一种聚合物光纤传像束及其制备方法和应用与流程
本发明涉及内窥镜领域，具体涉及一种高分辨率、低成本、小截面的聚合物光纤传像束及其制备方法和应用。
背景技术：
1、目前被大量使用的内窥镜主要分两种，电子内窥镜和纤维内窥镜。电子内窥镜与传统的纤维内窥镜相比图象质量较高，但其图像传感器目前能做到的最小尺寸为1mm，在进入人体较小腔道或微创时体积较大，原材料及生产成本较高，并且在使用过程中会产生一些电磁辐射和电磁干扰，所以在进行微创或进入较小腔道时优选采用纤维内窥镜。
2、制造纤维内窥镜也就是光纤传像束常用的方法有两种：层叠法和酸溶法。但这两种方法都有各自的缺陷，其中层叠法的问题是传像束的单丝直径粗、分辦率低。酸溶法可以将传像束做细到3-10μm，但截面若过大，像束中间部分的可溶性玻璃因为酸溶不进去而无法被腐蚀掉，形成脆性的硬芯，从而无法获得柔性的传像束：如果酸溶时问过长，中间部分可以融掉，但外层的丝由于在酸中时问过长而损伤，造成大量的断、暗丝。
3、现有的光纤传像束绝大多数是由生产加工工艺较成熟的玻璃光纤制作而成，虽能满足大部分使用要求，却存在质量重、耐弯折强度低、产品的成品率低、原材料和加工成本高等问题常在术后消毒后重复使用，存在交叉感染的风险。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种聚合物光纤传像束及其制备方法和应用，所要解决的技术问题是在保证同等的分辨率和像元数情况下，使用高分辨率聚合物使得该光纤传像束具有弯曲强度高、断丝率低、制作成本低的特性。
2、本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明提出的一种聚合物光纤传像束，所述聚合物光纤传像束包括按密堆积方式排列的多个传像单元，所述传像单元包括聚合物皮层和聚合物芯层。
3、优选的，前述的聚合物光纤传像束，其中所述聚合物皮层的材质为氟树脂；所述聚合物芯层的材质为聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)。
4、优选的，前述的聚合物光纤传像束，其中所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为20万-25万，纯度为98％。
5、优选的，前述的聚合物光纤传像束，其中所述聚合物光纤传像束的单纤维直径为3-4μm，像元数大于等于12000，理论分辨率大于等于80lp/mm，断丝率小于等于0.12％，在250-1100nm的透过率大于等于85％，弯曲半径为6.75-8.55mm。
6、优选的，前述的聚合物光纤传像束，其中所述聚合物光纤传像束的整体结构为正六边形或圆形，内部为阵列式分布的多个聚合物光纤单丝。
7、优选的，前述的聚合物光纤传像束，其中所述传像单元的直径为。
8、本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。本发明提出的一种聚合物光纤传像束的制备方法，包括以下步骤：
9、将聚合物预制棒拉制为单丝，再将单丝经阵列排布、套入氟树脂套管形成复合光纤束，切割至所需长度，套管拉丝成型及后处理，得到所述聚合物光纤传像。
10、优选的，前述的聚合物光纤传像束的制备方法中，其中所述方法包括以下步骤：
11、a将聚甲基丙烯酸甲酯预制棒拉制为聚合物光纤单丝；
12、b将步骤a得到的聚合物光纤单丝排入氟树脂套管内，形成复合光纤束；或将步骤a得到的聚合物光纤单丝排列成圆形复合光纤束，在其外层套入氟树脂套管，得到复合光纤束；
13、c将步骤b得到的复合光纤束切制所需长度；
14、d将步骤c得到的复合光纤束拉制为光纤复丝，制出预设直径的聚合物光纤传像束粗品；
15、e将聚合物光纤传像束粗品切割至所需长度，之后将所得的聚合物光纤传像束细品依次经加装金属头、护套、研磨、抛光工序后，即可得到所述聚合物光纤传像束。
16、优选的，前述的聚合物光纤传像束的制备方法中，其中步骤a中，所述聚合物光纤单丝在拉制时的热熔温度为285-292℃，送料速度为5-7mm/min，拉丝速度为5-7r/min；所述聚合物光纤单丝的直径为φ190μm-610μm。
17、优选的，前述的聚合物光纤传像束的制备方法中，其中步骤b中，所述聚合物光纤单丝以密堆积的排列方式排入圆形套管内或使用纤维合束器排成圆形的复合光纤束，形成φ29.8-30.2mm的复合光纤束，并用金属丝将两端捆扎紧密。
18、优选的，前述的聚合物光纤传像束的制备方法中，其中步骤d中，将得到的复合光纤束粗品拉制为φ0.445-φ0.455mm的二次光纤复丝。
