desenvolvimento de sistemas microemulsionados …
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE – ICS
CURSO DE BACHARELADO EM FARMÁCIA
DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS MICROEMULSIONADOS PARA
VEICULAÇÃO DO ÓLEO DE CASTANHA-DO-BRASIL (Bertholletia excelsa H.B.K).
KAROL PATEL FIORI
Sinop-MT (2017/02)
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO - CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE – ICS
CURSO DE BACHARELADO EM FARMÁCIA
DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS MICROEMULSIONADOS PARA
VEICULAÇÃO DO ÓLEO DE CASTANHA-DO-BRASIL (Bertholletia excelsa H.B.K).
KAROL PATEL FIORI
Trabalho de Curso apresentado ao Curso de
Farmácia da Universidade Federal de Mato
Grosso – UFMT, campus de Sinop para obtenção
do título de Farmacêutico, sob a orientação da
Profª Drª Dênia Mendes de S. Valladão.
Sinop-MT (2017/2)
“Dedico este trabalho a Deus, a minha vó, Hilda,
aos meus pais, Adriani e Denilson, a minha tia,
Andréa, e meu irmão João Victor, pelo apoio,
compreensão e paciência. Por me incentivarem na
busca pelo conhecimento, nas responsabilidades
da vida, sendo o meu exemplo de superação e
força de vontade.”
AGRADECIMENTOS
Agradeço em primeiro lugar a Deus, por permite que eu completasse mais uma etapa da
minha vida, por me dar saúde, força, coragem e principalmente fé, por estar comigo nos
momentos em que inúmeras vezes pensei em desistir, por ser o melhor em todos os
momentos.
Agradeço a minha família, minha mãe Adriani pelo exemplo de mulher batalhadora, que
nunca mediu esforço para que pudesse realizar os meus sonhos, ao meu pai Denilson que
sempre foi meu exemplo de caráter e dignidade, obrigada por batalharem tanto para que
pudesse completar meu estudos, agradeço a minha segunda mãe conhecida como vó Hilda a
qual me falta palavras para agradecer tudo o que fez e faz por mim, minha guerreira, meu
exemplo, meu orgulho, agradeço a tia Andréa e o tio Ramirez que sempre me trataram com o
maior amor do mundo, me deram casa, amor, cuidado e sempre me incentivaram a correr atrás
dos meus sonhos. Meu irmão João Victor, minhas tias, Alezandra e Tatiane que sempre
estavam ali torcendo para que tudo desse certo. Agradeço pelo apoio, amor e dedicação por
todos esses anos.
Agradeço a minha orientadora, Prof. Dra. Dênia Mendes de Sousa Valladão, que é uma mãe,
com toda a sua paciência, ensinamento, conselhos que levo para a vida, puxões de orelha e
incentivo para a conclusão deste trabalho. Agradeço também ao Prof. Dr. Elton Brito Ribeiro
e a Prof. Dra. Carla Regina Andrighetti, por todo o conhecimento transmitido, pelo trabalho
em conjunto no laboratório, por todo cuidado, atenção e confiança. Agradeço também a todos
os professores que transmitiram seus ensinamentos, durante a minha graduação e que tiveram
grande influência na minha formação acadêmica.
Agradeço aos meus amigos do laboratório, Aléxia Lorenzi Raiser, Marcia Regina Marcílio,
Maycon de Paula, Jéssica Iara Schons, pelo auxílio nas atividades de pesquisa realizadas.
Agradeço aqueles que a universidade me proporcionou a chamar de amigos, Jéssica Iara
Schons, Thannata Barbosa da Costa, Tediane de Paula, Laryza dos Santos Avelar, Danieli da
Rocha pela parceria acadêmica, pelos momentos de risada, de alegrias e aqueles momentos
que o filho chora e mãe não vê, pela amizade incrível que irei levar para o resto da vida, amo
vocês!
Agradeço a parceria, companheirismo, puxões de orelha, o cuidado, as orações e o carinho da
Nayara Crivelli, Andreia Lins, Maessa Eduarda Silva, Larissa Garcia Andrade, Misael
Fernando e Carla Juliana de Carvalho Fernando.
