TW201940197A - 光漫射光纖的照明、藍紫光傳輸系統的照明、藍紫光傳輸系統、及用於藍紫光誘導滅菌的方法 - Google Patents

Abstract

一種使用光漫射光纖進行滅菌的方法，包含：將光源光學耦合至光漫射光纖，光漫射光纖具有：芯；圍繞芯的包層；外表面；以及複數個散射結構，複數個散射結構定位於芯內、包層內、或芯和包層兩者內。方法進一步包含將光漫射光纖定位為光學耦合到病原體樣品，以及在第一時段內將光源輸出的光引導進入光漫射光纖。散射結構將沿著光漫射光纖傳播的光散射朝向外表面，且一部分的光漫射穿過外表面，從而在約2小時至約24小時的曝光時間用光照射病原體樣品，該光在約380 nm至約495 nm的波長下的平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² 。

Description

光漫射光纖的照明、藍紫光傳輸系統的照明、藍紫光傳輸系統、及用於藍紫光誘導滅菌的方法

對於相關申請案的交互參照：本申請案根據專利法第28條之規定，主張對於申請於2018年1月16日的美國臨時申請案第62/617,784號的優先權，以及主張對於申請於2018年1月26日的美國臨時申請案第62/622,503號的優先權，在此仰賴且併入這些美國臨時申請案之內容以作為參考。

本揭示內容大體而言係關於光漫射光纖的照射、藍紫光傳輸系統的照射、藍紫光傳輸系統、以及使用該等系統進行藍紫光誘導滅菌的方法。更特定言之，本揭示內容係關於光漫射光纖和用於傳輸藍紫光以用於藍紫光誘導滅菌應用的其他傳輸系統。

單是在美國，每年大約有722,000例醫院獲得性感染（HAIs），該等獲得性感染導致約75,000例死亡（根據美國疾病控制中心的統計）。此外，該等病例每年花費美國醫療保健系統15-30億美元，因為醫院沒有報銷HAI。目前用於HAI的治療主要是基於抗生素的，由於多藥耐藥性病原體的增加和市場上以及監管測試階段中新抗生素藥物的減少，此種治療變得不那麼有效。

據信HAI的一種來源是醫療裝置，例如Foley導管、氣管內導管、心血管導管、內窺鏡、膿腫引流導管、透析導管、端口等，它們在使用之前、之後和使用期間可能受到感染。高強度藍紫光可以用於殺死在此種醫療裝置上生長的微生物，以防止醫療裝置本身成為感染的傳播體或感染源。需要在體內、體外、或同時在體內和體外，將此種藍紫光傳輸到該等醫療裝置和其他HAI源。

光纖被使用在需要將光從光源傳輸到遠端位置的各種應用中。例如，光通信系統依靠光纖網路，以將光從服務提供商傳輸到系統終端用戶。

通信光纖被設計成在800 nm至1675 nm範圍內的近紅外波長下工作，在此範圍內吸收和散射所造成的衰減的位準為相對低的。此允許注入光纖一端的大部分光從光纖的另一端射出，只有少量的光穿過光纖側面離開。

因為光纖通常被設計成在長距離上有效地將光從光纖的一端傳送到光纖的另一端，所以很少有光從典型光纖的側面逸出，因此光纖不被認為適用於形成擴展照明源。然而，在諸如特殊照明、標牌或生物應用（包括滅菌材料、表面甚至醫療設備）的應用中，需要以有效的方式向指定區域提供選定量的光。對於生物應用，需要開發用於對材料、表面、醫療裝置和設備、以及病原體的有機介質進行滅菌的光傳送系統和程序。此種光傳輸系統需要薄、柔韌、並且易於修改成各種不同的形狀和照明路徑，以用於難以到達的具有複合形狀的區域，諸如開放性傷口或心血管導管的長度、氣管插管、Foley導管等等。

因此，需要引導和散射沿光傳輸系統（諸如光漫射光纖）傳播的光，以用於藍紫光誘導滅菌應用。

根據本揭示內容的標的，一種使用光漫射光纖進行滅菌的方法，包含：將光源光學耦合至一或更多個光漫射光纖，光漫射光纖具有：芯；圍繞芯的包層；外表面；以及複數個散射結構，複數個散射結構定位於芯內、包層內、或芯和包層兩者內。方法進一步包含：將一或更多個光漫射光纖定位為與病原體樣品光學接合；以及在第一時段內將光源輸出的光引導進入一或更多個光漫射光纖。一或更多個光漫射光纖的散射結構，將沿著一或更多個光漫射光纖傳播的光散射朝向外表面，且一部分的光漫射穿過外表面，從而在約30分鐘至約48小時的曝光時間用光照射病原體樣品，該光在約380 nm至約495 nm的波長下的平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² 。

根據本揭示內容的另一實施例，一種使用光漫射光纖進行滅菌的方法，包含：將光源光學耦合至光漫射光纖，光漫射光纖具有：芯；圍繞芯的包層；外表面；以及複數個散射結構，複數個散射結構定位於芯內、包層內、或芯和包層兩者內。方法進一步包含：將一或更多個光漫射光纖定位為與病原體樣品光學接合；以及在第一時段內將光源輸出的光引導進入一或更多個光漫射光纖。一或更多個光漫射光纖的散射結構，將沿著一或更多個光漫射光纖傳播的光散射朝向外表面，且一部分的光漫射穿過外表面，從而用光照射病原體樣品，該光在約380 nm至約495 nm的波長下的平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² ，其中病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少至約9-Log減少。

儘管本文主要參照沿著長度具有均勻照明的光漫射光纖來說明本揭示內容的概念，但是可以預期該等概念將適用於任何光漫射光纖。

本揭示內容的各個態樣涉及藍紫光傳輸系統，該藍紫光傳輸系統以相對低的功率密度傳輸藍紫光，而能夠在相對短的時段內減少常見的病原體。不受理論束縛，據信此種光傳輸系統比電離光（諸如紫外光）危害小，因為它不會損傷組織和DNA。此種光亦被認為比抗生素更不容易產生抗性，因為它不是基於化學的。此外，本文所述的光傳輸系統可以惰性地整合到醫療裝置或導管中，以在最關鍵和難以到達的區域中提供藍紫光照射。此外，光輸送系統和藍紫光可以應用於靶向部位並提供連續滅菌，此與其他全身性抗生素或最終變得無效的特定部位治療/預防技術不同。由光傳輸系統傳輸的光亦可以在已知會導致感染的治療期間預防性地施用（亦即防止首先獲得HAI）。不受理論束縛，據信可以實現廣譜殺滅並且可以立即施用，使得患者不必因為微生物是未知的而需要在開始特定藥物治療之前等待數天來確定導致感染的微生物的身份，或忍受使用各種抗生素治療。此外，光傳輸系統可以將治療引導至感染點，而不需要對全身進行治療（此可能具有不良的副作用）。

本揭示內容的第一態樣涉及使用藍紫光傳輸系統進行滅菌的方法。在一或更多個實施例中，系統包括光漫射光纖和可選的光源，此光源輸送藍紫光，此藍紫光在約380 nm至約495 nm的波長下的平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² 。在一或更多個實施例中，光傳輸系統可以連續將光與能量傳輸至感染部位。在一或更多個實施例中，傳輸的光在相對短的時段（例如6小時或更短）以4-Log減少受到照射的病原體的菌落形成單位。

大抵參考附圖，可以在光傳輸系統中使用的光漫射光纖的一或更多個實施例包括：芯；圍繞芯的包層；外表面和位於芯內、包層內，或芯和包層兩者內的複數個散射結構。在操作中，當光被引導進入光漫射光纖中時，光漫射光纖的散射結構將沿著光漫射光纖傳播的光散射朝向外表面，且一部分的光漫射穿過外表面。另外，附圖大抵涉及使用光漫射光纖進行滅菌的方法，包括：將光源光學耦合到光漫射光纖；將光漫射光纖定位為與病原體樣本光學接合；以及將光源輸出的光引導進入光漫射光纖中一段時間，從而在曝光時間內由在一波長下具有一平均功率密度的光照射病原體樣本。

現在參照圖1，照明系統100包括光漫射光纖110，光漫射光纖110光學耦合到光輸出裝置102，光輸出裝置102包括光源152。光漫射光纖110包括第一端112、以及與第一端112相對的第二端114。光漫射光纖的實施例的截面被描繪在圖2A至圖4C中。例如，圖2A和圖2B描繪了光漫射光纖110的截面，圖3A和圖3B描繪了光漫射光纖210的截面，且圖4A和圖4B描繪了光漫射光纖310的截面。本文所述的每個光漫射光纖110、210、310，包括：芯120、220、320；包圍芯120、220、320的包層122、222、322；外表面128、228、328；和複數個散射結構125、225、325，該複數個散射結構125、225、325位於芯120、220、320內、包層122、222、322內、或芯120、220、320和包層122、222、322兩者內。

本文所述「外表面」128、228、328，指的是光漫射光纖110、210、310的最外表面。在圖2A和圖2B所示的實施例中，外表面128是第二聚合物塗層132的表面，在圖3A和圖3B所示的實施例中，外表面228是熱塑性聚合物塗層234的表面，且在圖4A和圖4B所示的實施例中，外表面328是熱塑性聚合物塗層334的表面。然而，儘管圖2A至圖4B描繪的實施例分別包含第二聚合物塗層132、熱塑性聚合物塗層234和熱塑性聚合物塗層334，但是在一些實施例中，光漫射光纖可不包括第二聚合物塗層132、熱塑性聚合物塗層234和熱塑性聚合物塗層334，使得外表面128、228、328可以分別是包層122、222、322的表面。此外，複數個散射結構125、225、325被配置為將導引光（例如，由光輸出裝置102輸出的光，其沿著光漫射光纖110、210、310傳播）朝向光漫射光纖110、210、310的外表面128、228、328散射，使得一部分的導引光沿著光漫射光纖110、210、310的漫射長度漫射穿過外表面128。此外，光漫射光纖110、210、310可以包括從約0.15米到約100米的長度（例如第一端112和第二端114之間的長度），例如約100米、75米、50米、40米、30米、20米、10米、9米、8米、7米、6米、5米、4米、3米、2米、1米、0.75米、0.5米、0.25米、0.15米、或0.1米。

