hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＴＦＡＭを中心としたミトコンドリアゲノムの分配調節機構の解明

欠失変異体を用いて同解析を行ったところ、相互作用にはN末側のDNA結合モチーフが重要であることがわかった。この領域は最近海外のグループの構造解析より明らかになったvitroでのTFAM二量体に関わるドメインと同じであり、その報告をもとに二量体不全変異体を作製した。この変異体を細胞に発現させてTFAMノックダウンのレスキュー解析を試みたが、野生型TFAMと比較して発現量が低く、タンパク質分解システムで積極的に分解されていることが示唆された。変異型mtDNAを一定の割合で含む線虫変異株を海外の線虫ストックセンターから入手し、変異型mtDNA含有率を定量するためのリアルタイムPCRシステムを構築した。分子生物学現在までさまざまな手法を用いてTFAMと物理的・機能的に相互作用している因子を探索してきたが、得られたのはClpXのみであり、TFAMと直接相互作用しているのはTFAM自身のみであった。また今年度は、これまでに報告されている約40種のヌクレオイド関連タンパク質の網羅的ノックダウンに着手でき、mtDNAの分布に関係する因子の探索を行った。その結果、mtDNAの分布に異常をきたす新たな因子は得られなかった。これらの結果より、他の関連因子は同定できていないものの、mtDNAの分配・分布調節をTFAMとClpXという少数のヌクレオイド因子が担っていることが強く示唆された。ClpXに関しては、in vitroではあるがTFAMの多量体形成に影響を及ぼしていることを示唆する予備データが得られている。また、TFAM間相互作用に必要な領域がある程度わかったこと、タイムラプス解析によるmtDNAの動態解析系も構築されたことから、ほぼ予定通りに進展していると考えられる。初年度には、TFAMに関連してmtDNA分配に関わる因子の網羅的探索を試みたが、関連性が明らかになったのは現在のところClpXのみである。しかしながら候補因子は複数得られており、今後早急にTFAMとの関連を明らかにする必要がある。ClpXについては、その機能解析が順調に進んでいる。その機能の詳細な分子機構は未だに不明であるが、TFAMと同一経路でmtDNA分布に関わること、vitroでTFAMのDNA結合活性を上げることなどを明らかにする事ができ、論文として公表することができた。TFAM調節因子としてClpXを単離したが、その分子機構は未だに多くが不明である。したがって、ClpXがいかにTFAMを調節しているのかさらに解析を進める。具体的にはまず、TFAM、ClpX間の相互作用ドメインを決定する。一方でTFAMは自己相互作用し、多量体を形成することが分かっている。そこで、ClpXがTFAM間相互作用や多量体の形成に与える影響をvitroあるいは細胞を用いた解析によって明らかにする。
福祉職におけるリアリティ・ショックに関する研究

新卒者のリアリティ・ショック軽減や離職防止のために、就職先となる福祉現場と福祉職養成機関がそれぞれ取り得る方策を提案した。結果、福祉現場にはソーシャル・サポートの提供が、教育機関には、社会的スキル教育、職業への動機づけ促進が求められることが示唆された。さらに現場と教育機関が連携し、福祉職志望者や内定者に対する現場経験の促進・提供が必要であることが示唆された。福祉施設職員を対象としたリアリティ・ショックについての研究が少ないことから、福祉施設の新卒2年以内の職員を対象として職場適応とその関連要因に関する調査を実施した。各施設責任者に該当者への調査用紙セット配布を依頼し、回答後は返信用封筒により調査用紙を返送するよう求めた。調査用紙の主な内容は、(1)就職先施設の種別、(2)卒業校の種類・専攻、(3)実習経験/ボランティア経験の有無と長さ、(4)職場適応状況/就職後のショック体験有無、(5)職業選択理由などであった。135名配布したうち、89部(65.9%)の回答が得られた。示された結果は以下のとおりである。・回答者の85%が何らかのリアリティ・ショックを報告した一方で、90%が「この仕事に就いて良かった」と感じた経験も報告していた。さらに、回答者の8%が「自分はこの仕事に向いていない」と評価しており、離職意思や職業継続への迷いなど、離職リスクが高いと考えられる回答者は30%ほどであった。・非福祉専攻卒の職員は「利用者との関係」でのショック経験が多いが、「施設の設備や方針」「仕事内容」「施設の他の職員」「自身の技術や能力」については卒業校の福祉/非福祉専攻によるショック経験の差は無かった。・障害児者施設職員では、障害児者施設での実習期間が長いほど「利用者との関係」でのショックは少なく、また自身の職業適性を高く評価したほか、過去に継続的ボランティア経験があるほど「自身の能力や技術」のショック経験が少なかった。・高齢者施設職員では、高齢者施設での継続的ボランティア経験があるほど「利用者との関係」におけるショック経験が少なかった。・進路決定時に職種や職場を絞って積極的選択を行った者よりも、周囲の勧めや消去法などで職業を選択した消極的選択を行った者の方が、「仕事内容」のショック経験が多かった。平成21年度は結果の一般化を目指し、さらに調査データの追加を試みる。福祉系専門職におけるリアリティ・ショックの実態を把握するため、福祉施設の新卒職員(就職2年以内)と、現場実習後の福祉系大学生を対象とした調査を実施し、現場と専門職養成機関からの職場適応支援の可能性について検討した。新卒者では90%の回答者が「この仕事に就いて良かった」と感じた経験を報告する一方で、85%の回答者が何らかのリアリティ・ショックを報告しており、新卒者にとってのショック経験は決して稀なものではないことが示された。ショックの側面としては、新卒者・大学生ともに新卒看護師のリアリティ・ショック研究でしばしば挙げられる「自身の技術や能力の不足」が顕著であった。しかしながら、現場で自身の技術・能力・知識などの無さに直面することは、実習生や新卒者にとっては辛い体験であるが、職業的社会化を進め成長する原動力にもなる。したがって、こうした困難に直面している新卒者や実習生がそれを乗り越えるための効果的サポートの体制が福祉現場および教育機関に求められるといえる。また、新卒者からは仕事量の多さによるゆとりのない勤務や、詳しい説明もないまま即戦力として扱われることへの不安など「仕事内容」に関するショックも多く挙げられた。この点も、看護師のリアリティ・ショック側面と共通したものであるが、大学生の現場実習ショックとしては多くは報告されておらず、実習生と職員の責任や周囲からの要求などの違いが反映されていることがうかがえる。福祉職新卒者から報告されるショックの側面は、看護師を対象とした専攻研究で挙げられるものと一致していることから、福祉現場においても新卒看護師に対する職場適応方略を適用可能であると考えられる。また、職業モデルとなるような職員との出会いやメンターの確保など、個人レベルで可能な対応のほか、職場組織による活動としてプリセプター制の導入などが期待されよう。本研究からもショック時のソーシャル・サポートの活用は示されたが、新卒者の一部には施設職員との関係にショックを報告した者も多く、サポート資源確保に困難の見られる者も見受けられたことから、福祉職志望者の社会的スキルの向上と、福祉現場での円滑な対人関係構築もまた必要であるといえる。
腕足動物の起源に関する分子系統学的研究

