Medicina iperbarica e subacquea: applicazioni e protocolli

Dott. Michele Fabrizio, specialista in Chirurgia dell’Apparato Digerente ed Endoscopia Digestiva e specialista in Medicina Iperbarica e Subacquea DMAC -EDTCH med/Lev. I-II a

La medicina iperbarica e subacquea nasce in Italia nel 1938 quando a Genova il prof. Molfino della Clinica del Lavoro crea un gruppo di medicina subacquea; successivamente nel 1952 inizia il trattamento terapeutico ricompressivo dei palombari e cassonisti, mentre nel 1956 è attiva la prima camera multiposto grazie ai dott. Zannini e Odaglia. Bisogna aspettare il 1963 affinchè venga istituito il I° corso di Medicina subacquea per i medici. Purtroppo ricordiamo tutti l’incidente del Galeazzi del 31 ottobre 1997 dove persero la vita 11 persone e da quel momento in poi il destino di questa disciplina medica si è un pò oscurato sia per le numerose polemiche argomentate circa gli standard qualitativi sia per la mancanza di fiducia da parte dei pazienti per questa disciplina medica; ma come sappiamo dagli errori si impara e fu proprio da questo momento in poi che si è migliorato e ottimizzato il livello di sicurezza; infatti solo grazie alla perseveranza, al lavoro e alla dedizione di tanti medici, tecnici iperbarici ed esperti, congiuntamente alle norme di tutela sanitaria nazionale, che oggi è tornata a brillare di luce propria, come una branca della medicina di altissima specializzazione e di alto profilo scientifico, come riconosciuto dalla comunità scientifica internazionale.

Mi sembra doveroso ricordare come nel 1978, grazie al prof. PierGiorgio Data dell’Università di Chieti, nasce la scuola di specializzazione in “medicina del nuoto e delle attività subacquee” chiusa poi nell’anno accademico 2004 per incompatibilità delle norme europee; scuola che poi ha trovato seguito presso il CNR Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, attualmente, l’unica università europea dove poter conseguire tale specializzazione.

Oggi parlare di medicina iperbarica e subacquea non è affatto semplice per tanti motivi ma soprattutto perchè tale branca è poco pubblicizzata e spesso sottostimata da molti colleghi medici, ma anche perché la prima applicazione a cui ognuno pensa è la terapia nei subacquei affetti dalla cosiddetta malattia “da decompressione”. Infatti vero è che essa nasce per questo utilizzo per la sopracitata patologia, dove numerosi erano gli incidenti da decompressione a cui andavano incontro gli operai che operavano nella fondazione di moli o di altre opere subacquee avvalendosi di cassoni pneumatici, ma è altrettanto vero che le applicazioni hanno trovato largo impiego in molte discipline della moderna medicina, soprattutto in campo ortopedico, chirurgico, infettivologico, neurologico, in otorinolaringoiatria e infine da qualche anno anche in campo oncologico, ma solo per limitatissime patologie e dopo accurati e severi protocolli.

L’ossigenoterapia iperbarica (OTI) è una terapia etica, riconosciuta dalla medicina convenzionale, non invasiva e basata sulla respirazione di ossigeno puro al 100% o miscele gassose iperossigenate all’interno di una camera iperbarica. La pressione permette la diffusione dell’ossigeno nel sangue con una concentrazione superiore anche dieci volte rispetto al normale; così in questo modo si favorisce la formazione di nuovi vasi sanguigni e si mobilitano le cellule staminali, inoltre riattiva i processi metabolici bloccati e spesso porta alcune importanti malattie a guarigione o miglioramento.

È efficace, per esempio, per le embolie gassose arteriose, la gangrena gassosa da clostridi, l’ischemia traumatica acuta, l’osteomielite cronica refrattaria, gli innesti cutanei e i lembi a rischio, la necrosi ossea asettica, la sordità improvvisa e le ulcere cutanee.