本文所述「漫射長度」，是光漫射光纖110從光漫射光纖110的第一端112（或從接收輸入光的任何一端）延伸到沿光漫射光纖110的長度的一位置，在此位置90%的導引光已從光漫射光纖110漫射。本文所述用詞「光漫射(light-diffusing)」，意味著光散射沿著光漫射光纖110長度的至少一部分實質上是空間連續的，亦即沒有實質上的跳躍或不連續性（諸如與離散（例如點）散射相關的跳躍或不連續性。因此，如本揭示內容中闡述的實質上連續的光發射或實質上連續的光散射的概念，是指空間連續性。此外，本文所述「均勻照射」，是指沿著光漫射光纖110的長度的照射，其中從光漫射光纖110發射的光的強度在指定長度上的變化不超過25%。應該理解到，上述定義亦適用於圖2A至圖4B的光漫射光纖210、310。

再次參照圖1，光輸出裝置102光學耦合到光漫射光纖110（或在其他實施例中為光漫射光纖210或310）的第一端112，使得光輸出裝置102的光源152輸出的光可以照射光漫射光纖110的第一端112的端面116，並進入光漫射光纖110。光源152可包括發光二極體（LED）、雷射二極體等等。例如，光源152可以包括多模雷射二極體、單模雷射二極體、SiP雷射二極體、VCSEL雷射二極體、或另一類型的半導體雷射二極體。此外，光源152可以是線性偏振的。可選地，光源可以是偏振和同調的雷射光。此外，光源152可以配置為產生200 nm至2000 nm波長範圍的光。

在一些實施例中，光源152可以被配置為產生200 nm至2000 nm波長範圍的光。例如，光源152可以是紫外（UV）或可見的藍紫色光源，其被配置為發射波長為約200 nm至約500 nm的光，例如約225 nm、250 nm、275 nm、300 nm、325 nm、350 nm、375 nm、400 nm、405 nm、410 nm、415 nm、420 nm、425 nm、430 nm、435 nm、440 nm、445 nm、450 nm、455 nm、460 nm、465 nm、470 nm、475 nm、480 nm、485 nm、490 nm、495 nm、500 nm等，諸如約300 nm至約460 nm或約400 nm至約495 nm。光輸出裝置102亦可以包括額外的光學部件，諸如透鏡、光學傳輸光纖等，其位於光源152和光漫射光纖110的第一端112之間並且光學耦合到光源152和光漫射光纖110的第一端112，以便於光輸入到光漫射光纖110中。而且，該等額外光學部件（諸如光學傳輸光纖），可以允許光源152在空間上與光漫射光纖110分離。

在操作中，因為光源152發出的光被光漫射光纖110散射到周圍環境中，所以光源152可以位於遠離光漫射光纖110的位置。因此，由光源152產生的任何熱量可以從光源152傳遞到遠離光源152和光漫射光纖110的位置。因此，光漫射光纖110的溫度可以保持實質上類似於周圍環境的環境溫度，並且照明單元可以被描述為熱學上「冷」的照明單元。此外，在空間上分離光漫射光纖110和光源152，可以為照明系統100提供額外的設計靈活性。

現在參考圖2A至圖4B，每個光漫射光纖110、210、310被配置成以高散射效率引發穿過外表面128、228、328的散射，特別是當沿著光漫射光纖110、210、310長度傳播的導引光包括在紫外範圍（例如約200 nm至約500 nm）中的波長時。本文所述「散射效率」，是指從光漫射光纖110、210、310的芯120、220、320朝向外表面128、228、328向外散射的光的百分比，該等光未被吸收、未被阻擋、亦未以其他方式丟失，並且實際上離開外表面128、228、328。儘管不意圖受理論限制，但是從芯120、220、320散射的光的一部分，可被圍繞包層122、222、322的光漫射光纖110、210、310的一或更多個額外層吸收。然而，本文描述的光漫射光纖110、210、310限制UV光和穿過外表面128、228、328散射的可見藍紫色光的吸收，並且在UV和可見藍紫色波長下促進高散射效率。

仍然參考圖2A至圖4B，每個光漫射光纖110、210、310的芯120、220、320和包層122、222、322，可以包括摻雜有羥基材料的玻璃（諸如石英玻璃）（例如摻雜羥基的玻璃芯和摻雜羥基的玻璃包層）。本文所述「摻雜羥基」，是指包含300 ppm或更多的羥基材料的玻璃，羥基材料例如羥基離子（OH）、過量的氧（可以添加到玻璃中）等等。儘管不意圖受理論限制，但是在UV和可見的藍紫色波長下，用羥基材料摻雜芯120、220、320和包層122、222、322可能是有利的。儘管具有低羥基含量（例如羥基含量小於300 ppm）的玻璃芯和包層在較高波長（例如可見光範圍、近紅外（NIR）範圍和紅外範圍內的波長）具有增加的透射率，但它們亦在UV和可見的藍紫色範圍內的波長處引起增加的吸收損失，因為降低玻璃中的羥基含量會增加玻璃中氧缺乏中心的數量及/或尺寸。本文所述「氧缺乏中心(oxygen deficiency center)」是指形成具有氧空位的二氧化矽的斷裂鍵。儘管不意圖受理論限制，但是芯120、220、320和包層122、222、322中的氧缺乏中心吸收包括UV和可見藍紫色範圍內的波長的光，此使得芯120、220、320和包層122、222、322變暗，並且減少由散射結構125、225、325從芯120、220、320向外散射並穿過光漫射光纖110、210、310的外表面128、228、328的光的百分比。儘管不意圖受理論的限制，但在UV和可見藍紫色輻射下，可以在熔融石英中形成不同的「色心(color centers)」。色心的起源可能與熔融石英的電離有關。儘管仍不意圖受理論限制，但色心可能與OH反應而形成穩定的非吸收物質。在一些實施例中，光漫射光纖110、210、310可以藉由以高壓和高溫氫加載光漫射光纖110、210、310的二氧化矽而被羥基摻雜。

此外，儘管不意圖受理論限制，但是一些聚合物材料（諸如一些UV固化式聚合物）對UV光和可見藍紫色光具有高吸收性。因此，有利的是限制光漫射光纖110、210、310的聚合物層的數量和厚度，並使用具有有限的UV光和可見藍紫光吸收性的聚合物層。例如，在圖2A至圖4B中描繪的每個實施例中，包層122、222、322包括玻璃（例如摻雜羥基的玻璃）。此外，本文描述的光漫射光纖110、210、310的每個實施例，包括圍繞包層122、222、322的至少一個聚合物層，然而，如下面更詳細地描述的，該等聚合物層中的每一個包括UV光和可見藍紫色光的低吸收性。

現在參考圖2A和圖2B，圖示了光漫射光纖110的橫截面，光漫射光纖110包括芯120、包圍芯120的包層122、外表面128和複數個散射結構125。芯120包括玻璃芯（例如二氧化矽），玻璃芯摻雜有羥基材料（例如包含約300 ppm或更多羥基材料的二氧化矽）。包層122包括玻璃包層（例如F摻雜的二氧化矽，或F（氟）/B（硼）共摻雜的二氧化矽，其折射率比芯120的折射率低），玻璃包層摻雜有羥基材料（例如F摻雜的二氧化矽，或F（氟）/B（硼）共摻雜的二氧化矽，其包含約300 ppm或更多的羥基材料。光漫射光纖110亦包括圍繞包層122的主聚合物塗層130，和圍繞主聚合物塗層130的第二聚合物塗層132。

仍然參考圖2A和圖2B，散射結構125可以在整個芯120中出現（如圖2A和圖2B所示），或者可以出現在芯120和包層122的界面附近（例如芯-包層邊界），或者可以出現在芯120內的環形圈中。散射結構125可包括充氣空隙、諸如陶瓷材料之類的散射顆粒、摻雜劑等。具有隨機排列和隨機尺寸空隙（亦稱為「隨機空氣線」或「奈米結構」或「奈米尺寸結構」）的光漫射光纖的一些實例，描述於美國專利第7,450,806號和美國專利申請案第12/950,045、13/097,208、13/269,055號中，該等美國專利全部內容以引用方式併入本文。或者，光漫射光纖110可以具有「粗糙的」芯120，其中芯-包層邊界處的芯120表面上的不規則性導致光散射。亦可以使用其他類型的光漫射光纖。在操作中，光漫射光纖110可能經歷散射引起的衰減（亦即由於穿過光漫射光纖110的外表面128損失的光而導致的衰減，而不是由於光漫射光纖110內的散射粒子的吸收），約為50 dB/km或更大，例如從約100 dB/km到約60000 dB/km（在照射波長（例如發射的輻射的波長）下）。

在散射結構125包括充氣空隙的實施例中，充氣空隙可以以隨機或有組織的圖案佈置，並且可以平行於光漫射光纖110的長度延伸，或者可以是螺旋形的（亦即沿著光漫射光纖110的長軸旋轉）。此外，光漫射光纖110可包括大量充氣空隙，例如在光纖的橫截面中具有多於50個、多於100個、或多於200個空隙。充氣空隙可包含例如SO₂ 、Kr、Ar、CO₂ 、N₂ 、O₂ 或以上之混合物。然而，不管是否存在任何氣體，由於空隙的存在，包括複數個散射結構125的芯120、包層122或芯-包層邊界的區域中的平均折射率降低。此外，諸如空隙的複數個散射結構125，可以隨機地或非週期性地設置在芯120中、包層122中或芯-包層邊界中，然而在其他實施例中可以週期性地設置空隙。

空隙（諸如充氣空隙（或其他散射顆粒））的橫截面尺寸（例如直徑），可以為約10 nm至約10 μm，並且長度可以為約1 μm至約50 μm。在一些實施例中，空隙（或其他散射顆粒）的橫截面尺寸，為約10 nm、20 nm、30 nm、40 nm、50 nm、60 nm、70nm、80 nm、90 nm、100 nm、120 nm、140 nm、160 nm、180 nm、200 nm、250 nm、300 nm、400 nm、500 nm、600 nm、700 nm、800 nm、1 μm、2 μm、3 μm、4 μm、5 μm、6 μm、7 μm、8 μm、9 μm或10 μm。在一些實施例中，空隙的長度為約1 μm、2 μm、3 μm、4 μm、5 μm、6 μm、7 μm、8 μm、9 μm、10 μm、20 μm、30 μm、40 μm、50 μm、60 μm、70 μm、80 μm、90 μm、100 μm、200 μm、300 μm、400 μm、500 μm、600 μm、700 μm、800 μm、900 μm、1000 μm、5 mm、10 mm、50 mm、100 mm、500 mm、1 m、5 m、10 m、20 m或50 m。

