CN105288698A - 一种海藻酸钙复合医用敷料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子医用生物材料技术领域，具体涉及一种海藻酸钙复合医用敷料及其制备方法。该复合医用敷料由吸收芯层、接触面层和复合凝胶涂层组成；所述的吸收芯层为黏胶层，所述的接触面层由壳聚糖纤维和活性炭纤维混纺而成，所述的复合凝胶涂层按重量份数计由以下成分组成：海藻酸钠2-4份、医用甘油0.5-1份、低分子量壳聚糖2-4份、冰片0.5-1份、纯化水80-100份。本发明提供一种由天然材料和合成高分子材料复合制成的医用敷料，且具备良好的吸收性，良好的生物相容性及生物学活性，同时具有良好的机械性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子医用生物材料技术领域，具体涉及一种海藻酸钙复合医用敷料及其制备方法。
背景技术
医用敷料作为伤口处的覆盖物，在伤口愈合过程中，可以替代受损的皮肤起到暂时性屏障作用，避免或控制伤口感染，提供有利于创面愈合的环境。随着人口的老龄化和慢性溃疡性伤口的增多，医用敷料的市场价值也变得越来越重要。1962年，英国人Winter提出了“湿润伤口愈合理论”，即伤口在湿润的环境下比干燥的环境下愈合要快，使得人们对伤口愈合过程的认识有了突破性的进展。
医用敷料可根据其材质分为传统敷料、生物敷料和合成敷料等。其中，生物敷料来源广泛，在粘附性、减轻疼痛、保护创面及减少体液渗出等方面效果良好，因此得到了人们的青睐。但某些生物敷料的渗透性、降解性、低抗原性及促愈合效果还不尽人意。理想的生物敷料应该具有以下功能：覆盖及保护创面不受感染；良好的生物相容性；具有生物可降解性和适宜的降解速率；足够的机械强度支持细胞分化增生；材料表面具有足够的细胞吸附能力，有利于细胞的粘附和生长；材料来源充足，易于制作、加工等。研究开发具有多功能化的生物敷料，使其达到理想敷料的功能要求，是目前生物敷料的研究热点。
天然材料制成的敷料大部分吸收性好，具有良好的生物相容性及生物学活性，但是机械性能差。合成高分子材料隔绝性能好，机械强度好，但是吸收性能相对天然材料差些。因此可以通过对材料的复合，兼具多种材料的优势，实现伤口愈合的要求。
水刺加工技术在现有新型医用敷料制备中被广泛釆用，由于水刺加工生产的非织造布面有着优良的微孔结构，该结构可以有效的防止敷料表面与创面伤口粘连，微孔结构增大了结构的比表面积，赋予了敷料独特的吸收能力和吸湿保湿能力，因此通过水刺法加工生产的医用敷料具有防粘连、高保湿等优良性状，作为医用敷料的制备技术可以工业化大规模生产，大大减少了生产成本。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的缺陷，提供一种由天然材料和合成高分子材料复合制成的医用敷料，且具备良好的吸收性，良好的生物相容性及生物学活性，同时具有良好的机械性能。实现抗菌、保湿、并具有止血防粘连的新型复合医用敷料。各层及各组分之间的协同作用，在保持抑菌效果持久稳定的同时具有止血作用，加速伤口的愈合，可广泛用于临床治疗中。
本发明的技术方案如下：一种海藻酸钙复合医用敷料，该复合医用敷料由吸收芯层、接触面层和复合凝胶涂层组成；所述的吸收芯层为黏胶层，所述的接触面层由壳聚糖纤维和活性炭纤维混纺而成，所述的复合凝胶涂层按重量份数计由以下成分组成：海藻酸钠2-4份、医用甘油0.5-1份、低分子量壳聚糖2-4份、冰片0.5-1份、纯化水80-100份。利用壳聚糖纤维具有良好的抗菌抑菌性能，活性炭纤维的中空多孔的形态结构使其具有良好的吸附性能，与复合凝胶涂层的结合，实现抗菌、保湿、并具有止血防粘连的功能。同时，各层及各组分之间的协同作用，在保持抑菌效果持久稳定的同时具有止血作用，加速伤口的愈合。