19、本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。本发明提出的一种内窥镜，其包括上述的聚合物光纤传像束。
20、借由上述技术方案，本发明提供的一种聚合物光纤传像束及其制备方法和应用，至少具有下列优点：
21、本发明的通过高精度溶体纺丝机纺制聚合物光纤单丝，进行规则矩阵排列、切割套管形成一次预制棒，最终拉制出低成本、高分辨率、应用范围广的聚合物光纤传像束。
22、与现有技术相比，本发明采用高精度溶体复合纺丝法制备聚合物光纤传像束成本低、制造速度快、能够连续化、高效的进行制造。其中所述方法，采用一次单丝拉制，一次复丝拉制，共计二次高温拉丝即得到光纤传像单元，制备过程简单，聚合物材料也保证了在拉制和排列的过程中不易产生断丝，保证了传像束的强度，使用时获得的分辨率高，应用范围广。
23、本发明所制备的聚合物光纤传像束，其具有价格低、耐弯折强度高、更高的合格率、生物相容性好等优点，可作为一次性耗材使用，以拉低交叉感染的几率。
24、本发明所制备的聚合物光纤传像束，其单纤维直径为3-4μm，像元数大于等于12000；其理论分辨率大于等于80lp/mm，具有高分辨率特征；其断丝率小于等于0.12％；其在250-1100nm的透过率大于等于85％，弯曲半径为6.75-8.55mm。
25、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
技术特征：
1.一种聚合物光纤传像束，其特征在于，所述聚合物光纤传像束包括按密堆积方式排列的多个传像单元，所述传像单元包括聚合物皮层和聚合物芯层。
2.如权利要求1所述的聚合物光纤传像束，其特征在于，所述聚合物皮层的材质为氟树脂；所述聚合物芯层的材质为聚甲基丙烯酸甲酯。
3.如权利要求2所述的聚合物光纤传像束，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸甲酯的分子量为20万-25万，纯度为98％。
4.如权利要求1所述的聚合物光纤传像束，其特征在于，所述聚合物光纤传像束的单纤维直径为3-4μm，像元数大于等于12000，理论分辨率大于等于80lp/mm，断丝率小于等于0.12％，在250-1100nm的透过率大于等于85％，弯曲半径为6.75-8.55mm。
5.一种权利要求1-4任一项所述的聚合物光纤传像束的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的聚合物光纤传像束的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的聚合物光纤传像束的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述聚合物光纤单丝在拉制时的热熔温度为285-292℃，送料速度为5-7mm/min，拉丝速度为5-7r/min；所述聚合物光纤单丝的直径为φ190μm-610μm。
8.如权利要求6所述的聚合物光纤传像束的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述聚合物光纤单丝以密堆积的排列方式排入圆形套管内或使用纤维合束器排成圆形的复合光纤束，形成φ29.8-30.2mm的复合光纤束，并用金属丝将两端捆扎紧密。
9.如权利要求6所述的聚合物光纤传像束的制备方法，其特征在于，步骤d中，将得到的复合光纤束粗品拉制为φ0.445-φ0.455mm的二次光纤复丝。
10.一种内窥镜，其特征在于，所述内窥镜包括聚合物光纤传像束，所述聚合物光纤传像束包括按密堆积方式排列的多个传像单元，所述传像单元包括聚合物皮层和聚合物芯层。
技术总结
本发明是关于一种聚合物光纤传像束及其制备方法和应用，所述聚合物光纤传像束包括按密堆积方式排列的多个传像单元，所述传像单元包括聚合物皮层和聚合物芯层。本发明所制备的聚合物光纤传像束，其单纤维直径为3‑4μm，像元数大于等于12000；其理论分辨率大于等于80lp/mm，具有高分辨率特征；其断丝率小于等于0.12％；其在250‑1100nm的透过率大于等于85％，弯曲半径为6.75‑8.55mm。
技术研发人员：李玉山,王三昭,甄文,刘力文,晏建国,种文生
受保护的技术使用者：中建材光芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23