WO2018070607A1 - 광학 치료용 광섬유 프로브 및 그의 제조 방법 - Google Patents

광학 치료용 광섬유 프로브 및 그의 제조 방법 Download PDF

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정창현
박가예
조형수
김대영
한재완
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대한광통신 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an optical therapy optical fiber probe and a method for manufacturing the same, and more particularly, by forming a side diverging portion that is laterally diverged from the end by a certain length and a spherical terminal diverging portion at the end, so that external foreign matter is brought into the inside.
  • the present invention relates to an optical therapeutic optical fiber probe capable of effectively improving chemical resistance and heat resistance while preventing invasion, and a method of manufacturing the same.
  • optical therapy is to irradiate abnormal tissue (lesion) with a light source such as a light emitting diode (LED), a laser, etc., and the destruction of the lesion tissue, the incision of the tissue tissue (surgery), the thermal therapy, and the photodynamic therapy PDT) and the like.
  • a light source such as a light emitting diode (LED), a laser, etc.
  • the destruction of the lesion tissue the incision of the tissue tissue (surgery), the thermal therapy, and the photodynamic therapy PDT) and the like.
  • a method of irradiating light after inserting an optical fiber probe into the body and approaching the corresponding site has been proposed to treat lesions occurring in the body, but the optical fiber probe causes a chemical reaction in the body to ignite or oxidize. This occurred.
  • An object of the present invention devised to solve the above problems is to form a side diverging portion and a spherical terminal diverging portion in the end portion diverging from the end side by a certain length, while suppressing the ingress of foreign matter into the inside It is to provide an optical therapy optical fiber probe that can effectively improve chemical resistance and heat resistance.
  • Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the optical therapy optical fiber probe which can easily manufacture the optical therapy optical fiber probe described above.
  • An optical therapy optical fiber probe has a core in which incident light is guided, a cladding disposed surrounding the core, and is connected to the core, and the incident light guided to the core is emitted to a cylindrical side surface.
  • the refractive index of the cladding is lower than the refractive index of the core
  • the refractive index of the diffusion layer is higher than the refractive index of the core
  • the refractive index of the coating material is It is higher than the refractive index of the diffusion layer.
  • the core, the side diverging part and the terminal diverging part are integrally formed.
  • a concave curved shape is formed on the cylindrical side of the side diverging portion.
  • the concave curved shape is symmetrically formed on the circular cross section of the cylinder of the side diverging part.
  • a method of manufacturing an optical therapy optical fiber probe includes removing a predetermined portion of a cladding disposed around a core to which incident light is guided, and a cylindrical side surface of the core from which the predetermined portion of the cladding is removed.
  • a side diverging portion concavely formed in the concave shape, processing a longitudinal diverging portion connected to the side diverging portion and forming a spherical shape, and processing a coating material disposed surrounding the cladding and the side diverging portion And injecting a material having a refractive index higher than that of the core so as to surround the lateral diverging portion to process the diffusion layer and processing the coating to seal the cladding and the diffusion layer, wherein the refractive index of the cladding is Is lower than the refractive index of the core, the refractive index of the coating material is increased Higher than the refractive index of the layer.
  • Optical therapy optical fiber probes by forming a side diverging portion and a spherical terminal diverging portion at the end of the side diverging from the end by a certain length from the end, while preventing the foreign matter from entering the inside Chemical and heat resistance can be effectively improved.
  • the optical fiber optic probe for optical treatment includes a side diverging portion having a concave curved surface formed on the side of the cylinder, thereby effectively improving the uniformity of light emission.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical therapy optical fiber probe according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the side divergence of the optical therapy optical fiber probe according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a longitudinal cross-sectional view of the side diverging portion of the optical fiber probe for optical treatment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of an optical therapy optical fiber probe according to an embodiment of the present invention.
  • an optical therapy optical fiber probe includes a core 130 in which incident light is guided, a cladding 120 disposed around the core 130, and the core 130. It is formed to be connected to, the side light diverging portion 210, incident light guided to the core 130 is emitted to the cylindrical side, the diffusion layer 220 is disposed surrounding the side diverging portion 210, the side diverging portion ( It is connected to the 210 is formed in a spherical shape, it is disposed surrounding the terminal diverging portion 240 and the cladding 120 and the diffusion layer 220 to the incident light guided to the side diverging portion 210 to the outside
  • the cladding 120 and the coating layer 110 may be configured to seal the diffusion layer 220.