优选的，所述的低分子量壳聚糖的分子量为5000~10000Da，脱乙酰度为70%~85%；所述的医用甘油的纯度大于99.8%。
进一步的，所述接触面层的两面均涂覆有复合凝胶涂层。
优选的，所述的复合凝胶涂层的厚度为1~5mm。
更进一步的，所述所述的吸收芯层梳理成网，与涂覆有复合凝胶涂层的接触面层经高压水刺复合，形成海藻酸钙复合医用敷料。通过高压水刺复合，形成优良的微孔结构，有效的防止与创面伤口粘连，微孔结构增大了结构的比表面积，赋予敷料良好的吸收能力和吸湿保湿能力。
一种海藻酸钙复合医用敷料的制备方法，所述制备方法具体工艺步骤如下：
S1.吸收芯层制备：将粘胶纤维，依次经过开松、梳理和铺网，得到吸收芯层；
S2.接触面层制备：将壳聚糖纤维和活性炭纤维混合，送入储棉箱，铺放成堆，垂直抓取送入混合开松设备内，松解、离解，混合开松到均匀，后经梳理、铺网，得到接触面层；
S3.复合凝胶涂层制备：将海藻酸钠、低分子量壳聚糖、冰片加入纯化水中，混合搅拌1~2h，再加入医用甘油，搅拌5~10min至均匀，得到复合凝胶粘稠液；
S4.涂覆：将步骤S2制备的接触面层平铺到筛网下，将步骤S3制备的复合凝胶粘稠液涂到筛网上，通过刮刀把复合凝胶粘稠液均匀的涂到接触面层的两面；所述筛网的尺寸参数为30×40cm，80目；
S5.冷冻干燥：将经过步骤S4涂覆的接触面层用真空密封袋包装好，放到冷冻柜中进行24h预冷冻，后放入真空冷冻干燥机中，调节冷冻温度至-40℃后保持一段时间，再进行抽真空，完成冷冻干燥过程；
S6.水刺复合：将经过步骤S5冷冻干燥的接触面层与步骤S1制备的吸收芯层，经高压水刺机预湿1次，正面水刺2次，反面水刺2次，制得海藻酸钙复合医用敷料。
进一步的，所述步骤S1中粘胶纤维的长度35mm-50mm，细度为1.3-2.5dtex；所述步骤S2中壳聚糖纤维的长度为25mm-55mm，细度为1.4-3.8dtex，活性炭纤维的长度30mm-45mm，细度为1.2-3.0dtex。
优选的，所述步骤S2中壳聚糖纤维和活性炭纤维的重量百分比为100%：0%、80%：20%、60%：40%或50%：50%。
更进一步的，所述步骤S6中水刺复合的条件为：采用加固方式直接水刺，水刺距离为1.2cm，水刺压力：预湿15bra、主刺正30bra反40bar正30bra反30bar。
本发明的有益效果为：（1）本发明采用天然材料和合成高分子材料复合制成的医用敷料，且具备良好的吸收性，良好的生物相容性及生物学活性，同时具有良好的机械性能；（2）利用壳聚糖纤维具有良好的抗菌抑菌性能，活性炭纤维的中空多孔的形态结构使其具有良好的吸附性能，与复合凝胶涂层的结合，实现抗菌、保湿、并具有止血防粘连的功能。同时，各层及各组分之间的协同作用，在保持抑菌效果持久稳定的同时具有止血作用，加速伤口的愈合；（3）通过高压水刺复合，形成优良的微孔结构，有效的防止与创面伤口粘连，微孔结构增大了结构的比表面积，赋予敷料良好的吸收能力和吸湿保湿能力；（4）冰片还具有消毒作用，同时具有凉感，降低伤口周围温度，降低疼痛与灼痛感，高纯度的甘油既可以保湿，又能起到延长复合医用敷料的作用时间。
附图说明
图1为各实施例海藻酸钙复合医用敷料断裂强度分布图；
