(57)【要約】  光拡散ファイバを使用して殺菌する方法は、コア、該コアを取り囲むクラッド、外面、並びに、コア、クラッド、又はコアとクラッドの両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造を備えた光拡散性光ファイバに光源を光学的に結合するステップを含む。本方法は、光拡散性光ファイバを病原体サンプルと光係合して位置づけるステップ、及び光源によって出力された光を第１の時間間隔で光拡散性光ファイバに向けるステップをさらに含む。散乱構造は、光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を外面の方へと散乱させ、光の一部は外面を通って拡散し、それによって、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光を約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約２時間〜約２４時間の曝露時間の間、病原体サンプルに照射する。
2021511168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青紫色光送達システムを使用して殺菌する方法であって、
光源を青紫色光送達システムに光学的に結合するステップ；
前記青紫色光送達システムを病原体サンプルと光係合させて位置づけるステップ；及び
前記光源によって出力された光を第１の時間間隔で前記青紫色光送達システムに向け、それによって、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約３０分〜約４８時間の曝露時間の間、前記病原体サンプルに照射するステップ
を含む、方法。
【請求項２】
前記青紫色光送達システムが、
コア；
前記コアを取り囲むクラッド；
外面；並びに
前記コア、前記クラッド、又は前記コアと前記クラッドの両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造
を備えた、１つ以上の光拡散性光ファイバを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記出力された光が前記光源によって前記青紫色光送達システムへと向けられるときに、前記１つ以上の光拡散性光ファイバの前記複数の散乱構造が、前記１つ以上の光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を前記外面の方へと散乱させ、光の一部が外側システムを通って拡散する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コアが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含み、前記クラッドが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
熱可塑性ポリマーコーティング層が前記クラッドを取り囲み、かつ前記クラッドに接触する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
一次コーティング層が前記クラッドを取り囲み、また、熱可塑性ポリマーコーティング層が、前記一次コーティング層が前記クラッドと前記熱可塑性ポリマーコーティング層との間に配置されるように前記一次コーティング層を取り囲み、前記一次コーティング層が、約２５０ｎｍ以上の波長で層厚１００μｍあたり約０．０４以下の吸光度を有する脂環式エポキシを含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
コーティング層が前記クラッドを取り囲み、前記コーティング層に複数の散乱構造がドープされる、請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記病原体サンプルがある量のコロニー形成単位を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
青紫色光を送達するための光送達システムにおいて、
約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を放射する青紫色光照射装置であって、ある量のコロニー形成単位を含む病原体サンプルが、約３０分〜約４８時間の曝露時間にわたって前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する、青紫色光照射装置
を含む、光送達システム。
【請求項１０】
前記光照射装置に光学的に接続された光源をさらに含む、請求項９に記載の光送達システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０１８年１月１６日出願の米国仮特許出願第６２／６１７，７８４号及び２０１８年１月２６日出願の米国仮特許出願第６２／６２２，５０３号の米国法典第３５編特許法１１９条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、概して、光拡散性光ファイバの照明、青紫色光送達システムの照明、青紫色光送達システム、及びそれを使用する青紫色光誘導性の殺菌方法に関する。より詳細には、本開示は、光拡散性光ファイバ、並びに、青紫色光誘導性の殺菌用途に青紫色光を送達するための他の送達システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
約７２２，０００件もの院内感染（ＨＡＩ）事例が存在しており、結果的に、米国だけで年間約７５，０００人が死亡している（アメリカ疾病予防管理センターの統計による）。加えて、病院にはＨＡＩについての払い戻しがないため、これらの事例では米国の医療システムに年間１５０〜３００億ドルの費用が発生する。ＨＡＩに対する現在の治療法は、主に抗生物質をベースとしており、多剤耐性病原体の増加と市場及び規制試験段階での新しい抗生物質の減少に起因して、その効果が低下している。
【０００４】
ＨＡＩの発生源の１つは、例えばフォーリーカテーテル、気管内チューブ、心血管カテーテル、内視鏡、膿瘍ドレナージカテーテル、透析カテーテル、ポートなどの医療機器であると考えられ、これらは、使用前、使用後、使用中に感染する可能性がある。高強度の青紫色光を使用して、このような医療機器上で増殖する微生物を死滅させて、医療機器自体が伝達装置又は感染源になるのを防ぐことができる。このような青紫色光をこれらの医療機器及び他のＨＡＩ発生源にインビボ、エクスビボ、又はインビボとエクスビボの両方で送達することが必要とされている。
【０００５】
光ファイバは、光源から離れた場所へと光を送達する必要があるさまざまな用途に用いられている。例えば、光通信システムは、光ファイバのネットワークに依存して、サービスプロバイダからシステムのエンドユーザに光を送信している。
【０００６】
通信光ファイバは、吸収及び散乱に起因して比較的低い減衰レベルしか存在しない８００ｎｍ〜１６７５ｎｍの範囲の近赤外線波長で動作するように設計されている。これにより、ファイバの一方の端部に注入された光のほとんどがファイバの反対側の端部を出て、ごくわずかな量のみがファイバの側面を通って周辺から出る。
【０００７】
光ファイバは通常、光をファイバの一方の端部からファイバの他方の端部に長距離にわたって効率的に送達するように設計されているため、典型的なファイバでは側面から出る光は非常にわずかしかなく、したがって、光ファイバは拡張照明源の形成に使用するのに非常に適しているとは見なされていない。それでもなお、指定されたエリアに効率的な方法で選択された量の光を提供する必要がある、特殊な照明、標識、又は、殺菌材料、表面、及び医療機器を含む生物学的用途など、多くの用途が存在する。生物学的用途では、材料、表面、医療機器及び設備、並びに病原体の有機媒体を殺菌するための光送達システム及びプロセスを開発することが必要とされている。このような光送達システムは、薄く、柔軟で、かつ、さまざまな異なる形状へ、及び、開放創などの複雑な形状を伴う領域に到達しにくい照明経路へ、又は心血管カテーテル、気管内チューブ、フォーリーカテーテルなどの長さへと容易に変更できる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、青紫色光誘導性の殺菌用途のために、光拡散性光ファイバなどの光送達システムに沿って伝播する光を誘導及び散乱することが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の主題によれば、光拡散ファイバを使用して殺菌する方法は、光源を、コア、該コアを取り囲むクラッド、外面、並びに、コア、クラッド、又はコアとクラッドの両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造を備えた１つ以上の光拡散性光ファイバに光学的に結合するステップを含む。本方法は、１つ以上の光拡散性光ファイバを病原体サンプルと光係合して位置づけるステップ、及び、光源によって出力された光を第１の時間間隔で１つ以上の光拡散性光ファイバに向けるステップをさらに含む。１つ以上の光拡散性光ファイバの散乱構造は、１つ以上の光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を外面の方へ散乱させ、光の一部は外面を通って拡散し、それによって、約３０分〜約４８時間の曝露時間にわたって約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光を病原体サンプルに照射する。
【００１０】
本開示の別の実施形態によれば、光拡散性光ファイバを使用して殺菌する方法は、光源を、コア、該コアを取り囲むクラッド、外面、並びに、コア、クラッド、又はコアとクラッドの両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造を備えた光拡散性光ファイバに光学的に結合するステップを含む。本方法は、１つ以上の光拡散性光ファイバを病原体サンプルと光係合して位置づけるステップ、及び光源によって出力された光を第１の時間間隔で１つ以上の光拡散性光ファイバに向けるステップをさらに含む。１つ以上の光拡散性光ファイバの散乱構造は、１つ以上の光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を外面の方へ散乱させ、光の一部が外面を通って拡散し、それによって、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長である量のコロニー形成単位を含む病原体サンプルに照射し、ここで、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が、約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する。
【００１１】
本開示の概念は、主に、長さに沿って均一な照明を有する光拡散性光ファイバを参照して本明細書で説明されるが、その概念は、あらゆる光拡散性光ファイバへの適用性を享受することが企図されている。
【００１２】
本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照番号で示されている以下の図面と併せて読む場合に最もよく理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、光出力装置と光拡散性光ファイバとを含む照明システムの概略図
【図２Ａ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、光拡散性光ファイバの断面の概略図
【図２Ｂ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、図２Ａの光拡散性光ファイバの断面の概略図
【図３Ａ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、光拡散性光ファイバの別の実施形態の断面の概略図
【図３Ｂ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、図３Ａの光拡散性光ファイバの断面の概略図
【図４Ａ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、光拡散性光ファイバの別の実施形態の断面の概略図
【図４Ｂ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、図４Ａの光拡散性光ファイバの断面の概略図
【図５】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、さまざまなポリマー材料についての紫外光の吸光度を示すグラフ
【図６】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による、光拡散性光ファイバのさまざまな実施形態についての紫外光の散乱効率を示すグラフ
【図７】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による光拡散性光ファイバを使用して殺菌する方法を示すフローチャート
【図８Ａ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による２つの時間間隔にわたる光拡散性光ファイバによって出力された光を示すグラフ
【図８Ｂ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による２つの時間間隔にわたる光拡散性光ファイバによって出力された光を示すグラフ
【図９Ａ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による光拡散性光ファイバに沿って光を分散させる円筒管の概略図
【図９Ｂ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による断面で示される概略図と、複数の円筒管を通過するときのパワー吸収の影響のグラフ
【図１０Ａ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による構造化された光拡散性光ファイバ構成の概略図
【図１０Ｂ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による構造化された光拡散性光ファイバ構成のさまざまな断面に沿ったパワーを示すグラフ
【図１０Ｃ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による構造化された光拡散性光ファイバ構成のヒートマップ
【図１０Ｄ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による多点光源の発光ダイオード構成のヒートマップ
【図１１Ａ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による光拡散性光ファイバを使用して殺菌する構成の概略図
【図１１Ｂ】本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による光拡散性光ファイバを使用して殺菌する構成の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示のさまざまな態様は、比較的短い時間で一般的な病原体の低減を可能にする、比較的低いパワー密度で青紫色光を送達する青紫色光送達システムに関する。理論に縛られるわけではないが、このような光送達システムは、組織及びＤＮＡに損傷を与えないことから、イオン化光（紫外線など）よりも害が少ないと考えられる。このような光は、化学的に基づいていないため、抗生物質よりも耐性を起こしにくいと考えられる。さらには、本明細書に記載される光送達システムを医療機器又はカテーテルに不活性に組み込むことにより、最も重要で到達が困難な領域に青紫色の光照明を提供することができる。さらには、光送達システム及び青紫色光は、標的部位に適用することができ、他の全身性抗生物質又は最終的に無効になる部位特異的な治療／予防技術とは異なり、継続的な殺菌を提供することができる。光送達システムによって送達される光はまた、感染症につながることが知られている治療中に予防的に（すなわち、最初にＨＡＩの発生を防ぐために）投与することもできる。理論に縛られるわけではないが、広範囲の殺菌を達成することができ、かつ、すぐに投与することができることから、患者は、薬物特異的治療を開始する前に感染を引き起こす微生物の正体の決定に数日待つ必要がなく、あるいは、微生物が不明であるためにさまざまな抗生物質を使用した治療に耐える必要がないと考えられる。さらには、光送達システムは、全身に処置（望ましくない副作用を有する可能性がある）を施すことなく、処置を感染箇所に向けることができる。
