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《現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)》課程導(dǎo)言歡迎學(xué)習(xí)《現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)》課程!本課程將探討現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的發(fā)展史、倫理原則、動(dòng)物福利和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的應(yīng)用。認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的歷史淵源古代文明古代埃及、希臘和羅馬的醫(yī)學(xué)實(shí)踐中,動(dòng)物用于疾病研究和治療方法的探索。中世紀(jì)阿拉伯醫(yī)學(xué)家在動(dòng)物身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),研究生理功能和藥物療效。文藝復(fù)興解剖學(xué)和生理學(xué)的發(fā)展推動(dòng)了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的興起,例如,威廉·哈維的血液循環(huán)理論就是通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)得出的?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成為生物醫(yī)學(xué)研究的重要手段,在傳染病、疫苗、藥物開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域發(fā)揮了關(guān)鍵作用。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的研究對(duì)象哺乳動(dòng)物嚙齒類(lèi)動(dòng)物,如小鼠和大鼠,是實(shí)驗(yàn)室最常用的模型。家禽雞、鴨等家禽在生物學(xué)研究中也很常見(jiàn)。靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物猴子等靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物在神經(jīng)科學(xué)和行為學(xué)研究中扮演著重要角色。魚(yú)類(lèi)斑馬魚(yú)等魚(yú)類(lèi)是研究發(fā)育生物學(xué)和遺傳學(xué)的重要模型。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的研究領(lǐng)域動(dòng)物模型的建立研究人員利用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物建立模擬人類(lèi)疾病或生理現(xiàn)象的動(dòng)物模型,用于藥物開(kāi)發(fā)和疾病研究。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,有助于更深入地理解疾病的機(jī)制和治療方法。動(dòng)物行為學(xué)研究研究實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的行為模式、學(xué)習(xí)能力、社會(huì)行為等,探索動(dòng)物行為的機(jī)制和規(guī)律。通過(guò)研究動(dòng)物的行為,可以更好地理解動(dòng)物福利和行為訓(xùn)練,并為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)提供參考。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的基本原則1動(dòng)物福利保障動(dòng)物的健康和福祉,為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物提供良好的生活環(huán)境。2實(shí)驗(yàn)倫理遵守相關(guān)倫理準(zhǔn)則,確保實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理,盡量減少動(dòng)物的痛苦。3科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和重復(fù)性。4合理使用控制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用數(shù)量,盡可能減少動(dòng)物的犧牲。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生理特征心臟和呼吸實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的心臟和呼吸頻率與人類(lèi)不同,需要根據(jù)物種進(jìn)行調(diào)整。神經(jīng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能與人類(lèi)存在差異,影響著藥物和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。肌肉和骨骼實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的肌肉和骨骼結(jié)構(gòu)和功能與人類(lèi)存在差異,影響著運(yùn)動(dòng)和生理代謝。免疫系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的免疫系統(tǒng)與人類(lèi)存在差異,需要關(guān)注免疫抑制和過(guò)敏反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的行為特征1本能行為包括覓食、躲避危險(xiǎn)、繁殖等,確保個(gè)體生存和物種延續(xù)。2習(xí)得行為通過(guò)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)獲得的行為,如條件反射、迷宮學(xué)習(xí)等,可用于評(píng)估動(dòng)物的認(rèn)知能力。3社會(huì)行為群體動(dòng)物會(huì)形成社會(huì)等級(jí)和群體互動(dòng),如領(lǐng)導(dǎo)者、追隨者、領(lǐng)地爭(zhēng)奪等。4異常行為飼養(yǎng)環(huán)境不良、疾病或?qū)嶒?yàn)操作不當(dāng)?shù)?,可能?dǎo)致動(dòng)物出現(xiàn)刻板行為、攻擊性行為等。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳特征遺傳背景實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳背景對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響很大。