Fu così infatti che nel 2006 una commissione mista, formata da rappresentanti delle società scientifiche quali la Società Italiana di Anestesia, Analgesia, Rianimazione e Terapia Intensiva (SIAARTI), Società Italiana di Medicina Subacquea e Iperbarica (SIMSI) e di categoria quale l’ANCIP Associazione Nazionale Centri Iperbarici Privati, ha rivisto le linee guida sulle indicazioni all’ossigenoterapia iperbarica, alla luce delle nuove acquisizioni scientifiche. Ma accanto a tali prestigiose società scientifiche, va ricordato il contributo preziosissimo del DAN ( Divers Alert Network) la rete mondiale di medici subacquei e iperbarici, e con vanto il fondatore e presidente del DAN Europe, il prof. Alessandro Marroni il cui contributo scientifico è fondamentale e di alto profilo, e infine grazie ai numerosi ricercatori e colleghi che sperimentano nuovi protocolli per poi essere proposti alla comunità scientifica internazionale. Ad oggi infatti le patologie ufficialmente riconosciute e quindi fruibili della terapia iperbarica sono:

+ intossicazione da monossido di carbonio
+ incidente da decompressione
+ embolia gassosa arteriosa, iatrogena o barotraumatica
+ infezione acuta e cronica dei tessuti molli a varia eziologia
+ gangrena gassosa da clostridi
+ gangrena e ulcere cutanee nel paziente diabetico (piede diabetico)
+ lesioni da schiacciamento e sindrome compartimentale
+ ischemia traumatica acuta (fratture ossee a rischio)
+ osteomielite cronica refrattaria
+ innesti cutanei e lembi a rischio
+ ulcere cutanee da insufficienza arteriosa, venosa e post- traumatica
+ lesioni tissutali post-attiniche (radiolesioni)
+ ipoacusia improvvisa
+ necrosi ossea asettica
+ retinopatia pigmentosa
+ sindrome di Ménière
+ sindrome algodistrofica
+ paradontopatia

Tutte le sopraindicate sono passate dal SSN, ad eccezione di alcune a cui si rimanda ai singoli piani regionali sanitari.

Senza dilungarmi troppo sui principi fisici, mi soffermo solamente su quello che è il meccanismo dell’ossigenoterapia iperbarica; esso è la somministrazione di ossigeno puro o miscele gassose arricchite in ossigeno, che avviene all’interno di speciali ambienti, le camere iperbariche, portate a una pressione superiore a quella atmosferica mediante pressurizzazione con aria compressa, mentre il paziente, all’interno, respira ossigeno puro o miscele gassose, in circuito chiuso, attraverso maschere, caschi o tubi endotracheali.

Nella respirazione in aria, a pressione atmosferica, il 98,5% dell’ossigeno viene trasportato dai globuli rossi, nei quali è presente l’emoglobina con cui si lega l’ossigeno; pertanto è necessaria la presenza di vasi sanguigni integri, affinché possano circolare i globuli rossi, per facilitare l’arrivo dell’ossigeno ai tessuti. Tale esposizione a pressioni elevate di ossigeno comporta l’aumento della quota di ossigeno trasportata in soluzione nel plasma e disponibile per la respirazione tissutale; infatti a pressioni fra 2 e le 3 atmosfere assolute (ATA) la quantità di ossigeno trasportato ai tessuti, in questa forma, può essere anche di 15 volte superiore al normale, fino a poter soddisfare interamente le necessità delle cellule.

Questo aumento di ossigeno, disciolto in forma fisica nel plasma, comporta la possibilità di ripristinare l’ossigenazione in aree dove i vasi sanguigni sono carenti o distrutti e quindi aree ipossiche o ipoperfuse, comporta la ripresa di funzioni tissutali ossigeno-dipendenti, la possibilità di contrastare effetti tossici che abbiano implicato una ipossia tissutale; inoltre aumenta la deformabilità dei globuli rossi e, quindi, la possibilità di questi ultimi di spostarsi con più facilità all’interno dei vasi sanguigni, capillari compresi.

Comporta la ridistribuzione del sangue verso i tessuti ipossici a seguito di vasocostrizione nei tessuti sani. Oltre a questi effetti l’ossigeno iperbarico esplica anche un’azione antibatterica diretta ed indiretta, ha un’azione di vasocostrizione con riduzione dell’edema post-traumatico e/o post-chirurgico, protegge i tessuti dai danni del fenomeno di ischemia/riperfusione mantenendo normali i livelli di ATPasi, di Fosfocreatinkinasi e basso quelli dei lattati, protegge le membrane dalla lipoperossidazione radicalica, inibisce la produzione di beta2-integrine che favoriscono l’adesivita’ dei leucociti sulla parete capillare con conseguente danno endoteliale.