【００１５】
本開示の第１の態様は、青紫色光送達システムを使用して殺菌する方法に関する。１つ以上の実施形態では、本システムは、光拡散性光ファイバと、約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する青紫色光を送達する光源とを含む。１つ以上の実施形態では、光送達システムは、光を、したがってエネルギーを感染部位に連続的に送達することができる。１つ以上の実施形態では、送達される光は、比較的短い期間（例えば、６時間以下）にわたり、照射される病原体のコロニー形成単位を４−対数減少だけ低下させる。
【００１６】
図を一般的に参照すると、光送達システムに使用することができる光拡散性光ファイバの１つ以上の実施形態は、コア、該コアを取り囲むクラッド、外面、並びに、コア、クラッド、又はコアとクラッドの両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造を備えている。動作中、光が光拡散性光ファイバに向けられると、光拡散性光ファイバの散乱構造は、光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を外面の方へと散乱させ、光の一部が外面を通って拡散する。加えて、図面は、概して、光拡散性光ファイバを使用して殺菌する方法に関し、該方法は、光源を光拡散性光ファイバに光学的に結合するステップ、光拡散性光ファイバを病原体サンプルと光係合して位置づけるステップ、及び、光源によって出力された光をある時間間隔にわたり光拡散性光ファイバへと向け、それによって、ある曝露時間にわたり、ある波長で、ある平均パワー密度を含む光を病原体サンプルに照射するステップを含む。
【００１７】
これより図１を参照すると、照明システム１００は、光源１５２を含む光出力装置１０２に光学的に結合された光拡散性光ファイバ１１０を含む。光拡散性光ファイバ１１０は、第１の端部１１２と、該第１の端部１１２とは反対側の第２の端部１１４とを含む。光拡散性光ファイバの実施形態の断面が図２Ａ〜４Ｃに示されている。例えば、図２Ａ及び２Ｂは光拡散性光ファイバ１１０の断面を示しており、図３Ａ及び３Ｂは光拡散性光ファイバ２１０の断面を示しており、図４Ａ及び４Ｂは光拡散性光ファイバ３１０の断面を示している。本明細書に記載される各光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０は、コア１２０、２２０、３２０、該コア１２０、２２０、３２０を取り囲むクラッド１２２、２２２、３２２、外面１２８、２２８、３２８、並びに、コア１２０、２２０、３２０、クラッド１２２、２２２、３２２、又はコア１２０、２２０、３２０とクラッド１２２、２２２、３２２の両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造１２５、２２５、３２５を含む。
【００１８】
本明細書で用いられる場合、「外面」１２８、２２８、３２８は、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の最外表面を指す。図２Ａ及び２Ｂに示される実施形態では、外面１２８は二次ポリマーコーティング層１３２の表面であり、図３Ａ及び３Ｂに示される実施形態では、外面２２８は熱可塑性ポリマーコーティング層２３４の表面であり、図４Ａ及び４Ｂに示される実施形態では、外面３２８は熱可塑性ポリマーコーティング層３３４の表面である。しかしながら、図２Ａ〜４Ｂに示される実施形態は、それぞれ、二次ポリマーコーティング層１３２、熱可塑性ポリマーコーティング層２３４、及び熱可塑性ポリマーコーティング層３３４を含んでいるが、幾つかの実施形態では、光拡散性光ファイバは、二次ポリマーコーティング層１３２、熱可塑性ポリマーコーティング層２３４、及び熱可塑性ポリマーコーティング層３３４を含まない場合があり、外面１２８、２２８、及び３２８は、それぞれ、クラッド１２２、２２２、３２２の表面であってもよい。さらには、複数の散乱構造１２５、２２５、３２５は、導波光（例えば、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０に沿って伝播する光出力装置１０２によって出力された光）を光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の外面１２８、２２８、３２８へと散乱させるように構成され、それによって、導波光の一部が外面１２８を通じて光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の拡散距離に沿って拡散する。さらには、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０は、約０．１５ｍ〜約１００ｍ、例えば、約１００ｍ、７５ｍ、５０ｍ、４０ｍ、３０ｍ、２０ｍ、１０ｍ、９ｍ、８ｍ、７ｍ、６ｍ、５ｍ、４ｍ、３ｍ、２ｍ、１ｍ、０．７５ｍ、０．５ｍ、０．２５ｍ、０．１５ｍ、又は０．１ｍの長さ（例えば、第１の端部１１２と第２の端部１１４との間の長さ）を含みうる。
【００１９】
本明細書で用いられる場合、「拡散距離」とは、光拡散性光ファイバ１１０の第１の端部１１２から（又は入力光を受け取る任意の端部から）光拡散性光ファイバ１１０の長さに沿った位置であって、導波光の９０％が光拡散性光ファイバ１１０から拡散する位置まで延びる、光拡散性光ファイバ１１０の長さである。本明細書で用いられる場合、「光拡散性」という用語は、光散乱が光拡散性光ファイバ１１０の長さの少なくとも一部に沿って実質的に空間的に連続していることを意味する。すなわち、離散（例えば、点）散乱に関連するもののような実質的なジャンプ又は不連続がない。したがって、本開示に記載される実質的に連続的な光放射又は実質的に連続的な光散乱の概念は、空間的連続性を指す。さらには、本明細書で用いられる場合、「均一照明」とは、光拡散性光ファイバ１１０から放出される光の強度が特定の長さにわたって２５％を超えて変化しない、光拡散性光ファイバ１１０の長さに沿った照明を指す。上記定義はまた、図２Ａ〜４Ｂの光拡散性光ファイバ２１０、３１０にも適用されるものと理解されたい。
【００２０】
図１を再び参照すると、光出力装置１０２は、光拡散性光ファイバ１１０（又は他の実施形態では、光拡散性光ファイバ２１０又は３１０）の第１の端部１１２に光学的に結合されており、それによって、光出力装置１０２の光源によって出力された光１５２が光拡散性光ファイバ１１０の第１の端部１１２の端面１１６を照射し、光拡散性光ファイバ１１０に入る。光源１５２には、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオードなどが含まれうる。例えば、光源１５２には、マルチモードレーザダイオード、シングルモードレーザダイオード、ＳｉＰレーザダイオード、ＶＣＳＥＬレーザダイオード、又は別のタイプの半導体レーザダイオードが含まれうる。さらには、光源１５２は直線偏光されていてもよい。任意選択的に、光源は、偏光された、コヒーレントなレーザ光でありうる。さらには、光源１５２は、２００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長範囲の光を生成するように構成することができる。
【００２１】
幾つかの実施形態では、光源１５２は、２００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長範囲の光を生成するように構成することができる。例えば、光源１５２は、約２００ｎｍ〜約５００ｎｍ、例えば、約２２５ｎｍ、２５０ｎｍ、２７５ｎｍ、３００ｎｍ、３２５ｎｍ、３５０ｎｍ、３７５ｎｍ、４００ｎｍ、４０５ｎｍ、４１０ｎｍ、４１５ｎｍ、４２０ｎｍ、４２５ｎｍ、４３０ｎｍ、４３５ｎｍ、４４０ｎｍ、４４５ｎｍ、４５０ｎｍ、４５５ｎｍ、４６０ｎｍ、４６５ｎｍ、４７０ｎｍ、４７５ｎｍ、４８０ｎｍ、４８５ｎｍ、４９０ｎｍ、４９５ｎｍ、５００ｎｍなど、例えば、約３００ｎｍ〜約４６０ｎｍ、又は約４００ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長の光を放出するように構成された、紫外（ＵＶ）又は可視の青紫色の光源でありうる。光出力装置１０２は、光源１５２と光拡散性光ファイバ１１０の第１の端部１１２との間に位置づけられ、それらに光学的に結合されて、光拡散性光ファイバ１１０への光の入力を容易にする、レンズ、光送達ファイバなどの追加の光学部品をさらに含むことができる。さらには、光送達ファイバなどのこれらの追加の光学部品は、光源１５２が光拡散性光ファイバ１１０から空間的に分離されることを可能にしうる。
【００２２】
動作中、光源１５２によって放射された光は、光拡散性光ファイバ１１０によって周囲環境に散乱されるため、光源１５２は、光拡散性光ファイバ１１０から離れた場所に位置づけることができる。したがって、光源１５２によって生成された熱は、光源１５２から離れて、光源１５２及び光拡散性光ファイバ１１０の両方から離れた場所に伝達させることができる。よって、光拡散性光ファイバ１１０の温度は、周囲環境の周囲温度と実質的に同様のままに維持することができ、照明ユニットは、熱的に「冷たい」照明ユニットとして説明することができる。さらには、光拡散性光ファイバ１１０と光源１５２とを空間的に分離することにより、照明システム１００にさらなる設計自由度を提供することができる。
【００２３】
図２Ａ〜４Ｂを参照すると、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の各々は、特に、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の長さに沿って伝播する導波光が紫外領域の波長（例えば、約２００ｎｍ〜約５００ｎｍ）を含む場合に、高い散乱効率で、外面１２８、２２８、３２８を通して散乱を誘発するように構成される。本明細書で用いられる場合、「散乱効率」とは、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０のコア１２０、２２０、３２０から外面１２８、２２８、３２８に向かって外向きに散乱し、吸収、遮断、又は他の方法で失われることなく、実際に外面１２８、２２８、３２８から出る光のパーセンテージを指す。理論に制限されることは意図していないが、コア１２０、２２０、３２０から散乱する光のパーセンテージは、クラッド１２２、２２２、３２２を取り囲む光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の１つ以上の追加の層によって吸収されうる。しかしながら、本明細書に記載される光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０は、外面１２８、２２８、３２８を通じて散乱するＵＶ光及び可視の青紫色光の吸収を制限し、ＵＶ波長及び可視の青紫波長での高い散乱効率を促進する。
【００２４】
図２Ａ〜４Ｂを参照すると、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の各々のコア１２０、２２０、３２０及びクラッド１２２、２２２、３２２は、ヒドロキシル材料をドープした、シリカガラスなどのガラス（例えば、ヒドロキシルをドープしたガラスコア及びヒドロキシルをドープしたガラスクラッド）を含みうる。本明細書で用いられる場合、「ヒドロキシルをドープ」とは、３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料、例えばヒドロキシルイオン（ＯＨ）、過剰の酸素（ガラスに添加することができる）などを含むガラスのことを指す。理論に制限されることは意図していないが、コア１２０、２２０、３２０及びクラッド１２２、２２２、３２２にヒドロキシル材料をドーピングすることは、ＵＶ及び可視青紫色の波長において有利でありうる。ヒドロキシル含有量が低い（例えば、３００ｐｐｍ未満のヒドロキシル含有量）ガラスのコア及びクラッドは、より高い波長（例えば、可視範囲、近赤外線（ＮＩＲ）範囲、及び赤外線範囲の波長）で透過率が増加するが、ガラスのヒドロキシル含有量を下げるとガラスの酸素欠乏中心の数及び／又はサイズが増加するため、ＵＶ及び可視青紫色の範囲の波長では吸収損失が増加する。本明細書で用いられる場合、「酸素欠乏中心」とは、酸素空孔を有するシリカの壊れた結合の形成を指す。理論に制限されることは意図していないが、コア１２０、２２０、３２０及びクラッド１２２、２２２、３２２の酸素欠乏中心は、ＵＶ及び可視青紫色の範囲の波長を含む光を吸収し、それにより、コア１２０、２２０、３２０及びクラッド１２２、２２２、３２２を暗くし、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の外面１２８、２２８、３２８を通して拡散する散乱構造１２５、２２５、３２５によってコア１２０、２２０、３２０から外向きに散乱する光のパーセンテージを低下させる。理論に制限されることは意図していないが、ＵＶ及び可視青紫色の照射下では、溶融シリカにさまざまな「色中心」を展開することができる。色中心の起源は、溶融シリカのイオン化に関連しうる。これも理論によって制限されることは意図していないが、色中心はＯＨと反応して、安定した非吸収種を形成することができる。幾つかの実施形態では、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０には、高圧及び高温で光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０のシリカに水素負荷することによって、ヒドロキシルをドープすることができる。
【００２５】
さらには、理論に制限されることは意図していないが、一部のポリマー材料、例えば一部のＵＶ硬化性ポリマーは、ＵＶ光及び可視青紫色光を高度に吸収する。したがって、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０のポリマー層の数及び厚さを制限し、ＵＶ光及び可視青紫色光の吸収が制限されたポリマー層を使用することが有利である。例えば、図２Ａ〜４Ｂに示される各実施形態では、クラッド１２２、２２２、３２２は、ガラス（例えば、ヒドロキシルをドープしたガラス）を含む。さらには、本明細書に記載される光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の実施形態の各々は、クラッド１２２、２２２、３２２を取り囲む少なくとも１つのポリマー層を含むが、以下により詳細に説明するように、これらのポリマー層の各々は、ＵＶ光及び可視青紫色光に対して低吸収である。
【００２６】
図２Ａ及び２Ｂを参照すると、コア１２０、該コア１２０を取り囲むクラッド１２２、外面１２８、及び複数の散乱構造１２５を含む光拡散性光ファイバ１１０の断面が示されている。コア１２０は、ヒドロキシル材料（例えば、約３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料を含むシリカ）をドープしたガラスコア（例えば、シリカ）を含む。クラッド１２２は、ヒドロキシル材料をドープした、ガラスクラッド（例えば、コア１２０の屈折率よりも低い屈折率を有する、Ｆをドープしたシリカ又はＦ（フッ素）／Ｂ（ホウ素）を共ドープしたシリカ）を含む（例えば、約３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料を含む、Ｆをドープしたシリカ又はＦ（フッ素）／Ｂ（ホウ素）を共ドープしたシリカ）。光拡散性光ファイバ１１０はさらに、クラッド１２２を取り囲む一次ポリマーコーティング１３０と、該一次ポリマーコーティング１３０を取り囲む二次ポリマーコーティング層１３２とを含む。