多細胞動物における系統学的な位置が謎とされる腕足動物の起源を明らかにするため、また腕足動物が単系統群をなすかどうかを明らかにするため、以下の分子系統学的研究を試みた。全長約27000塩基対のLingula anatinaのミトコンドリアゲノムのうち約20000塩基対におよぶ領域をLA-PCR法により増幅することに成功した。これにより、ゲノムのほぼ全域の制限酵素地図を作成し、すでにクローン化されている断片(合計約20000塩基対)のゲノム上の位置を決定した。また、PCR法によって増幅したCO1遺伝子および125rRNA遺伝子を用いて、これらの遺伝子のゲノム上の位置およびクローン化DNA上の位置をサザンハイブリダイゼーションにより確かめた。約6000塩基対のクローン化されたDNA断片の塩基配列の決定も行ない、CO3遺伝子やいくつかのtRNA遺伝子の位置を確認した。現在さらにクローニングおよびシークエンシングを続けており、全遺伝子配列の解明、そして他の生物との比較による腕足動物の起源の解明を目指している。2.無関節綱および有関節綱のそれぞれに属する種のCO1遺伝子の塩基配列の決定。
シクロデキストリンの超分子機能を用いた患者に優しいスーパージェネリック製剤の構築

新規超分子素材であるHB-β-CyDと機能性素材のSangeloseRを併用して次世代型口腔内崩壊錠への応用を企図して,HP-β-CyDやβ-CyDと比較検討した.モデル薬物には第三世代のスルフォニル尿素系薬物であるグリメピリドを用いて,包接複合体形成による溶解性の改善,崩壊分散体の粘性低下による誤嚥の回避,薬物の徐放出による投与回数の低減など,利便性と安全性を高めた患者に優しいスーパージェネリック製剤の基本処方を構築した.新規超分子素材であるHB-β-CyDと機能性素材のSangeloseRを併用して次世代型口腔内崩壊錠への応用を企図して,HP-β-CyDやβ-CyDと比較検討した.モデル薬物には第三世代のスルフォニル尿素系薬物であるグリメピリドを用いて,包接複合体形成による溶解性の改善,崩壊分散体の粘性低下による誤嚥の回避,薬物の徐放出による投与回数の低減など,利便性と安全性を高めた患者に優しいスーパージェネリック製剤の基本処方を構築した.分子カプセル・超分子素材などと呼ばれるシクロデキストリン(CyD)は、1976年にプロスタグランジンE類の可溶化や安定化に応用されて以来、現在までに数十品目の医薬品製剤に国内外で実際利用されている。本研究では、現代の様々な医療ニーズに対応するため、CyDのユニークな包接機能を利用して、製剤化に工夫を要する薬物の処方改良および剤形変更に関するプレフォーミュレーション研究を実施し、医療経済の面からも有用なスーパージェネリック製剤を設計する基盤を構築する。そこで本年度は、モデル薬物に苦味の強い抗ヒスタミン薬(ジフェンヒドラミン、セチリジン、エピナスチンなど)および代表的なヒスタミンH_2受容体拮抗薬であるファモチジンを用いて、各種シクロデキストリン(β-CyD、SBE-β-CyD、CM-β-CyDなど)添加による苦味の低減、可溶化、安定化などの製剤特性改善を企図し、患者に優しい経口固形製剤の最適処方設計に関する基礎資料を収集した。なお、苦味や服用感の評価は、成人ボランティアによる官能試験と理化学的試験(味センサ、粒度分布測定など)を並行して実施した。CyDと薬物との水溶液および固体状態における複合体形成は、溶解度法、各種分析法(UV, CD, NMR,粉末X線回折,熱分析など)を用いて検討し、所期の目的を達成した。分子カプセル・超分子素材などと呼ばれるシクロデキストリン(CyD)は、1976年にプロスタグランジンE類の可溶化や安定化に応用されて以来、現在までに数十品目の医薬品製剤に国内外で実際利用されている。本研究では、現代の様々な医療ニーズに対応するため、CyDの特異な包接機能を利用して、製剤化に工夫を要する薬物の処方改良および剤形変更に関するプレフォーミュレーション研究を実施し、医療経済の面からも有用なスーパージェネリック製剤を設計する基盤を構築する。前年度は、親水性CyD誘導体を用いて経口固形製剤の製剤特性(安定性、服用性など)の改善を行ったが、本年度は、両親媒性CyD誘導体(HP-β-CyD、HB-β-CyD)を用いて、(1)内用製剤中における主薬の溶解性、分散性の改善ならびに(2)分散系製剤の製剤特性の改善(凝集抑制、粒子径の制御など)を行い、高齢者・小児・障害者に優しいスーパージェネリック製剤の構築における基礎的資料を収集した。(1)に関しては、モデル薬物に難水溶性の経口血糖降下薬クロルプロパミドを用いて、各種シクロデキストリン(β-CyD、HP-β-CyD、HB-β-CyDなど)添加による可溶化などの製剤特性改善を企図し、患者に優しい経口固形製剤の最適処方設計に関する基礎資料を収集した。(2)に関しては、難水溶性のフラーレンの分散性、凝集性の改善を企図して、HP-β-CyDとのナノ粒子形成を確認し、安定なコロイド分散系水溶液処方を構築した。なお、本研究で使用した新規機能性素材であるHB-β-CyDのユーニークな物性並びに包接能に関する基礎的資料を収集し、クロルプロパミドの多形転移の制御が可能なことも明らかにした。本研究では,両親媒性b-CyDs(HP-b-CyD, HB-b-CyD)の包接機能とユニークな物性に基づいて,細長い分子構造を有する二型経口糖尿病治療薬グリメピリドをモデル薬物に選択し,誤嚥の回避や投与回数の低減など,利便性を高めた次世代型口腔内崩壊錠(ODTs)の開発を企図した.具体的には,極めて難水溶性で生物学的半減期が短いグリメピリド錠を直打法で調製し,口腔内で崩壊後,嚥下しやすく,分散粒子から主薬が徐々に放出するODTsを構築した.まず,b-CyDとグリメピリドの包接複合体形成を利用して,崩壊性,分散性,溶解性,バイオアベィラビリティなどに優れるODTs用基本処方を構築した.次に,ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)のヒドロキシプロピル基の一部にステアリル基(C18)を導入したSangeloseを結合剤に用いて新規処方を構築した.Sangeloseのレオグラムは鎖状高分子構造に由来して準粘性流動(quasi-viscous flow)を示すが,CyDを添加するとステアリル基同士の疎水相互作用が減弱し,粘性が低下することを見いだした.