Promuove i processi riparativi con l’aumento del metabolismo cellulare, la riattivazione di fibroblasti, osteoblasti, della collagenosintesi, incrementa la sintesi di matrice extracellulare e ha un effetto di stimolo sulla neoformazione vascolare.

L’OTI viene usata negli stati morbosi in cui esiste e persiste uno squilibrio locale fra necessità, apporto e capacità di utilizzazione dell’ossigeno: insufficienze vascolari acute e croniche, patologie dell’osso, infezioni acute e croniche dell’osso e dei tessuti molli. L’azione dell’ossigeno iperbarico per potersi esplicare ha bisogno di un certo tempo e di un certo numero di sedute, che variano a seconda della patologia, acuta o cronica, da trattare, del tessuto interessato dalla patologia (il tessuto osseo, ad esempio, necessita di un maggior numero di trattamenti rispetto ad altri tessuti) e dall’associazione nella stessa patologia di più cause invalidanti (es: nel piede diabetico la gravità della situazione locale viene appesantita dalla presenza di ischemia e di infezione).
Il ripristino di funzioni vitali come la respirazione cellulare, con conseguente riattivazione dei compiti a cui la cellula è preposta, la neoformazione vascolare, sono tutti effetti che l’ossigeno iperbarico esplica nel corso di cicli più o meno lunghi e tali effetti si protraggono nel tempo anche dopo la fine della terapia.

Come anticipavo all’inizio del contributo tale branca trova larga applicazione soprattutto in ambito chirurgico e ortopedico; infatti uno dei campi di più vasta applicazione è la riduzione del rischio di amputazione degli arti in quanto stimola la produzione di cellule staminali che rigenerano i tessuti; non a caso malattie come il diabete, lesioni cutanee gravi, traumi da sport, insufficienza venosa e deficit arterioso negli stadi più avanzati e gravi possono trovano beneficio e spesso risoluzione nell’ossigenoterapia iperbarica; ecco perché il fattore tempo in questo caso è determinante e bisogna sfruttarlo al meglio. Spesso infatti non si fa ricorso a un esame banale e di bassissimo costo che è l’ossimetria transcutanea, una metodica non invasiva per monitorare la pressione parziale di ossigeno nella cute; il monitoraggio viene eseguito posizionando un elettrodo di Clark sulla cute, in modo che, scaldando la cute stessa, possa misurare la tcpO2. Questo esame è indicato in tutti quei pazienti con severa arteriopatia degli arti inferiori che presentano un quadro clinico di ischemia critica cronica con dolore a riposo e/o la presenza di ulcerazioni della cute, in particolare nei soggetti diabetici. Pertanto valori di tcpO2 superiori a 20 mm/Hg sono indicativi e di conforto, accanto al quadro clinico generale e all’ ecocolordoppler, per evitare l’amputazione e porre indicazione a procedure di rivascolarizzazione.

Una della patologie di più largo impiego e che è in continuo aumento con un impatto socio-economico altissimo è l’osteonecrosi, le cui cause sono molteplici. Vediamo cosa prevede e qual è il razionale: accanto agli effetti sopra citati quali correzione dell’ipossia, trasporto dell’ossigeno, ridistribuzione del sangue verso i tessuti ipossici a seguito di vasocostrizione nei tessuti sani, incremento deformabilità dei globuli rossi, effetto antiedemigeno, riduzione dello stravaso di liquido e della diapedesi, preservazione dei livelli di ATP (azione antiedemigena indiretta), promozione dei processi riparativi, aumento del metabolismo cellulare, si ha il beneficio della riattivazione dei fibroblasti, osteoblasti, osteoclasti, collagenosintesi, sintesi di matrice extracellulare, neovasculogenesi, neoangiogenesi, mobilizzazione delle cellule staminali del midollo osseo attraverso un meccanismo no-dipendente; protezione dei danni da ischemia/riperfusione, livelli normali di ATPasi e di PCK, livelli bassi di lattati; infine l’OTI esplica un’azione sinergica con gli antibiotici, interazione tra O2 e struttura chimico-fisica del farmaco- la cosiddetta carica e stato ossido-riduttivo- alterazioni del microrganismo che favoriscono l’azione dell’antibiotico con un’ influenza sulla cinetica stessa.