仍然參考圖2A和圖2B，主聚合物塗層130可包括圍繞芯120和包層122的實質上透明的層以便於機械處理，例如聚合物塗層。此外，第二聚合物塗層132可以圍繞芯120、包層122和主聚合物塗層130定位。第二聚合物塗層132用作散射層，並且包括基礎材料（例如聚合物）和位於基礎材料中的複數個散射顆粒135。在操作中，第二聚合物塗層132可以促進在大角度範圍（例如40°至120°、或30°至130°、或15°至150°）上的均勻角度散射。例如，光漫射光纖110被配置為由於散射而提供實質均勻的照明，使得最小和最大散射照明強度之間的差異小於最大散射照明強度的50%（對於40度和120度之間的所有視角）。

散射顆粒135包含與第二聚合物塗層132的基礎材料（例如折射率約為1.5的基礎聚合物）相差大於0.05的折射率（例如基礎材料與每個散射顆粒135之間的折射率差異大於0.05）。在一些實施例中，基礎材料和每個散射顆粒135之間的折射率差異為至少0.1。亦即，每個散射顆粒135的折射率，可以比第二聚合物塗層132的基礎材料（例如聚合物或其他基質材料）的折射率大至少0.1。此外，為了限制穿過第二聚合物塗層132的UV光和可見藍紫光的吸收，散射顆粒135包括具有UV光和可見藍紫光低吸收性的材料（例如低吸收散射材料）。折射率大於基礎材料（例如大於約1.5）的示例性低吸收材料散射材料，包括折射率為約1.77的氧化鋁（Al₂ O₃ ）、折射率為約1.636的硫酸鋇（BaSO₄ ）、氣體空隙（諸如折射率為約1的微泡）等等。此外，在一些實施例中，散射顆粒135可以替代地或另外地包括氣體空隙或微氣泡。

此外，第二聚合物塗層132內的每個散射顆粒135的橫截面尺寸可以包括0.1λ至10λ，其中λ是傳播穿過光漫射光纖110的光的波長。在一些實施例中，每個散射顆粒135的橫截面尺寸大於0.2λ且小於5λ，例如在0.5λ和2λ之間。例如，每個散射顆粒的橫截面尺寸可以包括約20 nm至約5 μm，例如約50 nm、75 nm、100 nm、150 nm、200 nm、350 nm、400 nm、450 nm、500 nm、550 nm、600 nm、650 nm、700 nm、750 nm、800 nm、850 nm、900 nm、950 nm、1 μm、1.1 μm、1.2 μm、1.3 μm、1.4 μm、1.5 μm、1.6 μm、1.7 μm、1.8 μm、1.9 μm、2 μm、2.1 μm、2.2 μm、2.3 μm、2.4 μm、2.5 μm、2.6 μm、2.7 μm、2.8 μm、2.9 μm、3 μm、3.1 μm、3.2 μm、3.3 μm、3.4 μm、3.5 μm、3.6 μm、3.7 μm、3.8 μm、3.9 μm、4 μm、4.1 μm、4.2 μm、4.3 μm、4.4 μm、4.5 μm、4.6 μm、4.7 μm、4.8 μm、4.9 μm等等。此外，第二聚合物塗層132中的散射顆粒135，可以佔第二聚合物塗層132的按重量計約0.005%至70%，例如0.01%至60%、0.02%至50%等。

在一些實施例中，複數個散射顆粒135可以設置在第二聚合物塗層132的子層內。例如，在一些實施例中，子層可具有約1 μm至約5 μm的厚度。在其他實施例中，第二聚合物塗層132中的顆粒子層的厚度及/或散射顆粒135的濃度，可以沿著光漫射光纖110的軸向長度變化，以便在大角度下（亦即大於約15度的角度）對從光漫射光纖110散射的光的強度提供更均勻的變化。例如，40度和120度之間的所有視角的角度照度在最大照度的50%之內，並且在一些實施例中在30%之內。在一些實施例中，40度和120度之間的所有視角的角度照度在最大照度的30%之內，並且在一些實施例中在25%之內。

現在參照圖3A和圖3B，描繪了光漫射光纖210的橫截面，光漫射光纖210包括芯220、包圍芯220的包層222、散射結構225、和圍繞並接觸包層222的熱塑性聚合物塗層234。芯220包括玻璃芯（例如二氧化矽），玻璃芯摻雜有羥基材料（例如包含約300 ppm或更多羥基材料的二氧化矽）。包層222包括玻璃包層（例如F摻雜的二氧化矽，或F（氟）/B（硼）共摻雜的二氧化矽，其折射率比芯220的折射率低），玻璃包層摻雜有羥基材料（例如F摻雜的二氧化矽，或F（氟）/B（硼）共摻雜的二氧化矽，其包含約300 ppm或更多的羥基材料。散射結構225可以在整個芯220中出現（如圖3A和圖3B所示），或者可以出現在芯220和包層222的界面附近（例如芯-包層邊界），或者可以出現在芯220內的環形圈中。散射結構225可包括上文針對光漫射光纖110所說明的任何散射結構125，例如充氣空隙、諸如陶瓷材料之類的散射顆粒、摻雜劑等。

熱塑性聚合物塗層234包括氟化聚合物材料，諸如聚四氟乙烯（PTFE）（諸如Teflon^TM ）；乙烯-四氟乙烯（ETFE）（諸如Tefzel^TM ）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、氟化乙烯丙烯（FEP）、全氟烷氧基烷烴（PFA）、PEEK（聚醚醚酮）、尼龍、和任何其他氟化可擠出聚合物。熱塑性聚合物塗層234包括對於UV光和可見藍紫色光的低吸收性（如下面針對圖5的圖表50更詳細地描述的），並且是硬塑料材料，其提供圍繞芯220和包層222的保護塗層。在圖3A和圖3B描繪的實施例中，熱塑性聚合物塗層234與包層222直接接觸，且因此在包層222和熱塑性聚合物塗層234之間沒有中間層，而限制了從芯220朝向外表面228散射而被吸收、阻擋或以其他方式被防止射出外表面228的UV光與可見藍紫色光的量。

此外，如圖3A和圖3B所示，散射顆粒235設置在熱塑性聚合物塗層234中。設置在熱塑性聚合物塗層234內的散射顆粒235，可以包括上面針對光漫射光纖110描述的任何散射顆粒135。熱塑性聚合物塗層234可包括約1.30至約1.35的折射率。散射顆粒235可包括折射率大於熱塑性聚合物塗層234的折射率的低吸收散射材料，例如折射率約為1.77的Al₂ O₃ 、折射率約為1.636的BaSO₄ 、具有約1.46的折射率的二氧化矽（SiO₂ ）等等。注意到，因為熱塑性聚合物塗層234包括低於第二聚合物塗層132的折射率，不能用作散射顆粒135的材料可以用作散射顆粒235。詳言之，SiO₂ 可以用作散射顆粒235的材料，此可為有利的，因為SiO₂ 對於具有約200 nm或更大波長的光是透明的，從而減少散射顆粒235引起的UV與可見藍紫色範圍中的吸收損失。此外，在一些實施例中，散射顆粒235可以替代地或另外地包括氣體空隙或微氣泡。

在一些實施例中，熱塑性聚合物塗層234可以在光纖拉製處理中直接施加到光漫射光纖210的包層222。例如，儘管不意圖受理論限制，但是芯220和包層222可以從光纖預製件拉出，穿過拉絲爐（用於加熱光纖預製件），以及纖維塗覆單元（用於施加熱塑性聚合物塗層234到光漫射光纖210的包層222）。此外，在施加熱塑性聚合物塗層234之後，光漫射光纖210到達光纖收集單元，光纖收集單元可包括一或更多個拉伸機構和張緊滑輪，以向光漫射光纖210提供張力並便於纏繞光漫射光纖到光纖存儲線軸上。

在拉製處理中，在光漫射光纖210到達光纖收集單元之前施加熱塑性聚合物塗層234，防止包層222與光纖收集單元的一或更多個拉伸機構之間的機械接觸，此可以防止損壞包層222的玻璃。然而在其他實施例中，在光漫射光纖210被拉伸之後，例如使用諸如習知擠出設備的拉拔設備，將熱塑性聚合物塗層234施加到光漫射光纖210。因此，在拉製處理之後施加熱塑性聚合物塗層234的實施例中，可能期望在拉製處理中在包層222上施加塗層，以防止拉伸機構和纖維收集單元的張緊滑輪損壞包層122的玻璃。在包層和熱塑性聚合物塗層之間具有聚合物層的示例性光漫射光纖是光漫射光纖310，如下所述。

現在參照圖4A和圖4B，描繪了光漫射光纖310的橫截面，光漫射光纖310包括芯320、包圍芯320的包層322、散射結構325、圍繞包層222的主塗層330、以及圍繞主塗層330的熱塑性聚合物塗層334，使得主塗層330設置在包層322與熱塑性聚合物塗層334之間。芯320包括玻璃芯（例如二氧化矽），玻璃芯摻雜有羥基材料（例如包含約300 ppm或更多羥基材料的二氧化矽）。包層322包括玻璃包層（例如F摻雜的二氧化矽，或F（氟）/ B（硼）共摻雜的二氧化矽，其折射率比芯320的折射率低），玻璃包層摻雜有羥基材料（例如F摻雜的二氧化矽，或F（氟）/B（硼）共摻雜的二氧化矽，其包含約300 ppm或更多的羥基材料。散射結構325可以在整個芯320中出現（如圖4A和圖4B所示），或者可以出現在芯320和包層322的界面附近（例如芯-包層邊界），或者可以出現在芯320內的環形圈中。散射結構325可包括上文針對光漫射光纖110所說明的任何散射結構125，例如充氣空隙、諸如陶瓷材料之類的散射顆粒、摻雜劑等。

熱塑性聚合物塗層334可包括熱塑性聚合物塗層234的任何氟化聚合物材料，諸如聚四氟乙烯（PTFE）（諸如Teflon^TM ）、乙烯-四氟乙烯（ETFE）（諸如Tefzel^TM ）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、氟化乙烯丙烯（FEP）、全氟烷氧基烷烴（PFA）、PEEK（聚醚醚酮）、尼龍、和任何其他氟化可擠出聚合物。熱塑性聚合物塗層334包括對於UV光和可見藍紫光的低吸收性，並且是硬塑料材料，其提供圍繞芯320、包層322和主塗層330的保護塗層。

主塗層330包括UV固化式塗層，諸如脂環族環氧樹脂。儘管脂環族環氧樹脂是UV固化式，但用於固化脂環族環氧樹脂的光引發劑具有UV吸收性，但在脂環族環氧樹脂固化後可去除，例如藉由漂白(bleaching)脂環族環氧樹脂，並且所得固化的脂環族環氧樹脂包含對於UV光和可見藍紫色光的低吸收性，如下面參照圖5的圖表50更詳細地描述的。在一些實施例中，光引發劑包含(對-異丙基苯基)(對-甲基苯基)碘鎓四(五氟苯基)硼酸鹽。此外，主塗層330可以包括約5 μm至約20 μm的厚度，例如約10 μm至約15 μm。薄的主塗層330可為有利的，因為一些UV光和可見藍紫色光仍然可以被主塗層330吸收，而較薄的層使此種吸收最小化。