そこでこの現象を利用して, CyDの空洞サイズや添加濃度,温度変化などに応じてSangeloseの粘性を変化させ,口腔内で崩壊したODTs分散物(bolus)の嚥下性改善に応用した.さらに,HP-b-CyDを含有するODTsが水に濡れると,錠剤の表面にゲル性の薄膜を形成し薬物放出を遅延すること,HB-b-CyD/グリメピリド複合体は安定度定数が大きく解離し難いことを利用して,徐放性製剤の処方を構築した.本研究の成果は、今後さらに,CyDを用いて経粘膜・経皮適用型DDS製剤における各種製剤特性(保湿性,分散性,粘弾性など)の改善に活用し,患者に優しいスーパージェネリック製剤の開発が進展するものと期待される.本年度は、スーパージェネリック製剤の開発に不可欠な機能性素材として期待される両親媒性シクロデキストリンの物性や包接能などの基礎的性質を明らかにすることができたことは大きな収穫であった。また、それらの特徴を今後の高付加価値製剤の設計に活用するための手がかりも得られた(フラーレンのナノ粒子化、難水溶性薬物の結晶形態の制御など)。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究で末着手の課題は、シクロデキストリンによる外用剤および口腔内崩壊錠の物性改善に関する検討である。最近我々は、回転粘度計を用いて疎水化ヒドロキシプロピルセルロース(Sangelose[○!R])の準粘性挙動を制御可能なことを見いだしたため、外用剤の使用性改善に利用する欝画である。さらに、この現象を口腔内崩壊錠の嚥下特性の改善に応用し、高齢者・小児・障害者などの患者に優しいスーパージェネリック製剤の開発に利用する計画である。
音楽的音高の言語的符号化の実態に関する研究

本課題研究においては、二つの実証的研究を行った。研究1においては、階名や音名への符号化の能力を、学校教育の中でどの程度身につけることができるのかを明らかにするために、さまざまな音楽経験をもつ大学生に対して音楽的音高の符号化の能力を調査した。その結果、学校教育のみから音楽的音高の符号化の能力を身につけている者は少なかった。研究2においては、移調楽器の学習者がどのように音楽的音高の言語的符号化をおこなっているか、その多様性に注目し、実態を明らかにした。その結果、音高の符号化は、必ずしも絶対音感などに縛られたものではなく、複数の符号化システムを併用していくことも可能であることが示唆された。本研究は、音楽的音高のシラブルへの言語的符号化が、どのような音楽経験や音楽的訓練によって確立されるのかを調査する。あわせて、音高の言語的符号化の運用の方策が、音楽経験の違いによってどのように異なるのかについても調査する。音楽的音高のシラブルへの言語的符号化は、絶対的音高を表す音名と、相対的音高を表す階名の2つのシステムが一般的であるが、これらの運用の方策は、学校などの音楽教育の根幹にかかわる重要な課題である。25年度は、音楽的音高の音名や階名への言語的符号化が、音楽経験や音楽的訓練によってどのように変わりうるのかを調査するために、異なるジャンルの音楽家に対してインタビューを行い、音高のフィードバックの多様性について調べた。また、それぞれの音楽家の教育経験の中で、音高のフィードバックに関する音感の育成について、どのような課題をもっているかについても質問した。その結果、どのジャンルの音楽家も、シラブルへの符号化をまったくおこなっていないケースは見られなかった。また、西洋音楽の音楽家については、音名によるフィードバックと階名によるフィードバックの両方がみられた。一方、西洋音楽以外のジャンルの音楽家については、音の相対的関係を示す唱歌のシラブルに符号化しており、それが、かなり自動的に想起できるレベルとなっていることが分かった。あわせて、音楽音高の記憶についても、このような音名または階名(唱歌)のシラブルでおこなっていることがわかった。音高知覚の育成については、西洋音楽から音楽訓練をはじめた学習者について、絶対音高の音名のフィードバックから唱歌によるシラブルのフィードバックに切り替えることに、困難を示す学習者が多いこともわかった。音楽的音高の音名や階名への言語的符号化が、どの程度の音楽経験や音楽的訓練によって確立されるのかを調べるために、異なる音楽経験をもつ大学生を対象として、階名と音名による想起実験をおこなった。音高の言語的符号化に関しては、(1)絶対音高を音名シラブルに符号化している(2)音の相対的関係を階名シラブルに符号化している(3)音名シラブルと階名シラブルの符号化を同程度におこなっている(4)シラブルへの符号化はまったく行っていないなどの4つの事例が考えられる。実験では、既知の曲(故郷)をドレミのシラブルによって再生させ、曲が音名もしくは階名のどちらのシステムで記憶されているかを調べた。まず、被験者が課題の歌唱曲(故郷)をきちんと歌えることを歌詞による再生によって確認し、その後に音名もしくは階名の歌いやすい方法で再生させた。再生結果は、旋律が音名もしくは階名のシラブルとして正しく再生されたかという観点から分析した。音楽未経験者(全員、絶対音感非保有者)は、音名と階名の両方で成績が悪かった。また、絶対音感を保有している音楽経験者と音楽専攻生は、音名と階名の両方で成績が高かった。しかし、音楽専攻生の中には、音名では正しく再生できるのに、階名ではいちじるしく成績の落ちる者がみられた。以上の結果より、音名もしくは階名による音高の言語的符号化には音楽訓練が必要であり、学校における音楽教育のみで音名もしくは階名等の言語的符号化ができている者は少ないことがわかった。さらに、絶対音感の保有者の中には、音名による符号化が優位であり、階名による符号化ができていない者もみられることがわかった。本年度は、絶対音感保有者と非保有者が移調楽器を演奏する時に、どのように音高を符号化しているのかについて調査した。調査対象者は、幼少期からピアノの学習歴があり、現在、クラリネット、トランペット、ホルンなどの移調楽器も併せて学習している音楽専攻生である。調査方法はインタビュー形式とし、(1)絶対音高の音名に音高を符号化することが、移調楽器の演奏にどのような不都合をもたらすか(2)不都合が起きた時にどのような対処方法を行っているのかという2点に着目し、半構造化インタビューを行った。絶対音感の保有の程度と、移調楽器の演奏時の音高の符号化との関連を調べるために、全ての参加者に60問からなる筆記形式の絶対音感テストを行った。調査の結果、絶対音感を保有している者は、移調楽器を演奏する時でも、演奏音を移調楽器のキーに合わせて符号化することができず、演奏に大きな障害があることがわかった。対処方法としては、楽譜を書き直す、運指法そのものを変更する、音名を頭の中で変換する等、さまざまな方法を用いていることが分かった。一方、絶対音感を保有していない者は、移調楽器の演奏に大きな不都合は見られないことが分かった。しかし、絶対音感を保有していない者も、同じ種類の楽器でキーの異なる楽器に持ち替えたりする時は、音高のフィードバックに困難を示すことがあることがわかった。

