(57)【要約】【課題】光ファイバー素線にレーザ光を照射する簡便な処理で直進光を効果的に減衰させ、組織等の切開を効率よく果たすことを可能にしたプロセスドファイバーを提供する。【解決手段】プロセスドファイバー３は光ファイバー素線にレーザ光を照射してクラッド２の先端側一定領域を粗像化し、かつＴｉＯ２を用いてレーザ光吸収層として改質する。レーザ光がファイバー先端において効果的に散乱し、直進光を効果的に減衰させ、さらに、レーザ光は光ファイバーの全周から出射し、組織等の切開を効率よく果たすことができる。【選択図】　図１
2004141374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバー素線クラッドの先端側一定領域がレーザ光の照射で粗像化され、かつレーザ光吸収層に改質されているプロセスドファイバー。
【請求項２】
前記レーザ光吸収層がＴｉＯ２を主成分とし、ＺｎＯ、ＭｎＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３を添加成分として調合した粉末材料用いて改質されることを特徴とする請求項１記載のプロセスドファイバー。
【請求項３】
レーザ光を発生するレーザ装置と、レーザ光を治療対象の患部に出射する光ファイバー素線およびレーザ光吸収性物質を前記光ファイバー素線に吹き出すノズルを有するハンドピースと、前記レーザ装置から前記ハンドピースにレーザ光を導くレーザ光伝送路と、該レーザ光吸収性物質およびキャリアガスを貯蔵する貯蔵容器と、前記貯蔵容器から前記ハンドピースにかけて該レーザ光吸収性物質を送る搬送路とを備え、レーザ治療に先立って、前記光ファイバー素線クラッドの先端に該レーザ光吸収性物質を導きながら、レーザ光を照射して該クラッドの先端側一定領域を粗像化し、かつレーザ光吸収層に改質してプロセスドファイバーとして構成するようにした歯科用レーザ治療装置。
【請求項４】
前記ハンドピースがハンドピース本体と、前記ハンドピース本体内にあってレーザ光を治療対象の患部に出射するプロセスドファイバーと、前記プロセスドファイバーに隣接して設けられ、レーザ光吸収性物質を前記プロセスドファイバーに吹き出すノズルと、前記プロセスドファイバーおよび前記ノズルを保持する支持部材とを備えることを特徴とする請求項１記載の歯科用レーザ治療装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ治療において直進光を効果的に減衰させ、組織の切開等を効率よく果たすことのできるプロセスドファイバーおよびそれを用いた歯科用レーザ治療装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、レーザ光は歯科および医療分野の様々な疾患等の治療のために使用されている。ここで、レーザ光は、一般に、生体組織などの切開、蒸散、凝固等のために歯科医および外科医が容易に扱える、ハンドピースと呼ばれる比較的小形の装置を用いて治療対象の組織等に照射される。レーザ光は比較的大形の装置であるレーザ装置で発生し、このレーザ装置からハンドピースにかけてはレーザ光を伝送する光ファイバーによって導かれる。
【０００３】
歯科および医療分野で使用される使用可能なレーザ光は、一般に、Ｎｄ：ＹＡＧ（ネオジムを含む、イットリウム−アルミニウム−ガーネット）レーザ、Ｅｒ：ＹＡＧ（エルビウムを含む、イットリウム−アルミニウム−ガーネット）レーザおよび半導体レーザである。これらのレーザ光は歯肉、神経組織などの柔軟な組織はもちろん、骨、エナメル質、象牙質、セメント質などの硬質組織も切断することができる。
【０００４】
ところで、歯科治療においては歯周ポケット、う窩および根管の処置を要する症例が多いことが知られている。この場合、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いて治療するとき、細い光ファイバーを口腔内に挿入して治療対象の、たとえば、歯にレーザ光を照射することになる。直進性の高いレーザ光は真っ直ぐに歯周ポケット、う窩および根管などに到達するが、この際、入射させたレーザ光が対象組織の内部において散乱する割合が大きく、目的外の、内縁上皮付着部分、歯髄組織および根尖外の周囲組織などに損傷を与える可能性がある。
【０００５】
このような治療効果を損ねかねない、レーザ光による歯科治療での難点を除くために入射させるレーザ光についてファイバーチップの先端で直進光を減衰させる試みがある。この典型的な方法の一つは光ファイバーの先端にレーザ光吸収性粉体を付着する処理を行うものである（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、治療対象の組織などにレーザ光吸収性粉体を塗布する、別の試みも知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−７１０８０号公報　第３−４頁、図６
【０００８】
【特許文献２】
