DE202014104392U1 - Composable, flexible iontophoresis heater - Google Patents
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- A61N1/0444—Membrane
Abstract
Zusammensetzbares, flexibles Iontophorese-Heizgerät, aufweisend: eine tragbare Stromversorgungseinheit, die das Gerät mit Gleichstrom versorgt, wobei die Stromversorgungseinheit extern mit einer Induktivitätsspule (Drosselspule), die eine Wechselspannung in Gleichspannung umwandelt und filtert, verbunden ist, um einen Strom mit abwechselnden Polaritäten bereitzustellen; einen Mikroprozessor, der zur Steuerung von Frequenzen und Spannungen mit abwechselnden Polaritäten und zur Errechnung dient; eine Opferelektrode (24), die als Stromverteilungselement dient, mit der Stromversorgungseinheit und dem Mikroprozessor verbunden ist und deren Oxidation bzw. Reduktion eine Spannung benötigt, die niedriger als die für eine deutliche Wasserelektrolyse benötigte Spannung ist; eine Ionenschicht (25), die zwischen der als Stromverteilungselement dienenden Opferelektrode 24 und der semipermeablen Membran 26 angeordnet ist, wobei in der Ionenschicht (25) Gegenionen enthalten sein können, welche sich mit den unter einer elektrochemischen Einwirkung durch die Opferelektrode 24 erzeugten, anderen Ionen verbinden lassen und daher die unlöslichen bzw. die elektrisch neutralen Gegenionen eines Endproduktes erzeugen können; eine semipermeable Membran (26), die aus einem Material, das die Polaritäten der Ionen selbst selektieren kann, hergestellt ist, wobei die semipermeable Membran (26) es erlaubt, dass die von dem Organismus kommenden Ionen bzw. die Ionen, die eine elektrische Gegenpolarität gegenüber derjenigen der Arzneistoffe aufweisen, in einer einzigen Richtung in die Ionenschicht (25) eintreten; eine Arzneistoffzone (27), die durch die semipermeable Membran 26 von der Ionenschicht (25) getrennt ist und in der entsprechende Arzneistoffe enthalten sind; eine Unterschicht (29), die dicht an einer der Arzneistoffzone (27) benachbarten Stelle angeordnet ist und einen Durchlass der zu verwendenden Arzneistoffe bzw. Substanzen erlaubt; und einen flexiblen Wärmeerzeuger (28), der über ein Anschlusskabel mit der Stromversorgungseinheit verbunden ist und mit dem sich die zu behandelnde Hautfläche erwärmen lässt.A composite, flexible iontophoresis heater, comprising: a portable power supply unit that supplies the device with direct current, the power supply unit being externally connected to an inductance coil (choke coil) which converts an alternating voltage into a direct voltage and filters it to provide a current having alternating polarities ; a microprocessor that is used to control frequencies and voltages with alternating polarities and for calculation; a sacrificial electrode (24), which serves as a power distribution element, is connected to the power supply unit and the microprocessor and whose oxidation or reduction requires a voltage which is lower than the voltage required for significant water electrolysis; an ion layer (25) which is arranged between the sacrificial electrode 24 serving as a current distribution element and the semipermeable membrane 26, it being possible for the ion layer (25) to contain counterions which interact with the other ions generated by an electrochemical action by the sacrificial electrode 24 let connect and therefore can generate the insoluble or the electrically neutral counterions of an end product; a semipermeable membrane (26) which is made of a material which can select the polarities of the ions itself, the semipermeable membrane (26) allowing the ions coming from the organism or the ions having an electrical opposite polarity compared to that of the drugs, enter the ion layer (25) in a single direction; a drug zone (27) which is separated from the ionic layer (25) by the semipermeable membrane 26 and in which corresponding drugs are contained; an underlayer (29) which is arranged close to a location adjacent to the medicinal substance zone (27) and allows the medicinal substances or substances to be used to pass through; and a flexible heat generator (28) which is connected to the power supply unit via a connection cable and with which the skin area to be treated can be heated.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Medizingerät, insbesondere ein elektronisches Medizingerät, bei dem eine zum Heizen dienende Elektrode je nach Bedarf mit vielfältigen Spannungen und Strömen betrieben wird, sodass gewünschte Heizwirkungen bei einer Wärmetherapie und bei einer Iontophorese erzielt werden.The invention relates to an electronic medical device, in particular an electronic medical device, in which a serving for heating electrode is operated as required with a variety of voltages and currents, so that desired heating effects in a heat therapy and iontophoresis can be achieved.