今後、調査を、吹奏楽部の高校生やプロの移調楽器奏者など、さまざまなレベルの移調楽器奏者に広げていく予定である。本年度は、移調楽器を演奏する者の音高の符号化の実態調査を完結する予定であったが、インタビュー項目の決定に時間を要し、音楽専攻大学生のデータしかとることができなかった。本調査を開始する前に、予備インタビューをおこなったところ、移調楽器の読譜方法は、楽器に寄ってさまざまに異なり、その違いを熟知しないとインタビューを円滑に行うことができないことがわかった。そのため、インタビューを行う前に、異なる移調楽器奏者に、読譜方法の実態の予備調査を行った。本年度は,移調楽器の学習者がどのような音高のシラブル符号化をおこなっているか,その多様性に注目し,実態を明らかにした。調査は符号化の多様な事例を明確にしていくことを目的とし,10名の移調楽器学習者が,実際の音楽活動の場で,どのように音高の符号化をおこなっているのかを,インタビューと歌唱テストによって調査した。また,異なる符号化の事例が,絶対音感などの音感とどのような関係にあるのかを検討するために,すべての参加者に絶対音感テストを実施し,その成績と符号化の方策の関連に関しても,個別に考察していった。分析の結果,ほとんどの参加者は,なんらかの形で音高の符号化をおこなっているが,音感の違いや演奏する楽器によって,その運用の方策は同一ではないことが浮かび上がった。非常に正確な絶対音感をもっている者は,移調楽器を演奏するときでも,移調譜に基づいて音高を符号化して聴くことが難しいことがわかった。一方で,絶対音感をもっていない者に加え,ある程度の絶対音感をもっている者は,移調譜の音名で符号化ができている参加者もいることがわかった。これらの結果より,音高の符号化は,必ずしも絶対音感などに縛られたものではなく,複数の符号化システムを併用していくことも可能であることが示唆された。これまで、絶対音感の能力が、さまざまな音楽経験によって、どのように変容していくのかを調べた研究は少ない。本研究は、今後、絶対音感の劣化の問題、絶対音感の柔軟な運用の問題等を実証的に検証してくための足がかりとなることが期待される。本課題研究においては、二つの実証的研究を行った。研究1においては、階名や音名への符号化の能力を、学校教育の中でどの程度身につけることができるのかを明らかにするために、さまざまな音楽経験をもつ大学生に対して音楽的音高の符号化の能力を調査した。その結果、学校教育のみから音楽的音高の符号化の能力を身につけている者は少なかった。研究2においては、移調楽器の学習者がどのように音楽的音高の言語的符号化をおこなっているか、その多様性に注目し、実態を明らかにした。その結果、音高の符号化は、必ずしも絶対音感などに縛られたものではなく、複数の符号化システムを併用していくことも可能であることが示唆された。本年度は、既知曲の音名、階名による再生実験によって音高の言語的符号化について調査した。研究計画では、この実験に加えて移調楽器を学習している者に対する音高の符号化を調査する予定であったが、インタビュー調査における質問項目の整理において、予定より時間がかかったため、本調査を実施することができなかった。本年度は、移調楽器の符号化の実態を音楽専攻の大学生のみにしか行うことができなかった。そのため、特定のレベルの奏者の実態しか調査することができなかった。
逆行性動注化学療法における新型カテーテルと新規治療プロトコルの確立

口腔癌に対する動注併用放射線治療は近年の良好な成績から再び注目されてきている.その方法には2つの経路があり,浅側頭動脈から逆行性にカテーテルを挿入する方法と大腿動脈からSeldinger法でカテーテルを挿入する方法である.申請者,ならびに研究分担者らは,脳血管障害のリスクを低減できる逆行性動注化学療法を25年にわたって1,000例以上施行してきており,標準治療とされている手術療法と比較しても遜色ない治療成績を報告してきた.さらに治療の精度,汎用性を高めるべく申請者らは浅側頭動脈から挿入可能なシース(ECAS)を世界で初めて開発し,またECASの動脈に挿入するマイクロカテーテルも開発した.この治療により,複数の動脈から栄養される進行口腔癌の治療は大きな進展を得られてきている.本研究では,MRIによるフローチェック時の画像解析精度向上,腫瘍栄養動脈の3次元CT解析を行い,既存の治療を評価するとともに,将来的なカテーテル改良につながる知見を得ることを目標としている.栄養動脈の解析についてはCT画像解析ソフト(mimics)を用いてデータの収集を開始している.いくつかのパターンと血管分岐の角度などについて分析を進めている段階である.MRIフローチェックの際の画像評価では造影剤投与前に高速スピンエコー法(FSE法)およびグラジエントエコー法(GRE法)による撮像を行い,造影剤の組織内濃度について一定の知見が得られており,論文化している段階である.MRIによる造影剤組織内濃度の解析については順調に経過しているが,血管走行の解析については症例の蓄積が当初の予定より遅滞しているためデータの蓄積が不十分であるため.現在行っているMRIでの造影剤組織内濃度評価,頭頸部血管の3D解析を継続して行ってデータを蓄積して,カテーテルの改良について検討していく.口腔癌に対する動注併用放射線治療は近年の良好な成績から再び注目されてきている.その方法には2つの経路があり,浅側頭動脈から逆行性にカテーテルを挿入する方法と大腿動脈からSeldinger法でカテーテルを挿入する方法である.申請者,ならびに研究分担者らは,脳血管障害のリスクを低減できる逆行性動注化学療法を25年にわたって1,000例以上施行してきており,標準治療とされている手術療法と比較しても遜色ない治療成績を報告してきた.さらに治療の精度,汎用性を高めるべく申請者らは浅側頭動脈から挿入可能なシース(ECAS)を世界で初めて開発し,またECASの動脈に挿入するマイクロカテーテルも開発した.この治療により,複数の動脈から栄養される進行口腔癌の治療は大きな進展を得られてきている.本研究では,MRIによるフローチェック時の画像解析精度向上,腫瘍栄養動脈の3次元CT解析を行い,既存の治療を評価するとともに,将来的なカテーテル改良につながる知見を得ることを目標としている.栄養動脈の解析についてはCT画像解析ソフト(mimics)を用いてデータの収集を開始している.いくつかのパターンと血管分岐の角度などについて分析を進めている段階である.MRIフローチェックの際の画像評価では造影剤投与前に高速スピンエコー法(FSE法)およびグラジエントエコー法(GRE法)による撮像を行い,造影剤の組織内濃度について一定の知見が得られており,論文化している段階である.MRIによる造影剤組織内濃度の解析については順調に経過しているが,血管走行の解析については症例の蓄積が当初の予定より遅滞しているためデータの蓄積が不十分であるため.現在行っているMRIでの造影剤組織内濃度評価,頭頸部血管の3D解析を継続して行ってデータを蓄積して,カテーテルの改良について検討していく.改良したカテーテルを購入して使用するための助成金はまだその段階に至っていないので使用していない.今後改良型カテーテルの使用に際して,もしくは論文校正などへの使用を予定している.
ライトフィールドビジョン -画像理解のためのコンピュテーショナルフォトグラフィ-（国際共同研究強化）

