hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
精神障害者CBR(Community based Rehabilitation)地域モデルの形成に関する研究

特に大都市圏から隔絶し高度消費社会から疎外された郡部モデルは一定の対象規模即ち利用者の集積性を必要とし,本邦の小規模作業所レベルでは閉鎖空間になりやすく,むしろ米国のクラブハウスモデルに生活支援・自主活動支援・通所手段(移動)保障を必備し且つ臨地住民に対する開放的サービスを有することが期待された.本研究の成果は以下で報告する予定である.<2年目の作業進捗状況>1.本道内資源状況ならびに利用者状況調査集計結果の解析と考察,この一部は第9回日本精神障害者リハビリテーション学会に演題として報告した.また本研究過程で遭遇した研究倫理問題について第43回日本社会福祉学会に報告し,報文を「人間福祉研究」に寄稿した.2.モデル策定の準拠枠を得るため,法人施設を設置している地域で産業基盤の遷移が本道の状況と対比できる地域を再度検討・選択し地域調査と行政資料の追加収集を実施した(青森県弘前市並びに近郊,島根県松江市並びに斐川町,沖縄県那覇市並びに近郊,大阪府枚方市,京都府京都市)3.愛媛県南宇和町,新潟県上越市の先駆的なネットワーク形成について追加資料を収集した,4.2・3の作業で得られたデータを事例化し考察した.5.以上を総合して,英米の施設モデルと,その本邦への導入状況を勘案しCBRモデルを仮説的に構想した.
急性痛および慢性痛の疼痛機序解明と痛みの遺伝子治療を目指した基礎的研究

本研究課題では、急性痛と慢性痛のラット疼痛モデルを用いて疼痛発生時の脊髄での遺伝子発現の変化をとらえることにより、急性および慢性痛の疼痛メカニズムを明らかにし、将来的に痛みの治療に応用することを目指して研究を行った。本研究課題に関して我々が得た結果の主なものは以下の点である。まず、慢性疼痛下における急性疼痛刺激(フォルマリン刺激)がもたらす影響を検討し、痛覚過敏状態下での急性刺激ではFOSの減少と相関して疼痛行動が抑制され、脊髄後角におけるbrain-derived neurotrophic factor(BDNF)およびCGRPの発現が有意に低下していることを見出した。この結果もふまえ、BDNFに主に着目し急性痛と慢性痛モデルで詳しく検討を行った。BDNF遺伝子はエクソンIVの5つからなりスプライスバリアントmRNAが4種類生成される。急性痛のフロイントアジュバント炎症モデルでは、脊髄後根神経節(DRG)でのエクソンI, Vが著明に増加した。エクソンVはBDNF mRNAの合計を示しており末梢炎症性疼痛ではエクソンIがBDNF mRNAの増加に主に関与していることが考えられた。また、慢性痛のL5腰神経結紮モデルでは、L4DRGでは、エクソンVは結紮側で有意に増加し、エクソンIIVではエクソンIのみ増加した。L5DRGでは、エクソンVに有意な差はなかったが、エクソンIIVではIのみ結紮側が有意に増加した。BDNFは、末梢組織や神経の損傷時にDRGで産生され、一次ニューロンから脊髄後角への刺激伝達を修飾するといわれ、疼痛関連物質の中でも最も重要な物質の一つであると最近でも注目されている(Nature438:1017-21,2005)。我々の結果から、より効率的にBDNFの発現をコントロールすることで今後の痛みの治療に役立つ可能性があることを見出している。本研究課題では、急性痛だけでなく治療が困難なことが多い慢性痛に関し疼痛機序を分子生物学的手法を用いて遺伝子レベルから解明すると同時に、将来的には神経細胞に疼痛関連物質を遺伝子導入することにより痛みの遺伝子治療が可能かどうかを目指して研究を行っている。平成16年度に本研究課題に関して我々が得た結果の主なものは以下の点である。慢性疼痛すなわち痛覚過敏の状態における急性疼痛刺激がもたらす影響に着目し、坐骨神経部分結紮モデル(Chungのモデル)を作成した4週間後、痛覚過敏が認められた状態下で痛覚過敏側にフォルマリンを注射した。この疼痛動物モデルで、ラットの疼痛行動は第II相において著明に抑制され、痛覚過敏状態にもかかわらず急性の炎症刺激には反応が乏しいことがわかった。さらに、この条件下で疼痛伝達の指標の一つとされるFOSタンパクの脊髄後角での発現は抑制されることがわかった。この分子メカニズムを説明する手段として、神経成長栄養因子の一つであるBDNFを測定したところ脊髄での発現が増加していることがわかった。現時点では、この結果が意味していることは言及できないが、我々は一連の研究の中でBDNFのバリアントに関し新しい知見を見いだしており、さらに研究を重ねることで痛みの治療につながる分子および分子メカニズムを見いだすことができると考えている。これ以外に、神経因性疼痛モデル作成に関する工夫、脊髄および脊髄後根神経節組織摘出に関する工夫や疼痛関連遺伝子の抽出を行っており、より精度の高い疼痛研究が可能となっている。さらに、遺伝子治療に関連したプロジェクトも進んでいる。