Bei einer herkömmlichen Wärmetherapie werden vorher erhitzte Trägerstoffe am häufigsten verwendet. Beispielsweise wird warmes Wasser in eine aus Gummi gefertigte Wärmflasche eingefüllt, welche dann als Trägerstoff auf ein menschliches Körperteil eines Patienten aufgebracht wird. Nachteilig ist jedoch bei der Lösung, dass es oft zu einer Verbrennung führt, wenn die Wärmflasche bei Einfüllen des warmen Wassers umkippt oder wenn das warme Wasser durchsickert. Als Alternative dazu kann der Trägerstoff aus einem Gel, das in Berührung mit dem menschlichen Körper giftfrei ist, wie z. B. aus Propylenglycol hergestellt werden, welches zuerst mittels eines Mikrowellenherdes erhitzt und dann bei einer Wärmetherapie genutzt wird, wobei Verbrennungen durch eine Leckage bzw. ein Platzen ebenfalls oft auftreten. Bei manchen Produkten enthält das verwendete Gel noch giftige Substanzen wie z. B. das Ethylenglycol.In a conventional heat therapy, previously heated carriers are most commonly used. For example, warm water is introduced into a rubber bottle made of rubber, which is then applied as a carrier to a human body part of a patient. A disadvantage, however, in the solution that it often leads to combustion when the hot water bottle tips over when filling the warm water or when the warm water seeps through. Alternatively, the carrier may be made of a gel that is non-toxic in contact with the human body, such as a gel. Example, be prepared from propylene glycol, which is first heated by means of a microwave oven and then used in a heat therapy, with burns due to leakage or bursting also often occur. For some products, the gel used contains toxic substances such. As the ethylene glycol.
Um die oben genannten Nachteile der herkömmlichen Wärmetherapie zu beheben, wurden elektronische Heizgeräte entwickelt und auf dem Gebiet der Wärmetherapie verwendet. Beispielsweise sind derartige Heizgeräte aus den Patentschriften
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles, elektrisches Heizelement zu schaffen, das kombiniert mit einer Iontophorese-Baugruppe zu einem tragbaren, medizinischen Elektrogerät zusammengebaut ist, um die oben erwähnten Mängel zu vermeiden.The invention has for its object to provide a flexible electrical heating element, which is assembled in combination with an iontophoresis assembly to a portable medical electrical device to avoid the above-mentioned shortcomings.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein zusammensetzbares, flexibles Iontophorese-Heizgerät, das die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.This object is achieved by a composite, flexible iontophoresis heater having the features specified in claim 1. Further advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Heizgeräten weist das erfindungsgemäße Iontophorese-Heizgerät bei der Wärmetherapie folgende Vorteile auf:
- 1. Gemäß der Erfindung wird eine flexible Elektronikschaltung verwendet, die leicht und dünn ist, sodass sich das Produkt von den herkömmlichen Produkten unterscheidet. Aufgrund biegsamer Eigenschaft kann das Produkt in vielfältigen Situationen verwendet werden. In der vorliegenden Erfindung wir ein selbstregelndes Heizelement als elektronisches Heizelement verwendet, wodurch der komplizierte Aufwand einer Temperaturregelung vermieden wird. Um die Aufgabe zu erfüllen, werden Materialien mit positiven Temperaturkoeffizienten (wie z. B.: Silber, Aluminium, Gold) in einem bestimmten Bereich des erfindungsgemäßen Heizelementes verwendet, während die anderen Bereiche des erfindungsgemäßen Heizelementes aus einem weichen Material wie z. B. aus Kieselgelmaterial hergestellt werden, sodass ein dünnes und flaches Heizelement, das sich biegen lässt, ausgebildet ist, um ein normales Vollmetallheizgerät zu ersetzen. Dank der besseren Biegsamkeit kann das erfindungsgemäße Heizelement gut an eine zu erwärmende Hautfläche angepasst werden, wobei das Heizelement dicht an eine gekrümmte Hautfläche anliegen kann, selbst wenn die Hautfläche eine unregelmäßige Form aufweist.