【００２７】
図２Ａ及び２Ｂをさらに参照すると、散乱構造１２５は、コア１２０全体に生じさせることができ（図２Ａ及び２Ｂに示すように）、又はコア１２０とクラッド１２２との界面（例えば、コア−クラッド境界）の近くに生じさせることができ、又はコア１２０内の環状リングに生じさせることができる。散乱構造１２５は、ガス充填ボイド、散乱粒子、例えばセラミック材料、ドーパントなどを含みうる。ランダムに配置された、ランダムなサイズのボイド（「ランダムなエアライン」又は「ナノ構造」、又は「ナノサイズ構造」とも称される）を有する光拡散性光ファイバの幾つかの例が、ここに参照することによってその全体が本明細書に取り込まれる、米国特許第７，４５０，８０６号、並びに、米国特許出願番号第１２／９５０，０４５号、同第１３／０９７，２０８号、及び同第１３／２６９，０５５号の各明細書に記載されている。あるいは、光拡散性光ファイバ１１０は、「粗面化」されたコア１２０を有していてもよく、コア−クラッド境界でのコア１２０の表面の不規則性が光散乱を引き起こす。他のタイプの光拡散性光ファイバもまた利用することができる。動作中、光拡散性光ファイバ１１０は、照明波長（例えば、放出される放射線の波長）で、約５０ｄＢ／ｋｍ以上、例えば約１００ｄＢ／ｋｍ〜約６００００ｄＢ／ｋｍの散乱誘発減衰（すなわち、光拡散性光ファイバ１１０内の散乱粒子の吸収によるのではなく、光拡散性光ファイバ１１０の外面１２８を通して失われた光による減衰）を被りうる。
【００２８】
散乱構造１２５がガス充填ボイドを含む実施形態では、ガス充填ボイドは、ランダム又は組織化されたパターンで配置されてよく、かつ、光拡散性光ファイバ１１０の長さに平行に走ってよく、又はらせん状でありうる（すなわち、光拡散性光ファイバ１１０の長軸に沿って回転する）。さらには、光拡散性光ファイバ１１０は、ファイバの断面に多数のガス充填ボイド、例えば、５０より多い、１００より多い、又は２００より多いボイドを含みうる。ガスで満たされたボイドは、例えば、ＳＯ２、Ｋｒ、Ａｒ、ＣＯ２、Ｎ２、Ｏ２、又はそれらの混合物を含みうる。しかしながら、任意のガスの有無にかかわらず、コア１２０、クラッド１２２、又は複数の散乱構造１２５を含むコア−クラッド境界の領域の平均屈折率は、ボイドの存在に起因して低くなる。さらには、ボイドなどの複数の散乱構造１２５は、コア１２０、クラッド１２２、又はコア−クラッド境界にランダムに又は非周期的に配置することができるが、他の実施形態では、ボイドは周期的に配置されてもよい。
【００２９】
ガス充填ボイド（又は他の散乱粒子）などのボイドの断面サイズ（例えば、直径）は、約１０ｎｍ〜約１０μｍとすることができ、長さは約１μｍから約５０ｍまで変化してもよい。幾つかの実施形態では、ボイド（又は他の散乱粒子）の断面サイズは、約１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ、１４０ｎｍ、１６０ｎｍ、１８０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、又は１０μｍである。幾つかの実施形態では、ボイドの長さは、約１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１０００μｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、５００ｍｍ、１ｍ、５ｍ、１０ｍ、２０ｍ、又は５０ｍである。
【００３０】
図２Ａ及び２Ｂをさらに参照すると、一次ポリマーコーティング１３０は、例えばポリマーコーティングなどの機械的取り扱いを容易にするために、コア１２０及びクラッド１２２を取り囲む実質的に透明な層を含むことができる。さらには、二次ポリマーコーティング層１３２は、コア１２０、クラッド１２２、及び一次ポリマーコーティング１３０を取り囲むように配置することができる。二次ポリマーコーティング層１３２は、散乱層として機能し、ベース材料（例えば、ポリマー）及び該ベース材料中に位置づけられた複数の散乱粒子１３５を含む。動作中、二次ポリマーコーティング層１３２は、大きい角度範囲（例えば、４０〜１２０°、又は３０°〜１３０°、又は１５〜１５０°）にわたる均一な角度散乱を促進することができる。例えば、光拡散性光ファイバ１１０は、散乱に起因して実質的に均一な照明を提供するように構成され、それによって、最小散乱照明強度と最大散乱照明強度との差が、４０〜１２０度のすべての視野角で最大散乱照明強度の５０％未満になる。
【００３１】
散乱粒子１３５は、０．０５を超える、二次ポリマーコーティング層１３２のベース材料（例えば、約１．５の屈折率を有するベースポリマー）との屈折率の差を含む（例えば、ベース材料と各散乱粒子１３５との間の屈折率の差が０．０５より大きい）。幾つかの実施形態では、ベース材料と各散乱粒子１３５との間の屈折率の差は少なくとも０．１である。すなわち、各散乱粒子１３５の屈折率は、二次ポリマーコーティング層１３２の（例えば、ポリマー又は他のマトリクス材料の）ベース材料の屈折率よりも少なくとも０．１大きくなりうる。さらには、二次ポリマーコーティング層１３２を横切るＵＶ光及び可視青紫色光の吸収を制限するために、散乱粒子１３５は、ＵＶ光及び可視の青紫色光の吸収が低い材料（例えば、低吸収散乱材料）を含む。ベース材料より大きい（例えば、約１．５より大きい）屈折率を有する材料を散乱させる低吸収材料の例には、約１．７７の屈折率を有する酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、約１．６３６の屈折率を有する硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、約１の屈折率を有するマイクロバブルなどのガスボイドなどが含まれる。さらには、幾つかの実施形態では、散乱粒子１３５は、代わりに又は加えて、ガスボイド又はマイクロバブルを含みうる。
【００３２】
さらには、二次ポリマーコーティング層１３２内の各散乱粒子１３５の断面サイズは０．１λ〜１０λを含んでよく、ここで、λは光拡散性光ファイバ１１０を通じて伝播する光の波長である。幾つかの実施形態では、各散乱粒子１３５の断面サイズは、０．２λ超５λ未満、例えば、０．５λ〜２λである。例えば、各散乱粒子の断面サイズは、約２０ｎｍ〜約５μｍ、例えば、約５０ｎｍ、７５ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、４５０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ、１μｍ、１．１μｍ、１．２μｍ、１．３μｍ、１．４μｍ、１．５μｍ、１．６μｍ、１．７μｍ、１．８μｍ、１．９μｍ、２μｍ、２．１μｍ、２．２μｍ、２．３μｍ、２．４μｍ、２．５μｍ、２．６μｍ、２．７μｍ、２．８μｍ、２．９μｍ、３μｍ、３．１μｍ、３．２μｍ、３．３μｍ、３．４μｍ、３．５μｍ、３．６μｍ、３．７μｍ、３．８μｍ、３．９μｍ、４μｍ、４．１μｍ、４．２μｍ、４．３μｍ、４．４μｍ、４．５μｍ、４．６μｍ、４．７μｍ、４．８μｍ、４．９μｍなどを含みうる。さらには、二次ポリマーコーティング層１３２中の散乱粒子１３５は、二次ポリマーコーティング層１３２の約０．００５質量％〜７０質量％、例えば、０．０１％〜６０％、０．０２％〜５０％などを構成しうる。
【００３３】
幾つかの実施形態では、複数の散乱粒子１３５は、二次ポリマーコーティング層１３２の副層内に配置することができる。例えば、幾つかの実施形態では、副層は、約１μｍ〜約５μｍの厚さを有することができる。他の実施形態では、二次ポリマーコーティング層１３２中の粒子副層の厚さ及び／又は散乱粒子１３５の濃度は、光拡散性光ファイバ１１０から大きい角度（すなわち、約１５度より大きい角度）で散乱された光の強度のより均一な変化を提供するように、光拡散性光ファイバ１１０の軸方向長さに沿って変化しうる。例えば、４０度と１２０度の間のすべての視野角の角度照明は、最大照明の５０％以内であり、幾つかの実施形態では３０％以内である。幾つかの実施形態では、４０〜１２０度の間のすべての視野角の角度照明は、最大照明の３０％以内であり、幾つかの実施形態では、２５％以内である。
【００３４】
図３Ａ及び３Ｂを参照すると、コア２２０、該コア２２０を取り囲むクラッド２２２、散乱構造２２５、及びクラッド２２２を取り囲み、それと接触する熱可塑性ポリマーコーティング層２３４を備えた光拡散性光ファイバ２１０の断面が示されている。コア２２０は、ヒドロキシル材料（例えば、約３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料を含むシリカ）をドープしたガラスコア（例えば、シリカ）を含む。クラッド２２２は、ヒドロキシル材料をドープしたガラスクラッド（例えば、コア２２０の屈折率よりも低い屈折率を有する、Ｆをドープしたシリカ又はＦ（フッ素）／Ｂ（ホウ素）を共ドープしたシリカ）を含む（例えば、約３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料を含む、ドープしたシリカ又はＦ（フッ素）／Ｂ（ホウ素）を共ドープしたシリカ）。散乱構造２２５は、コア２２０全体に生じさせることができ（図３Ａ及び３Ｂに示されるように）、又はコア２２０とクラッド２２２（例えば、コア−クラッド境界）との境界の近くに生じさせることができ、又はコア２２０内の環状リングに生じさせることができる。散乱構造２２５は、例えば、ガス充填ボイド、散乱粒子、例えばセラミック材料、ドーパントなど、光拡散性光ファイバ１１０に関して上述した散乱構造１２５のいずれかを含むことができる。
【００３５】
熱可塑性ポリマーコーティング層２３４は、テフロン（登録商標）などのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、Ｔｅｆｚｅｌ（商標）などのエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ナイロン、及び他のいずれかのフッ素化された押出可能なポリマーなど、フッ素化ポリマー材料を含む。熱可塑性ポリマーコーティング層２３４は、（以下の図５のグラフ５０に関してより詳細に説明されるように）ＵＶ光及び可視の青紫色光に対する吸収が低く、コア２２０及びクラッド２２２を取り囲む保護コーティング層を提供する硬質プラスチック材料である。図３Ａ及び３Ｂに示される実施形態では、熱可塑性ポリマーコーティング層２３４がクラッド２２２と直接接触しており、したがって、クラッド２２２と熱可塑性ポリマーコーティング層２３４との間に、吸収され、遮断され、若しくは外面２２８から出るのを妨げられ、コア２２０から外面２２８に向かって外向きに散乱するＵＶ光及び可視の青紫色光の量を制限する、介在層は配置されていない。
【００３６】
さらには、図３Ａ及び３Ｂに示されるように、散乱粒子２３５は熱可塑性ポリマーコーティング層２３４内に配置される。熱可塑性ポリマーコーティング層２３４内に配置される散乱粒子２３５は、光拡散性光ファイバ１１０に関して上述した散乱粒子１３５のいずれかを含みうる。熱可塑性ポリマーコーティング層２３４は、約１．３０〜約１．３５の屈折率を含みうる。散乱粒子２３５は、熱可塑性ポリマーコーティング層２３４の屈折率より大きい屈折率を有する低吸収散乱材料、例えば、約１．７７の屈折率を有するＡｌ２Ｏ３、約１．６３６の屈折率を有するＢａＳＯ４、約１．４６の屈折率を有する二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などを含みうる。熱可塑性ポリマーコーティング層２３４は二次ポリマーコーティング層１３２より低い屈折率を含むことから、散乱粒子１３５として利用できない材料を散乱粒子２３５として使用することができることに留意されたい。特に、ＳｉＯ２は、散乱粒子２３５の材料として使用することができ、これは、ＳｉＯ２が約２００ｎｍ以上の波長を有する光に対して透過性であり、それによって、ＵＶ及び可視青紫色の範囲の散乱粒子２３５によって引き起こされる吸収損失を低減するため、有利でありうる。さらには、幾つかの実施形態では、散乱粒子２３５は、代わりに又は加えて、ガスボイド又はマイクロバブルを含んでいてもよい。
【００３７】
幾つかの実施形態では、熱可塑性ポリマーコーティング層２３４は、ファイバ線引きプロセス中に光拡散性光ファイバ２１０のクラッド２２２に直接適用することができる。例えば、理論に制限されることは意図していないが、コア２２０及びクラッド２２２は、光ファイバプリフォームを加熱する線引き炉、及び熱可塑性ポリマーコーティング層２３４を光拡散性光ファイバ２１０のクラッド２２２に施すファイバコーティングユニットを通じて、光ファイバプリフォームから線引きすることができる。さらには、熱可塑性ポリマーコーティング層２３４を施した後、光拡散性光ファイバ２１０は、光拡散性光ファイバ２１０に張力を提供し、光拡散性光ファイバ３１０をファイバ貯蔵スプールに巻き付けるのを容易にするために、１つ以上の線引き機構及びテンションプーリを含みうる、ファイバ収集ユニットに到達する。
【００３８】
線引きプロセス中、光拡散性光ファイバ２１０がファイバ収集ユニットに到達する前に熱可塑性ポリマーコーティング層２３４を施すことにより、クラッド２２２とファイバ収集ユニットの１つ以上の線引き機構との間の機械的接触が防止され、クラッド２２２のガラスへの損傷を防止することができる。しかしながら、他の実施形態では、熱可塑性ポリマーコーティング層２３４は、光拡散性光ファイバ２１０が線引きされた後に、例えば、従来の押出装置などの線引き以外の（off-draw）装置を使用して光拡散性光ファイバ２１０に施される。したがって、熱可塑性ポリマーコーティング層２３４が線引きプロセスの後に施される実施形態では、ファイバ収集ユニットの線引き機構及びテンションプーリによって引き起こされるクラッド１２２のガラスへの損傷を防ぐために、線引きプロセス中にクラッド２２２上にコーティング層を施すことが望ましい場合がある。クラッドと熱可塑性ポリマーコーティング層との間にポリマー層を有する光拡散性光ファイバの例は、以下に説明される光拡散性光ファイバ３１０である。
【００３９】
図４Ａ及び４Ｂを参照すると、コア３２０、該コア３２０を取り囲むクラッド３２２、散乱構造３２５、クラッド３２２を取り囲む一次コーティング層３３０、及び一次コーティング層３３０がクラッド３２２と熱可塑性ポリマーコーティング層３３４との間に配置されるように一次コーティング層３３０を取り囲む熱可塑性ポリマーコーティング層３３４を備えている、光拡散性光ファイバ３１０の断面が示されている。コア３２０は、ヒドロキシル材料（例えば、約３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料を含むシリカ）をドープしたガラスコア（例えば、シリカ）を含む。クラッド３２２は、ヒドロキシル材料をドープしたガラスクラッド（例えば、コア３２０の屈折率よりも低い屈折率を有する、Ｆをドープしたシリカ又はＦ（フッ素）／Ｂ（ホウ素）を共ドープしたシリカ）を含む（例えば、約３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料を含む、ドープしたシリカ又はＦ（フッ素）／Ｂ（ホウ素）を共ドープしたシリカ）。散乱構造３２５は、コア３２０全体に生じさせることができ（図４Ａ及び４Ｂに示されるように）、又はコア３２０とクラッド３２２との境界（例えば、コア−クラッド境界）の近くに生じさせることができ、又はコア３２０内の環状リングに生じさせることができる。散乱構造３２５は、例えば、ガス充填ボイド、散乱粒子、例えばセラミック材料、ドーパントなどなど、光拡散性光ファイバ１１０に関して上述した散乱構造１２５のいずれかを含むことができる。
【００４０】
熱可塑性ポリマーコーティング層３３４は、熱可塑性ポリマーコーティング層２３４のフッ素化ポリマー材料のいずれか、例えば、テフロン（登録商標）などのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、Ｔｅｆｚｅｌ（商標）などのエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ナイロン、及び他のいずれかのフッ素化された押出可能なポリマーなどを含みうる。熱可塑性ポリマーコーティング層３３４は、ＵＶ光及び可視青紫色光に対する吸収が低く、コア３２０、クラッド３２２、及び一次コーティング層３３０を取り囲む保護コーティング層を提供する硬質プラスチック材料である。