特開平９−２６６９５５号公報　第３頁−第４頁、図４
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバーの先端にレーザ光吸収性粉体を付着処理するものは予め墨、ＭｇＯ、Ｆｅ２Ｏ３等を熱可塑性樹脂などのバインダで固めて作る、成形体を準備することが欠かせず、このような成形体の製作は必ずしも容易でなく、さらに、光ファイバーの取り扱いも簡便ではなく、臨床上、有利な方法とはいえない。
【００１０】
一方、生体組織などにレーザ光吸収性粉体を塗布するものは塗布対象の治療部が外部露出するなど、粉体塗布用ペンが届き易い部分にあるときはよいとしても、塗布対象の治療部にペンが届きにくいときは吸収性粉体を塗布することが容易でなく、簡便であるとはいえない。
【００１１】
本発明の目的は光ファイバー素線にレーザ光を照射する簡便な処理で直進光を効果的に減衰させ、組織等の切開を効率よく果たすことを可能にしたプロセスドファイバーおよびそれを用いた歯科用レーザ治療装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプロセスドファイバーは光ファイバー素線クラッドの先端側一定領域がレーザ光の照射で粗像化され、かつレーザ光吸収層に改質されるものである。
【００１３】
上記構成からなるプロセスドファイバーにおいてはレーザ光がファイバー先端において効果的に散乱し、直進光を効果的に減衰させることができる。さらに、レーザ光は光ファイバーの全周から出射し、レーザ光吸収層により光ファイバー自身が高い発熱量を有するので、組織等の切開を効率よく果たすことが可能である。また、治療対象部が軟組織であれば、極短時間で蒸散させることができる。
【００１４】
上記本発明のレーザ光吸収層はＴｉＯ２を主成分とし、ＺｎＯ、ＭｎＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３を添加成分として調合した粉末材料を用いて改質される。
【００１５】
さらに、本発明に係る歯科用レーザ治療装置はレーザ光を発生するレーザ装置と、レーザ光を治療対象の患部に出射する光ファイバー素線およびレーザ光吸収性物質を光ファイバー素線に吹き出すノズルを有するハンドピースと、レーザ装置からハンドピースにレーザ光を導くレーザ光伝送路と、レーザ光吸収性物質およびキャリアガスを貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器からハンドピースにかけてレーザ光吸収性物質を送る搬送路とを備え、レーザ治療に先立って、光ファイバー素線クラッドの先端にレーザ光吸収性物質を導きながら、レーザ光を照射してクラッドの先端側一定領域を粗像化し、かつレーザ光吸収層に改質してプロセスドファイバーとして構成するものである。
【００１６】
上記構成からなるレーザ治療装置においては光ファイバー処理のために無駄な時間を費やすことなく、極めて簡単な操作によって歯科レーザ治療用プロセスドファイバーを得ることができ、歯科レーザ治療用光ファイバーの利便性を大きく高めることが可能になる。また、プロセスドファイバーの高い切開能力により治療に要する時間を短縮することが可能で、患者の負担を大きく軽減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
光ファイバー素線は図１（ａ）に示す中心部のコア１と、このコア１を取り囲むクラッド２とを備える。コア１は高屈折率のプラスチックで作製され、一方、クラッド２は低屈折率のプラスチックで作製される。図１（ｂ）に示すプロセスドファイバー３はこの光ファイバ素線にレーザ光を照射してクラッド２の先端側一定領域を粗像化する。また、プロセスドファイバー３は同じ領域をＴｉＯ２を用いてレーザ光吸収層として改質している。
【００１８】
このプロセスドファイバー３は次の手順により作製したものである。４００μ〜８００μの光ファイバー素線を準備する。この光ファイバー素線のクラッド２先端に１０μから５０μの範囲の一様な粒径を有する、次の添加成分を含むＴｉＯ２粉末を長さ約１．５ｍｍにわたり付着させる。ＴｉＯ２粉末への添加成分は、望ましくは、ＺｎＯ、ＭｎＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３であり、各成分は１０μから５０μの粒径を有する。
【００１９】
このクラッド２先端にレーザ光を照射する。使用するレーザ光は歯科用レーザ治療で使用するものと同じＮｄ：ＹＡＧレーザである。レーザ装置の出力はそれぞれの光ファイバー素線に対して１０ｐｐｓ−２００ｍｊ、１０ｐｐｓ−５００ｍｊおよび１０ｐｐｓ−９００ｍｊに設定して照射する。時間は１〜１．５秒間である。
【００２０】
上記工程を実施することによりクラッド２の一定領域が粗像化したプロセスド光ファイバー３を得ることができる。表層部がレーザ光吸収層として改質されたことは改めてクラッド２先端からレーザ光を出射させると、長さ１．５ｍｍ範囲が全周にわたって赤く発光することから、確認することが可能である。
