选择和设计,可以使人工器官和组织工程产品具有更好的相容性,从而提高其成功率和效果。

生物相容性评估方法生物相容性评估通常通过体内、体外和计算模拟等不同手段进行。

下面是一些常用的生物相容性评估方法:细胞培养细胞培养是一种体外评估生物相容性的方法,在实验室中对材料与细胞进行共培养。

这种方法可以通过观察细胞的形态、增殖和代谢等指标来评估材料对细胞的影响。

常用的细胞培养包括完整细胞培养、微型组织工程和三维细胞培养等。

动物实验动物实验被广泛用于评估材料的生物相容性。

通过将材料植入动物体内,观察其对动物组织和器官的影响。

常见的动物实验包括小鼠、大鼠和猪等试验动物。

动物实验的结果可以提供更接近真实情况的生物相容性评估。

体外测试体外测试是一种通过在体外环境中模拟生物体内环境来评估材料的生物相容性。

通常使用血液、体液和细胞培养液等模拟液体,将材料暴露在其中,观察其对液体的相容性和相互作用。

体外测试可以帮助科学家预测材料在体内的相容性表现。

计算模拟计算模拟是一种通过数学模型和计算机模拟来评估材料的生物相容性。

通过建立材料与生物体组织的相互作用模型,预测材料与生物体之间的相容性。

计算模拟可以提供更快速、经济和可重复的生物相容性评估方法。

影响生物相容性的因素生物相容性受到多种因素的影响,包括材料的化学性质、物理性质以及表面特性等。

医用材料的生物相容性与安全性评价

医用材料的生物相容性与安全性评价

医用材料的生物相容性与安全性评价医用材料的生物相容性和安全性评价是材料科学和医学交叉研究的重要领域。

医学上广泛使用的各种医用材料,如人造心脏瓣膜、松质植入物、腹膜透析器等都必须通过严格的生物相容性和安全性评价,确保其能够完全适应人体内环境,充分发挥其治疗和诊断作用,避免任何对人体的损伤和副作用。

1. 生物相容性的定义和评价生物相容性是指材料与生物组织、细胞或器官等接触时,对人体发生的影响,包括引起炎症、产生免疫反应和可逆性损伤等。

生物相容性评价主要包括生物学实验、化学分析、组织学检查和影像学观察等方法。

1.1生物学实验生物学实验通常采用细胞培养、动物试验和体外模拟实验等方法。

细胞培养实验可以评价材料对细胞增殖、迁移和分化的影响,确定细胞毒性、细胞因子产生等指标。

动物试验可以评价材料对动物体内组织和免疫系统的影响,包括免疫生物学、病理学、肿瘤生物学等方面。

体外模拟实验可以评价材料在人体内的生物行为和相容性,包括生物降解、吸附、释放等指标。

1.2化学分析化学分析可以评价材料物理化学性质、表面形貌和材料组成,通过分析材料与生物组织、细胞等接触后可能发生的化学反应,预测材料在人体内的相容性。

1.3组织学检查组织学检查可以评价材料与细胞和组织等接触后的形态学特征和变化,包括光学显微镜观察、电子显微镜观察、组织活检和形态学评价等方面,这些检查结果能够判断材料在人体内的相容性。

