РАЗРАБОТКА И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАПИСИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДИФФУЗОРОВ ДЛЯ ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ

Конин Юрий Александрович
ПНИПУ
Усовершенствование технологии записи цилиндрических волокон-
ных диффузоров
Волоконные оптические диффузоры с цилиндрическим профилем
рассеивания предназначены для использования в процедурах лазерной
фотодинамической терапии(ЛФДТ), они используются в операциях
при которых в полый и труднодоступный орган человека необходим
подвод лазерного излучения, например при лазерной химиотерапии

или фотодинамической терапии тканей внутренних органов (пищевод,
брюшина, желудок, мочевой пузырь, бронхи и пр.). Также диффузоры
применяются для целей лазерной диагностики, а в нашем случае для
измерения температуры в зоне операции.
Предлагаемая технология: Наша технология позволяет записы-
вать диффузоры на оптическом волокне, используя эффект лазерного
плавления сердцевины,без снятия защитно-упрочняющего покрытия,
это является основным преимуществом представленной технологии
перед аналогами. Записанные таким образом диффузоры сохраняют все
механические свойства волокна (гибкость, прочность на разрыв) и не
требуют перепокрытия коаксиальными оболочками. Основное исполь-
зуемое оборудование: Иттербиевый волоконный лазер, мощность до
15 Вт, длина волны 1080 нм, стоимость – 200 000 руб. полировочный
столик – 45 000 руб. Технология фирмы «Полироник» В данной тех-
нологии используется нелегированное оптическое волокно, световеду-
щие свойства в нем обеспечиваются силиконовым защитным покры-
тием. Для изготовления диффузора производится механическое снятие
защитно-упрочняющего покрытия, далее наносится полимерный
состав с наночастицами(аналог технологии Corning Fibrance), который
обеспечивает рассеивание проходящего излучения. Далее происходит
перепокрытие рассеивающей части химически стойким полимером,
например тефзель. Основное используемое оборудование: полировоч-
ный столик – 45 000 руб. полимеризаторы, Уф-лампы. Технология
фирмы «Pinnacle biologics» В данной технологии производится запись
рассеивающих Брэгговских решеток в массиве волокна с помощью
УФ-лазера, из-за того что защитное покрытие не пропускает Уф-излуче-
ние производится снятие защитного покрытия. После записи на волокно
наносится полимер, радиометки и защитный чулок из полиэтилена или
тефзеля. Основное используемое оборудование: УФ-лазер для записи
решеток – 50000 $. ОБорудование для нанесения полимеров. Диф-
фузоры заявленной конструкции имеют следующие характеристики:
Длина рассеивающей части диффузора составляет 0,5-7 см. Диаметр –
250 мкм; Рассеиваемая мощность – до 10 Вт; Диаметр критического
изгиба – 5 мм; Стоимость изготовления – 5 000 руб. за штуку Диф-
фузоры фирмы «Полироник» Длина рассеивающей части диффузора
составляет 1-6 см. Диаметр – 900 мкм; Рассеиваемая мощность – до 10
Вт; Диаметр критического изгиба – 50 мм; Стоимость продажи – 6500
руб. за штуку Диффузоры фирмы «Pinnacle biologics» Длина рассеива-
ющей части диффузора составляет 1-5 см. Диаметр – 1070, 1700 мкм;
Рассеиваемая мощность – до 2 Вт; Диаметр критического изгиба – 50
мм; Стоимость продажи – от 50000 руб. за штуку (895$)

Технология записи диффузоров состоит из следующих шагов:
* Присоединить оптическое волокно к иттербиевому лазеру.
* Инициировать оптический пробой в волокне.
* Произвести прерывание оптического разряда, при достижении
необходимой длины рассеивателя.
* Отсоединить волокно от лазера.
* Проверить равномерность рассеивания на стенде проверки.
*О концевать волоконный зонд коннектором.
В результате необходимо получить диффузор, подходящий под
следующие требования: Волоконно-оптический зонд для фотодинами-
ческой терапии представляет собой отрез оптического волокна длиной
3-5 метров, на конце которого сформирован диффузор. Диффузор изго-
товлен с помощью эффекта плавления сердцевины. В сердцевине
диффузора сформированы структуры микропузырьков или микрокапил-
ляр. Cформированные структуры выводят распространяющееся излуче-
ние из сердцевины в оболочку. Диффузор должен излучать с боковой
поверхности от 25 до 100 % распространяющегося по волокну излуче-
ния. Рассеивающий профиль интенсивности такого диффузора должен
быть равномерен, т.е. интенсивность по длине может меняться в пре-
делах 20%. Требования к техническим характеристикам диффузора –
длина волны излучения (400-700 мкм) – диаметр диффузора – 250 мкм,
600 мкм, 900 мкм – используемый тип волокна (ПАНДА, SMF-28, MM
62,5/125, MM 400/600, MM 600/900) – волокно с родным ЗУП (без
перепокрытия) – длина диффузора до 50 мм – степень рассеивания
проходящего по волокну излучения 5-20 %/см – равномерное распреде-
ление интенсивности излучения по длине (отклонение не более 20%) –
сохранение свойств механической прочности и упругости свойствен-
ной волокну (критический радиус изгиба для волокна MM 62,5/125 – 10
мм) – цилиндрический профиль распределения интенсивности – торец
диффузора имеет напыленное светоотражающее покрытие или термина-
тор (опционально, при малой степени рассеивания диффузора) Требова-
ния по надежности – сохранение прочности при изгибе волокна и ЗУП
свойственной выбранному волокну(для волокна MM 62,5/125 r=10
мм) – сохранение характеристик в инородных телах в течение 2
недель (кровь, ткани организма и т.п.) – химическая инертность
ЗУП в агрессивных средах (возможно покрытие фторопластом из
эмульсии или полипропиленом, нейлоном)
Предлагаемая технология будет применяться для создания медицинских
волоконных зондов-диффузоров с цилиндрическим профилем рассеива-
ния. Такие диффузоры предназначены для использования в процедурах
лазерной фотодинамической терапии(лФДТ), они используются в операциях при которых в полый и труднодоступный орган человека необходим подвод лазерного излучения, например при лазерной химиотерапии или фотодинамической терапии тканей внутренних органов (пищевод,брюшина, желудок, мочевой пузырь, бронхи и пр.).