Va ricordato però che una diagnosi precoce di osteonecrosi, unitamente alla risonanza magnetica che rappresenta il gold standard diagnostico, è assolutamente necessaria, dal momento che l’OTI ottiene risultati significativi, oltre il 65%, solo negli stadi 1 e 2 di Steinberg, prima che avvenga il collasso della superficie articolare dell’osso.

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Classificazione di Stenberg

Per quanto concerne le applicazioni in campo neurologico, l’OTI trova applicazione in pazienti con traumi cranici, mielolesioni, ictus, sclerosi multiple, demenza, Parkinson, embolizzati, bimbi affetti da paralisi cerebrali infantili o emiparesi. Il protocollo infatti per il trattamento di pazienti con problemi neurologici prevede un primo ciclo di 20 sedute di fisioterapia in associazione a ossigenoterapia iperbarica seguito da cicli di 10 sedute a distanza di 3 mesi l’uno dall’altro fino a un anno, arco di tempo minimo per vedere miglioramenti in pazienti affetti da disturbi neurologici. L’ossigenoterapia iperbarica ha lo scopo di ossigenare i tessuti e rilassare il tono muscolare in preparazione al trattamento e, a seconda degli obiettivi della fisioterapia, può essere praticata immediatamente dopo oppure all’interno della stessa camera iperbarica. I risultati che si possono raggiungere, a seconda del quadro clinico generale del paziente, sono: miglioramenti nell’ipertono muscolare, del movimento, aumento della forza, abbassamento del livello di affaticamento, maggiore autonomia, miglioramento dell’ attenzione, dell’iniziativa e dell’umore.

Ultimo ma certamente tra le più interessanti patologie di applicazione è l’OTI nella sclerosi multipla, dove il risultato più importante è la drastica riduzione delle poussès e dell’effetto lesivo delle stesse. Questo studio nasce nel lontano 1982, condotto dal prof. R. Pallotta, dell’istituto di studi e ricerche subacquee e iperbariche di Napoli, per poi continuato in Florida dal celeberrimo prof. Neubauer e da Fisher B.H. in California. L’OTI trova oggi impiego negli USA per la cura della paralisi cerebrale infantile. Va ricordato però che l’approccio in questo caso è multidisciplinare e che l’OTI è considerata un ausilio alla riabilitazione.

Vi accennavo all’ importanza dell’OTI in otorinolaringoiatria. Infatti proprio da linee guida, la sordità parziale o totale, secondaria a ischemia a eziologia trombo-embolica, traumatica o infettiva è una delle indicazioni specifiche purchè la sintomatologia è presente da non oltre 30 giorni con audiometria positiva per impegno percettivo nel range compreso tra i 200 ed i 2000 Hertz, con una restitutio ad integrum già dopo 10-15 sedute. ¹

Mentre è conclamato come l’OTI rappresenta l’unico trattamento di elezione e salvavita per due delle patologie più diffuse come la malattia da decompressione e l’intossicazione da monossido di carbonio, problema questo che nonostante la reale entità non sia tuttora ben definita, ormai è un dato confermato che rappresenta il quadro più comune di avvelenamento accidentale nei paesi industrializzati.

