2020 Fiscal Year Research-status Report
内視鏡組み込み用の破断しない生体適応型赤外光中空ファイバ
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19K12833
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
高久 裕之 仙台高等専門学校, 総合工学科, 研究員 (20705016)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
内視鏡と赤外レーザを用いた治療法が、日本医療研究開発機構の事業となり、レーザ内視鏡治療は、更なる展開が期待されている。そのキーとなる技術は、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、内視鏡の可動範囲に適応し、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、耐腐食性、生体適合性などの優れた特長を有する、内径533 μｍのNi-Ti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。
2020年度の研究実施計画は、内面平滑化膜内装太径銀中空Ni-Tiファイバの長尺化を行うことである。研究実績を下記に示す。
内径533 μm、外径635 μm、長さ90 cm銀中空Ni-Tiファイバの製作を行った。Ni-Tiチューブの内面粗さの低減を図るために、銀膜との付着力がよいシリコンアクリル樹脂膜を内面平滑化用ポリマー膜として用いた。シリコンアクリル樹脂膜の成膜は送液法により行った。前年度の成果から、濃度45.5 wt%のシリコンアクリル樹脂溶液を用い、3回の重ね塗りが有効と分かっており、長さ90 cmのNi-Tiチューブに、シリコンアクリル樹脂膜の成膜を3回行い、その後、銀鏡反応により銀膜形成を行った。Ni-Tiチューブを4本束ねたバンドルを用いることで流量は約20 ml/minとなった。銀鏡反応の溶液温度は18 ℃、銀鏡反応時間3分30秒で銀膜を成膜した。
内装平滑化膜つき銀中空Ni-Tiファイバ (内径533 μm、長さ90 cm)の可視波長損失特性 (FWHM10.6°のガウスビームで励振)を測定した。内装平滑化膜つき銀中空Ni-Tiファイバは、銀中空Ni-Tiファイバより、低損失となり、内装平滑化膜つき銀中空Ni-Tiファイバの波長1 μmにおける伝送損失は約10 dBとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Ni-Tiチューブを母材として、中空ファイバを製作する際の課題は、Ni-Tiチューブの内面粗さが大きく、内面に高反射コートをすることが困難という点であった。内面平滑化用ポリマー膜として、シリコンアクリル樹脂を使用することで、内面粗さの低減を行うことができた。
2020年度は、内装平滑化膜つき銀中空Ni-Tiファイバの長尺化を図り、長さ90 cmの中空Ni-Tiファイバを製作し、その伝送特性を明らかにした。内装平滑化膜つき銀中空Ni-Tiファイバ (内径533 μm、長さ90 cm)の可視波長損失特性 (FWHM10.6°のガウスビームで励振)を測定した結果、内装平滑化膜つき銀中空Ni-Tiファイバは、内装平滑化膜なしの銀中空Ni-Tiファイバより、低損失となり、内装平滑化膜つき銀中空Ni-Tiファイバの波長1 μmにおける伝送損失は約10 dBとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度以降の研究実施計画を下記に示す。
内装平滑化膜つき銀中空Ni-Tiファイバに、高反射用光学膜として環状オレフィンポリマー(COP)を用い、膜厚を数十nmオーダーで精密に制御し、最適膜厚の成膜を行う。Er:YAGレーザ光、CO2レーザ光、並びに可視パイロット光の同時伝送に最適な光学膜厚の設計を行い、最適膜厚の一様成膜技術を確立する。高反射用光学膜内装銀中空Ni-TiファイバのEr:YAGレーザ光、CO2レーザ光ならびに可視パイロット光の伝送特性、曲げ損失特性、耐久試験を行い、実用化の基礎資料を得る。
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Research Products
(5 results)