従来のコンピュータビジョン(CV)研究は,2次元画像を入力することを前提として進化してきた.しかしながら,2次元入力は単にカメラというセンサの制約によるもので,これが画像理解において最適なわけではない.本研究では,カメラセンサのシャッタに着目し,露光タイミングを自由に制御出来るプログラマブルセンサを用いた符号化撮影画像を用いたコンピュテーショナルフォトグラフィ手法の研究を行った.この研究の成果として,フレームレートを16倍に向上できる圧縮ビデオセンシングや物体の形状変化を動画像として計測できる動的フォトメトリックステレオを実現した.内定年度:2015従来のコンピュータビジョン(CV)研究は,2次元画像を入力することを前提として進化してきた.しかしながら,2次元入力は単にカメラというセンサの制約によるもので,これが画像理解において最適なわけではない.基研究では,このライトフィールドカメラ(LFカメラ)を画像理解に応用する「ライトフィールドビジョン」(LFビジョン)を提案し,新たな研究分野として確立することを目的としている.提案するLFビジョンの有効性を示す具体的課題として,透明や鏡面物体の検出と認識,形状推定というチャレンジングな課題を設定した.基研究で提案しているLFビジョンが計測を高次元化することで,透明物体の認識を可能としたように,投影プロジェクタをも高次元化するLFアクティブビジョン手法を提案する.本研究では4次元投影,4次元計測の射影関係,すなわち4次元ライトトランスポートから形状を求める点が新しい.本研究提案は基研究のLFビジョンのフレームワークをアクティブビジョンに拡張するものであり,このフレームワークをより一般化する意味で基研究を飛躍的に発展させるものである.また,従来のアクティブビジョンで計測できなかった対象や条件下で物体形状を求めることから,画像理解のトピックとしてもチャレンジングで応用分野の適用範囲を広げる点で有用性が高い.この技術により3次元計測がより身近になり,コピーやファックスのように,物体を3Dプリンタでコピーしたり,送ったりできる要素研究である.本年度は,渡航先の研究者と符号化投影パターンに関する議論を行った.これらの議論に基づいて,複雑な反射率をもつ物体の三次元形状計測のための手法の検討を行った.28年度に,アメリカコロンビア大学に9ヶ月間,客員研究員として滞在した.この間,受け入れ教授のNayar教授をはじめ,当該研究グループおよびここに訪問した研究者との研究交流および,本研究テーマに関する議論を行った.特に,符号化投影パターンやそのパターン光発生装置の実現に関する議論を行った.これらの議論に基づいて,複雑な反射率をもつ物体の三次元形状計測のための手法の検討を行った.本研究提案では,基盤研究Aで提案しているLFビジョンが計測を高次元化することで,透明物体の認識を可能としたように,投影プロジェクタをも高次元化するLFアクティブビジョン手法を提案する.この入出力のLF化により,さらに困難なCV問題である複雑な反射特性をもつ物体の形状計測を実現する.この技術により3次元計測がより身近になり,コピーやファックスのように,物体を3Dプリンタでコピーしたり,送ったりできる要素研究である.従来のアクティブビジョンによる物体の形状推定では拡散反射を持つ物体を仮定しており,強い鏡面反射をもつ金属物体には適用できなかった.従来のアクティブビジョンでは,2次元投影,2次元計測の射影関係,すなわち2元ライトトランスポートから物体形状を求めていた.これに対して,本研究では4次元投影,4次元計測の射影関係,すなわち4次元ライトトランスポートから形状を求める点が新しい.本研究提案は基研究のLFビジョンのフレームワークをアクティブビジョンに拡張するものであり,このフレームワークをより一般化する意味で基研究を飛躍的に発展させるものである.また,従来のアクティブビジョンで計測できなかった対象や条件下で物体形状を求めることから,画像理解のトピックとしてもチャレンジングで応用分野の適用範囲を広げる点で有用性が高い.実際には,ライトフィールドにかかわらず,フォトメトリックステレオ法やTime-of-Flight法などの幅広い3次元形状計測法に関しての議論を行い,その符号化による安定化や適用範囲の向上を議論した.その結果,動的フォトメトリックステレオの研究や,現在採択されている基盤S研究に繋がった.従来のコンピュータビジョン(CV)研究は,2次元画像を入力することを前提として進化してきた.しかしながら,2次元入力は単にカメラというセンサの制約によるもので,これが画像理解において最適なわけではない.本研究では,カメラセンサのシャッタに着目し,露光タイミングを自由に制御出来るプログラマブルセンサを用いた符号化撮影画像を用いたコンピュテーショナルフォトグラフィ手法の研究を行った.この研究の成果として,フレームレートを16倍に向上できる圧縮ビデオセンシングや物体の形状変化を動画像として計測できる動的フォトメトリックステレオを実現した.前年度に検討した複雑な反射率をもつ物体の三次元形状推定手法を実装し,シミュレーションにより提案手法の実現性を検証する.さらには,パターン光投影手法の実装を行い,投影装置による投光下においてライトフィールドカメラにより撮影できる装置の構築を行う.その撮影装置を用いて撮影された画像により,実画像においても本手法が適用可能であることを示す.さらには,形状計測とともに物体の反射率の同時推定についても検討を行う.コンピュテーショナルフォトグラフィ
螺旋構造による分子認識に着目した光学活性分離材料の開発