图2为各实施例海藻酸钙复合医用敷料断裂伸长率分布图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种海藻酸钙复合医用敷料，该复合医用敷料由吸收芯层、接触面层和复合凝胶涂层组成；所述的吸收芯层为黏胶层，所述的接触面层由壳聚糖纤维和活性炭纤维混纺而成，所述的复合凝胶涂层按重量份数计由以下成分组成：海藻酸钠2份、医用甘油0.5份、低分子量壳聚糖3份、冰片0.5份、纯化水94份，所述的低分子量壳聚糖的分子量为5000Da，脱乙酰度为70%~85%，所述的医用甘油的纯度大于99.8%。利用壳聚糖纤维具有良好的抗菌抑菌性能，活性炭纤维的中空多孔的形态结构使其具有良好的吸附性能，与复合凝胶涂层的结合，实现抗菌、保湿、并具有止血防粘连的功能。同时，各层及各组分之间的协同作用，在保持抑菌效果持久稳定的同时具有止血作用，加速伤口的愈合。
所述接触面层的两面均涂覆有复合凝胶涂层，所述的复合凝胶涂层的厚度为1mm，所述所述的吸收芯层梳理成网，与涂覆有复合凝胶涂层的接触面层经高压水刺复合，形成海藻酸钙复合医用敷料。通过高压水刺复合，形成优良的微孔结构，有效的防止与创面伤口粘连，微孔结构增大了结构的比表面积，赋予敷料良好的吸收能力和吸湿保湿能力。
实施例2
一种海藻酸钙复合医用敷料，该复合医用敷料由吸收芯层、接触面层和复合凝胶涂层组成；所述的吸收芯层为黏胶层，所述的接触面层由壳聚糖纤维和活性炭纤维混纺而成，所述的复合凝胶涂层按重量份数计由以下成分组成：海藻酸钠3份、医用甘油0.8份、低分子量壳聚糖2份、冰片0.8份、纯化水93.4份，所述的低分子量壳聚糖的分子量为8000Da，脱乙酰度为70%~85%，所述的医用甘油的纯度大于99.8%。利用壳聚糖纤维具有良好的抗菌抑菌性能，活性炭纤维的中空多孔的形态结构使其具有良好的吸附性能，与复合凝胶涂层的结合，实现抗菌、保湿、并具有止血防粘连的功能。同时，各层及各组分之间的协同作用，在保持抑菌效果持久稳定的同时具有止血作用，加速伤口的愈合。
所述接触面层的两面均涂覆有复合凝胶涂层，所述的复合凝胶涂层的厚度为3mm，所述所述的吸收芯层梳理成网，与涂覆有复合凝胶涂层的接触面层经高压水刺复合，形成海藻酸钙复合医用敷料。通过高压水刺复合，形成优良的微孔结构，有效的防止与创面伤口粘连，微孔结构增大了结构的比表面积，赋予敷料良好的吸收能力和吸湿保湿能力。
实施例3
一种海藻酸钙复合医用敷料，该复合医用敷料由吸收芯层、接触面层和复合凝胶涂层组成；所述的吸收芯层为黏胶层，所述的接触面层由壳聚糖纤维和活性炭纤维混纺而成，所述的复合凝胶涂层按重量份数计由以下成分组成：海藻酸钠3.5份、医用甘油1份、低分子量壳聚糖4份、冰片1份、纯化水90.5份，所述的低分子量壳聚糖的分子量为10000Da，脱乙酰度为70%~85%，所述的医用甘油的纯度大于99.8%。利用壳聚糖纤维具有良好的抗菌抑菌性能，活性炭纤维的中空多孔的形态结构使其具有良好的吸附性能，与复合凝胶涂层的结合，实现抗菌、保湿、并具有止血防粘连的功能。同时，各层及各组分之间的协同作用，在保持抑菌效果持久稳定的同时具有止血作用，加速伤口的愈合。
所述接触面层的两面均涂覆有复合凝胶涂层，所述的复合凝胶涂层的厚度为5mm，所述所述的吸收芯层梳理成网，与涂覆有复合凝胶涂层的接触面层经高压水刺复合，形成海藻酸钙复合医用敷料。通过高压水刺复合，形成优良的微孔结构，有效的防止与创面伤口粘连，微孔结构增大了结构的比表面积，赋予敷料良好的吸收能力和吸湿保湿能力。
为验证本发明海藻酸钙复合医用敷料是否达到预期的发明效果，对本发明海藻酸钙复合医用敷料进行抗菌试验和动物试验分析，结果如下所示：
导致伤口感染的一些致病菌主要包括金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、大肠菌群等，本实验以上述致病菌测试实施例1~3海藻酸钙复合医用敷料的抗菌效果。从上表可以看出，本发明制备的海藻酸钙复合医用敷料对大部分致病菌具有很好的抗菌效果，同时具有很好的止血效果、生物相容性，且安全无毒性，可以安全使用，可以提高了皮肤的抵抗力，促进皮肤的新陈代谢能力，能给伤口提供湿润、无菌的愈合环境，促进伤口的愈合。