仍然參考圖4A和圖4B，主塗層330摻雜有複數個散射顆粒335，散射顆粒335可包括上面針對光漫射光纖110說明的任何散射顆粒135。例如，散射顆粒335可包括折射率大於主塗層330的脂環族環氧樹脂（包含折射率約1.41）的低吸收散射材料，例如折射率為約1.77的Al₂ O₃ 、折射率為約1.636的BaSO₄ 、由熱塑性聚合物製成的顆粒，該熱塑性聚合物為諸如聚四氟乙烯（PTFE）（諸如Teflon^TM ）、乙烯-四氟乙烯（ETFE）（諸如Tefzel^TM ）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、氟化乙烯丙烯（FEP）、全氟烷氧基烷烴（PFA）、PEEK（聚醚醚酮）、尼龍、和任何其他氟化聚合物等等。此外，在一些實施例中，散射顆粒335可以替代地或另外地包括氣體空隙或微氣泡。再者，儘管圖4A和圖4B描繪複數個散射顆粒335設置在主塗層330中，複數個散射顆粒335可以替代地或另外地設置在熱塑性聚合物塗層334中。

再次參考圖1、圖2B、圖3B和圖4B，在操作中，未散射的導引光（諸如由光輸出裝置102的光源152輸出的UV光或可見藍紫光）沿著光漫射光纖110、210、310傳播在箭頭10所示的方向上。圖示的散射光沿箭頭12所示的方向以散射角θ離開光漫射光纖110、210、310，散射角θ是沿光漫射光纖110、210、310傳播的導引光的傳播方向10與散射光離開光漫射光纖110時的方向12之間的角度差。在一些實施例中，當散射角θ在15°和150°之間或30°和130°之間時，光譜的強度在±50%、±30%、±25%、±20%、±15%、±10%或±5%之內，如在峰值波長處量測的。在一些實施例中，當散射角θ在30°和130°或40°和120°內的所有角度之間時，光譜的強度至少在±50%內，例如±30%、±25%、±20%、±15%、±10%或±5%內，如在峰值波長處量測的。因此，光漫射光纖110、210、310被配置為由於散射而提供實質均勻的照明，使得最小和最大散射照明強度之間的差異小於最大散射照明強度的50%（對於至少40度和110度之間的所有視角，例如對於至少40度和120度之間的所有視角）。根據一些實施例，最小和最大散射照射強度之間的差異不大於最大散射照射強度的30%。

再次參考圖2A至圖4B，每個光漫射光纖110、210、310在550 nm波長下可具有大於約0.2 dB/m的散射引發衰減損耗。例如，在一些實施例中，散射引發衰減損耗（由於散射結構125、225、325（諸如空氣線）引起的衰減損耗）可以大於約0.5 dB/m、0.6 dB/m、0.7 dB/m、0.8 dB/m、0.9 dB/m、1 dB/m、1.2 dB/m、1.4 dB/m、1.6 dB/m、1.8 dB/m、2.0 dB/m、2.5 dB/m、3.0 dB/m、3.5 dB/m、或4 dB/m、5 dB/m、6 dB/m、7 dB/m、8 dB/m、9 dB/m、10 dB/m、20 dB/m、30 dB/m、40 dB/m、或50 dB/m（在550 nm下）。在一些實施例中，光漫射光纖110、210、310的平均散射損耗大於50 dB/km，並且在光漫射光纖110的任何給定光纖段上損失變化不超過20%（亦即散射損失在平均散射損失的±20%以內，例如在±15%內，或在±10%內）。在一些實施例中，光漫射光纖110、210、310的平均散射損耗大於50 dB/km，並且在光漫射光纖110、210、310的任何給定光纖段上散射損失變化不超過20%（亦即散射損失在平均散射損耗的±20%以內，例如在±15%內，或甚至在±10%內），給定光纖段為約0.2 m至約50 m，例如0.5 m、1 m、2 m、5 m、10 m、15 m、20 m、25 m、30 m、35 m、40 m、45 m等。

現在參考圖5，圖表50描繪了包含約100 μm厚度的樣品材料層中200 nm至400 nm的UV光的吸光度。一個樣品材料層是包含約100 μm厚度的脂環族環氧樹脂，諸如光漫射光纖310的主塗層330的脂環族環氧樹脂，其由線52表示。包括約100 μm厚度的另一樣品材料層是PTFE，諸如光漫射光纖210的熱塑性聚合物塗層234和光漫射光纖310的熱塑性聚合物塗層334，其由線54表示。如線52所示，對於每100 μm厚度，脂環族環氧樹脂的吸光度在400 nm處約0.0005、在375 nm處約0.001、在350 nm處約0.002、在325 nm處約0.004、在300 nm處約0.012、在275 nm處約0.025、且在250 nm處約0.035。再者，如線54所示，對於每100 μm厚度，PTFE的吸光度在400 nm處約0.003、在375 nm處約0.004、在350 nm處約0.006、在325 nm處約0.008、在300 nm處約0.01、在275 nm處約0.013、在250 nm處約0.0175、在225 nm處約0.024、且在200 nm處約0.032。

仍然參照圖5，對於每100 μm厚度，對於包含約310 nm或更長波長的光，脂環族環氧樹脂（線52）的吸光度為約0.01或更小。對於每100 μm厚度，對於包含約250 nm或更長波長的光，脂環族環氧樹脂（線52）的吸光度為約0.02或更小。對於每100 μm厚度，對於包含約270 nm或更長波長的光，脂環族環氧樹脂（線52）的吸光度為約0.03或更小。再者，對於每100 μm厚度，對於包含約245 nm或更長波長的光，脂環族環氧樹脂（線52）的吸光度為約0.04或更小。對於每100 μm厚度，對於包含約300 nm或更長波長的光，PTFE（線54）的吸光度為約0.01或更小。對於每100 μm厚度，對於包含約240 nm或更長波長的光，PTFE（線54）的吸光度為約0.02或更小。再者，對於每100 μm厚度，對於包含約205 nm或更長波長的光，PTFE（線54）的吸光度為約0.03或更小。

現在參照圖6，曲線70描繪了各種光漫射光纖實施例對於包括約300 nm至約500 nm波長的光的散射效率。如前述，本文所述「散射效率」，是指從光漫射光纖110、210、310的芯120、220、320朝向外表面128、228、328向外散射的光的百分比，該等光未被吸收、未被阻擋、亦未以其他方式丟失，並且實際上離開外表面128、228、328。在圖6中，線72表示光漫射光纖的先前實施例，線74表示光漫射光纖110，線76表示光漫射光纖210，線78表示光漫射光纖310。如圖6所示，本文描述的光漫射光纖110、210、310，包括比先前的光漫射光纖更高的UV光散射效率。

仍然參照圖6，線74表示光漫射光纖110對於包括約350 nm或更大波長的光具有約0.1或更高的散射效率，對於包括375 nm或更大波長的光的散射效率為約0.4或更高，對於包括約400 nm或更大的波長的光的散射效率為約0.6或更高，對於包括約425 nm或更大的波長的光的散射效率為約0.8或更高。線76表示光漫射光纖210對於包括約300 nm或更大波長的光具有約0.5或更高的散射效率，對於包括325 nm或更大波長的光的散射效率為約0.65或更高，對於包括約350 nm或更大的波長的光的散射效率為約0.75或更高，對於包括約375 nm或更大的波長的光的散射效率為約0.8或更高，且對於包括約400 nm或更大的波長的光的散射效率為約0.9或更高。再者，儘管圖6未圖示，但光漫射光纖210對於包括約250 nm或更大波長的光具有約0.4或更高的散射效率，諸如約0.5或更高的散射效率。再者，線78表示光漫射光纖310對於包括約350 nm或更大波長的光具有約0.3或更高的散射效率，對於包括375 nm或更大波長的光的散射效率為約0.6或更高，對於包括約400 nm或更大的波長的光的散射效率為約0.8或更高，對於包括約425 nm或更大的波長的光的散射效率為約0.9或更高。

本揭示內容的一個態樣關於一種用於傳輸藍紫光的光傳輸系統，包括：藍紫光照射裝置，藍紫光照射裝置發出光，光在約380 nm至約495 nm的波長下的平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² ，其中在從約30分鐘至約48小時（例如從約2小時至約8小時或從約4小時至約24小時）的曝光時間內用光照射包含一定量的菌落形成單位的病原體樣品之後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少至約9-Log減少。

在一或更多個實施例中，光傳輸系統包括一或更多個光漫射光纖。在一或更多個實施例中，由系統發射的光具有約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² 的平均功率密度。如本文中另外描述的，光可以是脈衝的或恆定的。

光傳輸系統可包括光學連接到光照射裝置的光源，其中光源是線性偏振的。在一或更多個實施例中，系統可包括光學連接到光照射裝置的光源，其中光源是雷射二極體。

在一或更多個實施例中，光傳輸系統用於滅菌，且包括：光照射裝置，光照射裝置用於在體內、離體或體內和體外用光照射病原體，其中病原體包含一定量的菌落形成單位，其中光在從約380 nm至約495 nm的波長下的平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² ，以及其中在從約30分鐘至約48小時的曝光時間內用光照射病原體之後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少至約9-Log減少。在一或更多個實施例中，光照射裝置定位在距病原體約30 mm或更小的距離處。在一或更多個實施例中，光照射裝置定位在距病原體約2 mm至約30 mm或更小的距離處。在一或更多個實施例中，光照射裝置與病原體接觸。在一或更多個實施例中，光照射裝置定位在距病原體約2 mm至約30 mm或更小的距離處。如本文中另外描述的，光可以是脈衝的或恆定的。

在一或更多個實施例中，本文所述的光傳輸系統可用於照射病原體，病原體是革蘭氏陽性病原體（例如金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、白色念珠菌、釀膿鏈球菌和屎腸球菌之一）。在一或更多個實施例中，本文描述的光傳輸系統可用於照射作為革蘭氏陰性病原體的病原體（例如銅綠假單胞菌、大腸桿菌、鮑曼不動桿菌、肺炎克雷伯菌和產氣腸桿菌中的至少一種）。在一或更多個實施例中，其中，當病原體是屎腸球菌時，並且用平均功率密度為25 mW/cm² 的光照射病原體約6小時的曝光時間後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。在一或更多個實施例中，其中，當病原體是金黃色葡萄球菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的光照射病原體約4小時的曝光時間或用功率密度為25 mW/cm² 的光照射病原體約2小時的曝光時間後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。在一或更多個實施例中，其中，當病原體是肺炎克雷伯菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的光照射病原體約6小時的曝光時間後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