【００４１】
一次コーティング層３３０は、脂環式エポキシなどのＵＶ硬化性コーティング層を含む。脂環式エポキシはＵＶ硬化性である一方、脂環式エポキシの硬化に用いられる光開始剤はＵＶ吸収性であるが、脂環式エポキシが硬化した後に、例えば脂環式エポキシを漂白することによって除去可能であり、得られる硬化した脂環式エポキシは、以下の図５のグラフ５０に関して以下により詳細に説明するように、ＵＶ光及び可視青紫色光に対して低吸収である。幾つかの実施形態では、光開始剤は、（ｐ−イソプロピルフェニル）（ｐ−メチルフェニル）ヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートを含む。さらには、一次コーティング層３３０は、約５μｍ〜約２０μｍ、例えば、約１０μｍ〜約１５μｍの厚さを含みうる。一部のＵＶ光及び可視の青紫色光は依然として一次コーティング層３３０によって吸収されるが、より薄い層がこの吸収を最小限にすることから、一次コーティング層３３０は、薄いことが有利でありうる。
【００４２】
図４Ａ及び４Ｂをさらに参照すると、一次コーティング層３３０には、光拡散性光ファイバ１１０に関して上述した散乱粒子１３５のいずれかを含みうる複数の散乱粒子３３５がドープされる。例えば、散乱粒子３３５は、一次コーティング層３３０の脂環式エポキシ（約１．４１の屈折率を含む）より大きい屈折率を有する低吸収散乱材料、例えば、約１．７７の屈折率を有するＡｌ２Ｏ３、約１．６３６の屈折率を有するＢａＳＯ４、例えば、テフロン（登録商標）などのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、Ｔｅｆｚｅｌ（商標）などのエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ナイロン、及び任意の他のフッ素化ポリマーなどの熱可塑性ポリマーから作られた粒子を含みうる。さらには、幾つかの実施形態では、散乱粒子３３５は、代わりに又は加えて、ガスボイド又はマイクロバブルを含んでいてもよい。さらには、図４Ａ及び４Ｂは、複数の散乱粒子３３５が一次コーティング層３３０に配置されることを示しているが、複数の散乱粒子３３５は、代替的に又は追加的に熱可塑性ポリマーコーティング層３３４に配置されてもよい。
【００４３】
再び図１、２Ｂ、３Ｂ、及び４Ｂを参照すると、動作中、散乱されない導波光（光出力装置１０２の光源１５２によって出力されるＵＶ光又は可視青紫色光など）は、矢印１０で示される方向に光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０に沿って伝播する。散乱光は、矢印１２で示される方向に散乱角θＳで光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０から出るように示されており、これは、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０に沿って伝播する導波光の伝播方向１０と光拡散性光ファイバ１１０を離れるときの散乱光の方向１２との間の角度差である。幾つかの実施形態では、散乱角θＳが１５°から１５０°、又は３０°から１３０°の場合のスペクトルの強度は、ピーク波長で測定して、±５０％、±３０％、±２５％、±２０％、±１５％、±１０％、又は±５％以内である。幾つかの実施形態では、散乱角θＳが３０°から１３０°以内、又は４０°から１２０°以内のすべての角度の間にある場合のスペクトルの強度は、ピーク波長で測定して、少なくとも±５０％以内、例えば±３０％、±２５％、±２０％、±１５％、±１０％、又は±５％である。したがって、各光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０は、散乱に起因する実質的に均一な照明を提供するように構成され、それによって、最小と最大の散乱照明強度の差は、例えば４０度及び１２０度のすべての視野角など、少なくとも４０度から１１０度のすべての視野角で、最大散乱照明強度の５０％未満になる。幾つかの実施形態によれば、最小と最大の散乱照明強度の差は、最大散乱照明強度の３０％以下である。
【００４４】
再び図２Ａ〜４Ｂを参照すると、各光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０は、５５０ｎｍの波長で約０．２ｄＢ／ｍを超える散乱誘起減衰損失を有しうる。例えば、幾つかの実施形態では、散乱誘起減衰損失（エアラインなどの散乱構造１２５、２２５、３２５に起因した減衰損失）は、５５０ｎｍで、約０．５ｄＢ／ｍ超、０．６ｄＢ／ｍ、０．７ｄＢ／ｍ、０．８ｄＢ／ｍ、０．９ｄＢ／ｍ、１ｄＢ／ｍ、１．２ｄＢ／ｍ、１．４ｄＢ／ｍ、１．６ｄＢ／ｍ、１．８ｄＢ／ｍ、２．０ｄＢ／ｍ、２．５ｄＢ／ｍ、３．０ｄＢ／ｍ、３．５ｄＢ／ｍ、又は４ｄＢ／ｍ、５ｄＢ／ｍ、６ｄＢ／ｍ、７ｄＢ／ｍ、８ｄＢ／ｍ、９ｄＢ／ｍ、１０ｄＢ／ｍ、２０ｄＢ／ｍ、３０ｄＢ／ｍ、４０ｄＢ／ｍ、又は５０ｄＢ／ｍ超でありうる。幾つかの実施形態では、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の平均散乱損失は５０ｄＢ／ｋｍより大きく、散乱損失は、光拡散性光ファイバ１１０の任意の所与のファイバセグメントにわたって２０％を超えて変化しない（すなわち、散乱損失は平均散乱損失の±２０％以内、例えば±１５％以内、又は±１０％以内である）。幾つかの実施形態では、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の平均散乱損失は５０ｄＢ／ｋｍより大きく、散乱損失は、約０．２ｍ〜約５０ｍ、例えば、０．５ｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、１０ｍ、１５ｍ、２０ｍ、２５ｍ、３０ｍ、３５ｍ、４０ｍ、４５ｍなどの光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０の任意の所与のファイバセグメントにわたって、２０％を超えて変化しない（すなわち、散乱損失は平均散乱損失の±２０％以内、例えば±１５％以内、又はさらには±１０％以内である）。
【００４５】
次に図５を参照すると、グラフ５０は、約１００μｍの厚さを含むサンプル材料層における２００ｎｍ〜４００ｎｍのＵＶ光の吸収を示している。１つのサンプル材料層は、線５２で表される光拡散性光ファイバ３１０の一次コーティング層３３０の脂環式エポキシなど、約１００μｍの厚さを含む脂環式エポキシである。約１００μｍの厚さを含む別のサンプル材料層は、線５４で表される、光拡散性光ファイバ２１０の熱可塑性ポリマーコーティング層２３４及び光拡散性光ファイバ３１０の熱可塑性ポリマーコーティング層３３４などのＰＴＦＥである。線５２で示されるように、脂環式エポキシは、厚さ１００μｍあたり、４００ｎｍで約０．０００５、３７５ｎｍで約０．００１、３５０ｎｍで約０．００２、３２５ｎｍで約０．００４、３００ｎｍで約０．０１２、２７５ｎｍで約０．０２５、及び２５０ｎｍで約０．０３５の吸光度を含む。さらには、線５４で示されるように、ＰＴＦＥは、厚さ１００μｍあたり、４００ｎｍで約０．００３、３７５ｎｍで約０．００４、３５０ｎｍで約０．００６、３２５ｎｍで約０．００８、３００ｎｍで約０．０１、２７５ｎｍで約０．０１３、２５０ｎｍで約０．０１７５、２２５ｎｍで約０．０２４、及び２００ｎｍで約０．０３２の吸光度を含む。
【００４６】
図５をさらに参照すると、脂環式エポキシ（線５２）は、約３１０ｎｍ以上の波長を含む光について、厚さ１００μｍあたり約０．０１以下の吸光度を含む。脂環式エポキシ（線５２）は、約２５０ｎｍ以上の波長を含む光について、厚さ１００μｍあたり約０．０２以下の吸光度を含む。脂環式エポキシ（線５２）は、約２７０ｎｍ以上の波長を含む光について、厚さ１００μｍあたり約０．０３以下の吸光度を含む。さらには、脂環式エポキシ（線５２）は、約２４５ｎｍ以上の波長を含む光について、厚さ１００μｍあたり約０．０４以下の吸光度を含む。ＰＴＦＥ（線５４）は、約３００ｎｍ以上の波長を含む光について、厚さ１００μｍあたり約０．０１以下の吸光度を含む。ＰＴＦＥ（線５４）は、約２４０ｎｍ以上の波長を含む光について、厚さ１００μｍあたり約０．０２以下の吸光度を含む。さらには、ＰＴＦＥ（線５４）は、約２０５ｎｍ以上の波長を含む光について、厚さ１００μｍあたり約０．０３以下の吸光度を含む。
【００４７】
図６を参照すると、グラフ７０は、約３００ｎｍ〜約５００ｎｍの波長を含む光に対する、さまざまな光拡散性光ファイバの実施形態の散乱効率を示している。前述のとおり、「散乱効率」とは、光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０のコア１２０、２２０、３２０から外面１２８、２２８、３２８に向かって外向きに散乱し、吸収、遮断、又は他の方法で失われることなく、実際に外面１２８、２２８、３２８から出る光のパーセンテージを指す。図６では、線７２は光拡散性光ファイバの先の実施形態を表しており、線７４は光拡散性光ファイバ１１０を表しており、線７６は光拡散性光ファイバ２１０を表しており、線７８は光拡散性光ファイバ３１０を表している。図６に示されるように、本明細書に記載される光拡散性光ファイバ１１０、２１０、３１０は、先の光拡散性光ファイバよりも高い、ＵＶ光の散乱効率を含む。
【００４８】
図６をさらに参照すると、線７４は、光拡散性光ファイバ１１０が、約３５０ｎｍ以上の波長を含む光について約０．１以上の散乱効率、約３７５ｎｍ以上の波長を含む光について約０．４以上の散乱効率、約４００ｎｍ以上の波長を含む光について約０．６以上の散乱効率、及び約４２５ｎｍ以上の波長を含む光について約０．８以上の散乱効率を含むことを示している。線７６は、光拡散性光ファイバ２１０が、約３００ｎｍ以上の波長を含む光について約０．５以上の散乱効率、約３２５ｎｍ以上の波長を含む光について約０．６５以上の散乱効率、約３５０ｎｍ以上の波長を含む光について約０．７５以上の散乱効率、約３７５ｎｍ以上の波長を含む光について約０．８以上の散乱効率、及び約４００ｎｍ以上の波長を含む光について約０．９以上の散乱効率を含むことを示している。さらには、図６には示されていないが、光拡散性光ファイバ２１０は、約２５０ｎｍ以上の波長を含む光について、約０．５以上の散乱効率など、約０．４以上の散乱効率を含む。さらには、線７８は、光拡散性光ファイバ３１０が、約３５０ｎｍ以上の波長を含む光について約０．３以上の散乱効率、約３７５ｎｍ以上の波長を含む光について約０．６以上の散乱効率、約４００ｎｍ以上の波長を含む光について約０．８以上の散乱効率、及び約４２５ｎｍ以上の波長を含む光について約０．９以上の散乱効率を含むことを示している。
【００４９】
本開示の一態様は、約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を放射する青紫色光照射装置を含む、青紫色光を送達するための光送達システムに関し、ここで、ある量のコロニー形成単位を含む病原体サンプルが約３０分〜約４８時間の曝露時間（例えば、約２時間〜約８時間、又は約４時間〜約２４時間）にわたって光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量は、約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する。
【００５０】
１つ以上の実施形態では、光送達システムは、１つ以上の光拡散性光ファイバを含む。１つ以上の実施形態では、システムによって放出される光は、約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する。光は、本明細書に別途記載されているように、パルス化されても、一定であってもよい。
【００５１】
光送達システムは光照射装置に光学的に接続された光源を含むことができ、該光源は直線偏光されている。１つ以上の実施形態では、システムは光照射装置に光学的に接続された光源を含むことができ、該光源はレーザダイオードである。
【００５２】
１つ以上の実施形態では、光送達システムは、殺菌に使用され、インビボ、エクスビボ又はインビボとエクスビボの両方で病原体に光を照射するための光照射装置を含み、ここで、病原体は、ある量のコロニー形成単位を含み、光は、約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含み、病原体が約３０分〜約４８時間の曝露時間にわたって光を照射されたときに、病原体サンプルのコロニー形成単位の量は、約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する。１つ以上の実施形態では、光照射装置は病原体から約３０ｍｍ以下の距離に位置づけられる。１つ以上の実施形態では、光照射装置は、病原体から約２ｍｍ〜約３０ｍｍ以下の距離に位置づけられる。１つ以上の実施形態では、光照射装置は病原体と接触している。１つ以上の実施形態では、光照射装置は、病原体から約２ｍｍ〜約３０ｍｍ以下の距離に位置づけられる。光は、本明細書に別途記載されているように、パルス化されても、一定であってもよい。
【００５３】
１つ以上の実施形態では、本明細書に記載される光送達システムは、グラム陽性病原菌である病原体（例えば、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）のうちの１つ）に照射するために使用することができる。１つ以上の実施形態では、本明細書に記載される光送達システムは、グラム陰性病原菌である病原体（例えば、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、大腸菌（Escherichia coli）、アシネトバクター・バウマンニ（Acinetobacter baumannii）、肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）、及びエンテロバクター・アエロゲネス（Enterobacter aerogenes）のうちの少なくとも１つ）に照射するために使用することができる。１つ以上の実施形態では、病原体がエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する。１つ以上の実施形態では、病原体が黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）の場合、かつ、病原体が約４時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で、又は約２時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する。１つ以上の実施形態では、病原体が肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する。
【００５４】
１つ以上の実施形態では、病原体がアシネトバクター・バウマンニ（Acinetobacter baumannii）の場合、かつ、病原体が約４時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で、又は約２時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する。
【００５５】
１つ以上の実施形態では、病原体が緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）の場合、かつ、病原体が約２時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する。
【００５６】
１つ以上の実施形態では、病原体が化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）の場合、かつ、病原体が約２時間の曝露時間にわたって５ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する。
【００５７】