实施例4
一种海藻酸钙复合医用敷料的制备方法，所述制备方法具体工艺步骤如下：
S1.吸收芯层制备：将长度35mm-50mm，细度为1.3-2.5dtex粘胶纤维，依次由BG038型开松机开松，BG218型梳理机梳理和交叉铺网机铺网，得到吸收芯层；
S2.接触面层制备：将重量百分比为60%：40%的壳聚糖纤维和活性炭纤维进行混合，送入储棉箱，铺放成堆，垂直抓取送入混合开松设备内，松解、离解，混合开松到均匀，后依次由BG038型开松机开松，BG218型梳理机梳理和交叉铺网机铺网，得到接触面层纤网；所述的壳聚糖纤维的长度为25mm-55mm，细度为1.4-3.8dtex，活性炭纤维的长度30mm-45mm，细度为1.2-3.0dtex；
S3.复合凝胶涂层制备：将2份海藻酸钠、3份低分子量壳聚糖、0.5份冰片加入94份纯化水中，混合搅拌1~2h，再加入0.5份医用甘油，搅拌5~10min至均匀，得到复合凝胶粘稠液；
S4.涂覆：将步骤S2制备的接触面层平铺到筛网下，将步骤S3制备的复合凝胶粘稠液涂到筛网上，通过刮刀把复合凝胶粘稠液均匀的涂到接触面层的两面；所述筛网的尺寸参数为30×40cm，80目；
S5.冷冻干燥：将经过步骤S4涂覆的接触面层用真空密封袋包装好，放到冷冻柜中进行24h预冷冻，后放入真空冷冻干燥机中，调节冷冻温度至-40℃后保持一段时间，再进行抽真空，完成冷冻干燥过程；
S6.水刺复合：采用FieissnerAquajetY500-2型水刺机，将经过步骤S5冷冻干燥的接触面层与步骤S1制备的吸收芯层，经高压水刺机预湿1次，正面水刺2次，反面水刺2次，制得海藻酸钙复合医用敷料；所述水刺复合的条件为：采用加固方式直接水刺，水刺距离为1.2cm，水刺压力：预湿15bra、主刺正30bra反40bar正30bra反30bar，水刺机的生产速度为4m/min。
实施例5
一种海藻酸钙复合医用敷料的制备方法，所述制备方法具体工艺步骤如下：
S1.吸收芯层制备：将长度35mm-50mm，细度为1.3-2.5dtex粘胶纤维，依次由BG038型开松机开松，BG218型梳理机梳理和交叉铺网机铺网，得到吸收芯层；
S2.接触面层制备：将重量百分比为80%：20%的壳聚糖纤维和活性炭纤维进行混合，送入储棉箱，铺放成堆，垂直抓取送入混合开松设备内，松解、离解，混合开松到均匀，后依次由BG038型开松机开松，BG218型梳理机梳理和交叉铺网机铺网，得到接触面层纤网；所述的壳聚糖纤维的长度为25mm-55mm，细度为1.4-3.8dtex，活性炭纤维的长度30mm-45mm，细度为1.2-3.0dtex；
S3.复合凝胶涂层制备：将3份海藻酸钠、2份低分子量壳聚糖、0.8份冰片加入93.4份纯化水中，混合搅拌1~2h，再加入0.8份医用甘油，搅拌5~10min至均匀，得到复合凝胶粘稠液；
S4.涂覆：将步骤S2制备的接触面层平铺到筛网下，将步骤S3制备的复合凝胶粘稠液涂到筛网上，通过刮刀把复合凝胶粘稠液均匀的涂到接触面层的两面；所述筛网的尺寸参数为30×40cm，80目；
S5.冷冻干燥：将经过步骤S4涂覆的接触面层用真空密封袋包装好，放到冷冻柜中进行24h预冷冻，后放入真空冷冻干燥机中，调节冷冻温度至-40℃后保持一段时间，再进行抽真空，完成冷冻干燥过程；
S6.水刺复合：采用FieissnerAquajetY500-2型水刺机，将经过步骤S5冷冻干燥的接触面层与步骤S1制备的吸收芯层，经高压水刺机预湿1次，正面水刺2次，反面水刺2次，制得海藻酸钙复合医用敷料；所述水刺复合的条件为：采用加固方式直接水刺，水刺距离为1.2cm，水刺压力：预湿15bra、主刺正30bra反40bar正30bra反30bar，水刺机的生产速度为4m/min。