在一或更多個實施例中，其中，當病原體是鮑曼不動桿菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的光照射病原體約4小時的曝光時間或用功率密度為25 mW/cm² 的光照射病原體約2小時的曝光時間後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

在一或更多個實施例中，其中，當病原體是銅綠假單胞菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的光照射病原體約2小時的曝光時間後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

在一或更多個實施例中，其中，當病原體是化膿性鏈球菌時，並且用平均功率密度為5 mW/cm² 的光照射病原體約2小時的曝光時間後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

在一或更多個實施例中，其中，當病原體是白色念珠菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的光照射病原體約6小時的曝光時間或用功率密度為25 mW/cm² 的光照射病原體約4小時的曝光時間後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

在一或更多個實施例中，其中，當病原體是大腸桿菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的光照射病原體約6小時的曝光時間或用功率密度為25 mW/cm² 的光照射病原體約4小時的曝光時間後，病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

在此已經描述了可以併入光傳輸系統中的光漫射光纖的實施例；但是，系統不應局限於此種光纖。現在參考圖7至圖9B，現在將描述使用藍紫光傳輸系統作為用於滅菌的光傳輸工具的方法。已經發現，藉由將病原體與來自本文所述系統的可見藍紫光光學耦合，可以實現抗微生物及/或滅菌結果。一般而言（且不意圖受理論限制），可見藍紫光導致病原體細胞中細胞活性氧物質產生的增加，而導致細胞死亡。與使用紫外線（例如UVA、UVB或UVC）不同，使用可見藍紫光可減少對哺乳動物DNA突變和細胞死亡的負面影響。如本文更詳細論述的，為了實現病原體細胞死亡和殺菌效果，從本文所述的藍紫光傳輸系統輻射的可見藍紫光，必須使用規定的功率密度、波長和曝光時間來傳輸所照射的光。

現在參考圖7，流程圖400描繪了使用藍紫光傳輸系統進行滅菌的示例性方法。在步驟410中，來自光輸出裝置102的光源152耦合到藍紫光傳輸系統（或者一或更多個光漫射光纖（若適用））。光輸出裝置102亦可以包括額外的光學部件，諸如透鏡、光學傳輸光纖等，其位於光源152和藍紫光傳輸系統（或光漫射光纖110）的第一端112之間並且光學耦合到光源152和藍紫光傳輸系統的第一端112，以便於光輸入到藍紫光傳輸系統（或光漫射光纖110）中。而且，該等額外光學部件（諸如光學傳輸光纖），可以允許光源152在空間上與藍紫光傳輸系統（或光漫射光纖110）分離。

如上面更詳細地論述的，光漫射光纖包括芯、包層、外表面和複數個散射結構，複數個散射結構位於芯中、包層中或芯和包層兩者中。在操作中，一或更多個光漫射光纖的散射結構將沿著一或更多個光漫射光纖傳播的光散射朝向外表面，且一部分的光漫射穿過外表面。

在步驟420中，將藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）定位為與病原體樣品光學接合。本文所述「光學接合」，是指一或更多個光漫射光纖可用光直接或間接照射病原體樣品的佈置。在一或更多個實施例中，光漫射穿過一或更多個光漫射光纖的外表面。有利的是使藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）與病原體樣品之間的間隔最小化，以實現由藍紫光傳輸系統（一或更多個光漫射光纖）輸出高效能量並被病原體樣品吸收。如本文關於術語「光學接合」所述，「直接」可代表與病原體樣品接觸或藉由藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）與病原體樣品之間的氣隙分開，「間接」可代表有材料定位於藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）和病原體樣品之間，此材料通常不會妨礙從藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）輸送到病原體樣品的光的平均功率、波長或曝光時間，諸如可見藍紫光透射材料。在一些實施例中，藍紫光傳輸系統（一或更多個光漫射光纖）可以與病原體樣品直接接觸。

在步驟430中，在第一時段內，光源輸出的光被引導進入一或更多個光漫射光纖中。回應於步驟430，光漫射穿過一或更多個光漫射光纖的外表面，從而在曝光時間內用在一波長下具有一平均功率密度的光照射病原體樣品。在一些實施例中，傳輸至病原體樣品的光具有約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² ，或約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² 的平均功率密度。例如，在一些實施例中，平均功率密度為約5mW/cm² 、6mW/cm² 、7mW/cm² 、8mW/cm² 、9mW/cm² 、10mW/cm² 、11mW/cm² 、12mW/cm² 、13mW/cm² 、14mW/cm² 、15mW/cm² 、16mW/cm² 、17mW/cm² 、18mW/cm² 、19mW/cm² 、20mW/cm² 、21mW/cm² 、22mW/cm² 、23mW/cm² 、24mW/cm² 、25mW/cm² 、26mW/cm² 、27mW/cm² 、28mW/cm² 、29mW/cm² 或30mW/cm² 。此外，傳輸至病原體樣品的光具有約380 nm至約495 nm的波長（即UV-藍-紫色邊界範圍），或約400 nm至約410 nm，或405 nm。例如，在一些實施例中，波長為約375nm、380nm、385nm、390nm、395nm、400nm、405nm、410nm、415nm、420nm、425nm、430nm、435nm、440nm、445nm、450nm、455nm、460nm、465nm、470nm、475nm、480nm、485nm、490nm、495nm、500nm等。

另外，本文所述「曝光時間」，是指病原體樣品被從藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）傳輸的光照射的時段。在一些實施例中，曝光時間可為約30分鐘至約48小時、或約2小時至約48小時、或約30分鐘至約24小時、或約2至約24小時、或約2至約8小時、或4小時至約24小時。例如，在一些實施例中，曝光時間為約30分鐘、45分鐘、1小時、2小時、3小時、4小時、5小時、6小時、7小時、8小時、9小時、10小時、11小時、12小時、13小時、14小時、15小時、16小時、17小時、18小時、19小時、20小時、21小時、22小時、23小時、24小時、36小時、48小時或更長時間。亦即，曝光時間可以是連續的，亦即大於30分鐘、大於6小時、大於24小時或大於48小時。

在一些實施例中，在曝光時間內從藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）以平均功率密度傳輸的光，產生並傳輸至病原體樣品的能量密度範圍為例如約36J/cm² 至約972J/cm² 。在一些實施例中，總能量密度為約103J/cm² 至約972J/cm² 。一般而言，從藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）漫射的光傳輸給病原體樣品的總能量密度，是功率密度和曝光時間的函數，亦即總能量密度為平均功率密度乘上曝光時間（例如~7.2 mW/cm² * 3600 s/hr * 1 J/1000 mJ*6hr = ~155.52 J/cm² ）。例如，當病原體的~1×10⁴ CFU（菌落形成單位）暴露於產生~155 J/cm² 能量密度的光時，效果是殺菌的（亦即病原體細胞死亡）導致CFU減少約4-Log至9-Log，例如從少約10,000倍CFU到少約1,000,000,000倍CFU。

在一些實施例中，可以由連續功率密度以連續方式提供光。在其他實施例中，可由變化的功率密度以連續的方式提供光。在其他實施例中，可以由變化的功率密度以脈衝方式提供光，以在時段期間內實現總平均功率密度。在其他實施例中，可以由脈衝方式提供光，其中每個脈衝的光的功率密度相同。

現在參考圖8A至圖8B，光傳輸的兩個實例圖示為兩個時段內的功率密度的函數。例如，參考圖8A，在第一時段510內光以10 mW/cm² 的功率密度水平512傳輸總共20小時的曝光時間，產生720 J/cm² 的總能量密度514。隨後，在第二時段520內光以5 mW/cm² 的功率密度水平522傳輸總共20小時的曝光時間，產生360 J/cm² 的總能量密度524。在一些實施例中，在第一時段期間傳輸光，而不在第二時段期間內傳輸光。然而，在一些應用中，具有兩個或更多個不同功率密度和曝光時間的時段是有利的。此樣的配置可以提供大量CFU的處理和隨後的維護間隔，以防止少量CFU重新生成。

在另一個實施例中，參見圖8B，光以脈衝配置傳送。例如，在20小時的第一時段530內，以20 mW/cm² 的功率密度532傳輸光總共10小時的曝光時間。換言之，光源以交替的2小時間隔將光引導進入藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射纖維）中，導致脈衝型樣的光被輸出到病原體樣品。例如，在2小時的曝光時間533內功率密度為20 mW/cm² ，隨後是2小時的關閉時間段533'，產生20小時的第一時段530的前4小時。在第一時段530內脈衝型樣的光重複，在曝光時間533、534、535、536和537期間，各自具有20mW/cm² 功率密度532的光從藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）輸出到病原體樣品，且在關閉時間段533'、534'、535'、536'和537'內沒有光從藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）輸出至病原體樣品。因此，在第一時段內得到的平均功率密度532為10 mW/cm² 。此外，所得到的總能量密度，是每個曝光時間533、534、535、536和537期間的功率密度的函數，例如在圖8B所示的第一時段內產生約720 J/cm² 。

圖8B進一步描繪了第二時段540，其中光以脈衝配置傳送，在每個曝光時間543、544、545、546和547內功率密度542為10 mW/cm² ，且在每個關閉時間段543'、544'、545'、546'和547'內沒有光傳送。因此，在第一時段內得到的平均功率密度542為5 mW/cm² 。此外，所得到的總能量密度，是每個曝光時間543、544、545、546和547期間的功率密度的函數，例如在圖8B所示的第二時段內產生約360 J/cm² 。

在一些實施例中，光源可例如被配置為在第一脈衝週期（例如第一時段530）和第二脈衝週期（例如第二時段540）中輸出脈衝光。第一脈衝週期可以輸出一或更多個脈衝（例如在曝光時間533、534、535、536和537），其中曝光時間533、534、535、536和537的總和是第一脈衝持續時間。第二脈衝週期可以輸出一或更多個脈衝（例如曝光時間543、544、545、546和547所示），其中曝光時間543、544、545、546和547的總和是第二脈衝持續時間。

以恆定施加光的間隔具有更高功率密度的間隔脈衝傳遞到病原體樣品的光可以有利於滅菌大量CFU，及/或提高滅菌過程的效率，及/或對抗侵略性或強健形式的病原體。另外，藉由調節功率密度和曝光時間，可以調節傳輸至病原體樣品的總能量密度。