１つ以上の実施形態では、病原体がカンジダ・アルビカンス（Candida albicans）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で、又は約４時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する。
【００５８】
１つ以上の実施形態では、病原体がカンジダ・アルビ大腸菌（Escherichia coli）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で、又は約４時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する。
【００５９】
光送達システムに組み込むことができる光拡散性光ファイバの実施形態が本明細書に記載されている；しかしながら、本システムはこのようなファイバに限定されるべきではない。図７〜９Ｂを参照して、殺菌のための光送達ツールとして青紫色光送達システムを使用する方法をこれから説明する。本明細書に記載されるシステムからの可視青紫色光を病原体に光係合させることにより、抗菌及び／又は殺菌結果を達成することができることが発見された。概して、理論に制限されることは意図していないが、可視青紫色光は、病原体細胞における細胞活性酸素種の産生を増加させ、細胞死をもたらす。ＵＶ光（例えばＵＶＡ、ＵＶＢ、又はＵＶＣの使用とは異なり）、可視青紫色光を使用すると、哺乳動物のＤＮＡ変異及び細胞死に対する悪影響が軽減される。本明細書でより詳細に論じるように、本明細書に記載される青紫色光送達システムから放射する可視青紫色光で病原体細胞死及び殺菌効果を達成するためには、照射される光を、所定のパワー密度、波長、及び曝露時間を使用して送達する必要がある。
【００６０】
次に図７を参照すると、青紫色光送達システムを使用して殺菌する方法の例がフローチャート４００に示されている。ステップ４１０では、光出力装置１０２由来の光源１５２が、青紫色光送達システム（又は、該当する場合には１つ以上の光拡散性光ファイバ）に結合される。光出力装置１０２は、レンズ、光送達ファイバなどの追加の光学部品をさらに含むことができ、これらは、光源１５２と青紫色光送達システム（又は光拡散性光ファイバ１１０）の第１の端部１１２との間に位置づけられ、光学的に結合されて、青紫色光送達システム（又は光拡散性光ファイバ１１０）への光の入力を容易にする。さらには、光送達ファイバなどのこれらの追加の光学部品は、光源１５２が青紫色光送達システム（又は光拡散性光ファイバ１１０）から空間的に分離することを可能にすることができる。
【００６１】
上でより詳細に説明したように、光拡散性光ファイバは、コア、クラッド、外面、並びに、コア、クラッド、又はコアとクラッドの両方に位置づけられた複数の散乱構造を備えている。動作中、１つ以上の光拡散性光ファイバの散乱構造は、１つ以上の光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を外面の方へ散乱させ、光の一部が外面を通って拡散する。
【００６２】
ステップ４２０では、青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）は病原体サンプルと光係合して位置づけられる。本明細書で用いられる場合、「光係合」とは、１つ以上の光拡散性光ファイバが病原体サンプルに光を直接的又は間接的に照射することができる配置を指す。１つ以上の実施形態では、光は、１つ以上の光拡散性光ファイバの外面を通して拡散する。青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）と病原体サンプルとの間の間隔を最小限に抑えて、青紫色光送達システム（１つ以上の光拡散性光ファイバ）によって出力され、病原体サンプルによって吸収される、高いエネルギー効率を達成することは有利である。「光係合」という用語に関して本明細書で用いられる場合、「直接的」とは、病原体サンプルと接触していること、又は青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）と病原体サンプルとの間の空隙によって分離されていることを指し、「間接的」とは、可視青紫色光の光透過材料など、概して、青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）から病原体サンプルに送達される光の平均出力、波長、又は曝露時間を妨げない、青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）と病原体サンプルとの間に位置づけられた材料のことを指す。幾つかの実施形態では、青紫色光送達システム（１つ以上の光拡散性光ファイバ）は、病原体サンプルに直接接触することができる。
【００６３】
ステップ４３０では、光源によって出力された光は、第１の時間間隔の間、１つ以上の光拡散性光ファイバに向けられる。ステップ４３０に応答して、光は、１つ以上の光拡散性光ファイバの外面を通して拡散し、それにより、ある曝露時間の間、ある波長で、ある平均出力密度を有する光を病原体サンプルに照射する。幾つかの実施形態では、病原体サンプルに送達される光は、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２、又は約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する。例えば、幾つかの実施形態では、平均パワー密度は、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、又は３０ｍＷ／ｃｍ２である。さらには、病原体サンプルに送達される光は、約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍ、すなわち、ＵＶ−青紫境界範囲、又は約４００ｎｍ〜約４１０ｎｍ、又は４０５ｎｍの波長を有する。例えば、幾つかの実施形態では、波長は、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などである。
【００６４】
加えて、本明細書で用いられる場合、「曝露時間」とは、青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）から送達される光を病原体サンプルに照射する時間間隔を指す。幾つかの実施形態では、曝露時間は、約３０分〜約４８時間、又は約２時間〜約４８時間、又は約３０分〜約２４時間、又は約２〜約２４時間、又は約２〜約８時間、又は４時間〜約２４時間でありうる。例えば、幾つかの実施形態では、曝露時間は、約３０分、４５分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１３時間、１４時間、１５時間、１６時間、１７時間、１８時間、１９時間、２０時間、２１時間、２２時間、２３時間、２４時間、３６時間、４８時間、又はそれ以上でありうる。換言すれば、曝露時間は連続的であってよく、すなわち、３０分超、６時間超、２４時間超、又は４８時間超でありうる。
【００６５】
幾つかの実施形態では、ある曝露時間の間、ある平均パワー密度で青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）から送達される光は、例えば、約３６Ｊ／ｃｍ２〜約９７２Ｊ／ｃｍ２の範囲のエネルギー密度で病原体サンプルに送達される。幾つかの実施形態では、総エネルギー密度は約１０３Ｊ／ｃｍ２〜約９７２Ｊ／ｃｍ２である。概して、青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）から拡散される光から病原体サンプルに送達される総エネルギー密度は、パワー密度と曝露時間の関数である、すなわち、平均パワー密度と曝露時間との積が総エネルギー密度である（例えば、約７．２ｍＷ／ｃｍ２×３６００秒／時間×１Ｊ／１０００ｍＪ×６時間＝約１５５．５２Ｊ／ｃｍ２）。例えば、約１×１０４ＣＦＵ（コロニー形成単位）の病原体が光に曝露されて約１５５Ｊ／ｃｍ２のエネルギー密度を生じると、その効果は殺菌性（すなわち、病原体細胞死）であり、ＣＦＵの約４−対数削減〜９−対数削減をもたらし、例えば、ＣＦＵは約１０，０００分の１から約１，０００，０００，０００分の１になる。
【００６６】
幾つかの実施形態では、光は、連続的なパワー密度で連続的な態様で提供することができる。他の実施形態では、光は、変化するパワー密度で連続的に提供することができる。他の実施形態では、光は、時間間隔中に全体的な平均パワー密度を達成するために、さまざまなパワー密度で、パルス化された態様で提供することができる。さらに他の実施形態では、光は、各パルスの光のパワー密度が同じである、パルス化された態様で提供することができる。
【００６７】
次に図８Ａ〜８Ｂを参照すると、光送達の２つの例が、２つの時間間隔にわたるパワー密度の関数としてグラフで示されている。例えば、図８Ａを参照すると、光は、合計２０時間の曝露時間の間、１０ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度レベル５１２で第１の時間間隔５１０で送達され、７２０Ｊ／ｃｍ２の総エネルギー密度５１４をもたらす。続いて、光は、合計２０時間の曝露時間の間、５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度レベル５２２で第２の時間間隔５２０で送達され、３６０Ｊ／ｃｍ２の総エネルギー密度５２４をもたらす。幾つかの実施形態では、光は、第２の時間間隔ではなく、第１の時間間隔の間に送達される。しかしながら、一部の用途では、変化するパワー密度及び曝露時間の２つ以上の時間間隔を有することが有利である。このような構成は、大量のＣＦＵの処理とその後の保全間隔を提供することができ、少量のＣＦＵが再増殖するのを防ぐ。
【００６８】
別の実施形態では、図８Ｂを参照すると、光はパルス化された構成で送達される。例えば、光は、２０時間の第１の時間間隔５３０で１０時間の総曝露時間の間、２０ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度５３２で第１の時間間隔５３０にわたって送達される。すなわち、光源は、２時間間隔で交互に光を青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散ファイバ）へと向け、結果的に病原体サンプルに出力される光のパルスパターンをもたらす。例えば、２時間の曝露時間５３３の間、パワー密度は２０ｍＷ／ｃｍ２であり、その後、２時間のオフ時間５３３’が続き、その結果、２０時間の第１の時間間隔５３０のうちの最初の４時間をもたらす。第１の時間間隔５３０の間、光のパルスパターンが繰り返され、ここで、曝露時間５３３、５３４、５３５、５３６、及び５３７の間、光は、青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）から病原体サンプルへと出力され、それぞれ、２０ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度５３２を有しており、オフ時間５３３’、５３４’、５３５’、５３６’、及び５３７’の間、光は青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）から病原体サンプルに出力されない。したがって、第１の時間間隔の間に得られる平均パワー密度５３２は１０ｍＷ／ｃｍ２である。さらには、得られる総エネルギー密度は、各曝露時間５３３、５３４、５３５、５３６及び５３７の間のパワー密度の関数であり、例えば、図８Ｂに示される第１の時間間隔では約７２０Ｊ／ｃｍ２を生じる。
【００６９】
図８Ｂはさらに、各曝露時間５４３、５４４、５４５、５４６、及び５４７の間は、１０ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度５４２でパルス化された構成で光が送達され、各オフ時間５４３’、５４４’、５４５’、５４６’、及び５４７’の間には光は送達されない、第２の時間間隔５４０も示している。したがって、第２の時間間隔の間に得られる平均パワー密度５４２は５ｍＷ／ｃｍ２である。さらには、得られる総エネルギー密度は、各曝露時間５４３、５４４、５４５、５４６及び５４７の間のパワー密度の関数であり、例えば図８Ｂに示される第２の時間間隔では約３６０Ｊ／ｃｍ２を生じる。
【００７０】
幾つかの実施形態では、例えば、光源は、第１のパルス周期（例えば、第１の時間間隔５３０）及び第２のパルス周期（例えば、第２の時間間隔５４０）でパルス化された光を出力するように構成することができる。第１のパルス周期は、１つ以上のパルスを出力することができ（例えば、曝露時間５３３、５３４、５３５、５３６、及び５３７による）、曝露時間５３３、５３４、５３５、５３６、及び５３７の合計は、第１のパルス持続時間である。第２のパルス周期は、１つ以上のパルスを出力することができ（例えば、曝露時間５４３、５４４、５４５、５４６、及び５４７による）、曝露時間５４３、５４４、５４５、５４６、及び５４７の合計は、第２のパルス持続時間である。
【００７１】
光を一定に適用するよりも高いパワー密度の間隔で病原体サンプルに送達される光をパルスすることは、大量のＣＦＵの殺菌、及び／又は殺菌プロセスの効率の向上、及び／又は攻撃的又は堅牢な形態の病原体との闘いに有利でありうる。加えて、パワー密度及び曝露時間を調整することにより、病原体サンプルに送達される総エネルギー密度を調整することができる。
【００７２】
幾つかの実施形態では、時間間隔における光の各パルスの曝露時間は、オフ時間よりも長くなりうる。他の実施形態では、光の各パルスの曝露時間は、オフ時間よりも短い。同様に、「オフ時間」という用語は、病原体サンプルに光が出力されない期間に関連して本明細書で用いられるが、当業者は、青紫色光送達システム（又は１つ以上の光拡散性光ファイバ）によって出力されるパルス光が、第１の曝露時間の間は第１のパワー密度を有し、続いて第２の曝露時間の間は第１のパワー密度とは異なる第２のパワー密度を有するように構成することができる。さらには、第１のパワー密度及び第２のパワー密度はいずれも、０ｍＷ／ｃｍ２より大きくなりうる。
【００７３】
実験構成に関して以下に説明するように、幾つかの実施形態は、１つ以上の光拡散性光ファイバが構造化された構成で構成される光拡散性光ファイバ構成を含みうる。理論に制限されることは意図していないが、図９Ａ〜９Ｂを参照すると、光６５２が光拡散性光ファイバ６２０を通って伝播するときに、光は拡散するが、番号６２５で示されるファイバの長さに沿って減衰する。図９Ａは、光拡散性光ファイバに沿った拡散した光のエネルギーの減衰の例を示している。殺菌の目的で有効であるためには、拡散光のエネルギーは効力の閾値を超えている必要がある。幾つかの実施形態では、有害な影響なしに、効果的な殺菌も保証するように上限閾値を構成すべきであると考えられる。
【００７４】
さらなる実施形態では、光拡散性光ファイバは、１つ以上の円筒管６２２及び６２４内に入れるか又はその内部に位置づけることができる。図９Ｂに示されるように、管６２２及び６２４の各層は、拡散光のエネルギーの吸収をもたらす。したがって、拡散光が殺菌目的で効果を維持するためには、初期パワーは、吸収後の有効性閾値よりも高くなければならない。図９Ｂのグラフは、第１の吸収層６２２及び第２の吸収層６２４を通して光拡散性光ファイバ６２０から拡散された光の効果を示している。光が光拡散性光ファイバから外向きにほぼ円対称に拡散するにつれて、パワーは空気中において約１／ｒ２で低下する。しかしながら、拡散光が吸収層６２２及び６２４を通って伝播する場合、拡散光のパワーは、拡散光が伝播する材料に応じて、より低下する可能性がある。
【００７５】
次に図１０Ａ〜１０Ｄを参照すると、構造化された構成の例が示されている。以下の実験例で利用されるものなどの幾つかの実施形態では、１つ以上の光拡散性光ファイバを構造化された方法で構成して、殺菌目的で有効性閾値を超える拡散光のより均一な分散のための平面又は３Ｄ形状を生成することができる。図１０Ａに示されるように、光拡散性光ファイバ７２０は、織られた格子構造で構成されている。説明の目的で、３つの断面平面が識別されている。断面Ａは、複数の列と交差する行の中点に沿って配置されている。断面Ｂは、複数の列と交差する光拡散性光ファイバの行に沿って配置されている。断面Ｃは、格子の行と列を斜めに横切るように配置されている。図１０Ｂは、構造化された構成を横切る拡散光の結果として得られる強度を示している。同様に、図１０Ｃは、ヒートマップの形態で同じものを示している。図１０Ｃに示されるように、拡散光は、図１０Ｄに示されるような同様の格子構造の構成における多点光源ＬＥＤ７４０よりも大規模でより均一に分散されるように構成されうる。