Agradeço a todos que de certa forma estiveram envolvidos em minha trajetória acadêmica,
fazendo está vida valer cada dia mais a pena.
RESUMO
O Brasil é um país rico em espécies frutíferas, cujos produtos se destacam,
principalmente, por suas agradáveis e, até mesmo, exóticas peculiaridades sensoriais como
cor, sabor e aroma. Dentre as espécies encontradas no norte do Brasil destaca-se a castanha-
do-brasil (Bertholletia excelsa H.B.K.), um fruto nativo, que apresenta potencial econômico,
tecnológico e nutricional e que vem despertando o interesse de estudos científicos em
diversificadas áreas, tais como alimentícia, farmacêutica e cosmética. A castanha–do-brasil é
uma oleaginosa constituída por 60-70% de óleo, 15-17% de proteínas, além de vitaminas e
sais minerais. A presença destes constituintes no óleo faz com que ele possua propriedades
emolientes, hidratantes e nutritivas sobre a pele, impedindo a lipoperoxidação e evitando a
formação de radicais livres e retardando o envelhecimento cutâneo. Neste contexto, o objetivo
do trabalho foi desenvolver sistemas microemulsionados contendo óleo de castanha-do-brasil,
bem como, determinar a sua estabilidade físico-química. Os sistemas microemulsionados
foram preparados com mistura dos tensoativos oleato de sorbitano (Span 80), polissorbato 80
(Tween 80) e o co-tensoativo, 1-butanol, óleo da castanha-do-brasil e água destilada de forma
a permitir a determinação da região de microemulsão (ME) em diagrama pseudoternário, de
onde foram selecionadas dez amostras para estudos de estabilidade preliminar. Destas
amostras, cinco ME(s) passaram nos testes de estabilidade preliminar e então foram
submetidas aos ensaios de estabilidade acelerada por um período de 90 dias, onde observou-se
estáveis três amostras por todo o período. Assim as ME indicam que o óleo de castanha-do-
Brasil é uma opção de fase oleosa para desenvolvimento de ME(s), sendo promissor para
utilização de novas formulações cosméticas e farmacêuticas.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 9
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................................. 11
2.1.Aspectos gerais: Bertholletia excelsa H. B. K. ............................................................... 11
2.2. Constituição da Castanha-do-brasil .............................................................................. 12
2.3 Microemulsões ................................................................................................................ 13
2.3.1 Aplicações das Microemulsões................................................................................ 14
2.3.2 Caracterização das Microemulsões .......................................................................... 15
3. ARTIGO ............................................................................................................................... 17
REFERÊNCIAS ....................................................................................................................... 25
9
1. INTRODUÇÃO
Um dos países que apresenta uma vasta diversidade de espécies frutíferas é o Brasil,
mas muitas destas espécies ainda são pouco exploradas, mesmo apresentando características
sensoriais que podem se destacar em diversas áreas (alimentícia, farmacêutica, cosmética, etc)
acabando sendo utilizadas somente para comercio regional (PROENÇA et al., 2000).
Dentre as variedades que encontramos no norte do Brasil tem apresentado destaque a
castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa H.B.K.), uma semente nativa dessa região, que
apresenta potencial econômico, tecnológico e nutricional e vem despertando o interesse de
estudos científicos em diversificadas áreas, tais como alimentícia, farmacêutica e cosmética
(MATSUURA, 2005; YARED, 1990).
O fruto da castanha–do-brasil é conhecido como ouriço e possui várias sementes no
qual 60-70% são constituídos de óleo, proteínas (15-17%), vitaminas e sais minerais
(CHUNHIENG et al., 2008; FERREIRA et al., 2006). A presença destes constituintes
contribui para ação emoliente, hidratante e nutritiva sobre a pele, impedindo a
lipoperoxidação e evitando a formação de radicais livres, consequentemente retardando o
envelhecimento cutâneo (PIANOVSKI et al., 2008; REGITANO-d´ÁRCE e SIQUEIRA,
1995; SUN et al., 1987).