不同的品系或種群有不同的遺傳特性,這些特性會(huì)影響動(dòng)物對(duì)藥物或環(huán)境因素的反應(yīng)?;蚪M隨著基因組學(xué)技術(shù)的發(fā)展,科學(xué)家們可以對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的基因組進(jìn)行測(cè)序和分析,了解它們基因型的差異,并將其與表型聯(lián)系起來(lái)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的代謝特征不同實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的代謝率差異較大。代謝速率受年齡、性別、品種、環(huán)境等因素影響。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收能力存在差異。需要根據(jù)動(dòng)物的種類(lèi)制定合理的飼料配方和喂食方案。水分代謝能力對(duì)動(dòng)物的健康至關(guān)重要。應(yīng)確保實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有充足的飲水,并根據(jù)需要提供電解質(zhì)溶液。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的代謝產(chǎn)物會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。需要制定相應(yīng)的廢棄物處理方案,防止污染環(huán)境。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的免疫特征免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物擁有類(lèi)似于人類(lèi)的免疫系統(tǒng),包括免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫分子。免疫應(yīng)答實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)病原體、抗原等刺激能夠產(chǎn)生免疫應(yīng)答,表現(xiàn)出特異性和非特異性免疫。免疫耐受實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可通過(guò)免疫抑制或抗原誘導(dǎo)等方法,使其對(duì)特定抗原產(chǎn)生耐受,不再發(fā)生免疫反應(yīng)。免疫缺陷某些實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可能存在免疫缺陷,如裸鼠缺乏胸腺,免疫力較弱,可用于免疫學(xué)研究。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的衛(wèi)生防疫管理1環(huán)境消毒定期對(duì)動(dòng)物房進(jìn)行消毒2隔離檢疫新購(gòu)動(dòng)物隔離觀察3健康監(jiān)測(cè)定期監(jiān)測(cè)動(dòng)物健康狀況4人員防護(hù)工作人員嚴(yán)格遵守操作規(guī)范實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物的衛(wèi)生防疫管理至關(guān)重要,可以有效控制傳染病的發(fā)生,保障動(dòng)物的健康和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的飼養(yǎng)及實(shí)驗(yàn)操作1環(huán)境控制溫度、濕度、光照2營(yíng)養(yǎng)管理飼料、飲水3衛(wèi)生防疫消毒、隔離4實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)操作是保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的基礎(chǔ)。飼養(yǎng)環(huán)境需嚴(yán)格控制,并提供營(yíng)養(yǎng)豐富的飼料和清潔飲水,同時(shí)要進(jìn)行衛(wèi)生防疫,以確保動(dòng)物健康和無(wú)病。實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)遵循嚴(yán)格的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化流程,包括動(dòng)物的麻醉、手術(shù)、采樣等,以減少動(dòng)物痛苦和確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。不同類(lèi)型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的應(yīng)用小鼠模型小鼠繁殖快,易于飼養(yǎng),遺傳背景清晰,是基因工程和藥物篩選的首選動(dòng)物模型。兔模型兔子是免疫學(xué)研究、眼科實(shí)驗(yàn)、藥物毒性研究等的常用動(dòng)物模型。非人靈長(zhǎng)類(lèi)模型非人靈長(zhǎng)類(lèi)與人類(lèi)在生理、遺傳和代謝方面具有高度相似性,是生物醫(yī)學(xué)研究中不可或缺的模型。常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)鼠類(lèi)的特點(diǎn)和應(yīng)用小型嚙齒類(lèi)體積小,易于飼養(yǎng)和管理,繁殖速度快,生命周期短,適合進(jìn)行遺傳學(xué)、毒理學(xué)和藥理學(xué)研究。品系多樣包括近交系、雜交系和突變系等,可用于研究基因的功能,疾病的遺傳機(jī)制和藥物的療效。實(shí)驗(yàn)?zāi)P陀糜谘芯磕[瘤、心血管疾病、免疫疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等,為人類(lèi)疾病的研究和藥物開(kāi)發(fā)提供了重要的模型。常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)兔類(lèi)的特點(diǎn)和應(yīng)用體型特征體型中等,耳朵長(zhǎng)而直立,眼睛紅潤(rùn),毛色多樣。生物學(xué)特性繁殖能力強(qiáng),妊娠期較短,易于飼養(yǎng)管理。應(yīng)用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于藥理學(xué)、毒理學(xué)、免疫學(xué)、生物制品等研究。常見(jiàn)品種主要包括新西蘭白兔、荷蘭兔、日本大耳兔等,根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇不同品種。常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)家畜的特點(diǎn)和應(yīng)用豬豬是常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)研究、藥物開(kāi)發(fā)和毒理學(xué)研究,常用于研究心血管疾病、肥胖癥、糖尿病等。羊羊是研究消化系統(tǒng)、繁殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的重要模型,也用于研究人類(lèi)疾病,如阿爾茨海默病和帕金森病。