【００２１】
作製した各光ファイバー素線について直進光の減衰率を測定した結果を図２に示す。比較のために未処理光ファイバー素線についても減衰率を計測した。グラフは“白”が未処理ファイバー素線の測定値で、“ハッチング”がプロセスドファイバー３の測定値である。使用した測定器はレーザパワーメータである。この測定値に基づいてそれぞれ減衰率を算出した。減衰率はレーザ出力が１０ｐｐｓ−２００ｍｊのとき、平均値で４３％、１０ｐｐｓ−５００ｍｊのとき、平均値で３５％、１０ｐｐｓ−９００ｍｊのとき、平均値で２７％であることが見出された。
【００２２】
この直進光減衰率についてはレーザ光が組織奥深く到達せず、目的外の組織に損傷を与えない目安とすることが可能である。一方、このような大きい減衰率が達成されたとき、レーザ光は光ファイバーの側面からも出射する割合が高くなり、たとえば、組織の切開において全周照射を果たすことが可能になる。この結果、プロセスドファイバー３においては切開効率を格段に向上することができる。
【００２３】
ちなみに、本実施の形態のプロセスドファイバー３は処理に伴って機械的強度の低下がある。しかし、これは切開時にプロセスドファイバー３の先端に負荷される荷重によって破損等が生じる程、大きいものではなく、臨床では全く支障がないことが確認されている。
【００２４】
本実施の形態のプロセスドファイバー３によれば、レーザ光が光ファイバー先端において効果的に散乱し、直進光を効果的に減衰させることができる。さらに、レーザ光は光ファイバーの全周から出射し、レーザ光吸収層により光ファイバー自身が高い発熱量を有するので、組織等の切開を効率よく果たすことが可能である。
【００２５】
（第２の実施の形態）
本実施の形態のプロセスドファイバーは次の手順で作製した。４００μ〜８００μの光ファイバー素線を準備する。光ファイバー素線の先端に空気などのキャリアガスに乗せて１０μから５０μの範囲の一様な粒径を有する、決められた添加成分を含むＴｉＯ２粉末を導きながら、光ファイバー素線のクラッド先端にレーザ光を照射する。ＴｉＯ２粉末への添加成分はＺｎＯ、ＭｎＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３であり、各成分は１０μから５０μの粒径を有する。レーザ光はＮｄ：ＹＡＧレーザで、レーザ出力はそれぞれの素線に１０ｐｐｓ−２００ｍｊ、１０ｐｐｓ−５００ｍｊおよび１０ｐｐｓ−９００ｍｊに設定して照射する。時間は５〜１０秒間である。
【００２６】
図示は省略するが、図１（ｂ）と同様な外観を呈するプロセスドファイバーを作製することができる。このプロセスドファイバーの直進光減衰率は第１の実施の形態で説明したものと同様な値であり、それぞれの測定値および算出値については記載を省略する。
【００２７】
本実施の形態のプロセスドファイバーによれば、レーザ光が光ファイバー先端において効果的に散乱し、直進光を効果的に減衰させることができる。さらに、レーザ光は光ファイバーの全周から出射し、レーザ光吸収層により光ファイバー自身が高い発熱量を有するので、組織等の切開を効率よく果たすことが可能である。
【００２８】
（第３の実施の形態）
本発明に係るプロセスド光ファイバーを用いた歯科用レーザ治療装置について説明する。図３において、本発明のレーザ治療装置はレーザ光を出射すると共に、微粒子（レーザ光吸収性物質）を吹き出すハンドピース１０と、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを発生するレーザ装置１１と、ハンドピース１０にレーザ光を導く光ファイバー１２と、レーザ光吸収性物質およびキャリアガスを貯蔵するボンベ１３と、ハンドピース１０にレーザ光吸収性物質を導くチューブ１４とを備える。
【００２９】
ハンドピース１０はレーザ装置１１と光ファイバー１２によって結ばれており、レーザ装置１１で発生したＮｄ：ＹＡＧレーザを治療対象である、たとえば、歯に出射するプロセスドファイバー（後記）を備える。さらに、ハンドピース１０は、歯の治療中、微粒子を吹き出すノズル（後記）を備える。
【００３０】
このハンドピース１０の詳細を図４に示す。ハンドピース１０は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、プロセスドファイバー１５を備える。このプロセスドファイバー１５はハンドピース本体１６内の支持部材１７によって保持されている。また、ハンドピース１０は微粒子を吹き出す、横断面を先端に向かって徐々に細く、すなわち、先細に形成されるノズル１８を備える。このノズル１８はプロセスドファイバー１５に隣接して配置されており、先端に微粒子を吹き出す開口１９を有する。ノズル１８の他端はレーザ光吸収性物質を導くチューブ１４と結ばれている。
【００３１】
