(57)【要約】【課題】  ＶＵＶを用いて行う生体材料の表面を洗浄処理する装置であって、歯科医院等の比較的小規模の医療現場に常設できる程度の、小さな装置を得ることを課題とする。【解決手段】  光照射装置（１０）は、筐体（１２）と、筐体内に配置した紫外線放射ランプ（１１）と洗浄対象載置場（１５）を備える。筐体内はバキューム（２０）により真空状態にされており、これにより紫外光の有効な照射を実現できる。ランプから放射される紫外線は空気中の酸素からオゾンを生成し、洗浄対象を洗浄する。放射された紫外線を反射する反射鏡（１３）が設けてあり、洗浄対象であるインプラントに多方向から紫外線が照射される。洗浄対象載置場（１５）には、インプラントにさらに効果的に紫外線が照射されるよう、モーター等により自転するインプラント収蔵体が備わる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
筐体内に設けた、
空気中の酸素からオゾンを生成する紫外線を放射する紫外線放射器と、
放射された紫外線を反射する反射鏡と、
紫外線を照射するインプラントを配置し自転する収蔵体と、
を備えた光照射装置。
【請求項２】
前記紫外線がインプラントに多方向から照射することを特徴とする請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
前記インプラントがその表面に全方向から紫外線の照射を受けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光照射装置。
【請求項４】
前記紫外線放射器がエキシマレーザー管であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項５】
前記紫外線放射器がＬＥＤ式紫外線放射器または半導体レーザーであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項６】
前記収蔵体が紫外線放射器管の長軸方向に延びる管状体で成り、紫外線放射器の長軸方向に並ぶ小部屋を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項７】
複数の前記小部屋に、一つの小部屋に一つずつインプラントを配置することを特徴とする請求項６に記載の光照射装置。
【請求項８】
前記インプラントが人工歯根であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項９】
筐体内の温度を上昇させて筐体内の結露を妨げる加熱手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項１０】
真空排気経路を備え、前記真空排気経路にオゾン除去フィルターを備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の光照射装置。
【請求項１１】
前記真空排気経路の出口近傍に、排出される微量オゾンを検出するオゾン濃度測定器を備え、測定されたオゾンが所定濃度を超えた場合に真空装置を一時停止する機構を備えたことを特徴とする請求項1から請求項１０のいずれかに記載の光照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
真空紫外線（Vacuum Ultra Violet：ＶＵＶ）を用いて行う、人工関節、デンタルインプラント、人工骨等の生体材料の表面を洗浄処理する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプラントや人工関節等の治療で用いられるチタン部品の表面については、種々の方法により自己骨の生成を速くさせる工夫が行われている。しかしチタン部品の表面に種々の物質が付着しているとの報告があり、生体適合性を有するチタンの表面を清浄化することは、手術後の自己骨の生成にとって、重要な条件となっている。ＶＵＶによる殺菌装置およびオゾンガス効果を併用した表面清浄化装置は、半導体産業において広く利用されてきたが、平面上の対象物を想定している。また医療用には紫外線殺菌装置が広く用いられているが、波長が広く分布していることから、表面清浄化能力は限定的である。
【０００３】
紫外線放射ランプを用いてデンタルインプラントの洗浄処理を行う装置が、特許文献１に記載されている。また、紫外線放射ランプを用いてデンタルインプラントを含む生体適合性材料の洗浄処理を行う装置が特許文献２に記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載のデンタルインプラント用光照射装置を図６に示す。筐体１００の内に紫外線放射ランプ（１０４、１０５）が備えてあり、紫外線放射ランプが空気中の酸素からオゾンを生成し得る紫外線を放射する。筐体内に設けられたステージ（１１１）に、インプラント（１０６）がネジ部の先端が上方を向くように直立した姿勢で複数並べて配置される。紫外線放射ランプから放射される紫外線が、デジタルインプラントに照射され、デジタルインプラントにオゾンが接触する。紫外線がデジタルインプラントのネジ部の突条の表面全体にまんべんなく照射されるようにするために、反射鏡（１０３）を備えている（特許文献１の［００１８］〜［００２０］）。反射鏡の具体的な形状として略楕円形のもの（特許文献１の［図３］、［００２１］）及び平面ミラーに対して１２０度の角度で傾いた状態で順次に連結されて構成されたもの（特許文献１の［図４］、［００２２］）が記載されている。また、特許文献１には、紫外線放射ランプとしては、空気中の酸素からオゾンを生成し得る紫外線を放射するものであれば低圧水銀ランプに限られず、例えばキセノンガス等が封入されたエキシマランプなどを用いることができることが記載されている（特許文献１の［００２５］）。オゾン除去室を備えることも記載されている（特許文献１の［００１６］等）。