在一些實施例中，在時段中每個光脈衝的曝光時間可以大於關閉時間段。在其他實施例中，每個光脈衝的曝光時間小於關閉時間段。類似地，儘管本文使用術語「關閉時間段」代表沒有光輸出到病原體樣品的時間段，但是本領域技術人員可以配置藍紫光傳輸系統（或一或更多個光漫射光纖）的脈衝光輸出為在第一曝光時間具有第一功率密度，隨後在隨後的第二曝光時間期間具有不同於第一功率密度的第二功率密度。此外，第一功率密度和第二功率密度都可以大於0 mW/cm² 。

如下面針對實驗配置所描述的，一些實施例可以包括光漫射光纖配置，其中一或更多個光漫射光纖以結構化配置來配置。不意圖受到理論的限制，參考圖9A至圖9B，當光652傳播穿過光漫射光纖620時，光沿著光纖的長度漫射但下降，如標號625所示。圖9A圖示了沿光漫射光纖的漫射光的能量的示例衰減。為了有效用於滅菌目的，漫射光的能量應該高於功效閾值。在一些實施例中，預期到上閾值應配置成亦確保有效滅菌而沒有不利影響。

在進一步的實施例中，光漫射光纖可以被封裝或定位在一或更多個圓柱形管622和624內。如圖9B所示，每層管622和624導致漫射光的能量吸收。因此，為了使漫射光保持有效用於滅菌目的，初始功率必須高於吸光後的功效閾值。圖9B中的圖表描繪了從光漫射光纖620漫射的光穿過第一吸收層622和第二吸收層624的效果。當光從光漫射光纖向外以大致圓形對稱的方式向外擴散時，功率在空氣中以大約1/r² 下降。然而，當漫射光傳播穿過吸收層622和624時，漫射光功率可以根據漫射光傳播穿過的材料而減少地更多。

現在轉到圖10A至圖10D，描繪了示例結構化配置。在一些實施例中（諸如在以下實驗實例中使用的實施例中），一或更多個光漫射光纖可以由結構化方式配置以產生平面或3-D形狀，以使漫射光的更均勻分散高於用於滅菌目的的功效閾值。如圖10A所示，光漫射光纖720被配置成編織網格結構。出於論述的目的，識別出三個橫截面。橫截面A沿著與多行相交的列的中點定位。橫截面B沿著與多行相交的光漫射光纖列定位。橫截面C定位為以一定角度橫穿網格的行和列。圖10B描繪了在結構化配置上產生的漫射光的功率強度。類似地，圖10C以熱圖的形式描繪了相同的圖。如圖10C所示，漫射光可以被配置為在比圖10D所示的類似網格結構配置中的多點源LED 740更大規模地分散。

可以預期，在不脫離本揭示內容的精神和範疇的情況下，可以實施其他結構化配置。

實驗性

在第一實驗配置中，如圖11A所示，將病原體樣品600接種並在96孔板610中的溶液中生長。光漫射光纖620與96孔板610平行配置，其中一部分光漫射光纖用405 nm光照射96孔之每一者。另外，包括反射表面630，使得光漫射光纖620位於96孔板610和反射表面630之間。應當理解，一或更多個光漫射光纖620的「網路」，可以在光漫射光纖的柔性結構約束內以平行的支架圖案、十字交叉圖案、螺旋形式或其他配置來配置。從光漫射光纖620發出的光的功率密度為約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² ，曝光時間為約4小時至約24小時。此產生了總能量密度為約103 J/cm² 至約972 J/cm² ，其被傳輸至96孔板610中的病原體樣品。將大約1×10⁴ CFU的病原體樣品600暴露至所述總能量密度的結果，是約4Log至約6Log減少的殺菌效果，例如減少約10,000倍至約1,000,000倍的CFU。

在第二實驗配置中，如圖11B所示，將病原體樣品700接種並在培養皿710中的瓊脂上生長。光漫射光纖720的網路與培養皿710平行配置，其中光漫射光纖以405 nm光照射培養皿710的瓊脂上的病原體樣品700。另外，包括反射表面730，使得光漫射光纖720定位在培養皿710的瓊脂上的病原體樣品700和反射表面730之間。從光漫射光纖720發出的光的功率密度為約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² ，曝光時間為約6小時。此產生了總能量密度為約155 J/cm² 至約243 J/cm² ，其被傳輸至瓊脂上的病原體樣品700。將大約1×10⁹ CFU的病原體樣品700暴露至所述總能量密度的結果，是約8 Log至約9 Log減少的殺菌效果，例如減少約100,000,000倍至約1,000,000,000倍的CFU。

在上述實驗試驗中測試了革蘭氏陽性病原體樣品的三種變體，亦即金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌和化膿性鏈球菌。在其他試驗中，對於革蘭氏陽性病原體樣品（例如但不限於白色念珠菌、化膿性鏈球菌和屎腸球菌），和革蘭氏陰性病原體樣品（例如P銅綠假單胞菌、大腸桿菌、鮑曼不動桿菌、肺炎克雷伯菌和產氣莢膜梭菌），觀察到至少4 Log減少效力。

現在應該理解，將來自光漫射光纖的405 nm光連續施加到病原體樣品或病原體生長培養基，可以藉由向病原體樣品或病原體生長培養基連續添加能量來提供連續滅菌。亦應該理解到，可見藍紫色光（例如405 nm光），不會對人類和病原體細胞產生類似UV光的損害。另外，應當理解，藉由使用光漫射光纖來傳輸可見藍紫光，可以將光傳輸到難以到達的位置，使得能夠直接應用於潛在或當前病原體生長和感染部位的來源。一個實例可以是與留置或經皮導管相關的感染，即部分位於體內和部分位於體外的導管。因此，病原體可沿導管和在導管內生長，從而在體內提供感染的直接路徑，其可從體外開始並使用導管作為生長介質向內進行。其他示例可包括對心血管導管、氣管內導管、Foley導管等進行滅菌。

在兩種不同的測試設置（96孔板測試設置和瓊脂盤）中，關於表1中列出的各種病原體來量測本文所述的光傳輸系統的有效功率密度和曝光時間。在96孔板配置中，除了96孔之每一者的底部之外，板的底部變黑。在瓊脂表面/培養皿配置中，光纖和細菌之間沒有材料（空氣除外），但是此距離大於光纖和96孔板底部之間的距離。

¹ 以焦耳（J）/cm² 為單位量測的輻射能量。

² 大於或等於4-log₁₀ 的生物體活力降低。

³ 如上所述，無論接種量如何，都沒有劑量完全根除生物體。

如表1所示，最小有效能量密度為36 mJ/cm² 至約540 mJ/cm² 。測試的功率密度範圍為5 mW/cm² 、10 mW/cm² 和25 mW/cm² ，曝光時間範圍為2、4或6小時，測試濃度範圍為10⁴ -10⁸ CFU/mL。所有曝光都是連續波。

態樣(1)屬於一種使用藍紫光傳輸系統滅菌的方法，包括以下步驟：將光源光學耦合到藍紫光傳輸系統；將該藍紫光傳輸系統定位為與病原體樣品光學接合；以及在第一時段內將該光源輸出的光引導進入該藍紫光傳輸系統，從而在約30分鐘至約48小時的曝光時間用光照射病原體樣品，該光在約380 nm至約495 nm的波長下的平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² 。

態樣(2)屬於態樣(1)所述的方法，其中該藍紫光傳輸系統包括一或更多個光漫射光纖，該一或更多個光漫射光纖包括：芯；圍繞該芯的包層；外表面；以及複數個散射結構，該複數個散射結構定位於該芯內、該包層內、或該芯和該包層兩者內。

態樣(3)屬於態樣(1)所述的方法，其中當該光輸出被該光源引導進入該藍紫光傳輸系統中時，該一或更多個光漫射光纖的複數個散射結構將沿著該一或更多個光漫射光纖傳播的光散射朝向該外表面，且一部分的光漫射穿過該外部系統。

態樣(4)屬於態樣(1)至(3)之任一者所述的方法，其中該平均功率密度為約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² 。

態樣(5)屬於態樣(1)至(4)之任一者所述的方法，其中該曝光時間為約2小時至約8小時。

態樣(6)屬於態樣(1)至(5)之任一者所述的方法，其中該曝光時間為約4小時至約24小時。

態樣(7)屬於態樣(1)至(6)之任一者所述的方法，其中由該光源輸出到該藍紫光傳輸系統中的該光是脈衝化的。

態樣(8)屬於態樣(7)所述的方法，其中：該光源經配置以在第一脈衝週期與第二脈衝週期中輸出脈衝光；在該第一脈衝週期中由該光源輸出的一或更多個脈衝包含第一脈衝持續期間；以及在該第二脈衝週期中由該光源輸出的一或更多個脈衝包含第二脈衝持續期間。

態樣(9)屬於態樣(8)所述的方法，其中該第一脈衝持續時間大於該第二脈衝持續時間。

態樣(10)屬於態樣(1)至(9)之任一者所述的方法，亦包括將由該光源輸出的該光引導進入該藍紫光傳輸系統中持續第二時段，其中該第二時段內的能量密度小於該第一時段內的能量密度。

態樣(11)屬於態樣(1)至(10)之任一者所述的方法，其中該病原體樣品是革蘭氏陽性病原體。

態樣(12)屬於態樣(11)所述的方法，其中該革蘭氏陽性病原體為金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、白色念珠菌、釀膿鏈球菌和屎腸球菌之至少一者。

態樣(13)屬於態樣(2)至(12)之任一者所述的方法，其中該芯包含摻雜有300 ppm或更多羥基材料的玻璃，且該包層包含摻雜有300 ppm或更多羥基材料的玻璃。

態樣(14)屬於態樣(2)至(13)之任一者所述的方法，其中熱塑性聚合物塗層圍繞並接觸該包層。

態樣(15)屬於態樣(2)至(14)之任一者所述的方法，其中主塗層圍繞該包層，並且熱塑性聚合物塗層圍繞該主塗層，使得該主塗層設置在該包層和該熱塑性聚合物塗層之間，該主塗層包含脂環族環氧樹脂，其在約250 nm或更長的波長下每100 μm層厚度具有約0.04或更小的吸光度。