メチルパラジウム(II)錯体を触媒とする3,6-ジ(P-トリル)-1,2-ジイソシアノベンゼンの重合で螺旋状ポリ(2,3-キノキサリン)を螺旋の右、左巻き方向を制御して高収率で合成することを試みた。先づ、光学活性キラルホスフィンをパラジウム(II)の配位子とする触媒を用いた1,2-ジイソシアノベンゼン類の重合反応では不斉誘導は起るものの選択性は低かった。幸いに、五量体および六量体のキノキサリニルパラジウム(II)ホスフィン錯体はシリカゲルを固定相とする液体クロマトグラフィーによって右巻および左巻キノキサリニルパラジウム(II)ホスフィン化合物に分離、単離することに成功した。これを触媒とする1,2-ジイソシアノベンゼン類の重合では、その巻き方向を継続して重合反応が生長することを見出した。この方法は光学分割を含むため効率の良い方法とは言いがたいものであった。次に、開始剤として2′-メトキシ-1,1′-ビナフチル-2-ヨウダイドの光学活性体をパラジウム(O)ホスフィン錯体と反応させて調製し、そのキラリティーを利用してポリ(2,3-キノキサン)の螺旋巻き方向を制御することを試みたが、不斉誘導率は低いものであった。最近、軸不斉光学活性体1,1′-ビナフチル-2-ヨウダイドとパラジウム(O)ホスフィン錯体の反応で開始剤を調製し、一当量の3,6-ジ(P-トリル)-1,2-ジイソシアノベンゼンを反応させて、安定な2-(1,1′-ビナフチル)-3-キノキサリニルパラジウム(II)ヨウダイド・ビス(ホスフィン)錯体として単離し、それを触媒に用いる3,6-ジ(P-トリル)-1,2-ジイソシアノベンゼンの重合方法を確立した。この方法により高収率で螺旋の巻き方向を制御してポリ(キノサリン)を合成することに成功した。さらに、高分子ポリ(キノキサリン)の生長末端に官能基を導入する方法も確立した。これらの成果に基づいて新規機能性物質の合成が今後の課題である。本年度は光学活性な螺旋構造を有するポリ(2,3-キノキサリン)をコーティングした充填剤による、光学活性体の分離能力について検討を行なった。(1)コーティングに用いるポリキノキサリンの合成我々が見出したパラジウム触媒を開始剤とする1,2-ジイソシアノベンゼン類のオリゴメリゼーションによって、ペンタ(2,3-キノキサリン)を合成し、パラジウム上に光学活性なフォスフィン配位子を導入して右巻及び左巻螺旋を有するペンタ(2,3-キノキサリン)をジアステレオマ-として分割した。フォスフィン交換によりアキラルなジメチルフェニルフォスフィンへと変換し光学活性な螺旋構造を有するパラジウム開始剤を得た。この開始剤に対し30当量の1,2-ジイソシアノベンゼン類を反応させ、分取GPCによって生成したポリマーを単離した。このポリマーは旋光度及び円二色性分散測定によって光学活性であることを確認した。また、室温溶液中においても全くラセミ化は認められなかった。(2)ポリキノキサリンをコーティングしたシリカゲルカラムの製作

光学活性なポリキノキサリンをクロロホルムに溶解し、予備乾燥したシリカゲルに対し6回に分けてコーティングを行なった。一晩風乾した後、メタノールで洗浄し40°Cで3時間真空乾燥を行なった。これをステンレス製スチールカラムにスラリー法で充填し、HPLC用カラムを作成した。光学活性体の分割移動相としてヘキサン:2-プロパノール=9:1を用い、流速1mL/min、温度22°Cで様々なキラル化合物のラセミ体の分離を評価した。評価サンプルとしてはフラバノン、トランススチルペンオキシド、2-フェニルシクロヘキサノン、ベンゾイン、トレーガ-ベース、コバルトアセチルアセトナート、ビナフトール、ジメチルビナフチルを選び、UV検出器、及び旋光検出器を用いて検討を行なった。フラバノンではUV検出器においてもR体およびS体に由来するピークの分離が認められ、今回コーティングに用いたポリキノキサリンが光学活性体の分離能力を有することが初めて確認された。また、それ以外のサンプルにおいてはUV検出器ではピークの分離が認められなかったが、ビナフトール、ジメチルビナフチルを除くサンプルでは旋光検出器においてピークの分離が確認された。以上の結果から、本ポリマーは光学活性認識能を有することが明らかになり、今後の条件の最適化、特に保持時間を長くすることにより効率的に光学活性体の分離を行なえる可能性を示すことができた。光学活性ホスフィンを配位子としたメチルパラジウム(II)錯体を触媒とする3,6-ジ(p-トリル)-1,2-ジイソシアノベンゼンのオリゴメリゼーションで単離された5量体および6量体はシリカゲルを用いる液体クロマトグラフィーによって右巻螺旋ディアステレオマ-と左巻螺旋ディアステレオマ-に分離することが出来たが、立体選択性は1:1で不充分な結果となった。次に、2'-メトキシ-1,1'-ビナフチルヨ-ダイドの軸不斉光学活性体を用いてPd(O)(PMe_2Ph)_3と酸化的付加反応によって開始剤を発生させ、3,6-ジ(p-トリル)-1,2-ジイソシアノベンゼンのオリゴメリゼーションを行った。この場合でも液体クロマトグラフィーによって右巻および左巻ディアステレオマ-に分離できたが、不斉誘導率は高いものではなかった。最近、軸不斉光学活性体1,1'-ビナフチル-2-ヨ-ダイドとPd(O)ホスフィン錯体の反応で開発剤を調製し、3,6-ジ(p-トリル)-1,2-ジイソシアノベンゼンを反応させたところ螺旋巻き方向を制御してオリゴ-(キノキサン)パラジウム(II)錯体を得ることに成功した。これを用いて、さらに重合体にすることにより左および右巻螺旋ポリ(キノキサリン)を合成し、シリカゲルに担持して光学活性分離材料の開発を試みている。
ジェノタイピング法によるチロシンキナーゼ遺伝子変異検索