牛牛是研究消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)等方面的理想模型,常用于研究牛病,如瘋牛病。山羊山羊是研究遺傳學(xué)、免疫學(xué)、內(nèi)分泌學(xué)和抗體生產(chǎn)的良好模型,也用于研究人類(lèi)疾病,如關(guān)節(jié)炎。常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)非人靈長(zhǎng)類(lèi)的特點(diǎn)和應(yīng)用1生理結(jié)構(gòu)相似非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物與人類(lèi)的生理結(jié)構(gòu)相似,這使得它們成為研究人類(lèi)疾病的理想模型。2行為復(fù)雜非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物擁有復(fù)雜的社會(huì)行為,這有助于研究人類(lèi)行為和心理疾病。3智力水平高非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物具有較高的智力水平,可以進(jìn)行復(fù)雜的認(rèn)知任務(wù),有助于研究人類(lèi)的認(rèn)知能力。4應(yīng)用廣泛非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、藥物研發(fā)等領(lǐng)域的研究。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相關(guān)倫理和法規(guī)倫理委員會(huì)審核動(dòng)物實(shí)驗(yàn)必須經(jīng)過(guò)倫理委員會(huì)的嚴(yán)格審查,確保實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理、動(dòng)物福利得到保障,實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有科學(xué)性和可靠性。法規(guī)規(guī)范動(dòng)物實(shí)驗(yàn)必須嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方的相關(guān)法規(guī),確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程符合倫理規(guī)范,維護(hù)動(dòng)物福利,保障實(shí)驗(yàn)人員安全。道德準(zhǔn)則動(dòng)物實(shí)驗(yàn)必須遵循動(dòng)物福利和倫理道德原則,盡量減少動(dòng)物的痛苦和傷害,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性和價(jià)值。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利的概念和內(nèi)涵1尊重生命實(shí)驗(yàn)動(dòng)物也擁有生命,應(yīng)尊重其生存權(quán)利,避免對(duì)其造成不必要的痛苦。2減輕痛苦在科學(xué)研究中,應(yīng)盡可能減輕實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的痛苦和壓力,提供最佳的生存條件和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。3合理使用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的使用需合理,避免過(guò)度或不必要的實(shí)驗(yàn),確保實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性和倫理性。4人道安樂(lè)死對(duì)于無(wú)法繼續(xù)生存或?qū)嶒?yàn)結(jié)束的動(dòng)物,應(yīng)采用人道的方法進(jìn)行安樂(lè)死,減輕痛苦,體現(xiàn)對(duì)生命的尊重。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利的評(píng)估方法行為學(xué)評(píng)估觀察動(dòng)物的行為模式,例如活動(dòng)量、進(jìn)食、飲水、社交行為等。通過(guò)觀察行為變化,評(píng)估動(dòng)物是否處于健康和舒適的狀態(tài)。生理指標(biāo)評(píng)估測(cè)量動(dòng)物的體重、體溫、心率、呼吸頻率等生理指標(biāo),評(píng)估動(dòng)物是否處于健康狀態(tài)。免疫指標(biāo)評(píng)估檢測(cè)動(dòng)物的免疫系統(tǒng)功能,例如血清抗體水平、淋巴細(xì)胞數(shù)量等,評(píng)估動(dòng)物的免疫狀況和抗病能力。病理學(xué)評(píng)估對(duì)動(dòng)物進(jìn)行尸檢,觀察組織器官的變化,評(píng)估動(dòng)物是否患有疾病,以及疾病對(duì)動(dòng)物福利的影響。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利的實(shí)踐操作1環(huán)境豐富化為動(dòng)物提供豐富的環(huán)境,例如玩具、攀爬架、躲避場(chǎng)所等,以滿足其自然行為和生理需求。2精細(xì)化管理嚴(yán)格控制動(dòng)物的飼養(yǎng)密度、溫度、濕度、光照等,并定期進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè),確保動(dòng)物生活在舒適安全的環(huán)境中。3科學(xué)化護(hù)理提供優(yōu)質(zhì)的飼料和飲水,定期進(jìn)行體檢和疾病預(yù)防,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理動(dòng)物健康問(wèn)題。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)違反倫理的案例分析不必要的重復(fù)實(shí)驗(yàn)?zāi)承┭芯咳藛T為了追求發(fā)表論文或獲得科研經(jīng)費(fèi),對(duì)動(dòng)物進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn),造成動(dòng)物不必要的痛苦。缺乏動(dòng)物福利保障實(shí)驗(yàn)中忽視動(dòng)物的生理需求和心理感受,導(dǎo)致動(dòng)物遭受過(guò)度應(yīng)激和痛苦,例如,不提供充足的食物和水,缺乏適當(dāng)?shù)男菹⒑突顒?dòng)空間。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不合理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠,浪費(fèi)動(dòng)物資源和人力物力,例如,實(shí)驗(yàn)方法粗糙,實(shí)驗(yàn)樣本量不足,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析不嚴(yán)謹(jǐn)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)合理性與必要性的判定研究目的明確實(shí)驗(yàn)必須有明確的科學(xué)目標(biāo),對(duì)人類(lèi)健康或動(dòng)物福利有潛在的益處,避免無(wú)目的或重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。