JP5507096B2 - 歯科用プローブの製造方法 - Google Patents
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Description
歯科用レーザ治療装置に用いられるレーザハンドピースは、光ファイバから出射したレーザ光を治療部位(被照射位置)に導く先端部分を備えている。この先端部分は、歯牙の治療部位や治療態様に適合した形状及び構造を有するとともに、レーザ光が照射される患部を冷却し、蒸散物を除去可能であることが望ましい。
このため、光ファイバで伝送されたレーザ光を被照射位置に導くプローブを備えるレーザハンドピースにおいて、プローブの出射端近傍で水を噴射する注水管と、プローブの出射端近傍でガス(空気)を噴射する給気管とを備え、プローブの先端部分の形状がレーザハンドピースの軸に対して光ファイバからのレーザ出射方向が斜めとなるようにプローブが形成されたものが知られている(例えば特許文献1参照)。
前記プローブ本体部は、前記マルチルーメンチューブの後端外周に前記マルチルーメンチューブと一体に成形された高分子化合物からなり、前記マルチルーメンチューブにおける前記水の流路および前記エアの流路のそれぞれの後端が前記プローブ本体部内において閉塞され、前記プローブ本体部の側面に設けた2つの切り欠きのそれぞれの内部において、前記マルチルーメンチューブが露出され、その露出部それぞれに前記水の流路又は前記エアの流路についての導入口が設けられていることが好ましい。
前記プローブ本体部を成形する成形金型の内面に前記導入口を塞ぐ凸部を設けて前記溶融樹脂が供給されないようにすることにより、前記切り欠きを形成することが好ましい。
樹脂被覆層23の屈折率は、純粋石英の屈折率よりも0.04以上小さいことが好ましい。
金属被覆層24は、図1(a)に示すように、プローブ先端部11の内部で曲がった状態で設けられる光ファイバ20の形状を保持することができる、十分な厚さを有することが好ましい。さらに、図1(a)の二点鎖線に示すように、プローブ先端部11を真っ直ぐに伸ばしたり、所望の形状に屈曲または湾曲させたりすることができるよう、光ファイバ20が可塑性(変形性)を有する程度の厚さに金属被覆層24を設けることが好ましい。一般に、プローブは金属被覆層を有しているので、仮にプローブが曲がって漏れ光が発生した場合であっても、プローブ外部へ漏れ光を出さない構成となっている。
光ファイバ20の出射端26の形状は、光軸に垂直な平面に限らず、斜面や円錐形に形成(研磨など)することもできる。
図3に、レーザハンドピースの構成例を示す。ここで例示するハンドピース40は、術者(特に歯科医)が手に持って操作できるように構成されており、歯科用プローブ10は、ハンドピース本体41の先端側に設けられたレセプタクル42に対して着脱可能に装着されている。レセプタクル42は、例えばスプリング43等でプローブ本体部12の外周面をその中心軸に向かう方向に押圧し、光軸の位置を安定させる。また、ファスナ49をプローブ本体部12の外面に突出形成されたフランジ部13に係合させることにより、使用時に歯科用プローブ10が意図せず脱落することを防止することができる。歯科用プローブ10をハンドピース本体41から取り外すときには、ファスナ49を上げ、図示しない操作手段を介してエジェクタ48をハンドピース本体41の先端側(図3の左側)に移動させ、歯科用プローブ10をレセプタクル42から押し出す。
給水管44はプローブ本体部12の切欠14に設けられた水導入口37(図2参照)に接続されている。また、給気管45は切欠15に設けられたエア導入口38(図2参照)に接続されている。
・図1(c)に示すように、大口径ファイバ(コア径;φ400μm、クラッド径;φ500μm)の外側に厚さ50μmのシリコン樹脂(屈折率;1.35)の樹脂層と、その外側に厚さ50μmの銅をコートした金属コート光ファイバを用いた。前記金属コート光ファイバは、長さが40mmで、中央部に30°の曲げ角度を有した構造となっており、これをマルチルーメン構造のウレタン製チューブに挿入し、モールドにて一体成形したプローブを作製した。
・シリコン樹脂に代えて、フッ化アクリル樹脂(屈折率;1.42)を用いたこと以外は実施例1と同じにして、プローブを作製した。