【００７６】
本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の構造化された構成が実装されうることが企図されている。
【実施例】
【００７７】
実験
第１の実験構成では、図１１Ａに示されるように、病原体サンプル８００を９６ウェルプレート８１０内の溶液中に播種し、増殖させた。光拡散性光ファイバ８２０を９６ウェルプレート８１０に平行に構成し、光拡散性光ファイバの一部が、９６ウェルの各々を４０５ｎｍの光で照明した。加えて、光拡散性光ファイバ８２０が９６ウェルプレート８１０と反射面８３０との間に位置づけられるように、反射面８３０を含めた。１つ以上の光拡散性光ファイバ８２０の「ネットワーク」は、光拡散性光ファイバの柔軟な構造的制約内で、平行スタンドパターン、十字形パターン、らせん構造、又は他の構成で構成することができるものと理解されたい。光拡散性光ファイバ８２０から発する光のパワー密度は、約４時間〜約２４時間の曝露時間で約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２であった。これにより、約１０３Ｊ／ｃｍ２〜約９７２Ｊ／ｃｍ２の総エネルギー密度が生じ、９６ウェルプレート８１０内の病原体サンプルに送達された。約１×１０４ＣＦＵの病原体サンプル８００を前記総エネルギー密度で曝露した結果は、約４対数削減〜約６対数削減、例えば、ＣＦＵが約１０，０００分の１〜約１，０００，０００分の１になる殺菌効果であった。
【００７８】
第２の実験構成では、図１１Ｂに示されるように、病原体サンプル９００をペトリ皿９１０内の寒天上に播種し、増殖させた。光拡散性光ファイバ９２０のネットワークをペトリ皿９１０に平行に構成し、光拡散性光ファイバは、４０５ｎｍの光でペトリ皿９１０の寒天上の病原体サンプル９００を照射した。加えて、光拡散性光ファイバ９２０がペトリ皿９１０の寒天上の病原体サンプル９００と反射面９３０との間に位置づけられるように、反射面９３０を含めた。光拡散性光ファイバ９２０から発する光のパワー密度は、約６時間の曝露時間にわたって約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２であった。これにより、約１５５Ｊ／ｃｍ２〜約２４３Ｊ／ｃｍ２の総エネルギー密度が生じ、寒天上の病原体サンプルに送達された。約１×１０９ＣＦＵの病原体サンプル９００を前記総エネルギー密度で曝露した結果は、約８対数削減〜約９対数削減、例えば、ＣＦＵが約１００，０００，０００分の１〜約１，０００，０００，０００分の１になる殺菌効果であった。
【００７９】
グラム陽性病原体サンプルの３つのバリエーション、すなわち、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、及び化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）を、上述の実験的試験で試験した。他の試験では、グラム陽性病原体サンプル、例えば、限定はしないが、カンジダ・アルビカンス（C. albicans）、化膿レンサ球菌（S. pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（E. faecium）、並びに、グラム陰性病原体サンプル、例えば、緑膿菌（P. aeruginosa）、大腸菌（E. coli）、アシネトバクター・バウマンニ（A. baumannii）、肺炎桿菌（K. pneumoniae）、及びエンテロバクター・アエロゲネス（E. aerogenes）の両方において、少なくとも４対数削減効果が観察された。
【００８０】
光拡散性光ファイバから病原体サンプル又は病原体成長培地への４０５ｎｍの光の連続的な適用により、病原体サンプル又病原体成長培地に連続的にエネルギーを加えることで連続的な殺菌を提供することができるものと理解されたい。可視青紫色光、例えば４０５ｎｍの光は、人間及び病原体の細胞に関してＵＶ光が知られているような損傷を引き起こさないことも理解されたい。加えて、光拡散性光ファイバを使用して可視の青紫色の光を送達することにより、光が届きにくい場所に光を送達することができ、潜在的又は現在の病原体の増殖及び感染部位の発生源に直接適用することが可能となることが理解される。１つの例は、留置カテーテル又は経皮カテーテル、すなわち、一部は体の内部にあり、一部は体外にあるカテーテルに関連する感染症でありうる。結果的に、病原体はカテーテルに沿って、カテーテル内で増殖する可能性があり、したがって、体外から始まり、増殖するための媒体としてカテーテルを使用して内向きに進行しうる、体内の直接的な感染経路を供給する。他の例は、心血管カテーテル、気管内チューブ、フォーリーカテーテルなどを殺菌することを含みうる。
【００８１】
２つの異なる試験のセットアップ（９６ウェルプレート試験セットアップ及び寒天皿）を使用して、表１に記載されているさまざまな病原体に関して本明細書に記載される光送達システムの有効パワー密度及び曝露時間を測定した。９６ウェルプレート構成では、９６ウェルの各々の底部を除き、プレートの底部が黒くなる。寒天表面／ペトリ皿の構成では、ファイバと細菌との間に（空気を除いて）材料は存在しないが、この距離はファイバと９６ウェルプレートの底部との間の距離よりも大きい。
【００８２】
【表１】
2021511168.tif 000003
【００８３】
【表２】
2021511168.tif 000004
【００８４】
表１に示されるように、最小有効エネルギー密度は３６ｍＪ／ｃｍ２〜約５４０ｍＪ／ｃｍ２の範囲である。試験したパワー密度の範囲は５ｍＷ／ｃｍ２、１０ｍＷ／ｃｍ２、及び２５ｍＷ／ｃｍ２であり、曝露時間の範囲は２、４又は６時間であり、試験した濃度範囲は１０４〜１０８ＣＦＵ／ｍＬであった。すべての曝露は連続波であった。
【００８５】
態様（１）は、青紫色光送達システムを使用して殺菌する方法であって、光源を青紫色光送達システムに光学的に結合するステップ；青紫色光送達システムを病原体サンプルと光係合させて位置づけるステップ；及び、光源によって出力された光を第１の時間間隔で青紫色光送達システムへと向け、それによって、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約３０分〜約４８時間の曝露時間にわたって病原体サンプルに照射するステップを含む、方法に関する。
【００８６】
態様（２）は、青紫色光送達システムが、コア；該コアを取り囲むクラッド；外面；並びに、コア、クラッド、又はコアとクラッドの両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造を備えた１つ以上の光拡散性光ファイバを含む、態様（１）に記載の方法に関する。
【００８７】
態様（３）は、出力された光が光源によって青紫色光送達システムへと向けられるときに、１つ以上の光拡散性光ファイバの複数の散乱構造が、１つ以上の光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を外面の方へと散乱させ、光の一部が外側システムを通って拡散する、態様（１）に記載の方法に関する。
【００８８】
態様（４）は、平均パワー密度が約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２である、態様（１）から（３）のいずれかに記載の方法に関する。
【００８９】
態様（５）は、曝露時間が約２時間〜約８時間である、態様（１）から（４）のいずれかに記載の方法に関する。
【００９０】
態様（６）は、曝露時間が約４時間〜約２４時間である、態様（１）から（５）のいずれかに記載の方法に関する。
【００９１】
態様（７）は、光源によって青紫色光送達システムへと出力された光がパルス化される、態様（１）から（６）のいずれかに記載の方法に関する。
【００９２】
態様（８）は、光源が、パルス化された光を第１のパルス周期及び第２のパルス周期で出力するように構成され；第１のパルス周期で光源によって出力される１つ以上のパルスが第１のパルス持続時間を含み；かつ、第２のパルス周期で光源によって出力される１つ以上のパルスが第２のパルス持続時間を含む、態様（７）に記載の方法に関する。
【００９３】
態様（９）は、第１のパルス持続時間が第２のパルス持続時間より長い、態様（８）に記載の方法に関する。
【００９４】
態様（１０）は、光源によって出力された光を第２の時間間隔で青紫色光送達システムへと向けるステップをさらに含み、第２の時間間隔の間のエネルギー密度が、第１の時間間隔の間のエネルギー密度より小さい、態様（１）から（９）のいずれかに記載の方法に関する。
【００９５】
態様（１１）は、病原体サンプルがグラム陽性病原菌である、態様（１）から（１０）のいずれかに記載の方法に関する。
【００９６】
態様（１２）は、グラム陽性病原菌が、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）のうちの少なくとも１つである、態様（１１）に記載の方法に関する。
【００９７】
態様（１３）は、コアが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含み、クラッドが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含む、態様（２）から（１２）のいずれかに記載の方法に関する。
【００９８】
態様（１４）は、熱可塑性ポリマーコーティング層がクラッドを取り囲み、かつ該クラッドに接触する、態様（２）から（１３）のいずれかに記載の方法に関する。
【００９９】
態様（１５）は、一次コーティング層がクラッドを取り囲み、熱可塑性ポリマーコーティング層が、一次コーティング層がクラッドと熱可塑性ポリマーコーティング層との間に配置されるように一次コーティング層を取り囲み、一次コーティング層が、約２５０ｎｍ以上の波長で層厚１００μｍあたり約０．０４以下の吸光度を有する脂環式エポキシを含む、態様（２）から（１４）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１００】
態様（１６）は、コーティング層がクラッドを取り囲み、コーティング層に複数の散乱構造がドープされる、態様（２）から（１５）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１０１】
態様（１７）は、光源が直線偏光されている、態様（１）から（１６）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１０２】
態様（１８）は、光源がレーザダイオードである、態様（１）から（１７）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１０３】
態様（１９）は、青紫色光送達システムを使用して殺菌する方法であって、光源を青紫色光送達システムに光学的に結合するステップ；青紫色光送達システムを病原体サンプルと光係合させて位置づけるステップ；光源によって出力された光を第１の時間間隔で青紫色光送達システムへと向け、それによって、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長である量のコロニー形成単位を含む病原体サンプルに照射するステップであって、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する、ステップを含む、方法に関する。
【０１０４】
態様（２０）は、青紫色光送達システムが、コア；該コアを取り囲むクラッド；外面；並びに、コア、クラッド、又はコアとクラッドの両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造を備えた１つ以上の光拡散性光ファイバを含む、態様（１９）に記載の方法に関する。
【０１０５】
態様（２１）は、出力された光が光源によって青紫色光送達システムへと向けられるときに、１つ以上の光拡散性光ファイバの複数の散乱構造が、１つ以上の光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を外面の方へと散乱させ、光の一部が外側システムを通って拡散する、態様（２０）に記載の方法に関する。
【０１０６】
態様（２２）は、平均パワー密度が約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２である、態様（１９）から（２１）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１０７】
態様（２３）は、病原体サンプルに対する光の曝露時間が約２時間〜約２４時間である、態様（１９）から（２２）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１０８】
態様（２４）は、病原体サンプルに対する光の曝露時間が約２時間〜約８時間である、態様（１９）から（２３）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１０９】
態様（２５）は、光源によって青紫色光送達システムへと出力された光がパルス化される、態様（１９）から（２４）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１１０】
態様（２６）は、光源が、パルス化された光を第１のパルス周期及び第２のパルス周期で出力するように構成され；第１のパルス周期で光源によって出力される１つ以上のパルスが第１のパルス持続時間を含み；かつ第２のパルス周期で光源によって出力される１つ以上のパルスが第２のパルス持続時間を含む、態様（２５）に記載の方法に関する。
【０１１１】
態様（２７）は、第１のパルス持続時間が第２のパルス持続時間より長い、態様（２６）に記載の方法に関する。
【０１１２】
態様（２８）は、光源によって出力された光を第２の時間間隔で青紫色光送達システムへと向けるステップをさらに含み、第２の時間間隔の間のエネルギー密度が、第１の時間間隔の間のエネルギー密度より小さい、態様（１９）から（２７）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１１３】
態様（２９）は、病原体サンプルがグラム陽性病原菌である、態様（１９）から（２８）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１１４】
態様（３０）は、グラム陽性病原菌が、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）のうちの少なくとも１つである、態様（２９）に記載の方法に関する。
【０１１５】
態様（３１）は、病原体サンプルがグラム陰性病原菌である、態様（１９）から（２８）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１１６】
態様（３２）は、グラム陰性病原菌が、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、大腸菌（Escherichia coli）、アシネトバクター・バウマンニ（Acinetobacter baumannii）、肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）、及びエンテロバクター・アエロゲネス（Enterobacter aerogenes）のうちの少なくとも１つである、態様（３１）に記載の方法に関する。
【０１１７】
態様（３３）は、コアが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含み、クラッドが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含む、態様（２０）から（３２）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１１８】