1.4影像学观察影像学观察可以评价材料与人体组织、细胞之间的交互作用,包括CT、MRI、PET/CT等影像学手段,通过图像分析预测材料在人体内的相容性和安全性。

2. 安全性评价的定义和评价医用材料的安全性评价是指材料在人体内应用过程中对人体健康产生的影响,包括副作用、毒性和过敏反应等。

安全性评价主要采用生命体征监测、药代动力学检测、临床研究、临床分析和流行病学调查等方法。

2.1生命体征监测生命体征监测可以检测材料对人体生命体征的影响,包括心率、呼吸、血压等方面。

医用材料的生物相容性研究

医用材料的生物相容性研究

医用材料的生物相容性研究随着医疗技术的发展,医用材料的应用范围也越来越广泛。

其中,生物相容性是一个非常重要的问题,它直接关系到人类健康和医疗效果。

医用材料的生物相容性研究引起了广泛的关注和研究,但是这个领域仍然存在很多问题和挑战。

什么是生物相容性?生物相容性指的是医用材料在生物体内无毒、无害、无损害、能引起生理反应而无免疫反应的特性。

医用材料要具备生物相容性,必须能够维护组织和器官的完整和功能,不影响机体的稳态和代谢。

生物相容性包括两个方面,即化学相容性和生物相容性。

化学相容性是指医用材料和人体内的化学物质不会发生化学反应和毒性反应。

生物相容性是指医用材料和人体的组织和器官相互协调,不会引发免疫反应和排斥反应。

生物相容性的重要性生物相容性在医用材料中是非常重要的,因为它直接关系到患者的健康和医疗效果。

如果医用材料不具备良好的生物相容性,可能引起各种副作用和并发症,严重的甚至会危及患者的生命。

一些医用材料应用在人体内,但是由于引发了排斥反应等不良反应,导致使用效果不佳,严重的还会导致材料失效和病情加重。

生物相容性的研究生物相容性的研究是医用材料研究的重要方向之一,为了保证医用材料完全符合生物相容性要求,需要进行大量的研究和测试。

目前,生物相容性研究主要包括以下几个方面。

1.细胞毒性测试细胞毒性测试是生物相容性研究中最基本的测试方法之一。

通过这种方法,可以评估医用材料对人体细胞的影响和毒性。

常用的细胞毒性测试方法有MTT法、膜细胞毒性法、神经元存活率法等。

2.免疫学测试免疫学测试主要用于评估医用材料是否会引起免疫反应和排斥反应。

常用的免疫学测试方法有淋巴细胞增殖测定法、ELISA法、免疫组化法等。

3.动物实验动物实验是测试医用材料生物相容性的重要方法之一。

通过动物实验,可以评估材料对动物组织和器官的影响和作用。

常用的动物实验包括小鼠皮下植入试验、兔眼球植入试验、猪动脉植入试验等。

4.临床试验临床试验是测试医用材料生物相容性的重要方法之一,通过临床试验可以评估医用材料对人体的影响和作用。

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一、生物相容性概念
1、生物相容性是生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物
理、化学反应的一种概念。

2、生物相容性是生物材料研究中始终贯穿的主题。

按ISO会议的解释: 生物
相容性是指生命体组织对非活性材料产生反应的一种性能。

一般是指材料与宿主之
间的相容性, 包括组织相容性和血液相容性。

二、生物相容性两大原则
1、生物安全性原则
2、生物功能性原则
三、生物安全性原则
1、生物安全性原则
目的在于消除生物材料对人体器官的破坏性,比如细胞毒性和致癌性
2、生物材料对于宿主是异物.在体内必定会产生某种应答或出现排异现象。

生物
材料如果要成功.至少要使发生的反应被宿主接受,不产生有害作用。

因此要对生物材料进行生物安全性评价,即生物学评价。

四、生物功能性准则
1、是指其在特殊应用中“能够激发宿主恰当地应答”的能力。

2、随着对生物材料生物相容性的深入研究,人们发现不仅要对生物材料的毒副作
用要进行评价,还要进一步评价生物材料对生物功能的影响。

五、生物学反应;血液反应、免疫反应、组织反应
1、血液反应
血小板血栓
凝血系统激活
纤溶系统激活
溶血反应
白细胞反应
细胞因子反应
蛋白黏附
2、免疫反应
补体系统激活
体液免疫反应
细胞免疫反应
3、组织反应
炎症反应
细胞黏附
细胞增值
形成囊膜
细胞质的转变
六、材料反应:物理性质变化、化学性质变化
1、引起生物医用材料变化的因素
生理活动中骨骼、关节、肌肉的力学性动态运动;
细胞生物电、磁场和电解、氧化作用;
新陈代谢过程中生物化学和酶催化反应;
细胞黏附吞噬作用;
体液中各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基对材料的生物降解作用。

2、引起生物体反应的因素
材料中残留有毒性的低分子物质;
材料聚合过程残留有毒性、刺激性的单体;
材料及制品在灭菌过程中吸附了化学毒剂和高温引发的裂解产物;
材料和制品的形状、大小、表面光滑程度;
材料的酸碱度
七、生物相容性分类:血液相容性、组织相容性(一般生物相容性)
1、血液相容性:
材料用于心血管系统与血液直接接触,主要考察与血液的相互作用;
2、组织相容性:
材料与心血管系统外的组织和器官接触,主要考察与组织的相互作用。

3、血液相容性要求:
抗血小板血栓形成;
抗凝血性;
抗溶血性;
抗白细胞减少性;
抗补体系统抗进性;
抗血浆蛋白吸附性;
抗细胞因子吸附性.
4、组织相容性要求
细胞黏附性;
无抑制细胞生长性;
细胞激活性;
抗细胞原生质变化性;
抗炎症性;
无抗原性;
无诱变性;
无致癌性;
无致畸性。