- 2. Durch die vorliegende Erfindung wird der Verwendungsbereich eines zur Wärmetherapie dienenden, elektronischen Medizingerätes erweitert. Besonders zu erwähnen ist, dass ein Iontophorese-System in dem zur Wärmetherapie dienenden, elektronischen Medizingerät integriert werden kann. Unter dem genannten Iontophorese-System wird eine tragbare Wegwerf-Iontophorese-Vorrichtung verstanden, die lediglich zur einmaligen Darreichung von Arzneistoffen durch die Haut dient, wobei das Iontophorese-Gerät integrierte Batterie und eine feste Kleinstromschaltung aufweist. Bei der Verwendung liefert die tragbare Iontophorese-Vorrichtung einen schwachen elektrischen Gleichstrom (Einheit: Milliampere), der in jeder Minute konstant ist, als eine Darreichungsenergie, sodass wasserlösliche Arzneistoffe mit einer positiven bzw. negativen, elektrischen Ladung bei der Iontophorese dargereicht werden. Weil die Iontophorese-Vorrichtung mit einem schwachen Gleichstrom arbeitet, kann der Benutzer über einen relativ langen Zeitraum mit einer konstanten Darreichungsdosis behandelt werden. Um einen Patienten mit einem nicht wasserlöslichen Arzneistoff zu behandeln bzw. um wasserlösliche Moleküle bei der Behandlung für eine weitere Analyse ausleiten zu können, werden Opferkathoden bzw. -anoden, die oxydieren bzw. sich reduzieren lassen, in der vorliegenden Erfindung als ionenleitende Elektroden verwendet. Weil die als Stromverteilungselement dienenden Opferelektroden aus einem ausgewählten Material hergestellt werden, dessen Oxidation bzw. Reduktion eine Spannung benötigt, die niedriger als die für eine deutliche Wasserelektrolyse benötigte Spannung ist, wird eine chemische Zersetzung der als Stromverteilungselement verwendeten Opferelektroden durch Wasserelektrolyse wesentlich vermieden.
- 3. Um einen sicheren Kontakt mit einem Organismus zu garantieren, werden zwei oder mehr als zwei erfindungsgemäße Heizelemente nachgeschaltet, sodass die Ionen kontinuierlich weitergeleitet werden, wobei die als Stromverteilungselement dienenden Opferelektroden aus einem gleichen Material (wie z. B.: aus Silber/ Silberchlorid) hergestellt werden können. Bei dem erfindungsgemäßen Heizgerät stellen eine Ionenschicht und eine semipermeable Membran symmetrische Gegenionen für die Opferelektroden bereit, wobei ein Ionendurchlass unter Einwirkung eines Stromkreises lediglich in einer Richtung von dem Organismus in eine Arzneistoffzone erlaubt ist. Noch konkreter gesagt, werden die Opferelektroden bei dem erfindungsgemäßen Heizgerät als Stromverteilungselement verwendet, wobei elektrochemisch berücksichtigt werden muss, dass die Gegenionen allein nicht verhindern können, dass die während einer elektrochemischen Reaktion durch das Stromverteilungselement (wie z. B.: durch die Silberelektroden, auch Ag genannt) erzeugten Ionen (Silberionen, auch Ag+ genannt) in die Arzneistoffzone eintreten, sodass eine Ionenverschmutzung vorkommt. Deswegen soll die mit den Opferelektroden verbundene Ionenschicht genügende Gegenionen (wie Chlorionen, Cl–) bereitstellen, um häufig bei der Verwendung der Opferelektroden konfrontierte Probleme zu lösen. Die semipermeable Membran wird aus einem Material, das die Polarität der Ionen selbst selektieren kann, hergestellt und zwischen der Ionenschicht und der Arzneistoffzone angeordnet, wodurch realisiert wird, dass lediglich die von dem Organismus kommenden Ionen (beispielsweise Natriumionen, Na+) in die Ionenschicht eintreten können, sodass sich die Ionen nicht in der Arzneistoffzone häufen und dadurch Widerstände erhöhen oder mit den Arzneistoffen eine unerwartete Reaktion verursachen, was eine Darreichung von allen ionisierten, wasserlöslichen Arzneistoffen ermöglicht.