態様（３４）は、熱可塑性ポリマーコーティング層がクラッドを取り囲み、かつ該クラッドに接触する、態様（２０）から（３３）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１１９】
態様（３５）は、一次コーティング層がクラッドを取り囲み、熱可塑性ポリマーコーティング層が、一次コーティング層がクラッドと熱可塑性ポリマーコーティング層との間に配置されるように一次コーティング層を取り囲み、一次コーティング層が、約２５０ｎｍ以上の波長で層厚１００μｍあたり約０．０４以下の吸光度を有する脂環式エポキシを含む、態様（２０）から（３４）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１２０】
態様（３６）は、コーティング層がクラッドを取り囲み、コーティング層に複数の散乱構造がドープされる、態様（２０）から（３５）のいずれかに記載の方法に関する。
【０１２１】
態様（３７）は、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で放射する青紫色光照射装置であって、ある量のコロニー形成単位を含む病原体サンプルが約３０分〜約４８時間の曝露時間にわたって光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する、青紫色光照射装置を含む、青紫色光を送達するための光送達システムに関する。
【０１２２】
態様（３８）は、平均パワー密度が約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２である、態様（３７）に記載のシステムに関する。
【０１２３】
態様（３９）は、曝露時間が約２時間〜約８時間である、態様（３７）又は態様（３８）に記載のシステムに関する。
【０１２４】
態様（４０）は、曝露時間が約４時間〜約２４時間である、態様（３７）から（３９）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１２５】
態様（４１）は、光がパルス化される、態様（３７）から（４０）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１２６】
態様（４２）は、光が第１のパルス周期及び第２のパルス周期に従ってパルス化され；第１のパルス周期が第１のパルス持続時間を含み、かつ、第２のパルス周期が第２のパルス持続時間を含む、態様（４１）に記載のシステムに関する。
【０１２７】
態様（４３）は、第１のパルス持続時間が第２のパルス持続時間より長い、態様（４２）に記載のシステムに関する。
【０１２８】
態様（４４）は、病原体サンプルがグラム陽性病原菌である、態様（３７）から（４３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１２９】
態様（４５）は、グラム陽性病原菌が、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）のうちの少なくとも１つである、態様（４４）に記載のシステムに関する。
【０１３０】
態様（４６）は、光照射装置に光学的に接続された光源をさらに含み、該光源が直線偏光されている、態様（３７）から（４５）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１３１】
態様（４７）は、光照射装置に光学的に接続された光源をさらに含み、該光源がレーザダイオードである、態様（３７）から（４６）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１３２】
態様（４８）は、インビボ、エクスビボ、又はインビボとエクスビボの両方で病原体に光を照射する光照射装置であって、該病原体がある量のコロニー形成単位を含み、光が約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含み、病原体が約３０分〜約４８時間の曝露時間にわたって光を照射されたときに、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する、光照射装置を含む、殺菌するための光送達システムに関する。
【０１３３】
態様（４９）は、光照射装置が病原体から約３０ｍｍ以下の距離に位置づけられる、態様（４８）に記載のシステムに関する。
【０１３４】
態様（５０）は、光照射装置が病原体から約２ｍｍ〜約３０ｍｍ以下の距離に位置づけられる、態様（４９）に記載のシステムに関する。
【０１３５】
態様（５１）は、光照射装置が病原体と接触している、態様（４９）に記載のシステムに関する。
【０１３６】
態様（５２）は、光照射装置が病原体から約２ｍｍ〜約３０ｍｍ以下の距離に位置づけられる、態様（４８）から（５１）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１３７】
態様（５３）は、光がパルス化される、態様（４８）から（５２）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１３８】
態様（５４）は、病原体がグラム陽性病原菌である、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１３９】
態様（５５）は、グラム陽性病原菌が、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）のうちの少なくとも１つである、態様（４９）に記載のシステムに関する。
【０１４０】
態様（５６）は、病原体がグラム陰性病原菌である、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１４１】
態様（５７）は、グラム陰性病原菌が、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、大腸菌（Escherichia coli）、アシネトバクター・バウマンニ（Acinetobacter baumannii）、肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）、及びエンテロバクター・アエロゲネス（エンテロバクター・アエロゲネス（Enterobacter aerogenes）のうちの少なくとも１つである、態様（５６）に記載のシステムに関する。
【０１４２】
態様（５８）は、病原体がエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１４３】
態様（５９）は、病原体が黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）の場合、かつ、病原体が約４時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で、又は約２時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１４４】
態様（６０）は、病原体が肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）の場合、かつ、病原体が  約６時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１４５】
態様（６１）は、病原体がアシネトバクター・バウマンニ（Acinetobacter baumannii）の場合、かつ、病原体が約４時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で、又は約２時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１４６】
態様（６２）は、病原体が緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）の場合、かつ、病原体が約２時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１４７】
態様（６３）は、病原体が化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）の場合、かつ、病原体が約２時間の曝露時間にわたって５ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１４８】
態様（６４）は、病原体がカンジダ・アルビカンス（Candida albicans）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で、又は約４時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１４９】
態様（６５）は、病原体がカンジダ・アルビ大腸菌（Escherichia coli）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する光で、又は約４時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する光で照射された後に、病原体サンプルのコロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、態様（４８）から（５３）のいずれかに記載のシステムに関する。
【０１５０】
本発明に係る技術を説明及び定義する目的で、パラメータ又は別の変数の「関数」である変数に対する本明細書での言及は、その変数が、専らリストされたパラメータ又は変数の関数であることを示すことを意図していないことに留意されたい。むしろ、リストされたパラメータの「関数」である変数に対する本明細書での言及は、単一のパラメータ又は複数のパラメータの関数でありうるように、オープンエンドであることが意図されている。別の例は、創傷を感染性環境に曝露することなく、創傷に直接、殺菌光線治療を提供するために、包帯及び創傷内又はそれらの間に１つ以上の光拡散ファイバを構成することを含みうる。
【０１５１】
本明細書における「少なくとも１つ」の構成要素、要素などの列挙は、冠詞「ａ」又は「ａｎ」の代替使用が単一の構成要素、要素などに制限する必要があるという推論を作り出すために用いられるべきではないことにも留意されたい。
【０１５２】
特定の方法で特定の特性又は機能を具現化するために特定の方法で「構成」された本開示の構成要素の本明細書での列挙は、意図された使用の列挙とは対照的に、構造的な列挙であることに留意されたい。より具体的には、構成要素が「構成」される態様への本明細書での言及は、構成要素の既存の物理的状態を示し、したがって、その構成要素の構造的特徴の明確な説明として解釈されるべきである。
【０１５３】
本発明に係る技術を説明及び定義する目的では、「実質的に」及び「約」という用語は、本明細書では、任意の定量的比較、値、測定、又は他の表現に起因しうる固有の不確実性の度合いを表すために利用されることに留意されたい。「実質的に」及び「約」という用語はまた、本明細書では、問題の主題の基本的な機能に変化を生じさせることなく、記載される参考文献から量的表現が変化しうる度合いを表すためにも利用される。
【０１５４】
本開示の主題を詳細に、特定の実施形態を参照して説明してきたが、本明細書に開示されたさまざまな詳細は、特定の要素が本明細書に付随する各図面に示されている場合でさえ、これらの詳細が本明細書に記載されたさまざまな実施形態の必須の構成要素である要素に関連することを示唆するものと解釈されるべきではないことに留意されたい。さらには、添付の特許請求の範囲で定義される実施形態を含むがこれらに限定されない本開示の範囲から逸脱することなく、修正及び変更が可能であることは明白であろう。より具体的には、本開示の幾つかの態様は、本明細書では好ましい又は特に有利であるとされているが、本開示は必ずしもこれらの態様に限定されないことが企図されている。
【０１５５】
以下の請求項の１つ以上では、「ここで」という用語が移行句として利用されていることに留意されたい。本発明に係る技術を定義する目的で、この用語は、構造の一連の特性に係る説明を導入するために使用されるオープンエンドの移行句として請求項に導入されているのであり、より一般的に使用されるオープンエンドのプリアンブル用語である「含む」と同じように解釈されるべきであることに留意されたい。
【０１５６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１５７】
実施形態１
青紫色光送達システムを使用して殺菌する方法であって、
光源を青紫色光送達システムに光学的に結合するステップ；
青紫色光送達システムを病原体サンプルと光係合させて位置づけるステップ；及び
前記光源によって出力された光を第１の時間間隔で前記青紫色光送達システムに向け、それによって、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約３０分〜約４８時間の曝露時間にわたって前記病原体サンプルに照射するステップ
を含む、方法。
【０１５８】
実施形態２
前記青紫色光送達システムが、
コア；
前記コアを取り囲むクラッド；
外面；並びに
前記コア、前記クラッド、又は前記コアと前記クラッドの両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造
を備えた、１つ以上の光拡散性光ファイバを含む、実施形態１に記載の方法。
【０１５９】
実施形態３
前記出力された光が前記光源によって前記青紫色光送達システムへと向けられるときに、前記１つ以上の光拡散性光ファイバの前記複数の散乱構造が、前記１つ以上の光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を前記外面の方へと散乱させ、光の一部が外側システムを通って拡散する、実施形態１に記載の方法。
【０１６０】
実施形態４
前記平均パワー密度が約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２である、実施形態１〜３のいずれかに記載の方法。
【０１６１】
実施形態５
前記曝露時間が約２時間〜約８時間である、実施形態１〜４のいずれかに記載の方法。
【０１６２】
実施形態６
前記曝露時間が約４時間〜約２４時間である、実施形態１〜５のいずれかに記載の方法。
【０１６３】
実施形態７
前記光源によって前記青紫色光送達システムへと出力された前記光がパルス化される、実施形態１〜６のいずれかに記載の方法。
【０１６４】
実施形態８
前記光源が、パルス化された光を第１のパルス周期及び第２のパルス周期で出力するように構成され；
前記第１のパルス周期で前記光源によって出力される１つ以上のパルスが第１のパルス持続時間を含み；かつ
前記第２のパルス周期で前記光源によって出力される１つ以上のパルスが第２のパルス持続時間を含む、
実施形態７に記載の方法。
【０１６５】
実施形態９
前記第１のパルス持続時間が前記第２のパルス持続時間より長い、実施形態８に記載の方法。
【０１６６】
実施形態１０
前記光源によって出力された光を第２の時間間隔で前記青紫色光送達システムへと向けるステップをさらに含み、前記第２の時間間隔の間のエネルギー密度が、前記第１の時間間隔の間のエネルギー密度より小さい、実施形態１〜９のいずれかに記載の方法。
【０１６７】
実施形態１１
前記病原体サンプルがグラム陽性病原菌である、実施形態１〜１０のいずれかに記載の方法。
【０１６８】
実施形態１２
前記グラム陽性病原菌が、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）のうちの少なくとも１つである、実施形態１１に記載の方法。
【０１６９】
実施形態１３
前記コアが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含み、前記クラッドが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含む、実施形態２〜１２のいずれかに記載の方法。
【０１７０】
実施形態１４
熱可塑性ポリマーコーティング層が前記クラッドを取り囲み、かつ前記クラッドに接触する、実施形態２〜１３のいずれかに記載の方法。