一方、ハンドピース本体１６は下方に突出した、弾性を有するスナップ２０を備えており、支持部材１７がこのスナップ２０によってハンドピース本体１６に固定できるようになっている。ハンドピース本体１６の上部にはボンベ１３からのキャリヤガスの供給および休止を切り換えるスイッチ２１が設けられる。
【００３２】
また、レーザ装置１１は赤外線領域のパルス状レーザ光である、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを発生する。さらに、ボンベ１３は内部にキャリアガス、たとえば、空気と共に、クラッド改質主成分であるＴｉＯ２粉末を高圧で貯蔵する。ＴｉＯ２粉末には他の添加成分としてＺｎＯ，ＭｎＯ２、ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３粉末を加えている。これらの成分は１０μから５０μの範囲の一様な粒径を有する。このＴｉＯ２粉末は空気によってハンドピース本体１６内のノズル１８に運ばれる。
【００３３】
上記構成からなるレーザ治療装置においては、初めに、光ファイバー素線のクラッド先端を粗像化する。レーザ装置１１の出力を、たとえば、１０ｐｐｓ−５００ｍｊ〜８００ｍｊに設定し、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを発振させる。発生したレーザ光を光ファイバー１２を通して光ファイバー素線のクラッド先端まで伝送する。次に、ハンドピース本体１６上部にあるスイッチ２１を押してボンベ１３からＴｉＯ２粉末をノズル１８に連続して供給する。ＴｉＯ２粉末をクラッド先端に吹き出しながら、レーザ光を５から１０秒間照射する。このとき、クラッド先端はレーザ光で加熱され、その後、冷却されることで粗像化する。また、クラッド表層部にＴｉＯ２による薄い層、すなわち、レーザ光吸収層が形成される。このレーザ光吸収層形成後に、スイッチ２１を再度押してＴｉＯ２粉末の供給を一旦休止する。こうして、直進光減衰率を高め、多量のレーザ光が側面から出射するプロセスドファイバー１５を得る。
【００３４】
治療においてはハンドピース１０を手に持ち、プロセスドファイバー１５を、たとえば、歯の根管内に挿入し、レーザ装置１１で発生したレーザ光をプロセスドファイバー１５の先端から出射する。このとき、レーザ光はファイバー側面から根管内の全周にわたって照射される。
【００３５】
特に、硬質組織の治療ではハンドピース１０のスイッチ２１を押してボンベ１３からＣａＣＯ３等を含む微粒子をハンドピース１０に導く。この粒径を適切に選ばれた微粒子はノズル１８の開口１９から高速で治療対象の患部に吹き出し、組織表面に衝突して効率よく削り落とす。一方、ノズル１８の開口１９から吹き出す低温の空気はレーザ光の治療で温度上昇した組織を効果的に冷却する。
【００３６】
本実施の形態においては光ファイバー処理のために無駄な時間を費やすことなく、極めて簡単な操作によって歯科レーザ治療用プロセスドファイバー１５を得ることができる。これにより、歯科レーザ治療用光ファイバーの利便性を大きく高めることが可能になる。また、プロセスドファイバー１５の高い切開能力により治療に要する時間を短縮することが可能で、患者の負担を大きく軽減することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明のプロセスドファイバーによれば、レーザ光がファイバー先端において効果的に散乱し、直進光を効果的に減衰させることができる。さらに、レーザ光は光ファイバーの全周から出射し、レーザ光吸収層により光ファイバー自身が高い発熱量を有するので、組織等の切開を効率よく果たすことが可能である。
【００３８】
さらに、本発明のレーザ治療装置によれば、光ファイバー処理のために無駄な時間を費やすことなく、極めて簡単な操作によって歯科レーザ治療用プロセスドファイバーを得ることができ、歯科レーザ治療用光ファイバーの利便性を大きく高めることが可能になる。また、プロセスドファイバーの高い切開能力により治療に要する時間を短縮することが可能で、患者の負担を大きく軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロセスドファイバーを示すもので、（ａ）は処理前の光ファイバー素線を示す断面図、（ｂ）処理後の光ファイバーを示す斜視図である。
【図２】本発明のプロセスドファイバーの直進光減衰率を示すグラフである。
【図３】本発明に係る歯科用レーザ治療装置の一実施の形態を示すブロック図である。
【図４】図４に示されるハンドピースの詳細を示すもので、（ａ）はハンドピースの斜視図、（ｂ）はハンドピースの正面図である。
【符号の説明】
３、１５‥　プロセスドファイバー
１０‥　ハンドピース
１１‥　レーザ装置
１３‥　ボンベ
１６‥　ハンドピース本体
１７‥　支持部材
１８‥　ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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