八、1、组织相容性的两个问题:生物医用材料与炎症;生物医用材料与肿瘤。

2、血液相容性的两个问题:生物医用材料与血小板;生物医用材料与补体系统。

九、造成细菌性感染的原因有以下几点:
植入手术过程中对皮肤或组织造成损伤,给微生物提供侵入体内组织的机会;
植入生产过程中已被细菌污染的材料和制品或无菌材料已被污染;
植入材料能抑制体内的抗炎防御系统的反应性,增加了局部组织易感染性;
植入材料能抑制和吸附补体C3a、C5a,增加了多核白细胞在植入局部组织中的数量,使抑制局部炎症反应的能力减弱。

十、生物医用材料与炎症
1、非感染性炎症:
由于植入物中微量小分子物质渗出,刺激组织所引起的炎症反应;
2、感染性炎症:
生物医用材料和医用装置植入人体内后,由于植入物灭菌不彻底或植入被污染的无菌材料而引起的并发症。

十一、生物医用材料与肿瘤:
1、诱发肿瘤的可能因素:
与植入材料的外形有明显的相关性;
与植入材料的埋植方法有关;
与植入材料表面的粗糙程度有关;
被致癌物污染的材料或生物老化时能释放致癌物质的材料,在植入动物体内能诱发恶性肿瘤;
与植入材料在体内形成的纤维包膜厚度有关;
材料中残留的有毒性或有刺激性的小分子物质使局部组织长期受毒或受刺激,可诱发恶性肿瘤。

十二、生物医用材料与血小板
生物医用材料对血小板的黏附。

激活引起的一系列凝血核纤溶系统的反应,形成血小板血栓,其中血小板纤维连接蛋白参与血小板胶原的黏附,增强了血小板的
伸展作用,加速血栓的形成;血小板因子V能促进凝血酶的局部生成,加速凝血
过程。

十三、生物医用材料与补休系统
1、补体是血液中的一群蛋白质,在机体抵御感染中起重要作用。

2、补体活化:补体各成分按一定顺序呈链锁的酶促反应。

3、补体系统激活的两条途径:
经典激活途径;
旁路激活途径(替代途径)。

十五、ISO生物学评价标准特点
1、明确了医疗装置的分类,将接触部位分为表面接触、体外与体内接触、体内植
入三大类;
2、在接触时间上将小于24h的接触列为一时接触,短、中期接触时间大于24h至
30天,30天以上为长期接触;
3、将生物学评价试验分为基本评价试验和补充评价试验两大类;
将亚慢性、亚急性毒性试验列入基本评价试验项目中,取消了热原试验项目;
在补充评价试验中增加了生殖与发育毒性和生物降解试验两个项目。

十六、我国生物学评价标准与国际标准的不同
将热原试验列为基本评价的生物学评价试验;
将溶血试验列为一项生物学评价试验;
将亚急性(亚慢性)毒性试验列入补充评价部分。

十七、生物学评价试验特点
1、大部分体内、外生物学试验检测样品用材料浸提液,用121摄氏度生
理盐水60min浸提进行试验;
2、直接用材料和医疗器械植入体内,与组织、血液或体表组织、血液接
触进行试验;
3、大部分的体内试验是通过外科无菌手术操作方式进行的;
4、进行体外细胞培养,观察样品的细胞毒性,测定浸提液或材料对细胞
溶解(细胞死亡)、抑制生长的毒性作用;
5、致癌试验是用不同形状、大小、表面状态的材料植入体内某一部位,
观察动物整个寿命期材料和医疗器械对体内潜在的致癌作用;
6、血液相容性试验是通过材料和医疗器械直接接触血液,首先观察对血
小板激活、血栓形成的凝血作用,其次观察血浆蛋白、血液由形成分和补体系
统、细胞因子的作用;
7、植入试验是将生物材料和医疗器械埋入动物体内某些部位,断肠埋入
不同时间材料对局部的组织病理学的改变;
8、降解试验是采用各种体内外方法,测定材料和医疗器械的降解程度、
力学强度的变化,了解降解产物在体内的吸收、分布、代谢过程,评价材料对
机体的有害作用。

十八、生物相容性评估发展趋势:形态数量、功能
形态数量方法:光学显微镜、电子扫描显微镜、相差显微镜
功能方法:1、四甲基偶氮唑盐微量酶反应色法(MTT 法)
2、荧光染色法
3、流式细胞光度术(Flow cytometry, FCM)
4、放射性同位素摄入法
……。

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