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歯科治療用Er:YAGレーザ対応高機能超細径伝送装置の高効率製作法

研究課題

研究課題/領域番号 16K06329
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関仙台高等専門学校

研究代表者

岩井 克全  仙台高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (10361130)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード中空ファイバ / 赤外レーザ光 / 先端機能デバイス / レーザ治療
研究成果の概要

歯科根管治療において、根管を整形するためにリーマーと呼ばれる外径160 μmの刃物が用いられているが、根管の湾曲が強いと折れたり、菌血症を生じるという問題がある。そこで、硬組織を切削でき、滅菌効果もあるEr:YAGレーザを用いた根管治療を提案する。これまで中空ファイバの研究を行い、その可能性を示してきた。本研究では、実用化レベルの製作法の開発を目的として、簡易な新手法を用いて、Er:YAGレーザ光を伝送可能な内径75 μm、外径150 μm、長さ30 mmの超細径中空ファイバを製作し、その先端部を封止加工することにより、根管内で使用可能な先端封止素子一体型超細径中空ファイバの開発を行う。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超細径中空ファイバは、器具の安全性を高め、複雑な湾曲根管治療への応用が期待される。Er:YAGレーザ光は殺菌機能を有しており、効率よく短時間での治療につながる。Er:YAGレーザ装置として、導光効率を犠牲にした充実型ファイバが歯科レーザ治療に用いられているが、中空ファイバ型先端素子を実現できれば、先端チップの導光効率を飛躍的に向上し、レーザ光源の低出力化による経済性のメリットを生じる。超細径であり、製作が容易で、低コスト、ディスポーザブルな中空ファイバ型先端素子を実現することは、レーザ医療用、極めて大きな意味を持つ。また、治療期間の短縮化、高齢者保護の上で、その社会的な効果も十分にある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Fabrication of 75-μm-bore hollow optical fibers for infrared transmission2019

    • 著者名/発表者名
      Iwai Katsumasa、Sasaki Yasuhiro、Takaku Hiroyuki、Miyagi Mitsunobu、Shi Yi-Wei、Zhu Xiao-Song、Matsuura Yuji
    • 雑誌名

      Proc.SPIE

      巻: 10872 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1117/12.2507432

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of Shatter-Proof Metal Hollow-Core Optical Fibers for Endoscopic Mid-Infrared Laser Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Iwai Katsumasa、Takaku Hiroyuki、Miyagi Mitsunobu、Shi Yi-Wei、Matsuura Yuji
    • 雑誌名

      Fibers

      巻: 6 号: 2 ページ: 24-24

    • DOI

      10.3390/fib6020024

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transmission properties of dielectric-coated hollow optical fibers based on stainless tube2018

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, H. Takaku, M. Miyagi, Y. W. Shi, X. S. Zhu, Y. Matsuura
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 10488 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1117/12.2286807

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sensitivity improvement of optical fiber acoustic probe for all-optical photoacoustic imaging system2017

    • 著者名/発表者名
      A. Seki, K. Iwai, T. Katagiri, and Y. Matsuura
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 10 号: 7 ページ: 0725031-0725034

    • DOI

      10.7567/apex.10.072503

    • NAID

      210000135908

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvement of transmission properties of visible pilot beam for polymer-coated silver hollow fibers with acrylic silicone resin as buffer layer for sturdy structure2017

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, H. Takaku, M. Miyagi, Y. W. Shi, and Y. Matsuura
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料 光・量子デバイス研究会

      巻: 1 ページ: 47-50

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement of transmission properties of visible pilot beam for polymer-coated silver hollow fibers with acrylic silicone resin as buffer layer for sturdy structure2017

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, H. Takaku, M. Miyagi, Y. W. Shi, and Y. Matsuura
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 10058 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1117/12.2249749

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ステンレスチューブを母材とする銀中空ファイバの可視光伝送特性の改善2016

    • 著者名/発表者名
      岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信, 石 芸尉
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 44 ページ: 684-687

    • NAID

      130007957246

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Fabrication of 75-μm-bore hollow optical fibers for infrared transmission2019

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, Y. Sasaki, H. Takaku, M. Miyagi, Y. W. Shi, X. S. Zhu, Y. Matsuura
    • 学会等名
      Photonics West 2019, Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics and Treatment Applications XIX
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ni-Tiチューブを用いた銀中空ファイバの伝送特性2019

    • 著者名/発表者名
      岩井 克全, 高久裕之, 宮城 光信
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第39回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 内径530 μm銀中空ステンレスファイバ先端素子の製作-内面平滑化膜成膜法の改善-2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 駿, 岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信
    • 学会等名
      電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Ni-Tiチューブを母材とした光学膜内装銀中空ファイバの試作2018

    • 著者名/発表者名
      岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Transmission properties of dielectric-coated hollow optical fibers based on stainless tube2018

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, H. Takaku, M. Miyagi, Y. W. Shi, X. S. Zhu, Y. Matsuura
    • 学会等名
      Photonics West 2018, Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics and Treatment Applications XVIII
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 均一光学ポリマー内装内径700 μm中空ファイバの伝送特性2018

    • 著者名/発表者名
      岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CO2レーザ光伝送用高強度中空ファイバの伝送特性2017

    • 著者名/発表者名
      岩井 克全, 齋藤 亮磨, 高久 裕之, 宮城 光信
    • 学会等名
      電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 内径75 μm銀中空ファイバ先端素子の製作2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木 泰大, 岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信
    • 学会等名
      平成29年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of transmission properties of visible pilot beam for polymer-coated silver hollow fibers with acrylic silicone resin as buffer layer for sturdy structure2017

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, H. Takaku, M. Miyagi, Y. W. Shi, and Y. Matsuura
    • 学会等名
      RIEC (Hosted by Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University) and IEEJ (The Institute pf Electrical Engineers of Japan) International Workshop on Biomedical Optics 2017
    • 発表場所
      Tohoku. Univ. Electrical, Information and Physics Engineering Building No. 1 “D10” 2F Large Conference Room
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of transmission properties of visible pilot beam for polymer-coated silver hollow fibers with acrylic silicone resin as buffer layer for sturdy structure2017

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, H. Takaku, M. Miyagi, Y. W. Shi, and Y. Matsuura
    • 学会等名
      Photonics West 2017, Optical Fibers and Sensors for Medical Diagnostics and Treatment Applications XVII
    • 発表場所
      The Moscone Center San Francisco, California, USA
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Er:YAGレーザー光伝送用光学膜内装銀中空ステンレスファイバの特性2017

    • 著者名/発表者名
      岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信, 石 芸尉
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第37回年次大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス 徳島県徳島市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of Mechanical Strength of Polymer-Coated, Hollow-Optical Fiber for FT-IR Remote Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      K. Iwai, Y. Matsuura, H. Takaku, M. Miyagi, K. Katagiri, and Y. W. Shi
    • 学会等名
      The 6th Asia Pasific Optical Sensors Conference 2016
    • 発表場所
      Haoran High-tech Mansion, Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高強度銀中空ファイバの伝送特性の改善2016

    • 著者名/発表者名
      岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信, 石 芸尉
    • 学会等名
      電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学 北海道札幌市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 内径530 μm銀中空ファイバの可視パイロット光伝送特性の改善2016

    • 著者名/発表者名
      岩井 克全, 高久 裕之, 宮城 光信
    • 学会等名
      平成28年度電気関係学会東北支部連合大会
    • 発表場所
      東北工業大学 宮城県仙台市
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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