- 1. According to the invention, a flexible electronic circuit is used which is light and thin so that the product differs from the conventional products. Due to its flexible nature, the product can be used in a variety of situations. In the present invention, we use a self-regulating heating element as an electronic heating element, whereby the complicated cost of a temperature control is avoided. In order to achieve the object, materials having positive temperature coefficients (such as, for example, silver, aluminum, gold) are used in a certain area of the heating element according to the invention, while the other areas of the heating element according to the invention from a soft material such. For example, be made of silica gel material, so that a thin and flat heating element that can be bent, is designed to replace a normal full metal heater. Thanks to the better flexibility, the heating element according to the invention can be well adapted to a skin surface to be heated, wherein the heating element can be tight against a curved skin surface, even if the skin surface has an irregular shape.
- 2. The present invention expands the field of use of an electronic medical device used for heat therapy. Particularly noteworthy is that an iontophoresis system can be integrated into the thermal therapy electronic medical device. The term iontophoresis system is understood to mean a disposable portable iontophoresis device which merely serves for the single administration of medicaments through the skin, the iontophoresis device having an integrated battery and a fixed small current circuit. In use, the portable iontophoresis device provides a weak DC electrical current (unit: milliamperes), which is constant every minute, as a delivery energy, so that water-soluble drugs with a positive and negative, respectively, electric charge during iontophoresis be presented. Because the iontophoresis device operates on a low DC current, the user can be treated with a constant dose of dosage over a relatively long period of time. In order to treat a patient with a non-water soluble drug or to deliver water soluble molecules in the treatment for further analysis, sacrificial cathodes or anodes that can be oxidized are used as ion conducting electrodes in the present invention. Because the sacrificial electrodes serving as the current distribution element are made of a selected material whose oxidation or reduction requires a voltage lower than the voltage required for significant water electrolysis, chemical decomposition of the sacrificial electrodes used as the current distribution element by water electrolysis is substantially avoided.
- 3. In order to guarantee a secure contact with an organism, two or more than two heating elements according to the invention are connected downstream, so that the ions are passed on continuously, whereby the sacrificial electrodes serving as current distribution element are made of a same material (such as, for example: silver / silver chloride ) can be produced. In the heater according to the invention, an ion layer and a semipermeable membrane provide symmetrical counterions for the sacrificial electrodes, wherein an ion passage is allowed under the action of a circuit only in one direction from the organism into a drug zone. More specifically, the sacrificial electrodes are used in the heater according to the invention as a current distribution element, it must be considered electrochemically that the counterions alone can not prevent that during an electrochemical reaction by the power distribution element (such.: By the silver electrodes, also Ag) called ions (silver ions, also called Ag + ) enter the drug zone, so that ion contamination occurs. Therefore, the ion layer connected to the sacrificial electrodes should provide enough counter ions (such as chlorine ions, Cl - ) to solve problems often encountered in using the sacrificial electrodes. The semipermeable membrane is made of a material that can select the polarity of the ions themselves, and placed between the ionic layer and the drug zone, realizing that only the ions coming from the organism (e.g. sodium ions, Na +) can enter the ionic layer so that the ions do not accumulate in the drug zone, thereby increasing resistances or causing an unexpected reaction with the drugs, allowing for administration of all ionized, water-soluble drugs.
Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:In the following the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. In the drawing shows:
In
- – eine tragbare Stromversorgungseinheit, die das Gerät mit einem Gleichstrom versorgt, wobei die Stromversorgungseinheit extern mit einer Induktivitätsspule (Drosselspule), die eine Wechselspannung in Gleichspannung umwandelt und filtert, verbunden wird, um einen Gleichstrom mit abwechselnden Polaritäten bereitzustellen;
- – einen Mikroprozessor, der zur Steuerung von Frequenzen und Spannungen mit abwechselnden Polaritäten und zur Errechnung dient;
- – eine als Stromverteilungselement dienende Opferelektrode, deren Oxidation bzw. Reduktion eine Spannung benötigt, die niedriger als die für eine deutliche Wasserelektrolyse benötigte Spannung ist;
- – eine Ionenschicht, in der Gegenionen enthalten sein können, welche sich mit den unter einer elektrochemischen Einwirkung durch die Opferelektrode erzeugten, anderen Ionen verbinden lassen und daher unlösliche Substanzen bzw. die elektrisch neutralen Gegenionen eines Endproduktes erzeugen können;
- – eine semipermeable Membran, die aus einem Material, das die Polaritäten der Ionen selbst selektieren kann, hergestellt und zwischen der Ionenschicht und der Arzneistoffzone angeordnet wird, wobei erlaubt ist, dass die von dem Organismus kommenden Ionen bzw. die Ionen, die eine elektrische Gegenpolarität gegenüber derjenigen der verwendeten Arzneistoffe aufweisen, in einer einzigen Richtung in die Ionenschicht eintreten;
- – eine Arzneistoffzone, in der ionisierte Arzneistoffe, Naturstoffe bzw. Vitamine usw. eingefüllt werden;
- – eine Unterschicht, die dicht an einer der Arzneistoffzone benachbarten Stelle angebracht ist und einen Durchlass der zu verwendenden Arzneistoffe bzw. Substanzen erlaubt; und
- – ein biegsames (flexibles) Heizelement, das aufgrund seines Wärmerzeugungsmechanismus eine geeignete Temperatur erzeugt, sodass eine konstante Elektrowärme, Lichtwärme oder Chemiewärme zur Verfügung gestellt wird.
- A portable power supply unit which supplies the device with a direct current, wherein the power supply unit is connected externally with an inductance coil (choke coil), which converts an AC voltage into DC voltage and filters, to provide a DC current with alternating polarities;
- - A microprocessor, which serves to control frequencies and voltages with alternating polarities and for the calculation;
- - A serving as a current distribution element sacrificial electrode whose oxidation or reduction requires a voltage which is lower than the voltage required for a significant water electrolysis;
- An ion layer in which counterions can be contained, which can be combined with the other ions produced by the sacrificial electrode under electrochemical action, and can therefore produce insoluble substances or the electrically neutral counterions of a final product;
- A semipermeable membrane made of a material which can select the polarities of the ions themselves, and placed between the ionic layer and the drug zone, allowing the ions or ions coming from the organism to have an electrical opposite polarity opposite to those of the drugs used, enter the ion layer in a single direction;
- A drug zone in which ionized drugs, natural products or vitamins, etc. are filled;
- A sub-layer which is closely attached to a site adjacent to the drug zone and allows a passage of the drugs or substances to be used; and
- - A flexible (flexible) heating element, which generates a suitable temperature due to its heat generating mechanism, so that a constant electric heat, light heat or chemical heat is provided.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zusammensetzen der verbesserten, ionenleitenden Elektrode bereit, die nach folgender Reihenfolge zusammengesetzt wird:
- a) Auswählen von Arzneistoffen bzw. anderen Substanzen, welche bei einer Iontophorese ein- und ausgeleitet werden;
- b) Sensorelemente für die zu verwendenden Arzneistoffe bzw. Substanzen werden in der Arzneistoffzone eingebracht, wobei die dicht an die Arzneistoffzone angrenzenden Unterschicht für einen Durchlass der Arzneistoffe bzw. Substanzen sorgt;
- c) Auswählen des geeigneten Stromverteilungselementes und der Ionenschicht;
- d) Auswählen einer semipermeablen Membran, wobei die Membran eine selektive Permeabilität aufweist, sodass die Substanzen, die eine elektrische Gegenpolarität gegenüber derjenigen der Arzneistoffe bzw. Substanzen aufweisen, durch die semipermeable Membran passieren können;
- e) Die ausgewählte Ionenschicht und die semipermeable Membran werden mit dem Stromverteilungselement verbunden und auf der Arzneistoffzone befestigt, wobei die Ionenschicht und die semipermeable Membran zwischen dem Stromverteilungselement und der Arzneistoffzone angeordnet werden;
- f) Die genannten Bestandteile werden mit der Stromversorgungseinheit und dem Mikroprozessor verbunden, sodass die Arzneistoffzone und das flexible Heizelement nach dem Einschalten funktionieren.