  • the refractive index of the cladding 120 is lower than the refractive index of the core 130
  • the refractive index of the diffusion layer 220 is higher than the refractive index of the core 130
  • the refractive index of the coating 110 is the cladding It is higher than the refractive index of the 120 and the diffusion layer 220.
  • the core 130 or the cladding 120 may be made of silica, an organic material, and the like, and the core 130, the side diverging part 210, and the terminal diverging part 240 are integrally formed of the same material. It can be formed as.
  • the diffusion layer 220 may be made of a UV curing epoxy, a thermal curing epoxy two-component epoxy, etc.
  • the coating 110 is made of a material having a specific heat resistance chemical resistance biological stability when inserted into the human body Since it must be able to pass the test, it can be made of Poly Ether Ether Ketone (PEEK), Ethylene Tetra Fluoro Ethylene (ETFE), Per Fluoro Alkoxy (PFA) Poly Tetra Fluoro Ethylene (PTFE), and the like.
  • a predetermined portion of the cladding 120 disposed surrounding the core 130 is removed.
  • the side diverging portion 210 is formed in a concave curved shape on the cylindrical side surface of the core 130 from which a predetermined portion of the cladding 120 is removed, and is connected to the side diverging portion 210.
  • the terminal diverging part 240 formed in spherical shape is processed.
  • the coating 110 is disposed to surround the cladding 120 and the side diverging part 210, and a material higher than the refractive index of the core 130 is surrounded by the side diverging part 210.
  • the diffusion layer 220 is processed by being injected so as to be disposed, and as shown in FIG. 4, the coating 110 is processed to seal the cladding 120 and the diffusion layer 220.

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Abstract

본 발명은 광학 치료용 프로브에 관한 것으로서, 입사광이 도파되는 코어, 상기 코어를 둘러싸며 배치되는 클래딩, 상기 코어에 연결되어 형성되며, 상기 코어로 도파되는 입사광이 원기둥 측면으로 발산되는 측면 발산부, 상기 측면 발산부를 둘러싸며 배치되는 확산층, 상기 측면 발산부에 연결되어 구 형상으로 형성되며, 상기 측면 발산부로 도파되는 입사광이 외부로 발산되는 종단 발산부, 상기 클래딩 및 상기 확산층을 둘러싸며 배치되어, 상기 클래딩 및 상기 확산층을 밀봉하는 피복제를 포함하며, 상기 클래딩의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 낮고, 상기 확산층의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 높으며, 상기 피복제의 굴절률은 상기 클래딩과 확산층의 굴절률보다 높다는 것이 특징이다.

Description

광학 치료용 광섬유 프로브 및 그의 제조 방법
본 발명은 광학 치료용 광섬유 프로브 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종단으로부터 일정 길이만큼 측면으로 발산되는 측면 발산부와 종단에 구 형상의 종단 발산부를 형성함으로써, 외부의 이물질이 내부로 침입되는 것을 억제하면서도 내화학성 및 내열성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 광학 치료용 광섬유 프로브 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광학 치료는 LED(Light Emitting Diode), 레이저 등의 광원을 비정상조직(병변)에 조사하는 것으로서, 병변 조직의 파괴, 병변 조직 절개(수술), 온열 치료, 광역동 치료(Photo Dynamic Therapy; PDT) 등이 있다. 상술한 광학 치료 방법 중에서 체내에서 발생한 병변을 치료하기 위해서 광섬유 프로브 등을 체내에 삽입하여 해당 부위에 근접시킨 후 광을 조사하는 시술법이 제시되었으나 광섬유 프로브가 체내에서 화학적 반응을 일으켜 발화되거나 산화되는 문제점이 발생하였다.
