2012 Fiscal Year Research-status Report
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24500563
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
岩井 克全 仙台高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10361130)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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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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| Research Abstract |
従来の導光効率を犠牲にしたEr:YAGレーザ用の短尺な充実型ガラスファイバに対して、高エネルギー伝送ならびに滅菌工程に耐える細径中空ファイバが実現できれば、内視鏡治療において、Er:YAGレーザ光を効率よく用いることができる。また導光効率の飛躍的な向上により、レーザ光源の低出力化に繋がり経済性のメリットも生じる。内径50 μmの極細径なファイバは、子供の細く曲がった歯根などにも対応できる。最小侵襲治療が叫ばれている医療現場において、レーザによる低侵襲治療は社会的な要求であり、それに関連する治療装置の開発は極めてニーズが大きい。
平成24年度は低損失極細径銀中空ファイバの製作と評価を行った。
複合レーザ光伝送を行うためには、表面の粗さの小さい良好な銀膜の成膜が重要である。内径50 μm、長さ200 mmのガラスキャピラリーチューブ内面に平滑な銀膜を銀鏡反応で成膜した。具体的な手段、方法およびその内容は次の通りである。内径50 μm、長さ200 mmのガラスキャピラリーチューブを300本で1個の束にして、その束を16個並列に接続し銀鏡反応に用いた。銀中空ファイバの製作条件は、溶液温度16℃、流量19 ml/min、送液時間3minである。
次に低損失極細径銀中空ファイバの評価を行った。中空ファイバの内径が細くなると流量は減り、ファイバ内面に粗い銀が形成される。そこでガラスキャピラリーチューブ（内径50 μm、長さ200 mm）を300本束ねたバンドルを製作し、断面積を大きくすることで、流量の増加を行った。流量については、これまで製作した内径700 μm銀中空ファイバの製作条件から10 ml/min程度を目標とした。流量を19 ml/minにすることで、損失のバラつきが抑えられ、低損失な極細径銀中空ファイバの効率よい製作を行うことができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
中空ファイバの内径が細くなると流量は減り、ファイバ内面に粗い銀が形成される。そこで石英ガラスキャピラリーチューブ（内径50 μm、長さ200 mm）を300本束ねたバンドルを製作し、断面積を大きくすることで、流量の増加を行った。流量については、これまで製作した内径700 μm銀中空ファイバの製作条件から10 ml/min程度を目標とした。目標の流量を達成するためには、バンドルを16個作成する計画であり、製作期間は、非常にかかると予想していたが、計画より早くバンドルを製作することができ、目標の流量10 ml/minを大幅に上回る流量19 ml/minを達成することができた。流量を増加することで、損失のバラつきが抑えられ低損失な極細径銀中空ファイバの効率よい製作を行うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度は、無機ガラス薄膜内装細径中空ファイバの製作を行う。
人体組織に強く吸収され、効率のよい蒸散・切開が可能なEr:YAGレーザ用の赤外ファイバとして、銀膜の上に更に無機薄膜がコートされた中空ファイバの製作を行う。
耐久性無機薄膜のコーティング技術の開発として、(1)無機溶液の送液・乾燥法による薄膜の一様成膜と溶液固化技術、(2)送液法による無機薄膜の形成、(3)無機薄膜内装銀中空ファイバの製作条件（溶液濃度、送液速度、乾燥時間）の検討を行う。
中空ファイバの内径が細くなると、溶液の流速が急激に速くなる。そのため、送液系の接続点におけるチューブ径の違いにより、送液速度が変化し、ファイバ上・下部で膜厚変動を生じる。そこで、マイクロチューブポンプ内のチューブ（内径1.15 mm）に内径0.3 mm、外径0.4 mmのシリコーンチューブを挿入し、通常用いる内径0.7 mmの接続チューブから内径250 μmの接続チューブに変更することで、接続点における送液速度の変動を抑え、均一な無機薄膜形成を行う。低損失な極細径中空ファイバの効率よい製作法について検討を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
「該当なし」
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