Os óleos obtidos de frutos vem se destacando na área cosmética e farmacêutica, pois
aliado ao desenvolvimento de novas formulações contribuem na aplicação e incorporação de
moléculas biologicamente ativas, favorecendo muitas vezes na ação terapêutica (BONIFÁCIO
et al., 2013; FARAJI e WIPF, 2009).
Neste sentido as microemulsões (MEs) e as nanoemulsões (NEs) ganham destaque
uma vez que apresentam partículas da ordem de 100 nm de diâmetro.
O desenvolvimento de MEs e NEs associados a compostos bioativos se tornam
interessantes pois a presença de ácidos fenólicos, flavonóides, flavonóis, fitoesteróis,
tocoferóis e antocianinas, bem como alguns ácidos gordurosos (oleico, linoleico e palmitico)
associado aos sistemas micro e nanoemulsionados possuem efeitos terapêuticos em resposta a
microrganismos patogênicos devido a estimulação celular, que pode ser observada pela
ativação do metabolismo oxidativo (ATANASOV et al., 2015; HUANG et al., 2011;
NAKATSUJI et al., 2010; WASULE et al., 2014).
Assim, sendo a castanha-do-brasil rica em ácidos graxos (ALASALVAR; PELVAN,
2011) vitaminas (FREITAS et al.,2008) e outros compostos como taninos, ácido elágico,
curcumina, flavonoides e isoflavonas (KRIS-ETHERTON et al., 2002), torna-se interessante
para o desenvolvimento de sistemas microemulsionados. Portanto, o trabalho teve como
10
objetivo o desenvolvimento e caracterização de sistemas microemulsionados contendo óleo de
castanha-do-brasil.
11
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1.Aspectos gerais: Bertholletia excelsa H. B. K.
Umas das maiores riquezas desse planeta é Floresta Amazônica, que é considerada a
maior floresta tropical, com grande biodiversidade, colaborando para o equilíbrio do planeta
terra. O seu ecossistema é muito vasto, o que atrai os olhares de pesquisadores e estudiosos
em várias áreas (MEGALE, 1999).
Com relação à flora amazônica, muitas plantas com seus frutos vêm sendo utilizados não
só para consumo, mas também para tratamentos paliativos por apresentarem substâncias com
propriedades que podem colaborar no tratamento de enfermidades, e ainda na prevenção de
doenças. Apesar da grande quantidade de espécies já encontradas e documentadas, muitas
ainda não foram descobertas, e/ou possuem substâncias com funções ainda desconhecidas, ou
algumas desaparecem mesmo sem se tornarem conhecidas (VAL et al., 2008).
A fruticultura brasileira tem apresentado avanços na economia e na produção destes frutos
para exportação devido às características sensoriais e nutricionais (SANTOS, 2013), além de
substâncias que auxiliam na prevenção e no combate de doenças, como exemplo o açaí,
laranja, cupuaçu, buriti entre outros (CARVALHO, 2003; LACERDA,2004).
Entre a grande variedade de frutos, destaca-se a castanheira, cuja as sementes apresentam
benefícios para a saúde, além de apresentar grande potencial de utilização na indústria
farmacêutica e cosmética.
As sementes da castanheira são conhecidas popularmente e comercialmente como
castanha-do-pará, porém devido ao comércio exterior, foi criado um decreto lei sob N°
51.209, de 18 de setembro de 1961, o qual passou a ser denominada como castanha-do-brasil
(BRASIL,1961).
A castanheira é uma árvore ligada à cultura das populações da região Amazônica sendo as
castanhas obtidas por extrativismo nos períodos de chuva, de dezembro a junho, com grande
valor ecológico, social, econômico e alimentar (SILVA, ASCHERI, SOUZA, 2010).
Muitas famílias sobrevivem de extração e venda da semente da castanheira, que além da
finalidade alimentícia, tem sido utilizado no desenvolvimento de novos produtos de origem
medicamentosa e cosmética.
O Brasil é um dos maiores produtores mundiais desse fruto, com uma safra média de 35
mil toneladas e uma área plantada em torno de 325 milhões de hectares na Amazônia
(IBGE,2010).