한편, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 광섬유 프로브의 끝에 커버 글라스 등으로 마감하는 방식이 제안되었다. 상술한 해결책은 체내에서 화학적 반응을 일으키는 것을 억제할 수 있었으나, ㎛ 단위의 광섬유 프로브에 적용되는 것은 어려웠다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개 특허 공보 제10-2015-0025543호에 게시되어 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 종단으로부터 일정 길이만큼 측면으로 발산되는 측면 발산부와 종단에 구 형상의 종단 발산부를 형성함으로써, 외부의 이물질이 내부로 침입되는 것을 억제하면서도 내화학성 및 내열성을 효과적으로 향상시킬 수 있는 광학 치료용 광섬유 프로브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는, 상술한 광학 치료용 광섬유 프로브를 용이하게 제조할 수 있는 광학 치료용 광섬유 프로브의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브는 입사광이 도파되는 코어, 상기 코어를 둘러싸며 배치되는 클래딩, 상기 코어에 연결되어 형성되며, 상기 코어로 도파되는 입사광이 원기둥 측면으로 발산되는 측면 발산부, 상기 측면 발산부를 둘러싸며 배치되는 확산층, 상기 측면 발산부에 연결되어 구 형상으로 형성되며, 상기 측면 발산부로 도파되는 입사광이 외부로 발산되는 종단 발산부, 상기 클래딩 및 상기 확산층을 둘러싸며 배치되어, 상기 클래딩 및 상기 확산층을 밀봉하는 피복제를 포함하며, 상기 클래딩의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 낮고, 상기 확산층의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 높으며, 상기 피복제의 굴절률은 상기 클래딩과 확산층의 굴절률보다 높다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브는, 상기 코어, 상기 측면 발산부 및 상기 종단 발산부가 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브는, 상기 측면 발산부의 원기둥 측면에는 오목하게 곡면 형상이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브는, 상기 측면 발산부의 원기둥의 원형 단면에는 오목 곡면 형상이 대칭적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브의 제조 방법은 입사광이 도파되는 코어를 둘러싸며 배치되는 클래딩의 소정의 부분을 제거하는 단계, 상기 클래딩의 소정의 부분이 제거된 코어의 원기둥 측면에 오목하게 곡면 형상이 형성되는 측면 발산부를 가공하는 단계, 상기 측면 발산부에 연결되어 구 형상으로 형성되는 종단 발산부를 가공하는 단계, 상기 클래딩 및 상기 측면 발산부를 둘러싸며 배치되는 피복제를 가공하는 단계, 상기 코어의 굴절률보다 높은 물질을 상기 측면 발산부를 둘러싸며 배치되도록 주입하여 확산층을 가공하는 단계 및 상기 피복제가 상기 클래딩 및 상기 확산층을 밀봉하도록 가공하는 단계를 포함하며, 상기 클래딩의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 낮으며, 상기 피복제의 굴절률은 상기 클래딩 및 확산층의 굴절률보다 높다.
본 발명의 실시예들에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브는 종단으로부터 일정 길이만큼 측면으로 발산되는 측면 발산부와 종단에 구 형상의 종단 발산부를 형성함으로써, 외부의 이물질이 내부로 침입되는 것을 억제하면서도 내화학성 및 내열성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브는 원기둥 측면에 오목하게 곡면 형상이 형성되어 있는 측면 발산부를 포함함으로써, 발광 균일도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브의 횡단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브의 측면 발산부의 횡단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브의 측면 발산부의 종단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브의 사시도.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브는 도 1에 도시된 것처럼, 입사광이 도파되는 코어(130), 상기 코어(130)를 둘러싸며 배치되는 클래딩(120), 상기 코어(130)에 연결되어 형성되며, 상기 코어(130)로 도파되는 입사광이 원기둥 측면으로 발산되는 측면 발산부(210), 상기 측면 발산부(210)를 둘러싸며 배치되는 확산층(220), 상기 측면 발산부(210)에 연결되어 구 형상으로 형성되며, 상기 측면 발산부(210)로 도파되는 입사광이 외부로 발산되는 종단 발산부(240) 및 상기 클래딩(120) 및 상기 확산층(220)을 둘러싸며 배치되어, 상기 클래딩(120) 및 상기 확산층(220)을 밀봉하는 피복제(110)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 클래딩(120)의 굴절률은 상기 코어(130)의 굴절률보다 낮고, 상기 확산층(220)의 굴절률은 상기 코어(130)의 굴절률보다 높으며, 상기 피복제(110)의 굴절률은 상기 클래딩(120)과 확산층(220)의 굴절률보다 높다.
구체적으로, 코어(130)나 클래딩(120)은 실리카, 유기물질 등으로 제조될 수 있으며, 상기 코어(130), 상기 측면 발산부(210) 및 상기 종단 발산부(240)는 동일한 물질로 일체로 형성될 수 있다.