- a) selecting drugs or other substances which are introduced and discharged during iontophoresis;
- b) sensor elements for the drugs to be used or substances are introduced in the drug zone, wherein the close to the drug zone adjacent lower layer provides for a passage of the drugs or substances;
- c) selecting the appropriate power distribution element and the ion layer;
- d) selecting a semipermeable membrane, the membrane having a selective permeability so that the substances having an electrical opposite polarity to those of the drugs or substances can pass through the semipermeable membrane;
- e) the selected ion layer and the semipermeable membrane are connected to the current distribution element and attached to the drug zone, the ion layer and the semipermeable membrane being located between the current distribution element and the drug zone;
- f) The said components are connected to the power supply unit and the microprocessor so that the drug zone and the flexible heating element function after being switched on.
Das zusammensetzbare, flexible Heizelement gemäß der vorliegenden Erfindung kann einerseits zur Darreichung von Molekülen der wasserlöslichen Arzneistoffe und andererseits zur Darreichung der wasserlöslichen Substanzen verwendet werden, wobei die Darreichung wie folgt erfolgt: Wenn ein positiv geladener Arzneistoff dargereicht wird (beispielsweise wenn Hydromorphon bei einer Therapie zum Schmerzstillen dargereicht wird), wird die als Stromverteilungselement
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1111
- Anodenleiterplatte Anode circuit board
- 1212
- Kathodenleiterplatte Cathode circuit board
- 1313
- als Stromversorgung dienende Batterie serving as a power battery
- 1414
- Widerstand resistance
- 1515
- Schalter switch
- 1616
- Widerstandsheizelement resistance
- 1717
- LED LED
- 1818
- Widerstand resistance
- 1919
- Diode diode
- 2121
- oberer Deckelstoff Upper lidding material
- 2222
- Klebstoff adhesive
- 2323
- Anschlusspins für Mikroprozessor/Stromversorgungseinheit Connection pins for microprocessor / power supply unit
- 2424
- Opferelektrode sacrificial electrode
- 2525
- Ionenschicht ion layer
- 2626
- semipermeable Membran semipermeable membrane
- 2727
- Arzneistoffzone Drug zone
- 2828
- flexibler Wärmeerzeuger und dessen Anschlusskabel flexible heat generator and its connection cable
- 2929
- Unterschicht underclass
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 4798933 [0003] US 4798933 [0003]
- US 5041717 [0003] US 5041717 [0003]
Claims (5)
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DE201420104392 DE202014104392U1 (en) | 2014-09-16 | 2014-09-16 | Composable, flexible iontophoresis heater |
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---|---|---|---|---|
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US5041717A (en) | 1989-10-10 | 1991-08-20 | Alpine International Corporation | Universal ski boot heater |
-
2014
- 2014-09-16 DE DE201420104392 patent/DE202014104392U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4798933A (en) | 1986-07-03 | 1989-01-17 | Dolomite S.P.A. | Ski-boot heater |
US5041717A (en) | 1989-10-10 | 1991-08-20 | Alpine International Corporation | Universal ski boot heater |
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