肺癌患者における新たなチロシンキナーゼ遺伝子変異の探索を次世代シーケンスにより網羅的に行った結果、KIF5B/RET遺伝子転座を同定した。RET発現をRT-PCRアッセイで確認しFISH法を用いたKIF5B/RET同定法を確立した。肺癌におけるKras遺伝子変異をジェノタイピングで検索し、コピー数の増加やGlut-1蛋白発現、臨床病理学的背景との相関を検討した。肺癌におけるEGFR遺伝子変異の検索は従来のシーケンス法だけではなく、高感度のTaq-Man asssay法や、Light Cyclerを用いたジェノタイピングを行った。Kras遺伝子の変異についてもLight Cyclerを用いたジェノタイピング法を確立して、肺癌臨床検体における解析をすすめている。これらの方法は、迅速に多くのサンプルを解析することが可能で有るため、有意義な方法である。現在他癌腫にも応用して、検索が可能か検討している。一方EGFRおよびKras遺伝子増幅と、肺癌そのものについての予後の検討をFISHおよびリアルタイムPCR法を用いた解析を行った。リアルタイムPCRを用いた方法は、Line-1遺伝子をコントロールトとし、EGFRやKras遺伝子の相対的なコピー数を検討するものである。FISHによるKras遺伝子変化の解析によりpolysomyまたはamplficationを来す症例で有意に予後が不良で有ることがわかった。この結果、肺癌におけるEGFR遺伝子増幅が予後と相関しており、この結果はLung Cancer誌に掲載された。肺癌に対するEGFRを分子標的としたゲフィチニブなどの抗癌剤感受性では、特に耐性に関わるものとしてKras遺伝子が注目されている。今回われわれは肺癌におけるKras遺伝子変異およびについて、従来のシーケンス法だけでなく、LightCyclerを用いたジェノタイピング法を用いた。肺癌においては近畿中央胸部疾患センターとの共同研究で非喫煙者における解析を行い、Clin Cancer Res誌に掲載された。さらにKras遺伝子変異検索の範囲を胸腺上皮性悪性腫瘍にまで拡大して検索し、J Thorac Oncol誌に掲載された。肺癌の喫煙者との相関が示唆されるCHRNA5遺伝子のSNPs(一塩基置換)の検索と、臨床病理学的因子の検索を行ったほか、肺の扁平上皮癌で多く見つかる遺伝子変異としてNRF2(NFE2L2)遺伝子の変異を検索し、遺伝子変異例では有意に予後が不良であることを報告してきた。今回われわれは肺癌におけるEGFRおよびKras遺伝子変異について、従来のシーケンス法だけでなく、LightCyclerを用いたジェノタイピング法を用いた。肺癌においてはKras遺伝子変異との相関が示唆されるGlut-1タンパク発現を免疫組織学的検索を行い、Mol Med Report誌に掲載された。Glut-1タンパクの発現はKras遺伝子変異と有意に相関していた。またGlut-1タンパク発現例では有意に予後が不良であることも示されている。肺癌における新たな遺伝子変異を検索する目的でDana Farber Cancer Instituteとの共同研究を行い、網羅的解析によりKIF5B/RET転座遺伝子の同定を行い、Nature Medicine誌に報告した。この新しい遺伝子変異は、腺癌患者の数%でみつかった。またKIF5B/RET遺伝子転座を細胞株に導入すると、Vandetanib、Sunitinib、SorafinibなどのRETタンパクを阻害するような分子標的剤に高い感受性を持つことが分かり、今後の新しい標的因子として有望であることがわかった。現在、この転座検出する目的で、PCRのアッセイの確立や、蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)法の確立を試み、FISH法については特許を申請中である。FISH法は独自のBACクローンを用いて、組み合わせを行い改良中である。蛍光色素から、通常の顕微鏡でも観察できるシステムへの移行を模索している。また現在臨床病理学的背景との相関を探索中である。
ナノ構造制御によるインプラント周囲炎の感染予防戦略の構築

インプラントフィクスチャーの表面性状が細胞接着・硬組織への分化誘導に影響し,期間短縮に関係するという報告があり,新規ナノ構造が無処理の表面と比較して,硬組織分化・誘導に良い影響を及ぼし酸化膜がチタネート構造を形成し骨分化誘導にに関与していると報告した.高グルコース培養系における細胞とナノ構造の相関関係のin vitroでの検索では,負の影響を及ぼすことが示され,更なる検索を行なっている.各種炎症惹起モデルを加えたin vitroでの検索はPorphyromonas gingivalis LPSでの刺激で検索し,LPS存在下の新規ナノ構造の表面の方が無処理無刺激より有効であることが示唆された.チタンインプラントは、欠損歯の補綴による口腔機能回復のために広く使われてる。しかし残念なことに、インプラント周囲炎は、インプラントのフィクスチャーにおけるosseointegrationの失敗に終わることになる。リポ多糖体(LPS)は慢性刺激として作用し、インプラント周囲の炎症を持続して、osseointegrationの予後を悪化させる。本研究の目的は、我々の共同研究者が作成したnanonetwork構造を用いて10MのNaOHで表面性状制御を行ったチタン表面で、骨髄間葉細胞(BMMSCs)の増殖と硬組織分化誘導に関してPorphyromonas gingivalis LPSの効果について検証することによって、ナノ構造におけるインプラント周囲炎における感染予防戦略を構築することである。10MのNaOH溶液で表面制御されたチタンディスクと未処置のチタンディスク上に、BMMSCsを播種し、P. gingivalis LPSを0、0.1または1μg/mLの各種濃度を含む培養液に交換することによって感染させた。ラットBMMSCsの硬組織分化誘導に関するnanonetwork構造の効果は、P. gingivalis LPSの異なる濃度で評価された。未処置よりP. gingivalis LPSに感染させた場合、10MのNaOHに表面制御されたチタン面の上のBMMSCsにおいて骨形成関連の遺伝子発現と有意に大きい細胞増殖、高いALP活性、オステオカルシンの産生および細胞外基質へのカルシウムの沈着が認められた。NaOHによって表面性状を制御されたされたnanonetwork構造によるチタン表面には、P. gingivalis LPS感染下で、未処理の表面よりエンドトキシンに対して耐性が認められると示唆される。インプラントフィクスチャーの表面性状が細胞接着・硬組織への分化誘導に影響し,期間短縮に関係するという報告があり,新規ナノ構造が無処理の表面と比較して,硬組織分化・誘導に良い影響を及ぼし酸化膜がチタネート構造を形成し骨分化誘導にに関与していると報告した.高グルコース培養系における細胞とナノ構造の相関関係のin vitroでの検索では,負の影響を及ぼすことが示され,更なる検索を行なっている.各種炎症惹起モデルを加えたin vitroでの検索はPorphyromonas gingivalis LPSでの刺激で検索し,LPS存在下の新規ナノ構造の表面の方が無処理無刺激より有効であることが示唆された.近年,歯周病患者の欠損補綴においてインプラント治療は必須の選択肢となったが,顎骨内に埋入されたインプラントフィクスチャーが良好に維持するためには,埋入後のOsseointegrationの獲得と長期安定性が重要である。また課題の一つに、治療期間の長期化の最大要因であるOsseointegrationの期間の短縮がある.インプラントフィクスチャーの表面性状が細胞接着・硬組織への分化誘導に影響を与え,期間短縮に関係しているという報告もある。我々は,骨髄中の間葉系幹細胞の培養系で新規ナノ構造であるTNS構造が無処理の表面と比較して、硬組織分化・誘導に良い影響を及ぼすということを報告した。これは、従来と比べてOsseointegration期間を短縮させる可能性を示唆したものであり,更に評価を行ったところ、純チタン表面に存在する酸化膜が水酸化ナトリウム中のナトリウムイオンと結合し,チタネート構造を形成しているものと考えられ、他の報告にもあるようにチタネート構造が骨分化誘導に関与していることが示唆される。平成24年度に行う高グルコース培養系における細胞とナノ構造の相関関係のin vitroでの検索では,高グルコースによる培養が負の影響を及ぼすことが実験結果に示されており,更なる検索を行なっている。各種炎症惹起モデルを加えたin vitroでの検索は歯周病原細菌のPorphyromonas gingivalis LPSでの刺激によるインプラント周囲炎in vitroモデルを構築して検索している。当初の計画通り,研究計画においてはおおむね順調に進んでいるが,高グルコース培養系における検索について詳細な実験結果が多く,過去の糖尿病と歯周病の関連研究との相関性については,まだ詰め切れていない。計画通り,高グルコース培養系における細胞とナノ構造の相関関係のin vitroでの検索に加え,各種炎症惹起モデルを加えたin vitroでの検索と糖尿病モデルラットの生体内にナノ構造化インプラントを応用することによる組織反応を予定通り行う予定である。炎症惹起因子として,IL-1β, TNF-αなどの歯周病原性の炎症性サイトカインやPorphyromonas gingivalis, Aggregatibacter actinomycetemcomitansなどの歯周病原細菌を濃度を振り分けて行う。また,講座研究室内に糖尿病患者から採取した上記歯周病原細菌の臨床分離株を多数所有しており,標準株での炎症惹起実験での実験を終了後,その結果を対照に比較検討する。