態樣(16)屬於態樣(2)至(15)之任一者所述的方法，其中塗層圍繞該包層並且該塗層摻雜有複數個散射結構。

態樣(17)屬於態樣(1)至(16)之任一者所述的方法，其中該光源是線性偏振的。

態樣(18)屬於態樣(1)至(17)之任一者所述的方法，其中該光源是雷射二極體。

態樣(19)屬於一種使用藍紫光傳輸系統滅菌的方法，包括以下步驟：將光源光學耦合到該藍紫光傳輸系統；將該藍紫光傳輸系統定位為與病原體樣品光學接合；在第一時段內將該光源輸出的光引導進入該藍紫光傳輸系統，從而用光照射包含一定量的菌落形成單位的該病原體樣品，其中光在從約380 nm至約495 nm的波長下的平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² ，其中該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少至約9-Log減少。

態樣(20)屬於態樣(19)所述的方法，其中該藍紫光傳輸系統包括一或更多個光漫射光纖，一或更多個光漫射光纖包括：芯；圍繞該芯的包層；外表面；以及複數個散射結構，該複數個散射結構定位於該芯內、該包層內、或該芯和該包層兩者內。

態樣(21)屬於態樣(20)所述的方法，其中當該光輸出被該光源引導進入該藍紫光傳輸系統中時，該一或更多個光漫射光纖的該複數個散射結構將沿著一或更多個光漫射光纖傳播的光散射朝向該外表面，且一部分的光漫射穿過該外部系統。

態樣(22)屬於態樣(19)至(21)之任一者所述的方法，其中該平均功率密度為約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² 。

態樣(23)屬於態樣(19)至(22)之任一者所述的方法，其中該光在該病原體樣品上的曝光時間為約2小時至約24小時。

態樣(24)屬於態樣(19)至(23)之任一者所述的方法，其中該光在該病原體樣品上的曝光時間為約2小時至約8小時。

態樣(25)屬於態樣(19)至(24)之任一者所述的方法，其中由該光源輸出到該藍紫光傳輸系統中的該光是脈衝化的。

態樣(26)屬於態樣(25)所述的方法，其中：該光源經配置以在第一脈衝週期與第二脈衝週期中輸出脈衝光；在該第一脈衝週期中由該光源輸出的一或更多個脈衝包含第一脈衝持續期間；以及在該第二脈衝週期中由該光源輸出的一或更多個脈衝包含第二脈衝持續期間。

態樣(27)屬於態樣(26)所述的方法，其中該第一脈衝持續時間大於該第二脈衝持續時間。

態樣(28)屬於態樣(19)至(27)之任一者所述的方法，亦包括將由該光源輸出的光引導進入該藍紫光傳輸系統中持續第二時段，其中該第二時段內的能量密度小於該第一時段內的能量密度。

態樣(29)屬於態樣(19)至(28)之任一者所述的方法，其中該病原體樣品是革蘭氏陽性病原體。

態樣(30)屬於態樣(29)所述的方法，其中該革蘭氏陽性病原體為金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、白色念珠菌、釀膿鏈球菌和屎腸球菌之至少一者。

態樣(31)屬於態樣(19)至(28)之任一者所述的方法，其中該病原體樣品是革蘭氏陰性病原體。

態樣(32)屬於態樣(31)所述的方法，其中該革蘭氏陰性病原體是銅綠假單胞菌、大腸桿菌、鮑曼不動桿菌、肺炎克雷伯菌和產氣腸桿菌中的至少一種。

態樣(33)屬於態樣(20)至(32)之任一者所述的方法，其中該芯包含摻雜有300 ppm或更多羥基材料的玻璃，且該包層包含摻雜有300 ppm或更多羥基材料的玻璃。

態樣(34)屬於態樣(20)至(33)之任一者所述的方法，其中熱塑性聚合物塗層圍繞並接觸該包層。

態樣(35)屬於態樣(20)至(34)之任一者所述的方法，其中主塗層圍繞該包層，並且熱塑性聚合物塗層圍繞該主塗層，使得該主塗層設置在該包層和該熱塑性聚合物塗層之間，該主塗層包含脂環族環氧樹脂，其在約250 nm或更長的波長下每100 μm層厚度具有約0.04或更小的吸光度。

態樣(36)屬於態樣(20)至(35)之任一者所述的方法，其中塗層圍繞該包層並且該塗層摻雜有複數個散射結構。

態樣(37)屬於一種用於傳輸藍紫光的光傳輸系統，包括：藍紫光照射裝置，該藍紫光照射裝置發出光，光在約380 nm至約495 nm的波長下的平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² ，其中在從約30分鐘至約48小時的曝光時間內用光照射包含一定量的菌落形成單位的病原體樣品之後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少至約9-Log減少。

態樣(38)屬於態樣(37)所述的系統，其中該平均功率密度為約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² 。

態樣(38)屬於態樣(37)或態樣(38)所述的系統，其中該曝光時間為約2小時至約8小時。

態樣(40)屬於態樣(37)至(39)之任一者所述的系統，其中該曝光時間為約4小時至約24小時。

態樣(41)屬於態樣(37)至(40)之任一者所述的系統，其中該光是脈衝化的。

態樣(42)屬於態樣(41)所述的系統，其中：該光被根據第一脈衝週期與第二脈衝週期來脈衝化；其中該第一脈衝週期包含第一脈衝持續期間，且其中該第二脈衝週期包含第二脈衝持續期間。

態樣(43)屬於態樣(42)所述的系統，其中該第一脈衝持續時間大於該第二脈衝持續時間。

態樣(44)屬於態樣(37)至(43)之任一者所述的系統，其中該病原體樣品是革蘭氏陽性病原體。

態樣(45)屬於態樣(44)所述的系統，其中該革蘭氏陽性病原體為金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、白色念珠菌、釀膿鏈球菌和屎腸球菌之至少一者。

態樣(46)屬於態樣(37)至(45)之任一者所述的系統，進一步包含光學連接到該光照射裝置的光源，其中該光源是線性偏振的。

態樣(47)屬於態樣(37)至(46)之任一者所述的系統，進一步包含光學連接到該光照射裝置的光源，其中該光源是雷射二極體。

態樣(48)屬於一種用於滅菌的光傳輸系統，包括：光照射裝置，該光照射裝置用於在體內、離體或體內和體外用光照射病原體，其中該病原體包含一定量的菌落形成單位，其中該光在從約380 nm至約495 nm的波長下包含約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² 的平均功率密度，以及其中在從約30分鐘至約48小時的曝光時間內用該光照射該病原體之後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少至約9-Log減少。

態樣(49)屬於態樣(48)所述的系統，其中該光照射裝置定位在距該病原體約30 mm或更小的距離處。

態樣(50)屬於態樣(49)所述的系統，其中該光照射裝置定位在距該病原體約2 mm至約30 mm或更小的距離處。

態樣(51)屬於態樣(49)所述的系統，其中該光照射裝置與該病原體接觸。

態樣(52)屬於態樣(48)至(51)之任一者所述的系統，其中光照射裝置定位在距該病原體約2 mm至約30 mm或更小的距離處。

態樣(53)屬於態樣(48)至(52)之任一者所述的系統，其中該光是脈衝化的。

態樣(54)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中該病原體是革蘭氏陽性病原體。

態樣(55)屬於態樣(49)所述的系統，其中該革蘭氏陽性病原體為金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、白色念珠菌、釀膿鏈球菌和屎腸球菌之至少一者。

態樣(56)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中該病原體是革蘭氏陰性病原體。

態樣(57)屬於態樣(56)所述的系統，其中該革蘭氏陰性病原體是銅綠假單胞菌、大腸桿菌、鮑曼不動桿菌、肺炎克雷伯菌和產氣腸桿菌中的至少一種。

態樣(58)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中當該病原體是屎腸球菌時，並且用平均功率密度為25 mW/cm² 的該光照射該病原體約6小時的曝光時間後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

態樣(59)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中當該病原體是金黃色葡萄球菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的該光照射該病原體約4小時的曝光時間或用功率密度為25 mW/cm² 的該光照射該病原體約2小時的曝光時間後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

態樣(60)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中當該病原體是屎腸球菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的該光照射該病原體約6小時的曝光時間後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

態樣(61)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中當該病原體是金黃色葡萄球菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的該光照射該病原體約4小時的曝光時間或用功率密度為25 mW/cm² 的該光照射該病原體約2小時的曝光時間後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

態樣(62)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中當該病原體是屎腸球菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的該光照射該病原體約2的曝光時間後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

態樣(63)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中當該病原體是屎腸球菌時，並且用平均功率密度為5 mW/cm² 的該光照射該病原體約2的曝光時間後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

態樣(64)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中當該病原體是金黃色葡萄球菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的該光照射該病原體約6小時的曝光時間或用功率密度為25 mW/cm² 的該光照射該病原體約4小時的曝光時間後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

態樣(65)屬於態樣(48)至(53)之任一者所述的系統，其中當該病原體是金黃色葡萄球菌時，並且用平均功率密度為10 mW/cm² 的該光照射該病原體約6小時的曝光時間或用功率密度為25 mW/cm² 的該光照射該病原體約4小時的曝光時間後，該病原體樣品的菌落形成單位的量減少約4-Log減少或更多。

出於描述和定義本技術的目的，應注意，本文中對作為參數或另一變量的「函數」的變量的引用，並不意圖表示此變量僅是所列參數或變量的函數。相反的，本文中提及的是作為所列參數的「函數」的變量意圖是開放式的，使得變量可以是單個參數或複數個參數的函數。另一範例可以包括在繃帶和傷口之內或之間配置一個或複數個光漫射光纖，以直接向傷口提供滅菌光治療，而不將傷口暴露於感染環境。

亦應注意到，本文中對「至少一個」部件、要素等等的說明，不應用於產生冠詞「一」或「一個」的替代使用應限於單個部件、要素元素等等的推斷。

應注意到，本文中以特定方式「配置」以體現特定性質或以特定方式起作用的本揭示內容的部件的敘述是結構性敘述，而非預期用途的敘述。更特定而言，本文對部件「配置」的方式的引用表示部件的現有物理條件，並且因此將被視為部件的結構特徵的明確敘述。

出於描述和定義本技術的目的，應注意到，術語「實質上」和「約」在本文中，用於表示可歸因於任何定量比較、值、量測或其他表示的固有不確定性。術語「實質上」和「約」在本文中亦用於表示定量表示可以與所述參考不同而不會導致所論述標的的基本功能發生變化的程度。

已經詳細並且藉由參考本揭示內容的特定實施例描述了本揭示內容的標的，應當注意到，本文揭示的各種細節不應被視為暗示該等細節涉及作為本文描述的各種實施例的必要部件的要素，即使在伴隨本說明書的每個附圖中圖示了特定要素的情況下亦是如此。此外，顯而易見的是，在不脫離本揭示內容的範疇（包括但不限於在所附申請專利範圍中限定的實施例）的情況下，修改和變化是可能的。更特定而言，儘管本揭示內容的一些態樣在本文中被標識為較佳的或特別有利的，但是預期到本揭示內容不必限於該等態樣。