【０００５】
しかし、上記いずれの従来技術にも、立体形状のインプラントに、まんべんなく洗浄に効果的で充分な照射を行うための技術は開示されていない。また、医療現場で用いられるための小型化構造や、室内空気環境での結露を防ぐための加熱を可能とする技術も開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−７５５４８公報
【特許文献２】特開２０１６−１７４６６１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インプラント、人工関節等の治療で用いられるチタン部品の表面を、ＶＵＶ光の高い殺菌力、有機物分解力により清浄化することにより、チタン材料表面に自己骨の生成を短期間に行わせることを可能とする、光照射装置を提供することを課題とする。
【０００８】
また、ＶＵＶを用いて行う生体材料の表面を洗浄処理する装置であって、歯科医院等の比較的小規模の医療現場に常設できる程度の、小さな装置を得ることを課題とする。
【０００９】
ＶＵＶを用いて行う生体材料の表面を洗浄処理する装置であって、立体形状の生体材料にまんべんなく紫外線が照射され、有効な照射を実現できる反射板を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）筐体と、筐体内に設けた、空気中の酸素からオゾンを生成する紫外線を放射する紫外線放射器と、放射された紫外線を反射する反射鏡と、紫外線を照射するインプラントを配置し自転する収蔵体と、を備えた光照射装置によって課題を解決する。
（２）前記紫外線がインプラントに多方向から照射することを特徴とする光照射装置によって課題を解決する。
（３）前記インプラントがその表面に全方向から紫外線の照射を受けることを特徴とする光照射装置によって課題を解決する。
（４）前記紫外線放射器がエキシマレーザー管であることを特徴とする光照射装置によって課題を解決する。
（５）前記紫外線放射器がＬＥＤ式紫外線放射器または半導体レーザーであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光照射装置によって課題を解決する。
（６）前記収蔵体が紫外線放射器の長軸方向に延びる管状体で成り、紫外線放射器の長軸方向に並ぶ小部屋を備えることを特徴とする光照射装置によって課題を解決する。
（７）複数の前記小部屋に、一つの小部屋に一つずつインプラントを配置することを特徴とする光照射装置によって課題を解決する。
（８）前記インプラントが人工歯根であることを特徴とする光照射装置によって課題を解決する。
（９）筐体内の温度を上昇させて筐体内の結露を妨げる加熱手段を備えることを特徴とする光照射装置によって課題を解決する。
（１０）真空排気経路を備え、前記真空排気経路にオゾン除去フィルターを備えることを特徴とする光照射装置によって課題を解決する。
（１１）前記真空排気経路の出口近傍に、排出される微量オゾンを検出するオゾン濃度測定器を備え、測定されたオゾンが所定濃度を超えた場合に真空装置を一時停止する機構を備えたことを特徴とする光照射装置によって課題を解決する。
【発明の効果】
【００１１】
インプラント、人工関節等の治療に用いられる、主としてチタン及びチタン合金を材料とする人工骨模倣部品の表面を清浄化し、治療後の自己骨の生成を速やかにし、かつ雑菌による汚染を防止することができる。
【００１２】
また、真空中の遠紫外線の強い化学作用を利用して、立体形状を有する部品材料や道具の表面の殺菌及び清浄化を効果的に行うことができる。
【００１３】
発光源と多くの反射板で均一な照射を実現する従来構造に対して、回転機構を設けることで小型化が実現できる。回転動力はこの回転可能な管を外から機械的に駆動するか、電磁石を介して非接触に駆動することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の概要を示す図である。
【図２】インプラントの一例である人工歯根を示す図である。
【図３】実施例１の概要を示す図である。
【図４】実施例１におけるインプラント収蔵管を示す図である。
【図５】実施例１における、光源と洗浄対象の距離と、ＶＵＶ光の到達率と、酸素分圧の関係示すグラフである。