替代方案不可行在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),要考慮是否存在其他替代方法,如計(jì)算機(jī)模擬、體外實(shí)驗(yàn)等,如果替代方法無(wú)法滿足研究需求,方可進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)方案合理實(shí)驗(yàn)方案要科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和有效性,減少動(dòng)物的痛苦和傷害,并遵循相關(guān)的倫理和法規(guī)。動(dòng)物福利保障實(shí)驗(yàn)中要采取措施保障動(dòng)物福利,例如使用最少量的動(dòng)物,提供適宜的飼養(yǎng)環(huán)境,以及實(shí)施無(wú)痛人道處死等。提高動(dòng)物實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的關(guān)鍵因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,科學(xué)控制變量,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和可重復(fù)性。合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可以最大程度地減少實(shí)驗(yàn)誤差,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。動(dòng)物管理嚴(yán)格控制動(dòng)物的環(huán)境條件,確保動(dòng)物健康和福利,保持動(dòng)物群體的穩(wěn)定性。良好的動(dòng)物管理可以有效降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差,提高實(shí)驗(yàn)的整體質(zhì)量。提高動(dòng)物實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性的措施嚴(yán)格的質(zhì)量控制規(guī)范實(shí)驗(yàn)流程,使用標(biāo)準(zhǔn)化的試劑和設(shè)備,確保實(shí)驗(yàn)條件的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)記錄的規(guī)范性詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)步驟,數(shù)據(jù)分析結(jié)果和動(dòng)物信息,便于重復(fù)實(shí)驗(yàn)和追溯。統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的應(yīng)用采用合適的統(tǒng)計(jì)分析方法,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和可重復(fù)性。建立標(biāo)準(zhǔn)化操作流程制定標(biāo)準(zhǔn)操作流程,減少人為誤差,提高實(shí)驗(yàn)的精確性和可重復(fù)性。規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的意義提高實(shí)驗(yàn)可重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)化操作,數(shù)據(jù)可靠可比。提升實(shí)驗(yàn)質(zhì)量減少誤差,保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。維護(hù)科研誠(chéng)信避免主觀因素干擾,確保研究結(jié)果的公正性和客觀性。促進(jìn)國(guó)際合作統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),有利于不同研究機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)共享和比較。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)個(gè)性化動(dòng)物模型利用基因編輯等技術(shù),可以創(chuàng)建更接近人類(lèi)疾病的動(dòng)物模型,提高研究的精準(zhǔn)性和可信度。例如,針對(duì)特定疾病的基因敲除或敲入動(dòng)物模型可以幫助研究人員深入了解疾病的機(jī)制,并開(kāi)發(fā)更有效的治療方法。人源化動(dòng)物模型通過(guò)移植人類(lèi)細(xì)胞或組織,可以創(chuàng)建模擬人類(lèi)生理和疾病過(guò)程的動(dòng)物模型,提高研究的可靠性。例如,使用人源化免疫系統(tǒng)的小鼠可以用于研究人類(lèi)免疫系統(tǒng)的反應(yīng),開(kāi)發(fā)針對(duì)人類(lèi)疾病的藥物。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的社會(huì)責(zé)任與使命科學(xué)研究的基石動(dòng)物實(shí)驗(yàn)在醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,為人類(lèi)健康和疾病治療做出了巨大貢獻(xiàn)。道德倫理的約束動(dòng)物實(shí)驗(yàn)必須遵循嚴(yán)格的倫理規(guī)范,確保實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的福利,減少不必要的痛苦和傷害。可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)應(yīng)追求可持續(xù)發(fā)展,通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法,提高實(shí)驗(yàn)效率,減少動(dòng)物使用量。公眾認(rèn)知與理解提高公眾對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的認(rèn)知和理解,促進(jìn)公眾參與和監(jiān)督,共同推動(dòng)動(dòng)物福利和科學(xué)進(jìn)步。課程知識(shí)點(diǎn)總結(jié)與展望知識(shí)回顧本課程系統(tǒng)闡述了現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)研究對(duì)象、研究領(lǐng)域、基本原則、生理特征、遺傳特征、免疫特征、衛(wèi)生防疫管理、飼養(yǎng)
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