Infatti il CO, gas inodore e incolore, è così tossico perchè si lega saldamente agli atomi di ferro presenti nell’emoglobina del sangue, formando un complesso molto più stabile di quello che viene formato dall’ossigeno, rilasciando sempre meno ossigeno al cervello, portando inizialmente ad uno stato di incoscienza e poi alla morte per asfissia; infatti il dato fisiopatologico principale è che il bersaglio preferito del CO è il ferro ferroso (Fe2+) di qualunque emoproteina intra ed extravascolare e che l’ipossia indotta dal CO favorisce ulteriormente il legame di CO al Fe2+ e incrementa il contenuto intracellulare di Fe2+; pertanto la tossicità di CO è il risultato di una combinazione di ipossia di trasporto (carbossiemoglobina), ipossia cellulare (carbossimioglobina, legame con i citocromi) e danno diretto del tossico (effetti sull’endotelio). Fermo restando che il valore della COHb, è indicativo solo per la diagnosi di intossicazione da monossido di carbonio, non è di per sé indice di gravità dell’intossicazione, e pertanto si consiglia il trattamento dei pazienti asintomatici con COHb > 25%, nei bambini asintomatici con età <12 anni con COHb >10% e nei pazienti asintomatici con pregressa ischemia miocardica con COHb > 15%. ².Mi soffermo su questa patologia perché va tenuto presente uno degli effetti collaterali più gravi, quale principale postumo dell’ intossicazione da CO, cioè la cosidetta sindrome post-intervallare, che si manifesta con deficit neurologici che spesso rimangono in modo permanente, con una frequenza di comparsa che varia dal 5 al 76% e con un impatto socio-economico altissimo oltre che di disabilità per il paziente stesso; la sintomatologia è molto variabile e si presenta con deficit mnesici o di concentrazione che sono i più frequenti, deterioramento mentale, incontinenza urinaria, disturbi motori come movimenti coreoatetosici-parkinsonismo, incontinenza fecale, cecità corticale, convulsioni, sintomatologia simile a quella della sclerosi multipla, neuropatie periferiche, modificazioni della personalità, afasia di Wernicke, sindrome di Korsakoff, agnosia, mutismo, demenza, psicosi, sindrome maniaco-depressiva; tali alterazioni possono essere associate o meno ad alterazioni elettroencefalografiche. Un problema a se stante è rappresentato dall’esposizione del bambino “in utero”, che merita una discussione a parte. Voglio infine accennarvi dell’applicazione dell’OTI in campo oncologico, partendo dal funzionamento delle cellule ipossiche; infatti la presenza di un piccolo numero di cellule ipossiche –radioresistenti- fa la differenza tra successo e insuccesso nella terapia del tumore; non a caso esse rappresentano un focus per la ricrescita della stessa massa tumorale: laddove i nuclei di cellule ipossiche non si re-ossigenano velocemente ed efficientemente, il tumore non risponde bene alla radioterapia. È necessaria una dose di radiazioni di circa tre volte maggiore per uccidere le cellule ipossiche rispetto a quelle ben ossigenate; l’ossigeno quindi è in grado di ridurre la resistenza alla radioterapia la cosiddetta radiosensibilità relativa. Assegnando una potenza 1 alla radiosensibilità in condizioni anossiche, sperimentalmente essa diventa 3 volte superiore migliorando l’ossigenazione (Hall, 1994; Rampling,1994). Anche in letteratura medica è oramai approvato che le cellule tumorali ipossiche la cui pressione parziale dell’ossigeno è <10 mmHg sono resistenti alle radiazioni, che l’ossigeno è un potente radio-sensibilizzante e che l’ossigenoterapia iperbarica è appropriata nella prevenzione e terapia delle radiolesioni. Per intenderci nella cellula tumorale anossica con una ppO2 <10 mm Hg, l’ossigeno iperbarico crea un sovraccarico di stress ossidativo che favorisce la distruzione della catena 1α dell’HIF, che l’ hypoxia induced factor ossia il fattore il responsabile dell’ipossia. Sappiamo infatti che la radioterapia induce radicali liberi di ossigeno all’interno delle cellule e sono altamente tossici; pertanto l’uso di ossigeno iperbarico allevia questi effetti negativi e spesso li previene. Negli USA infatti il professor Camporesi, che è presidente dell’Undersea and Hyperbaric Medical Society (U.H.M.S.) e direttore del Dipartimento di Anestesia e terapia Intensiva della Suny Upstate Medical University of Syracuse, New York, ha consolidato tale trattamento affermando che al momento le indicazioni dell’ossigenoterapia in soggetti sottoposti a terapia radiante sono quelli della prostata, della laringe, della vescica e del seno, con studi per indicazione verso altre forme tumorali. In Italia invece come da protocollo SIMSI, l’utilizzo dell’OTI trova largo impiego nella radionecrosi della mandibola e dei tessuti molli.

Vi ricordo un’importante normativa, di recente approvazione, la UNI11366, del 24 giugno 2010 la legge sulla “sicurezza e tutela della salute nelle attività subacquee ed iperbariche professionali al servizio dell’industria – Procedure operative”, il cui testo sancisce che qualsiasi industria che operi in alto o basso fondale debba avvalersi obbligatoriamente ed esclusivamente il medico iperbarico e subacqueo.