12
2.2. Constituição da Castanha-do-brasil
A castanheira produz os ouriços, o qual apresenta uma casca dura e rugosa, contendo
dentro as sementes, que são utilizadas para o consumo (FREITAS et al., 2007) (Figura1).
Figura 1. A castanheira, o ouriço e as sementes da castanha-do-brasil. Fonte:http://sodrepara.blogspot.com.br/2013/04/castanha-do-para-ou-castanha-do-brasil.html
A semente da castanha-do-brasil é considerada uma oleaginosa constituída por 60-70% de
óleo, 15-17% de proteínas, além de vitaminas (A, E, B1, B2 e B3) e sais minerais como
cálcio, sódio, ferro, potássio, magnésio e selênio, entre outros. A presença do selênio possui
destaque devido a suas propriedades antioxidantes, o que reduz a produção de radicais livres
(CHUNHIENG et al., 2008; FERREIRA et al., 2006). São fontes de substâncias
antioxidantes, como compostos fenólicos (taninos, ácido elágico, curcumina e flavonóides -
luteolina, quercetina, miricetina, kaempferol, resveratrol) e isoflanovas (genisteína e
daidzeína) (FREITAS et al.,2007; KRIS-ETHERTON et al., 2002; SANTOS, CORRÊA,
LANNES, 2011).
O selênio, mineral particularmente abundante na castanha-do-brasil, está relacionado a
processos antioxidantes por ser um elemento essencial para a síntese da enzima glutationa
peroxidase em muitas reações de óxido-redução (STRUNZ et al., 2008).
O óleo obtido das sementes apresenta efeitos benéficos para o consumo por apresentar uma
ação sinérgica de seus ácidos graxos e conteúdo de compostos bioativos. Recentes
observações sugerem que os compostos antioxidantes e anti-inflamatórios presentes nas
castanhas estão fortemente relacionados a um efeito favorável na redução do risco de
13
ocorrência de doenças cardiovasculares (BLOMHOFF et al., 2006; ROS, 2009; YANG,
2009).
Ainda, a presença destes constituintes no óleo faz com que ele possua propriedades
emolientes, hidratantes e nutritivas sobre a pele, impedindo a lipoperoxidação e evitando a
formação de radicais livres (FERREIRA et al., 2008; PIANOVSKI et al., 2008) tornando-o
promissor no desenvolvimento de produtos.
2.3 Microemulsões
A mistura de duas fases liquida imiscíveis estabilizadas por tensoativos pode formar
emulsões, microemulsões e nanoemulsões.
As emulsões são dispersões opticamente turvas e leitosas, diâmetro das gotículas é em
torno de 1-10µm e normalmente, são obtidas por agitação mecânica e inversão de fase devido
a sua instabilidade termodinâmica (BAGWE et al., 2001; KAWAKAMI et al., 2002a;
TENJARLA, 1999).
As microemulsões (MEs) são dispersões macroscopicamente homogêneas,
translúcidas e termodinamicamente estáveis de óleo e água, estabilizadas por um filme
interfacial de tensoativos e co-tensoativo (LAWRENCE e REES, 2012; RIBEIRO et al.,
2015), apresentando-se como gotículas de diâmetro da ordem de 100 nm (KREILGAARD,
2002) enquanto que as nanoemulsões (NEs) são dispersões homogêneas e isotrópicas de uma
mistura de fase aquosa com uma fase oleosa, estabilizada por um tensoativo e se necessário
faz-se o uso de um co-tensoativo. NEs são constituídas por gotículas que se apresentam com
diâmetro variando entre 20 e 300 nm e são termodinamicamente instáveis (FERNANDEZ et
al., 2004; JOE et al., 2012; KLANG et al., 2012; SOLANS et al., 2005).
A diferença entre uma Microemulsão e uma emulsão pode ser nitidamente estabelecida.
