| 研究課題/領域番号 |
22K12855
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分90130:医用システム関連
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| 研究機関 | 仙台高等専門学校 |
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研究代表者 |
宮城 光信 仙台高等専門学校, その他, 名誉教授 (90006263)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| 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 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在、根管を整形するために、金属製のリーマーが用いられているが、多くの課題を有している。レーザーリーマーによる根管治療の提案は申請者らによるものである。細い根管の中にレーザ光（Er:YAGレーザ光）を効率的に入射させるためには、外径が200μm以下の細径ファイバが必要であるが、その製作は困難であり、多くの技術課題を解決していかなければならない状況にあった。
本研究では、超細径な中空ファイバを大量に、しかも特性的に安定に製作する技術を開発しようとするもので、国内外では全く行われてはおらず、世界で最初の試みである。
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| 研究実績の概要 |
歯科根管治療において、根管を整形するために金属製のリーマーが用いられているが、このリーマーの破損、あるいは菌血症の難点を克服するために、Er:YAGレーザ光を用いる根管治療用「レーザーリーマー」を提案してきている。しかし、これまでの研究では、根管まで導光する超細径ファイバの製作に難点があり、実用化への見通しはほど遠かった。
本研究では、実用化レベルのレーザーリーマーとして、内径100μm、外径170μｍ、長さ30mmで、歯科治療用レーザ光を40%以上の導光効率で伝送可能とし、先端がガラスで封止された新しいタイプのレーザーリーマーを開発する。社会的意義は、患者へ安全で負担の少ない根管治療を提供できことと、大量に安定して生産する製作法の開発により、経済性にもメリットがあることである。
本研究の目的は、レーザーリーマーとして、200μm径程度の根管に挿入可能で、Er:YAGレーザ光の照射機能をもつ内径100μm、外径170μmの先端封止素子一体型中空ファイバ（長さ30mm）の実用化レベルの製作法を開発することにある。
令和4年度は、超細径銀中空ファイバの高効率製作法の開発を図った。内径100μm石英ガラスキャピラリ内面に銀鏡反応を用いて銀膜の成膜を行った。
令和5年度は、光学膜を銀膜の上に成膜し超細径光学膜内装銀中空ファイバの製作を図る。そして先端封止中空ファイバの製作を図る。令和6年度において、先端封止素子一体型中空ファイバの可視パイロット光とEr:YAGレーザ光の特性を評価を行う。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
令和4年度は、超細径銀中空ファイバの高効率製作法の開発を図った。内径100μm石英ガラスキャピラリ内面に銀鏡反応を用いて銀膜の成膜を行った。キャピラリの内径が細くなると銀鏡反応の流量は減り、内面に粗い銀膜が形成されてしまう。従来、内径100μmの石英ガラスキャピラリを280本束を製作し、断面積を増加することで、流量の増加を図ったが、端面を整えることは困難で伝送特性にばらつきが生じた。そこで、内径100μmガラスキャピラリを内径320μmガラスキャピラリに挿入し、接続部を接着剤で固定することで、太径化し、端面を整えた束（32本、全長30cm）を製作した。超細径中空ファイババンドルの流量は、約1.8 ml/minであった。流量は、これまでの銀中空ファイバの製作条件から10 ml/min以上を目標とする。内径250 μmダミーチューブ（長さ30 cm）10本で流量約16 ml/minとなった。内径100μmガラスチューブ1束と内径250μmダミーチューブ（長さ30 cm）9本をバンドルにすることで、約13 ml/minとなり，目標流量を達成することに成功した。銀鏡反応を行い，内径100μm銀中空ファイバを製作した。製作した銀中空ファイバ（長さ21 cm）の伝送損失は，波長1μmにおいて，13.5 dBとなり、光を伝送可能な銀中空ファイバを製作することに成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度において、超細径光学膜内装銀中空ファイバの製作を行う。
光学膜を銀膜の上に成膜し超細径光学膜内装銀中空ファイバを製作する。
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