2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high-speed scanning picosecond laser system
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18K09495
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
河野 太郎 東海大学, 医学部, 准教授 (50297438)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今川 孝太郎 東海大学, 医学部, 講師 (50366001)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ピコ秒レーザー / フラクショナル治療 / 光機械的作用 / 応力緩和時間 / 母斑 / 刺青 / 若返り / 色素斑 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超短パルス発振（ピコ秒）レーザーの照射時間は100ピコ秒の発振が可能となり、現在市販されている250ピコ秒を大幅に短縮する機器の開発に成功した。照射時間が短くなるに従い、光機械的作用が強くなり、吸収されたレーザーのエネルギーにより、最初に熱が発生する。照射時間が短い高いピークパワーのレーザー照射後には、熱膨張することで、周囲と異なる密度分布が生じ、光機械的作用である光音響波が発生する。良性色素性疾患治療に使用されるナノ秒発振のルビー、アレキサンドライト、YAGレーザーの生体作用は光機械作用と光熱作用の両方である。メラノファージの熱緩和時間は、ナノ秒単位であるが、刺青のインクの熱緩和時間はピコ秒単位であるため、ナノ秒発振レーザーでは、破壊は不十分で、治療に抵抗する患者も多い。ピコ秒発振レーザーの生体作用は、パルス幅が短くなるほど機械的作用が主体となり、熱的作用が減弱するため、有効性が上がるだけでなく、瘢痕形成のリスクも減少する。メラノゾームの熱緩和時間は50-200nsec、刺青の色素は200-1000nsecであるため、照射時間が短い、本機器は有効性が高くなると考えらえる。今後は、更に短い５０ピコ秒以下の開発を進めていく予定である。超高速走査型スキャナーも東海大学理学部物理学科で開発を行った。本スキャナーをもちいることにより、点状の照射が可能となった。従来の面状の照射でなく、微細口径のレーザーを多数に照射する方法（フラクショナル化）は、周囲組織からの上皮化がきわめて速く、瘢痕を残すことなく治療が可能となった。このフラクショナルの理論を超短パルス発振（ピコ秒）レーザーに応用したピコ秒パルス走査型フラクショナルレーザーを用いることにより、高い効果と安全性が期待できるが、スキャナーのスピードが十分でないため、さらなる高速化を予定している。
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