또한, 확산층(220)은 UV 경화용 에폭시, 열 경화용 에폭시 2액형 에폭시 등으로 제조될 수 있으며, 피복제(110)는 내열성 내화학성 특정을 갖는 물질로 제조되어 인체에 삽입되는 경우에 생물학적 안정성 검사를 통과할 수 있어야 되므로, PEEK(Poly Ether Ether Ketone), ETFE(Ethylene Tetra Fluoro Ethylene), PFA(Per Fluoro Alkoxy) PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene) 등으로 제조될 수 있다.
한편, 상기 측면 발산부(210)의 원기둥 측면에는 도 2에 도시된 것처럼, 오목하게 곡면 형상이 형성되어 있으며, 상기 측면 발산부(210)의 원기둥의 원형 단면에는 도 3에 도시된 것처럼, 오목 곡면 형상이 대칭적으로 형성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광학 치료용 광섬유 프로브의 제조 방법은 먼저, 코어(130)를 둘러싸며 배치되는 클래딩(120)의 소정의 부분을 제거한다.
다음으로, 상기 클래딩(120)의 소정의 부분이 제거된 코어(130)의 원기둥 측면에 오목하게 곡면 형상이 형성되는 측면 발산부(210)를 가공하고, 상기 측면 발산부(210)에 연결되어 구 형상으로 형성되는 종단 발산부(240)를 가공한다.
다음으로, 상기 클래딩(120) 및 상기 측면 발산부(210)를 둘러싸며 배치되는 피복제(110)를 가공하며, 상기 코어(130)의 굴절률보다 높은 물질을 상기 측면 발산부(210)를 둘러싸며 배치되도록 주입하여 확산층(220)을 가공하고, 도 4에 도시된 것처럼, 상기 피복제(110)가 상기 클래딩(120) 및 상기 확산층(220)을 밀봉하도록 가공한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 입사광이 도파되는 코어;
    상기 코어를 둘러싸며 배치되는 클래딩;
    상기 코어에 연결되어 형성되며, 상기 코어로 도파되는 입사광이 원기둥 측면으로 발산되는 측면 발산부;
    상기 측면 발산부를 둘러싸며 배치되는 확산층;
    상기 측면 발산부에 연결되어 구 형상으로 형성되며, 상기 측면 발산부로 도파되는 입사광이 외부로 발산되는 종단 발산부; 및
    상기 클래딩 및 상기 확산층을 둘러싸며 배치되어, 상기 클래딩 및 상기 확산층을 밀봉하는 피복제를 포함하며,
    상기 클래딩의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 낮고, 상기 확산층의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 높으며, 상기 피복제의 굴절률은 상기 클래딩과 확산층의 굴절률보다 높은 것을 특징으로 하는 광학 치료용 광섬유 프로브.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 코어, 상기 측면 발산부 및 상기 종단 발산부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 치료용 광섬유 프로브.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 측면 발산부의 원기둥 측면에는 오목하게 곡면 형상이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 치료용 광섬유 프로브.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 측면 발산부의 원기둥의 원형 단면에는 오목 곡면 형상이 대칭적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 치료용 광섬유 프로브.
  5. 입사광이 도파되는 코어를 둘러싸며 배치되는 클래딩의 소정의 부분을 제거하는 단계;
    상기 클래딩의 소정의 부분이 제거된 코어의 원기둥 측면에 오목하게 곡면 형상이 형성되는 측면 발산부를 가공하는 단계;
    상기 측면 발산부에 연결되어 구 형상으로 형성되는 종단 발산부를 가공하는 단계;
    상기 클래딩 및 상기 측면 발산부를 둘러싸며 배치되는 피복제를 가공하는 단계;
    상기 코어의 굴절률보다 높은 물질을 상기 측면 발산부를 둘러싸며 배치되도록 주입하여 확산층을 가공하는 단계; 및
    상기 피복제가 상기 클래딩 및 상기 확산층을 밀봉하도록 가공하는 단계를 포함하며,
    상기 클래딩의 굴절률은 상기 코어의 굴절률보다 낮으며, 상기 피복제의 굴절률은 상기 클래딩 및 확산층의 굴절률보다 높은 것을 특징으로 하는 광학 치료용 광섬유 프로브의 제조 방법.
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