UVC(222nm)を使用する光ファイバ埋設型尿道留置カテーテル殺菌システム

本研究では波長222nmの紫外線が波長254nmの紫外線と同程度の殺菌性能を有していることに着目し，光ファイバーを尿道カテーテルに組み込むことで，波長222nmの紫外線を尿道カテーテル管内，尿道壁と尿道カテーテルの境界に照射できる殺菌システムが実現に取り組むものである。本年度は光ファイバーへの効率的な集光の構造を考えること，そして集光した紫外線光の測定を目的として研究を遂行した。本研究の集光システムは光源から放射した紫外線光を２枚の凸レンズで集光し，集光した光を光ファイバーに入射させることで深紫外光の伝送を行う。光源にはエキシマランプモジュールを使用し，凸レンズは合成石英ガラス製の球面平凸レンズ（焦点距離70mm）を使用した。光源の寸法が有限で，しかも４本の細いランプで構成されているため，点光源の理論が成り立たないので，光源と凸レンズの最適な配置は実測で求めた。結果として，凸レンズ2枚を凸面が向き合うように置き，凸レンズ間の距離を15mm，光源と凸レンズ間の距離を45mm，凸レンズと紫外線センサとの距離を40mmにしたとき，紫外線の強度は最大になることを確認した（1.95mW/cm^2）。これは深紫外光が光源から150mm伝播したときの強度（0.03mW/cm^2）の60倍以上に集光できていることになる。さらに，最大強度が計測された集光配置で深紫外光を直径0.4mm，長さ１mの光ファイバーで伝送し，光ファイバーから出力された深紫外光の強度を測定した。結果として，深紫外光の伝送自体は目視でも確認できるが，伝送した紫外線の強度は0.01mW/cm^2よりも小さくなっていることが分かった。これは光ファイバーに紫外光を入射させる際の損失，そして光ファイバーを伝播したときの伝播損失が大きく現れていると考えられる。

本研究では波長222nmの紫外線が波長254nmの紫外線と同程度の殺菌性能を有していることに着目し，光ファイバーを尿道カテーテルに組み込むことで，波長222nmの紫外線を尿道カテーテル管内，尿道壁と尿道カテーテルの境界に照射できる殺菌システムが実現に取り組むものである。本年度は光ファイバーへの効率的な集光の構造を考えること，そして集光した紫外線光の測定を目的として研究を遂行した。本研究の集光システムは光源から放射した紫外線光を２枚の凸レンズで集光し，集光した光を光ファイバーに入射させることで深紫外光の伝送を行う。光源にはエキシマランプモジュールを使用し，凸レンズは合成石英ガラス製の球面平凸レンズ（焦点距離70mm）を使用した。光源の寸法が有限で，しかも４本の細いランプで構成されているため，点光源の理論が成り立たないので，光源と凸レンズの最適な配置は実測で求めた。結果として，凸レンズ2枚を凸面が向き合うように置き，凸レンズ間の距離を15mm，光源と凸レンズ間の距離を45mm，凸レンズと紫外線センサとの距離を40mmにしたとき，紫外線の強度は最大になることを確認した（1.95mW/cm^2）。これは深紫外光が光源から150mm伝播したときの強度（0.03mW/cm^2）の60倍以上に集光できていることになる。さらに，最大強度が計測された集光配置で深紫外光を直径0.4mm，長さ１mの光ファイバーで伝送し，光ファイバーから出力された深紫外光の強度を測定した。結果として，深紫外光の伝送自体は目視でも確認できるが，伝送した紫外線の強度は0.01mW/cm^2よりも小さくなっていることが分かった。これは光ファイバーに紫外光を入射させる際の損失，そして光ファイバーを伝播したときの伝播損失が大きく現れていると考えられる。