内視鏡治療用超弾性・形状記憶合金パイプを用いる高効率無破断赤外伝送路の研究
| Project/Area Number |
22K04229
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
|
|---|
| Research Institution | Sendai National College of Technology |
|---|
Principal Investigator |
高久 裕之 仙台高等専門学校, 総合工学科, 研究員 (20705016)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩井 克全 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10361130)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
|
|---|
| Keywords | 中空ファイバ / 赤外レーザ光 / 先端機能デバイス / レーザ治療 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
可視～赤外波長帯レーザ光伝送用で、フレキシブルに扱え、機械的に安定な伝送媒体が要求されており、満たせるのは、金属チューブを母材とした中空ファイバであると認識されている。中空ファイバを内視鏡治療で用いるためには、生体適合性に優れ、軽量で十分な強度を持ち、小さい力量で扱え、再利用でき、曲げても破断しないNi-Tiチューブを母材とした高信頼性再利用型中空ファイバの実現が求められている。本研究で提唱する中空ファイバ製作法は単純で低コスト化が可能である。現存する充実型赤外伝送路に対して、中空Ni-Tiファイバは機能、再利用性、取り扱い易さの上で極めて優位に立つ伝送媒体であることが認識されている。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
胃がんの腫瘍除去に、国産技術の内視鏡、ならびに赤外レーザを用いた治療法が最近、国立研究開発法人日本医療研究開発機構（ＡＭＥＤ）の事業テーマとなり、レーザ内視鏡治療は現実のものに進展し、更なる展開・高度化が期待されている。その中でのキー・テクノロジーは、体内に挿入しても決して破壊しない、安全・安心なレーザ伝送路の開発である。
本研究では、この要求に応えるために、内視鏡の可動範囲として半径１５ ｍｍの曲げ、長さ３０ ｃｍ程度に適応でき、疲労限界内では決して破壊しない赤外光伝送路として、「無毒」、「再利用性」、「生体適合性」などの優れた特長を有する、内径８００μｍの超弾性・記憶ニッケルチタン（Ｎｉ－Ｔｉ）合金パイプを母材とする中空ファイバを開発することを目的とする。伝送するレーザ光は、低出力でも優れた切開能力を有するEr:YAGレーザ光、止血能力のあるCO2レーザ光、ならびに照射治療部を視認するための緑色ＬＤ光である。令和4年度は、高効率・再利用性・高機能太径銀中空Ni-Tiファイバ先端素子の製作と評価を行うために、研磨剤を用いた物理研磨を行い、Ni-Tiチューブの内面粗さの抑制を図った。令和5年度は、内面平滑化用研磨装置を開発し、Ni-Tiファイバの研磨技術の確立を図る。そして、高効率・再利用性・高機能太径銀中空Ni-Tiファイバの製作と評価を図る。令和6年度は、赤外レーザ複合光伝送用高効率・再利用性・高機能太径中空Ni-Tiファイバの製作と評価を図る。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和4年度は、高効率・再利用性・高機能太径銀中空Ni-Tiファイバ先端素子の製作と評価を行うために、研磨剤を用いた物理研磨を行い、Ni-Tiチューブの内面粗さの抑制を図った。Ni-Tiチューブの表面粗さは大きく、散乱損失により、伝送効率が低い。そこで銀膜を成膜する前に、Ni-Tiチューブの内面粗さの低減を図った。従来は、Ni-Tiチューブに研磨剤を付着させたナイロン糸を通し、強制的に研磨剤を流すことで物理研磨を行っていた。省スペース（小型で卓上に設置可能）な研磨装置として、Ni-Tiチューブ内部に研磨剤を充填した後に、Ni-Tiチューブを回転させる研磨装置を試作したが、研磨効率は良いとは言えず、より効率の良い研磨装置を検討することとなった。これまで用いてきた研磨装置のナイロン糸を、Ni-Tiワイヤーと研磨剤を用いることで効率よい物理研磨に成功した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は、内面平滑化用研磨装置を開発し、Ni-Tiファイバの研磨技術の確立を図る。そして、高効率・再利用性・高機能太径銀中空Ni-Tiファイバの製作と評価を図る。令和4年度の結果から、Ni-Tiチューブは、先端素子として、内視鏡の先端可動部で用いるのが効果的であると評価した。今後は、Ni-Tiチューブ長30 cmで高効率・再利用性・高機能太径銀中空Ni-Tiファイバの製作を図る。
|
Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