・シリコン樹脂に代えて、酢酸ビニル樹脂(屈折率;1.46)を用いたこと以外は実施例1と同じにして、プローブを作製した。
・シリコン樹脂に代えて、ポリメタクリル酸メチル(屈折率;1.49)を用いたこと以外は実施例1と同じにして、プローブを作製した。
・シリコン樹脂に代えて、ポリイミド樹脂(屈折率;1.52)を用いたこと以外は実施例1と同じにして、プローブを作製した。
・シリコン樹脂に代えて、ポリカーボネート樹脂(屈折率;1.59)を用いたこと以外は実施例1と同じにして、プローブを作製した。
・実施例と比較例の試料(n=10)について、エルビウム・YAGレーザを用いて、出力;350mJ、繰返し速度10ppsにて、10秒間連続照射した。そして30°の曲げを有したプローブの中央部を市販の接触式温時計にて連続照射直後(10秒後)の温度を測定した。試験は室温(23℃)で実施した。
・試験結果を表1に示す。表中の測定温度は、n=10の平均値である。
表1に示す試験結果からわかるように、樹脂被覆層の屈折率がクラッド(純粋石英ガラス)の屈折率より大きいもの(比較例1〜3)は、曲げ加工されている箇所でレーザ光が漏れ光となって金属コート層側に拡散されているものと考えられる。逆に、樹脂被覆層の屈折率がクラッドの屈折率より小さいもの(実施例1〜3)は、曲げ加工されている箇所でレーザ光が漏れ光とならず、金属コート層側への拡散が制限されているものと考えられる。
また、漏れ光の有無は、光ファイバのクラッドとその外側の樹脂被覆層との屈折率差によるものであるから、クラッドの材質が純粋石英層でない場合も同様に、樹脂被覆層の屈折率がクラッドの屈折率より小さくすることにより、温度上昇を抑制することができる。
Claims (4)
- 歯科治療用レーザハンドピースにおいて、光ファイバで伝送されたレーザ光を被照射位置に導くために用いられる歯科用プローブの製造方法であって、
水の流路と、エアの流路と、光ファイバが挿通される管路がそれぞれ互いに離隔されて貫通穴として内部に形成された可とう性を有する高分子化合物からなるマルチルーメンチューブと、
クラッドの外周上に設けられた樹脂被覆層、および前記樹脂被覆層の外周上に設けられた金属被覆層を有する光ファイバであって、その金属被覆層が前記光ファイバの曲げ変形に対応して変形可能であるとともに、曲げ変形された前記光ファイバの形状を保持可能であり、その樹脂被覆層における屈折率が前記クラッドより低い光ファイバと
を用意し、
前記マルチルーメンチューブの管路に前記光ファイバを挿通してプローブ先端部を構成し、
前記水の流路および前記エアの流路内に着脱可能な補強材を充填し、前記光ファイバおよび前記マルチルーメンチューブの周囲に溶融樹脂を供給して固化させることにより、前記光ファイバの外面形状を型として、光ファイバ通路を有するプローブ本体部を前記マルチルーメンチューブと一体にインサート成形することを特徴とする歯科用プローブの製造方法。 - 前記プローブ本体部は、前記マルチルーメンチューブの後端外周に前記マルチルーメンチューブと一体に成形された高分子化合物からなり、
前記マルチルーメンチューブにおける前記水の流路および前記エアの流路のそれぞれの後端が前記プローブ本体部内において閉塞され、
前記プローブ本体部の側面に設けた2つの切り欠きのそれぞれの内部において、前記マルチルーメンチューブが露出され、その露出部それぞれに前記水の流路又は前記エアの流路についての導入口が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の歯科用プローブの製造方法。 - 前記プローブ本体部を成形する成形金型の内面に前記導入口を塞ぐ凸部を設けて前記溶融樹脂が供給されないようにすることにより、前記切り欠きを形成することを特徴とする請求項2に記載の歯科用プローブの製造方法。
- 前記樹脂被覆層の屈折率が、前記クラッドの屈折率よりも0.04以上小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の歯科用プローブの製造方法。
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