應注意到，以下請求項中的一或更多個使用術語「其中」作為過渡用語。出於定義本技術的目的，應注意，此用詞在請求項中作為開放式過渡用語引入，此用語用於引入結構的一系列特徵的敘述，並且應當以與更常用的開放式前導用語「包含」來解譯。

100‧‧‧照明系統

102‧‧‧光輸出裝置

110‧‧‧光漫射光纖

112‧‧‧第一端

114‧‧‧第二端

116‧‧‧端面

120‧‧‧芯

122‧‧‧包層

125‧‧‧散射結構

128‧‧‧外表面

130‧‧‧主聚合物塗層

132‧‧‧第二聚合物塗層

135‧‧‧散射顆粒

152‧‧‧光源

210‧‧‧光漫射光纖

220‧‧‧芯

222‧‧‧包層

225‧‧‧散射結構

228‧‧‧外表面

234‧‧‧熱塑性聚合物塗層

235‧‧‧散射顆粒

310‧‧‧光漫射光纖

320‧‧‧芯

322‧‧‧包層

325‧‧‧散射結構

328‧‧‧外表面

330‧‧‧主塗層

334‧‧‧熱塑性聚合物塗層

335‧‧‧散射顆粒

50‧‧‧吸光度圖表

52‧‧‧脂環族環氧樹脂

54‧‧‧PTFE

70‧‧‧散射效率

72‧‧‧先前光漫射光纖的散射效率

74‧‧‧光漫射光纖110散射效率

76‧‧‧光漫射光纖210散射效率

78‧‧‧光漫射光纖310散射效率

400‧‧‧流程圖

510‧‧‧第一時段

512‧‧‧功率密度水平

514‧‧‧總能量密度

520‧‧‧第二時段

522‧‧‧功率密度水平

524‧‧‧總能量密度

530‧‧‧第一時段

532‧‧‧功率密度

540‧‧‧第二時段

542‧‧‧平均功率密度

533-547‧‧‧曝光時間

533’-547’‧‧‧關閉時間段

620‧‧‧光漫射光纖

622‧‧‧圓柱形管

624‧‧‧圓柱形管

625‧‧‧光下降

652‧‧‧光

720‧‧‧光漫射光纖

740‧‧‧多點源LED

當結合以下附圖閱讀時，可以最好地理解下文對於本揭示內容的特定實施例的詳細說明，其中類似的結構用類似的附圖標記表示，並且在附圖中：

圖1示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的包括光輸出裝置和光漫射光纖的照明系統；

圖2A示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的光漫射光纖的截面；

圖2B示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的圖2A的光漫射光纖的截面；

圖3A示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的光漫射光纖的另一實施例的截面；

圖3B示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的圖3A的光漫射光纖的截面；

圖4A示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的光漫射光纖的另一實施例的截面；

圖4B示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的圖4A的光漫射光纖的截面；

圖5示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的紫外光對各種聚合物材料的吸光度；

圖6圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的紫外光對光漫射光纖的各種實施例的散射效率；

圖7是描述根據本文所示和所述的一或更多個實施例的使用光漫射光纖進行滅菌的方法的流程圖；

圖8A圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的光漫射光纖在兩個時段內的光輸出；

圖8B圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的光漫射光纖在兩個時段內的光輸出；

圖9A示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的沿著光漫射光纖分散光的圓柱形管；

圖9B示意性地和圖形地描繪了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的，當穿過多個圓柱形管時功率吸收的影響，如橫截面所示；

圖10A示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的結構化光漫射光纖配置；

圖10B圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的沿著結構化光漫射光纖配置的各種截面的功率；

圖10C圖示根據本文所示和所述的一或更多個實施例的結構化光漫射光纖配置的熱圖；

圖10D圖示根據本文所示和所述的一或更多個實施例的多點源發光二極體配置的熱圖；

圖11A示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的使用光漫射光纖來滅菌的配置；以及

圖11B示意性地圖示了根據本文所示和所述的一或更多個實施例的使用光漫射光纖來滅菌的配置。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無

Claims (30)

1. 一種使用藍紫光傳輸系統滅菌的方法，包括以下步驟： 將一光源光學耦合到一藍紫光傳輸系統； 將該藍紫光傳輸系統定位為與一病原體樣品光學接合；以及 在一第一時段內將該光源輸出的光引導進入該藍紫光傳輸系統，從而在約30分鐘至約48小時的一曝光時間用光照射該病原體樣品，該光在約380 nm至約495 nm的一波長下的一平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² 。
2. 如請求項1所述之方法，其中該藍紫光傳輸系統包括一或更多個光漫射光纖，該一或更多個光漫射光纖包括： 一芯； 圍繞該芯的一包層； 一外表面；以及 複數個散射結構，該複數個散射結構定位於該芯內、該包層內、或該芯和該包層兩者內。
3. 如請求項1所述之方法，其中當該光輸出被該光源引導進入該藍紫光傳輸系統中時，該一或更多個光漫射光纖的該複數個散射結構將沿著該一或更多個光漫射光纖傳播的光散射朝向該外表面，且一部分的光漫射穿過該外部系統。
4. 如請求項1-3中任一項所述之方法，其中該平均功率密度為約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² 。
5. 如請求項1-3中任一項所述之方法，其中該曝光時間為約2小時至約8小時。
6. 如請求項1-3中任一項所述之方法，其中該曝光時間為約4小時至約24小時。
7. 如請求項1-3中任一項所述之方法，其中由該光源輸出到該藍紫光傳輸系統中的該光是脈衝化的。
8. 如請求項7所述之方法，其中： 該光源經配置為在一第一脈衝週期和一第二脈衝週期中輸出脈衝光； 在該第一脈衝週期中由該光源輸出的一或更多個脈衝包括一第一脈衝持續時間；以及 在該第二脈衝週期中由該光源輸出的一或更多個脈衝包括一第二脈衝持續時間。
9. 如請求項8所述之方法，其中該第一脈衝持續時間大於該第二脈衝持續時間。
10. 如請求項1-3中任一項所述之方法，亦包括將由該光源輸出的該光引導進入該藍紫光傳輸系統中持續一第二時段，其中該第二時段內的一能量密度小於該第一時段內的一能量密度。
11. 如請求項1-3中任一項所述之方法，其中該病原體樣品是一革蘭氏陽性病原體。
12. 一種使用藍紫光傳輸系統滅菌的方法，包括以下步驟： 將一光源光學耦合到該藍紫光傳輸系統； 將該藍紫光傳輸系統定位為與一病原體樣品光學接合； 在一第一時段內將該光源輸出的光引導進入該藍紫光傳輸系統，從而用光照射包含一定量的菌落形成單位的該病原體樣品，其中該光在從約380 nm至約495 nm的一波長下一平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² ，其中該病原體樣品的該菌落形成單位的該量減少約4-Log減少至約9-Log減少。
13. 根據請求項12所述之方法，其中該藍紫光傳輸系統包括一或更多個光漫射光纖，該一或更多個光漫射光纖包括： 一芯； 圍繞該芯的一包層； 一外表面；以及 複數個散射結構，該複數個散射結構定位於該芯內、該包層內、或該芯和該包層兩者內。
14. 如請求項13所述之方法，其中當該光輸出被該光源引導進入該藍紫光傳輸系統中時，該一或更多個光漫射光纖的該複數個散射結構將沿著該一或更多個光漫射光纖傳播的光散射朝向該外表面，且一部分的光漫射穿過該外系統。
15. 如請求項12-14中任一項所述之方法，其中該平均功率密度為約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² 。
16. 如請求項12-14中任一項所述之方法，其中該光在該病原體樣品上的一曝光時間為約2小時至約24小時。
17. 如請求項12-14中任一項所述之方法，其中該光在該病原體樣品上的一曝光時間為約2小時至約8小時。
18. 如請求項12-14中任一項所述之方法，其中由該光源輸出到該藍紫光傳輸系統中的該光是脈衝化的。
19. 如請求項18所述之方法，其中： 該光源經配置為在一第一脈衝週期和一第二脈衝週期中輸出脈衝光； 在該第一脈衝週期中由該光源輸出的一或更多個脈衝包括一第一脈衝持續時間；以及 在該第二脈衝週期中由該光源輸出的一或更多個脈衝包括一第二脈衝持續時間。
20. 如請求項19所述之方法，其中該第一脈衝持續時間大於該第二脈衝持續時間。
21. 如請求項12-14中任一項所述之方法，亦包括將由該光源輸出的該光引導進入該藍紫光傳輸系統中持續一第二時段，其中該第二時段內的一能量密度小於該第一時段內的一能量密度。
22. 一種用於傳輸藍紫光的光傳輸系統，包括： 一藍紫光照射裝置，該藍紫光照射裝置發出一光，該光在從約380 nm至約495 nm的一波長下的一平均功率密度為約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² ，其中在從約30分鐘至約48小時的一曝光時間內用該光照射包含一定量的菌落形成單位的一病原體樣品之後，該病原體樣品的該菌落形成單位的該量減少約4-Log減少至約9-Log減少。
23. 如請求項22所述的光傳輸系統，其中該平均功率密度為約7.2 mW/cm² 至約11.25 mW/cm² 。
24. 如請求項22或23所述的光傳輸系統，其中該曝光時間為約2小時至約8小時。
25. 如請求項22或23所述的光傳輸系統，其中該曝光時間為約4小時至約24小時。
26. 如請求項22或23所述的光傳輸系統，其中該光為脈衝化。
27. 如請求項22或23所述的光傳輸系統，該光傳輸系統進一步包括光學連接到該光照射裝置的一光源，其中該光源是線性偏振的或者是一雷射二極體。
28. 一種用於滅菌的光傳輸系統，包括： 一光照射裝置，該光照射裝置用於在體內、離體或體內和體外用一光照射一病原體，其中該病原體包含一定量的菌落形成單位， 其中該光在從約380 nm至約495 nm的一波長下包含約5 mW/cm² 至約30 mW/cm² 的一平均功率密度，以及 其中在從約30分鐘至約48小時的一曝光時間內用該光照射該病原體之後，該病原體樣品的該菌落形成單位的該量減少約4-Log減少至約9-Log減少。
29. 如請求項28所述的光傳輸系統，其中該光照射裝置定位在距該病原體約30 mm或更小的一距離處。
30. 如請求項29所述的光傳輸系統，其中該光照射裝置與該病原體接觸。