A tensão interfacial de uma ME é muito baixa quando comparada com a de uma emulsão. Isso
pode levar a formação espontânea das MEs e, consequentemente, a um pequeno tamanho das
gotículas, enquanto que as emulsões devido à instabilidade termodinâmica são obtidas
principalmente por agitação mecânica (BAGWE et al., 2001; TENJARLA, 1999;). Já a
diferença entre as microemulsões e nanoemulsões é devido ao tipo de sistema, onde as
microemulsões são termodinamicamente estáveis e as nanoemulsões são cineticamente
estáveis, não requerendo altas concentrações de tensoativos (entre 3,0 a 10%) comparado às
microemulsões que possuem carga de tensoativos superior (CAMARGO, 2008).
14
Os tensoativos apresentam um papel muito importante nas formações de sistemas
emulsionados sendo utilizados para que ocorra a formação de um filme molecular nas
interfaces entre fase oleosa e aquosa reduzindo assim a tensão interfacial e superficial
(DALTIN, 2011; DELNUNZLO,1990; ROSEN, 1978).
Na maioria das vezes é adicionado concomitantemente ao tensoativo, um co-tensoativo,
que é uma molécula não iônica com função de colaborar na estabilização do sistema. Na
maioria das vezes utiliza-se um álcool de cadeia curta (ANSEL, POPOVICH, ALLEN, 2000;
BARROS NETO, 1995).
A estabilização de uma ME depende da interação estabelecida pelos agentes tensoativos
e co-tensoativos entre água e o óleo. O desenvolvimento de sistemas termodinamicamente
estáveis é determinado pela proporção de tensoativos (LAWRENCE, REES, 2012; MYERS,
1999).
A orientação de uma microemulsão para classificação óleo em água (O/A) ou água em
óleo(A/O) são dependentes das propriedades físico-químicas do tensoativo e do óleo, da
relação entre as proporções tensoativo/co-tensoativo e entre as proporções água/óleo
(CONSTANTINIDES et al., 1994; CRUZ, UCKUN, 2001; DALMORA, OLIVEIRA,1999;
LAWRENCE, 1996).
Quando a força de solvatação for maior na fase aquosa o composto de tensoativo curva-
se em direção à fase oleosa formando microemulsões do tipo O/A e já a microemulsões A/O
ocorrem quando a força de solvatação for mais forte na fase oleosa, ou seja, o filme se curva
na direção da fase aquosa, e em uma situação intermediária a interface assume uma
configuração bicontínua (CONSTANTINIDES et al., 1994; OLIVEIRA et al., 2004).
Os tamanhos de gotículas das MEs se apresentam, entre 10-300nm, aproximadamente
100 vezes menor do que o tamanho médio das gotículas de emulsões, que é em torno de 1-
10µm (KAWAKAMI et al., 2002a; KAWAKAMI et al., 2002b; LANGEVIN, 1988). Por essa
razão, MEs são relativamente translúcidas, ou seja, opticamente límpidas, o que se justifica
pelo fato de o diâmetro médio das gotículas ser menor do que ¼ do comprimento de onda da
luz incidente. Com isso, as mesmas não espalham luz e o sistema fica transparente
(LANGEVIN, 1988; ROSANO, 1974).
2.3.1 Aplicações das Microemulsões
A aplicação dos sistemas microemulsionados, na maioria das vezes, são capazes de
compartimentalizar fármacos nas gotículas da fase interna, os quais possuem propriedades
15
físico-químicas bastante diferentes das do meio dispersante, induzindo modificações nas
propriedades biológicas dos fármacos incorporados (BHARGAVA et al., 1987).
Esses sistemas melhoram a solubilização de fármacos lipofílicos em água e os protegem
contra hidrólise enzimática, além de aumentar o potencial de absorção devido à presença de
tensoativo (CRUZ, UCKUN, 2001) e muitas vezes permite a redução da dose administrada e
minimizando os efeitos colaterais dos fármacos (BHARGAVA et al., 1987).
A vantagem das ME se dá pela sua transparência, alta estabilidade, fácil preparação e
capacidade de incorporar diferentes classes de fármacos com diferentes propriedades físico-
químicas (ABOOFAZELI et al., 2000; ALVAREZFIGUEROA e BLANCO-MÉNDEZ, 2001;
CORTESI et al., 1997; FORMARIZ et al., 2005; GUSTMANN et al, 2017; LAWRENCE e
REES, 2000; OLIVEIRA et al., 2004).