实施例6
一种海藻酸钙复合医用敷料的制备方法，所述制备方法具体工艺步骤如下：
S1.吸收芯层制备：将长度35mm-50mm，细度为1.3-2.5dtex粘胶纤维，依次由BG038型开松机开松，BG218型梳理机梳理和交叉铺网机铺网，得到吸收芯层；
S2.接触面层制备：将重量百分比为50%：50%的壳聚糖纤维和活性炭纤维进行混合，送入储棉箱，铺放成堆，垂直抓取送入混合开松设备内，松解、离解，混合开松到均匀，后依次由BG038型开松机开松，BG218型梳理机梳理和交叉铺网机铺网，得到接触面层纤网；所述的壳聚糖纤维的长度为25mm-55mm，细度为1.4-3.8dtex，活性炭纤维的长度30mm-45mm，细度为1.2-3.0dtex；
S3.复合凝胶涂层制备：将3.5份海藻酸钠、4份低分子量壳聚糖、1份冰片加入90.5份纯化水中，混合搅拌1~2h，再加入1份医用甘油，搅拌5~10min至均匀，得到复合凝胶粘稠液；
S4.涂覆：将步骤S2制备的接触面层平铺到筛网下，将步骤S3制备的复合凝胶粘稠液涂到筛网上，通过刮刀把复合凝胶粘稠液均匀的涂到接触面层的两面；所述筛网的尺寸参数为30×40cm，80目；
S5.冷冻干燥：将经过步骤S4涂覆的接触面层用真空密封袋包装好，放到冷冻柜中进行24h预冷冻，后放入真空冷冻干燥机中，调节冷冻温度至-40℃后保持一段时间，再进行抽真空，完成冷冻干燥过程；
S6.水刺复合：采用FieissnerAquajetY500-2型水刺机，将经过步骤S5冷冻干燥的接触面层与步骤S1制备的吸收芯层，经高压水刺机预湿1次，正面水刺2次，反面水刺2次，制得海藻酸钙复合医用敷料；所述水刺复合的条件为：采用加固方式直接水刺，水刺距离为1.2cm，水刺压力：预湿15bra、主刺正30bra反40bar正30bra反30bar，水刺机的生产速度为4m/min。
为验证本发明水刺复合后具有良好的机械性能，本发明进行如下实验。利用万能力学试验机测试每组实验样品，获得每组样品的断裂强度、断裂伸长率等参数。
1.每组实验样品的断裂强度数据
表1.每组实验样品的断裂强度（Mpa）
| 1 | 2 | 3 | AVE | Var | |
| 实施例4 | 0.6146 | 0.5297 | 0.6338 | 0.5927 | 0.045232 |
| 实施例5 | 0.7621 | 0.7244 | 0.5712 | 0.6859 | 0.082553 |
| 实施例6 | 0.5795 | 0.5102 | 0.544 | 0.5445 | 0.032546 |
2.每组实验样品的断裂伸长率数据
表2.每组实验样品的断裂伸长率（%）
| 1 | 2 | 3 | AVE | Var | |
| 实施例4 | 34.615 | 42.308 | 39.538 | 38.82033 | 3.181388 |
| 实施例5 | 44.547 | 50.784 | 45.46633 | 46.93244 | 4.019456 |
| 实施例6 | 42.655 | 39.486 | 41.91633 | 41.35244 | 1.761996 |