ラット大腿骨に直径1.2mmのナノ構造化チタンインプラント体を埋入する予定であったが,ナノ構造化チタンインプラント体の作製,評価についてすこし困難であるので,現状の計画としては直径5mmのチタン板の埋入を計画している。埋入後、1、2、4週後屠殺し、固定・包埋後にCryofracture法によりインプラント体を除去する。埋入部位の切片を作製し、チタン金属と骨の界面および周囲新生骨の観察を光学顕微鏡にて行い、オッセオインテグレーションの評価を行う。また、埋入試料周囲組織よりTotal RNAを抽出し、cDNAを作製後、骨組織特異的な遺伝子について発現レベルをリアルタイムPCR解析によって行い、チタン金属周囲再生組織の骨分化の程度を評価する。実験群にはin vitro実験と同様,2型糖尿病モデルラット,対照群にはSprague-Dawley系ラットを使用する。病理組織学的検索はヘマトキシリン・エオジン染色,PAS染色,トルイジンブルー染色,マッソントリクローム染色,ワンギーソン染色,ならびにTypeI・IIIコラーゲンとマクロファージの免疫染色と酒石酸耐性酸性ホスファターゼ染色を行う。
生体・口腔内環境におけるチタンの水素吸収と寿命評価

本年度は、主にう蝕予防剤や歯磨剤を模擬したフッ化ナトリウム水溶液中において、チタンおよびチタン合金が吸収する水素の定量と破壊寿命評価を行った。水素吸収量および水素の存在状態は、四重極質量分析器を用いた昇温放出水素分析法で調べた。破壊寿命は定荷重試験で評価したが、実験の長期化を避けるため、実際の口腔環境を加速したもので行った。本研究により、酸性フッ化ナトリウム水溶液中におけるチタン合金の水素吸収量および水素吸収特性は、合金の構成相に大きく依存することが明らかになった。アルファチタン(純チタン)では、吸収した水素の多くは試料表面付近に水素化物を生成し、その水素化物がそれ以降の水素吸収を抑制した。一方、ベータチタン合金では多量の水素を吸収するが水素化物は生成せず、試料内部にまで水素は拡散した。アルファ-ベータチタン合金は、水素吸収量が多くなると水素化物の生成が確認された。チタン合金の構成相の違いで腐食特性の違いがあり、溶液中での破壊寿命はアルファ-ベータチタン合金が最も長く、破壊寿命や破壊機構はチタン合金の構成相に大きく依存することを明らかにした。チタン合金の長寿命化への一つの指針は、合金の構成相を制御することが有効であることが示唆される。また、ニッケル-チタン超弾性合金の水素の存在状態は水素吸収する環境条件によって著しく変化し、水素の存在状態が水素量と同様に機械的性質に大きく影響することも明らかになった。特に、昇温することで低温放出される水素が、ニッケル-チタン超弾性合金の材質劣化を引き起こしている可能性が高いことが示された。本研究では、インプラントや金属床などに使用されている生体用チタンおよびチタン合金が、生体・口腔内で破折する原因について、水素吸収による材質劣化の観点からチタンの寿命を評価した。寿命評価環境は、歯面塗布液や歯磨剤などにう蝕予防のため添加されているフッ化物の影響を考慮した環境で行なった。[アルファチタン(純チタン)]リン酸酸性フッ化ナトリウム(APF)水溶液(pH5.0)および中性フッ化ナトリウム(NaF)水溶液(pH6.5)中で、負荷応力下にある純チタンが水素脆化に関連した破壊を起こすことを明らかにした。負荷応力が高くなるにつれて破断時間は短くなった。負荷応力が同じ場合、破断寿命はNaF溶液中よりもAPF溶液中の方が短くなった。四重極質量分析器を用いた昇温水素放出分析から、純チタンがフッ素溶液中において、多量の水素を吸収することがわかった。水素放出ピーク温度は500°C付近にあり、吸収した水素が欠陥などに強くトラップされていることを示唆した。[ベータチタン]歯科矯正用ベータチタン合金がAPF水溶液中で遅れ破壊することを明らかにした。2.0%APF水溶液中で負荷応力600MPa以上の場合、ディンプルを有する延性破壊であるが、500MPa以下で脆性破壊へと破壊モードが遷移した。一方、0.2%APF水溶液中で負荷応力500MPa以下の場合、1000時間以内に破断しなかった。また、2.0%NaF溶液中の負荷応力下では、試料表面に孔食が確認されたが、1000時間以内に破断しなかった。X線回折から、2.0%APF溶液中で試料表面に腐食生成物としてNa_5Ti_3F_<14>が生成することが確認された。2.0%APF溶液中における無負荷24時間浸漬で4000mass ppm以上の水素吸収が認められた。本年度は、口腔内をシミュレートした環境中において試料に一定荷重を負符し、破断するまでの時間を測定することによって材料の寿命評価を行った。口腔内環境として歯面塗布液や歯磨剤の影響を考慮するため、酸性および中性のフッ化ナトリウム水溶液を用い、矯正歯科用線として広く使用されているニッケル-チタン超弾性合金を主に調べた。フッ化ナトリウム水溶液中(pH 5.0)において定荷重負荷されたNi-Ti超弾性合金は、水素を多量に吸収し遅れ破壊することが明らかになった。負荷応力がマルテンサイト変態開始応力以上になると水素吸収が促進され、破断するまでの時間が著しく短くなった。このことはマルテンサイト相の水素感受性が母相より高いことを示唆している。昇温による水素放出が400-500°Cの高温にあることから、水素が試料中に強くトラップされていると思われる。また、X線回折から、試料中に水素化物の生成も確認された。水素吸収量、破面観察などから酸性フッ化ナトリウム溶綾中におけるニッケル-チタン超弾性合金の遅れ破壊は水素脆化によるものと考えられる。一方、中性フッ化ナトリウム水溶液中においても、酸性フッ化ナトリウム水溶液と比較すると破断時間は長くなるが、ニッケル-チタン超弾性合金が遅れ破壊することがわかった。水素吸収量が少ないことや破壊形態などから、中性フッ化ナトリウム水溶液中における破壊機構は活性経路割れが支配的であると考えられた。また、中性フッ化ナトリウム水溶液中でも負荷応力がマルテンサイト変態開始応力以上になると、破断時間が短くなることからマルテンサイト相の腐食に対する感受性の高さが示された。