【０１７１】
実施形態１５
一次コーティング層が前記クラッドを取り囲み、また、熱可塑性ポリマーコーティング層が、前記一次コーティング層が前記クラッドと前記熱可塑性ポリマーコーティング層との間に配置されるように前記一次コーティング層を取り囲み、前記一次コーティング層が、約２５０ｎｍ以上の波長で層厚１００μｍあたり約０．０４以下の吸光度を有する脂環式エポキシを含む、実施形態２〜１４のいずれかに記載の方法。
【０１７２】
実施形態１６
コーティング層が前記クラッドを取り囲み、前記コーティング層に複数の散乱構造がドープされる、実施形態２〜１５のいずれかに記載の光送達システム。
【０１７３】
実施形態１７
前記光源が直線偏光されている、実施形態１〜１６のいずれかに記載の方法。
【０１７４】
実施形態１８
前記光源がレーザダイオードである、実施形態１〜１７のいずれかに記載の方法。
【０１７５】
実施形態１９
青紫色光送達システムを使用して殺菌する方法であって、
光源を前記青紫色光送達システムに光学的に結合するステップ；
前記青紫色光送達システムを病原体サンプルと光係合させて位置づけるステップ；
前記光源によって出力された光を第１の時間間隔で前記青紫色光送達システムに向け、それによって、約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長である量のコロニー形成単位を含む前記病原体サンプルに照射するステップであって、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する、ステップ
を含む、方法。
【０１７６】
実施形態２０
前記青紫色光送達システムが、
コア；
前記コアを取り囲むクラッド；
外面；並びに
前記コア、前記クラッド、又は前記コアと前記クラッドの両方の内部に位置づけられた複数の散乱構造
を備えた、１つ以上の光拡散性光ファイバを含む、実施形態１９に記載の方法。
【０１７７】
実施形態２１
前記出力された光が前記光源によって前記青紫色光送達システムへと向けられるときに、前記１つ以上の光拡散性光ファイバの前記複数の散乱構造が、前記１つ以上の光拡散性光ファイバに沿って伝播する光を前記外面の方へと散乱させ、光の一部が外側システムを通って拡散する、実施形態２０に記載の方法。
【０１７８】
実施形態２２
前記平均パワー密度が約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２である、実施形態１９〜２１のいずれかに記載の方法。
【０１７９】
実施形態２３
前記病原体サンプルに対する前記光の曝露時間が、約２時間〜約２４時間である、実施形態１９〜２２のいずれかに記載の方法。
【０１８０】
実施形態２４
前記病原体サンプルに対する前記光の曝露時間が、約２時間〜約８時間である、実施形態１９〜２３のいずれかに記載の方法。
【０１８１】
実施形態２５
前記光源によって前記青紫色光送達システムへと出力された前記光がパルス化される、実施形態１９〜２４のいずれかに記載の方法。
【０１８２】
実施形態２６
前記光源が、パルス化された光を第１のパルス周期及び第２のパルス周期で出力するように構成され；
前記第１のパルス周期で前記光源によって出力される１つ以上のパルスが第１のパルス持続時間を含み；かつ
前記第２のパルス周期で前記光源によって出力される１つ以上のパルスが第２のパルス持続時間を含む、
実施形態２５に記載の方法。
【０１８３】
実施形態２７
前記第１のパルス持続時間が前記第２のパルス持続時間より長い、実施形態２６に記載の方法。
【０１８４】
実施形態２８
前記光源によって出力された光を第２の時間間隔で前記青紫色光送達システムへと向けるステップをさらに含み、前記第２の時間間隔の間のエネルギー密度が前記第１の時間間隔の間のエネルギー密度より小さい、実施形態１９〜２７のいずれかに記載の方法。
【０１８５】
実施形態２９
前記病原体サンプルがグラム陽性病原菌である、実施形態１９〜２８のいずれかに記載の方法。
【０１８６】
実施形態３０
前記グラム陽性病原菌が、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）のうちの少なくとも１つである、実施形態２９に記載の方法。
【０１８７】
実施形態３１
前記病原体サンプルがグラム陰性病原菌である、実施形態１９〜２８のいずれかに記載の方法。
【０１８８】
実施形態３２
前記グラム陰性病原菌が、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、大腸菌（Escherichia coli）、アシネトバクター・バウマンニ（Acinetobacter baumannii）、肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）、及びエンテロバクター・アエロゲネス（Enterobacter aerogenes）のうちの少なくとも１つである、実施形態３１に記載の方法。
【０１８９】
実施形態３３
前記コアが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含み、前記クラッドが３００ｐｐｍ以上のヒドロキシル材料をドープしたガラスを含む、実施形態２０〜３２のいずれかに記載の方法。
【０１９０】
実施形態３４
熱可塑性ポリマーコーティング層が前記クラッドを取り囲み、かつ前記クラッドに接触する、実施形態２０〜３３のいずれかに記載の方法。
【０１９１】
実施形態３５
一次コーティング層が前記クラッドを取り囲み、また、熱可塑性ポリマーコーティング層が、前記一次コーティング層が前記クラッドと前記熱可塑性ポリマーコーティング層との間に配置されるように前記一次コーティング層を取り囲み、前記一次コーティング層が、約２５０ｎｍ以上の波長で層厚１００μｍあたり約０．０４以下の吸光度を有する脂環式エポキシを含む、実施形態２０〜３４のいずれかに記載の方法。
【０１９２】
実施形態３６
コーティング層が前記クラッドを取り囲み、前記コーティング層に複数の散乱構造がドープされる、実施形態２０〜３５のいずれかに記載の方法。
【０１９３】
実施形態３７
青紫色光を送達するための光送達システムにおいて、
約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含む光を放射する青紫色光照射装置であって、ある量のコロニー形成単位を含む病原体サンプルが約３０分〜約４８時間の曝露時間にわたって前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する、青紫色光照射装置
を含む、光送達システム。
【０１９４】
実施形態３８
前記平均パワー密度が約７．２ｍＷ／ｃｍ２〜約１１．２５ｍＷ／ｃｍ２である、実施形態３７に記載の光送達システム。
【０１９５】
実施形態３９
前記曝露時間が約２時間〜約８時間である、実施形態３７又は３８に記載の光送達システム。
【０１９６】
実施形態４０
前記曝露時間が約４時間〜約２４時間である、実施形態３７〜３９のいずれかに記載の光送達システム。
【０１９７】
実施形態４１
前記光がパルス化される、実施形態３７〜４０のいずれかに記載の光送達システム。
【０１９８】
実施形態４２
前記光が第１のパルス周期及び第２のパルス周期に従ってパルス化され；
前記第１のパルス周期が第１のパルス持続時間を含み、前記第２のパルス周期が第２のパルス持続時間を含む、
実施形態４１に記載の光送達システム。
【０１９９】
実施形態４３
前記第１のパルス持続時間が前記第２のパルス持続時間より長い、実施形態４２に記載の光送達システム。
【０２００】
実施形態４４
前記病原体サンプルがグラム陽性病原菌である、実施形態３７〜４３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２０１】
実施形態４５
前記グラム陽性病原菌が、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）のうちの少なくとも１つである、実施形態４４に記載の光送達システム。
【０２０２】
実施形態４６
前記光照射装置に光学的に接続された光源をさらに含み、前記光源が直線偏光されている、実施形態３７〜４５のいずれかに記載の光送達システム。
【０２０３】
実施形態４７
前記光照射装置に光学的に接続された光源をさらに含み、前記光源がレーザダイオードである、実施形態３７〜４６のいずれかに記載の光送達システム。
【０２０４】
実施形態４８
殺菌のための光送達システムにおいて、
インビボ、エクスビボ、又はインビボとエクスビボの両方で病原体に光を照射するための光照射装置であって、前記病原体がある量のコロニー形成単位を含む、光照射装置
を備えており、
前記光が、約３８０ｎｍ〜約４９５ｎｍの波長で約５ｍＷ／ｃｍ２〜約３０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を含み、かつ
前記病原体が前記光を約３０分〜約４８時間の曝露時間にわたって照射されるときに、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少〜約９対数減少だけ低下する、
光送達システム。
【０２０５】
実施形態４９
前記光照射装置が、前記病原体から約３０ｍｍ以下の距離に位置づけられる、実施形態４８に記載の光送達システム。
【０２０６】
実施形態５０
前記光照射装置が、前記病原体から約２ｍｍ〜約３０ｍｍ以下の距離に位置づけられる、実施形態４９に記載の光送達システム。
【０２０７】
実施形態５１
前記光照射装置が前記病原体と接触している、実施形態４９に記載の光送達システム。
【０２０８】
実施形態５２
前記光照射装置が、前記病原体から約２ｍｍ〜約３０ｍｍ以下の距離に位置づけられる、実施形態４８〜５１のいずれかに記載の光送達システム。
【０２０９】
実施形態５３
前記光がパルス化される、実施形態４８〜５２のいずれかに記載の光送達システム。
【０２１０】
実施形態５４
前記病原体がグラム陽性病原菌である、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２１１】
実施形態５５
前記グラム陽性病原菌が、黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）、表皮ブドウ球菌（Staphylococcus epidermidis）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）、及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）のうちの少なくとも１つである、実施形態４９に記載の光送達システム。
【０２１２】
実施形態５６
前記病原体がグラム陰性病原菌である、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２１３】
実施形態５７
前記グラム陰性病原菌が、緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）、大腸菌（Escherichia coli）、アシネトバクター・バウマンニ（Acinetobacter baumannii）、肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）、及びエンテロバクター・アエロゲネス（Enterobacter aerogenes）のうちの少なくとも１つである、実施形態５６に記載の光送達システム。
【０２１４】
実施形態５８
前記病原体がエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２１５】
実施形態５９
前記病原体が黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus）の場合、かつ、病原体が約４時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する前記光で、又は、約２時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２１６】
実施形態６０
前記病原体が肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２１７】
実施形態６１
前記病原体がアシネトバクター・バウマンニ（Acinetobacter baumannii）の場合、かつ、病原体が約４時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する前記光で、又は、約２時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２１８】
実施形態６２
前記病原体が緑膿菌（Pseudomonas aeruginosa）の場合、かつ、病原体が約２時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２１９】
実施形態６３
前記病原体が化膿レンサ球菌（Streptococcus pyogenes）の場合、かつ、病原体が約２時間の曝露時間にわたって５ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２２０】
実施形態６４
前記病原体がカンジダ・アルビカンス（Candida albicans）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する前記光で、又は、約４時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【０２２１】
実施形態６５
前記病原体が大腸菌（Escherichia coli）の場合、かつ、病原体が約６時間の曝露時間にわたって１０ｍＷ／ｃｍ２の平均パワー密度を有する前記光で、又は、約４時間の曝露時間にわたって２５ｍＷ／ｃｍ２のパワー密度を有する前記光で照射された後に、前記病原体サンプルの前記コロニー形成単位の量が約４対数減少値以上低下する、実施形態４８〜５３のいずれかに記載の光送達システム。
【符号の説明】
【０２２２】
１００  照明システム
１０２  光出力装置
１１０，２１０，３１０  光拡散性光ファイバ
１１２  第１の端部
１１４  第２の端部
１１６  端面
１２０，２２０，３２０  コア
１２２，２２２，３２２  クラッド
１２５，２２５，３２５  複数の散乱構造
１２８，２２８，３２８  外面
１３０，３３０  一次ポリマーコーティング
１３２  二次ポリマーコーティング層
１３５，２３５，３３５  散乱粒子
１５２  光源
２３４，３３４  熱可塑性ポリマーコーティング層
８００，９００  病原体サンプル
８１０  ９６ウェルプレート
８２０，９２０  光拡散性光ファイバ
８３０，９３０  反射面
９１０  ペトリ皿
【図１】
2021511168.tif 000005
【図２Ａ】
2021511168.tif 000006
【図２Ｂ】
2021511168.tif 000007
【図３Ａ】
2021511168.tif 000008
【図３Ｂ】
2021511168.tif 000009
【図４Ａ】
2021511168.tif 000010
【図４Ｂ】
2021511168.tif 000011
【図５】
2021511168.tif 000012
【図６】
2021511168.tif 000013
【図７】
2021511168.tif 000014
【図８Ａ】
2021511168.tif 000015
【図８Ｂ】
2021511168.tif 000016
【図９Ａ】
2021511168.tif 000017
【図９Ｂ】
2021511168.tif 000018
【図１０Ａ】
2021511168.tif 000019
【図１０Ｂ】
2021511168.tif 000020
【図１０Ｃ】
2021511168.tif 000021
【図１０Ｄ】
2021511168.tif 000022
【図１１Ａ】
2021511168.tif 000023
【図１１Ｂ】
2021511168.tif 000024
【国際調査報告】
2021511168.tif 000025
2021511168.tif 000026
2021511168.tif 000027