从现有的实验数据及图1、图2来看，海藻酸钙复合医用敷料条其断裂强度平均值607.7kPa，并且断裂伸长率均在30%以上。这说明本发明制备的海藻酸钙复合医用敷料具有很好的机械性能，基本满足作为医用敷料的使用要求。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定；对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种海藻酸钙复合医用敷料，其特征在于，该复合医用敷料由吸收芯层、接触面层和复合凝胶涂层组成；所述的吸收芯层为黏胶层，所述的接触面层由壳聚糖纤维和活性炭纤维混纺而成，所述的复合凝胶涂层按重量份数计由以下成分组成：海藻酸钠2-4份、医用甘油0.5-1份、低分子量壳聚糖2-4份、冰片0.5-1份、纯化水80-100份。
2.根据权利要求1所述的一种海藻酸钙复合医用敷料，其特征在于，所述的低分子量壳聚糖的分子量为5000~10000Da，脱乙酰度为70%~85%；所述的医用甘油的纯度大于99.8%。
3.根据权利要求1所述的一种海藻酸钙复合医用敷料，其特征在于，所述接触面层的两面均涂覆有复合凝胶涂层。
4.根据权利要求3所述的一种海藻酸钙复合医用敷料，其特征在于，所述的复合凝胶涂层的厚度为1~5mm。
5.根据权利要求4所述的一种海藻酸钙复合医用敷料，其特征在于，所述所述的吸收芯层梳理成网，与涂覆有复合凝胶涂层的接触面层经高压水刺复合，形成海藻酸钙复合医用敷料。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种海藻酸钙复合医用敷料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体工艺步骤如下：
S1.吸收芯层制备：将粘胶纤维，依次经过开松、梳理和铺网，得到吸收芯层；
S2.接触面层制备：将壳聚糖纤维和活性炭纤维混合，送入储棉箱，铺放成堆，垂直抓取送入混合开松设备内，松解、离解，混合开松到均匀，后经梳理、铺网，得到接触面层；
S3.复合凝胶涂层制备：将海藻酸钠、低分子量壳聚糖、冰片加入纯化水中，混合搅拌1~2h，再加入医用甘油，搅拌5~10min至均匀，得到复合凝胶粘稠液；
S4.涂覆：将步骤S2制备的接触面层平铺到筛网下，将步骤S3制备的复合凝胶粘稠液涂到筛网上，通过刮刀把复合凝胶粘稠液均匀的涂到接触面层的两面；所述筛网的尺寸参数为30×40cm，80目；
S5.冷冻干燥：将经过步骤S4涂覆的接触面层用真空密封袋包装好，放到冷冻柜中进行24h预冷冻，后放入真空冷冻干燥机中，调节冷冻温度至-40℃后保持一段时间，再进行抽真空，完成冷冻干燥过程；
S6.水刺复合：将经过步骤S5冷冻干燥的接触面层与步骤S1制备的吸收芯层，经高压水刺机预湿1次，正面水刺2次，反面水刺2次，制得海藻酸钙复合医用敷料。
7.根据权利要求6任一项所述的一种海藻酸钙复合医用敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中粘胶纤维的长度35mm-50mm，细度为1.3-2.5dtex；所述步骤S2中壳聚糖纤维的长度为25mm-55mm，细度为1.4-3.8dtex，活性炭纤维的长度30mm-45mm，细度为1.2-3.0dtex。
8.根据权利要求6任一项所述的一种海藻酸钙复合医用敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中壳聚糖纤维和活性炭纤维的重量百分比为100%：0%、80%：20%、60%：40%或50%：50%。
9.根据权利要求6任一项所述的一种海藻酸钙复合医用敷料的制备方法，其特征在于，所述步骤S6中水刺复合的条件为：采用加固方式直接水刺，水刺距离为1.2cm，水刺压力：预湿15bra、主刺正30bra反40bar正30bra反30bar。
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