Development of ultra-flexible, high-performance small-diameter infrared optical fiber for non-invasive endoscopic surgery

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04542
• 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: Iwai Katsumasa 仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10361130)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 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 Final Research Achievements

Since the hollow fiber enables stable transmission of infrared laser light, it is expected that infrared laser light will be applied to endoscopic surgery.
In this study, (1) fabrication of small diameter hollow fibers that can be used with a bending radius of 15 mm and a bending angle of 270 °, (2) For the purpose of developing hollow fibers that transmit high-power infrared laser light (Er: YAG and CO2 laser light) and visible guide light. We have fabricated a small diameter hollow fiber compatible with endoscopes surgery. The fabricated small-diameter hollow fiber can transmit Er:YAG laser light for incision, CO2 laser light for hemostasis, and visible guide light.

Free Research Field

光伝送工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細径中空ファイバを内視鏡治療に用いた場合、フレキシブルに扱え、小さい力で曲げることができ、内視鏡の可撓性を制限することがなくなる。Er:YAGレーザ光は、水の吸収が大きく、生体組織の切削性に優れ、効率よく治療でき、止血効果のあるCO2レーザ光も伝送することでさまざまな治療に対応可能である。高反射膜として、目的レーザ波長帯の吸収が小さい材料を用いることから、可視光と赤外レーザ光の伝送が可能であり、高機能医療機器の実現に対し、大きな貢献を果たしうる。中空ファイバ製作法は低コスト化が可能であり、使い捨て可能でもある。本研究の成果により、レーザ内視鏡手術はその適用範囲を格段に広げるものと思われる。