【図６】従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に本発明に係る光照射装置の概念を示す。本発明に係る光照射装置（１０）は、筐体（１２）と、筐体内に配置した紫外線放射ランプ（１１）と洗浄対象載置場（１５）を備える。筐体内はバキューム（２０）により真空状態にされている。これにより、紫外光の有効な照射を実現できる。ランプから放射される紫外線は空気中の酸素からオゾンを生成し、洗浄対象を洗浄する。本願発明の洗浄対象は立体形状を成すインプラントであり、紫外線を多方向から照射することが望ましい。本発明では放射された紫外線を反射する反射鏡（１３）が設けてあり、洗浄対象であるインプラントに多方向から紫外線が照射される。洗浄対象載置場（１５）には、インプラントにさらに効果的に紫外線が照射されるよう、例えば後述のモーター等により自転するインプラント収蔵体が備わる。
【実施例１】
【００１６】
図２に、インプラントの一例である人工歯根を示す。実施例１では、このような人工歯根をインプラントと称して説明する。
【００１７】
図３に、実施例１の光照射装置（３０）を示す。光照射装置（３０）は、外管（３１）を備える。外管（３１）の長軸と同じ方向に延びる内管（６０）を備える。内管６０の内部には、保持機構（５２、５３）を介して、インプラント収蔵管（３５）が取り付けてある。バキューム機構（図示しない）が設けてあり、外管内及び内管内は真空状態とされている。外管内には、エキシマレーザー管（３４）が設けてある。エキシマレーザー管（３４）は、電力供給ケーブル（４２）を介して電力を得ている。外管（３１）の密閉状態を保つことができるよう、電力ケーブル（４２）には、配電ケーブル用ハーメチックシール（４３）が用いられている。
【００１８】
外管（３１）のいずれかの場所に、内部が見られるようガラス窓（図示しない）が設けられていても良い。ガラス窓は気密フランジ（図示しない）を介して外管（３１）に設けてある。
【００１９】
エキシマレーザー管（３４）は、インプラント収蔵管（３５）に紫外線が充分に照射されるように、内管（６０）と同じ方向、すなわちインプラント収蔵管（３６）と同方向に延びている。外管（３１）は、内部にエキシマレーザー光反射板（３２、３３）を備える。エキシマレーザー光反射板（３２、３３）は、向かい合って配置されるエキシマレーザー管（３４）と内管（６０）のさらに外側に、内管（６０）内のインプラント収蔵管（３５）を挟むように配置され、インプラント収蔵管（３５）に充分に紫外線が照射されるようにされている。
【００２０】
内管（６０）は、回転用のモータ（図示しない）を備えており、長軸を軸に、外管内で回転する。
【００２１】
外管内の密閉状態を維持しつつ内管の回転を可能とするよう、内管（６０）の外壁と外管（３１）の接する箇所には回転可能なウィルソンシール（５６）が備わる。
【００２２】
図４にインプラント収蔵管（３６）を示す。インプラント収蔵管（３６）は、分離壁（３８）によって、軸方向に並ぶ複数の子部屋に分離されている。また、分離帯（３７）を境界として、インプラント収蔵管（３６）を本体と蓋のように分離できる。インプラント収蔵管（３６）を分離することにより分離壁（３８）によって形成された小部屋に、一部屋に一つずつ洗浄対象のインプラントを収納することができる。
【００２３】
内管（６０）は、一端が取り外し可能な蓋（５０）になっている。蓋（５０）は、内管内を真空にするためにバキュームを取り付ける際に用いる。蓋（５０）は、気密フランジ（５１）を介して内管（６０）に取りつけてある。
【００２４】
外管（３１）の更に外部には、外管内の結露を防ぐために赤外線ヒーター（７１）が設けてある。遠赤外線による外管の過熱の効率を上げるために、赤外線ヒーターの反射板（７０）を設けても良い。
【００２５】
外管（３１）は、メンテナンス用に分離可能部（４６、４７、４８、４９）を備えている。外管内の密閉を保つために、分離可能部には気密フランジが設けてある。
【００２６】
外管（３１）は金属製である。内管にインプラント収蔵管を取り付けるための保持機構（５２、５３）は金属製である。内管（６０）とインプラント収蔵管（３６）を構成する全ての部品は紫外線を透過させるようフッ化マグネシウムである。反射板（３２、３３）は、アルミニウム等の金属の表面を滑らかにして高い反射率を得られるものを用いる。
【００２７】
紫外線放射ランプと洗浄対象の距離、及び真空度については、図５に示す表に基づいて決定する。
【符号の説明】
【００２８】
１  インプラント
１０  光放射装置
１１  紫外線放射ランプ
１２  筐体
１３  反射鏡
１４  放射線
１５  洗浄対象載置場
２０  バキューム
３０  光照射装置
３１  外管
３２、３３  エキシマレーザー光反射板
３４  エキシマレーザー管
３５  インプラント収蔵管
３７  分離帯
３８  分離壁
４０、４１  エキシマレーザー光遮断板
４２  電力供給ケーブル
４３  ハーメチックシール
４５  エキシマレーザー先端保持機構
４６、４７、４８、４９  分離可能部
５０、５１  蓋
５２、５３  保持機構
５６  ウィルソンシール
６０  内管      
７０  赤外線ヒーター反射板
７１  赤外線ヒーター
１００  筐体
１０２  オゾン除去室
１０３  反射板
１０４  紫外線放射ランプ
１０５  紫外線放射ランプ
１０６  紫外線
１１０  インプラント
１１１  ステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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