Ainda as MEs podem proporcionar uma modificação na biodisponibilidade e na
diminuição da toxicidade dos fármacos, visto que esses sistemas apresentam-se como
reservatórios capazes de liberar e direcionar os fármacos para tecidos e células específicas do
organismo e, além disso, dependendo de sua composição, podem ser aplicados, às vias de
administração oral, ocular, parenteral, transdérmica, vaginal e retal (GUPTA et al., 2008).
O interesse na aplicação das microemulsões como sistemas de liberação de fármacos
vem ganhando mais atenção por parte dos laboratórios industriais e dos pesquisadores
acadêmicos. No campo farmacêutico, estudos têm sido encontrados na literatura descrevendo
o uso desse sistema nas mais variadas vias de administração (KARASULU, 2008). O
despertar para esse veículo é porque possuem características que as tornam ideais como
candidatas a formulação de fármacos pouco solúveis em água e baixa permeabilidade, a ser
administrada por via oral (NORNOO et al., 2009).
O desenvolvimento de MEs ainda pode ser considerado como sendo uma nova área do
sistema de transporte de fármacos, permitindo perspectivas sobre o assunto. Por essa razão,
muitos estudos estão sendo realizados para o desenvolvimento de diversas aplicações
terapêuticas, como, por exemplo, a sua utilização como cosmético, mas também para que a
incorporação de fármacos no seu interior de modo a combater infecções, inflamações,
neoplasia, etc (D’CRUZ et al., 2001; FORMARIZ et al., 2006; SILVA et al., 2009b; SILVA
et al., 2010).
2.3.2 Caracterização das Microemulsões
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Várias técnicas são empregadas para caracterização das MEs. Inicialmente é importante
se estabelecer um diagrama de fases do sistema sob investigação, para definir a extensão da
região da ME e a relação com as outras fases (BAKER et al., 1984).
Os ensaios comumente utilizados são, pH, densidade, viscosidade, espalhamento de luz,
índice de refração, reologia, aspectos macroscópicos, condutividade elétrica e potencial zeta,
que são importantes técnicas utilizadas para observação dos sistemas formados e
caracterização do mesmo (ALLEN JR, 2007; CONSTANTINIDES, 1995; MILAN, 2007;
ROSSI et al., 2007). Estes ensaios são importantes durante o desenvolvimento de produtos,
bem como no processo de produção e controle de qualidade (SCOTT, 2000).
Entre as técnicas utilizadas para caracterização das MEs, a microscopia de luz
polarizada é fundamental para verificar a isotropia do sistema, da mesma maneira que o
espalhamento de luz e métodos espectroscópicos, como ressonância magnética nuclear são
importantes para determinar a sua estrutura interna (ROSSETI, 2006).
O espalhamento luz dinâmico é a técnica que permite obter o diâmetro hidrodinâmico
(DH) dos agregados coloidais, para obter o resultado de DH e o potencial zeta (ζ) leva em
conta a interação das micropartículas com o meio e a cobertura presente na sua superfície. Por
sua vez o potencial zeta reflete diretamente na estabilidade de um coloide e para que este seja
considerado estável, o valor absoluto do potencial ζ deve ser maior ou igual a 30 mV
(PERCORA, 1985). Com relação aos aspectos reológicos, os sistemas microemulsionados
líquidos, na maioria das vezes, se comportam como sistemas não Newtonianos devido a sua
mudança na viscosidade com o aumento da velocidade de cisalhamento (COTRIM,
HONORIO-FRANÇA, FRANÇA, 2010; SCOTT, 2000; WOOD, 1986).
Dentro deste contexto, o trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e
caracterização de sistemas microemulsionados contendo óleo de castanha-do Brasil.
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3. ARTIGO
O artigo foi elaborado de acordo com as normas da Revista Química Nova, à qual foi
submetido e publicado (Quim. Nova, Vol. 40, No. 9, 1051-1057, 2017).
Microemulsion of brazil nut oil as a natural product to improve superoxide release in
human phagocytes. http://dx.doi.org/10.21577/0100-4042.20170113
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