Infine è doveroso ricordare uno dei temi più caldi e controversi, a cui moltissimi utenti spesso non trovano risposte o le trovano in parte. Mi riferisco alla certificazione medica di idoneità subacquea ricreativa e professionale. Ebbene la legislazione italiana prevede che chiunque si dedichi ad attività sportive agonistiche debba sottoporsi, con periodicità annuale o biennale, a seconda del tipo di sport praticato, ad una visita di idoneità effettuata da un medico specialista, in quanto i rischi più frequenti sono rappresentati dalle lesioni traumatiche e dagli incidenti cardiovascolari.

Per quanto riguarda l’attività subacquea, la federazione di riferimento del CONI è la FIPSAS -Federazione Italiana per la Pesca Sportiva e l’Attività Subacquea-; infatti in Italia l’attività subacquea è considerata uno sport agonistico, per un decreto legge basato su un parere della Federazione Italiana Pesca Sportiva ed Attività Subacquee, comitato olimpico italiano e alla CMAS-, ciò nonostante non sempre è richiesto il certificato da parte di altre agenzie didattiche.

Non a caso la subacquea rientra tra le attività sportive con maggior impegno cardiovascolare di tipo neurogeno, caratterizzata cioè da modesto impegno cardiaco da un punto di vista emodinamico cioè di portata cardiaca ma elevato sul piano della sollecitazione neuroormonale, soprattutto adrenergica con incrementi medio-elevati della frequenza cardiaca, tipico delle competizioni ad importante impatto emotivo.

Infatti in base al decreto ministeriale del 23 febbraio 1983, gli accertamenti sanitari da svolgersi per ottenere l’idoneità alla pratica della subacquea a livello ludico-ricreativo sono i seguenti, la cui idoneità deve essere certificata dal medico sportivo ed ha validità annuale:

visita medica, il cui modello è riportato su apposita scheda valutativa, che comprende anamnesi (familiare, fisiologica, patologica, interventi chirurgici, infortuni), rilievo di peso e statura e
trofismo, esame obiettivo rivolto in particolare agli organi e apparati impegnati nello sport praticato (apparato locomotore, apparato cardio-respiratorio, addome, orecchie, occlusione dentale, articolazione temporo-mandibolare), valutazione dell’acutezza visiva (naturale e/o corretta) e del senso cromatico, udito (voce sussurrata a 4 metri).

+ esame completo delle urine
+ spirometria con rilievo di capacità vitale (CV), capacità vitale forzata (CVF), volume espiratorio massimo al  secondo (VEMS o FEV1), indice di Tiffeneau (VEMS/CV) e massima ventilazione volontaria (MVV)
+ ECG a riposo (frequenza cardiaca – FC, intervallo PQ, intervallo QT)
+ ECG dopo sforzo (indice rapido di idoneità – IRI)
+ visita otorinolaringoiatrica con audiometria

Nel caso in cui sussistano per motivi di valutazione del medico, richieste di esami aggiuntivi, il candidato dovrà sottoporsi a ulteriori accertamenti diagnostici ma sui quali non mi prolungo perché sarebbe oggetto di un altro articolo. Diverso è il discorso per la subacquea professionale e/o industriale, per i lavoratori OTS cioè gli operatori tecnici subacquei, i cui protocolli medici, per ottenere l’idoneità, sono complessi e di esclusiva competenza del medico iperbarico e subacqueo. Mi soffermo infine su un ultimo argomento cruciale: oramai è prassi, assolutamente sbagliata e con risvolti medico-legali, farsi rilasciare l’idoneità medica, per poter conseguire i vari livelli di brevetto subacqueo, o dal medico di base o dal pediatra; infatti come accade sempre e come potete constatare voi stessi, in tutti i diving e i villaggi turistici e/o resort italiani ed esteri, fanno firmare un foglio di autocertificazione che attesta il famoso “stato di buona salute” e quasi sempre senza l’idoneità medica; nulla di più sbagliato!! Infatti voglio ricordare che l’acqua è definita “ambiente straordinario” e pertanto, è deontologicamente corretto e soprattutto verso i consumatori, che l’idoneità venga rilasciata o dal medico specialista in medicina dello sport o in medicina iperbarica e subacquea, nel rispetto delle proprie competenze.

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