本研究課題では、急性痛と慢性痛のラット疼痛モデルを用いて疼痛発生時の脊髄での遺伝子発現の変化をとらえることにより、急性および慢性痛の疼痛メカニズムを明らかにし、将来的に痛みの治療に応用することを目指して研究を行った。平成17年度に本研究課題に関して我々が得た結果の主なものは以下の点である。まず、慢性疼痛下における急性疼痛刺激(フォルマリン刺激)がもたらす影響を検討し、痛覚過敏状態下での急性刺激ではFOSの減少と相関して疼痛行動が抑制され、脊髄後角におけるbrain-derived neurotrophic factor(BDNF)およびCGRPの発現が有意に低下していることを見出した。この結果もふまえ、BDNFに主に着目し急性痛と慢性痛モデルで詳しく検討を行った。BDNF遺伝子はエクソンIVの5つからなりスプライスバリアントmRNAが4種類生成される。急性痛のフロイントアジュバント炎症モデルでは、脊髄後根神経節(DRG)でのエクソンI, Vが著明に増加した。エクソンVはBDNF mRNAの合計を示しており末梢炎症性疼痛ではエクソンIがBDNF mRNAの増加に主に関与していることが考えられた。また、慢性痛のL5腰神経結紮モデルでは、L4DRGでは、エクソンVは結紮側で有意に増加し、エクソンIIVではエクソンIのみ増加した。L5DRGでは、エクソンVに有意な差はなかったが、エクソンIIVではIのみ結紮側が有意に増加した。BDNFは、末梢組織や神経の損傷時にDRGで産生され、一次ニューロンから脊髄後角への刺激伝達を修飾するといわれ、疼痛関連物質の中でも最も重要な物質の一つであると最近でも注目されている(Nature 438 : 1017-21,20O5)。我々の結果から、より効率的にBDNFの発現をコントロールすることで今後の痛みの治療に役立つ可能性があるを見出している。
顎関節リウマチに対するCAD/CAE/CAM人工顎関節の緩衝機構の力学的検証

ヒト顔面頭蓋骨CTデータを画像処理し、三次元CADソフトで三次元ソリッドモデルを完成させた。2.有限要素モデルCADモデルを要素分割し、三次元有限要素モデルを作成した。3.材料定数それぞれの材料に対し、過去の報告をもとに弾性係数とポアソン比を設定した。4.拘束および荷重条件頭蓋骨の固定と、下顎の側方移動を制限するように拘束した。荷重は、後上方へ45°の角度で50Nを設定した。5.解析方法解析は線形静解析にて行った。評価は、von Misesの相当応力にて行った。結果骨について頬骨弓は側頭骨頬骨突起基部で荷重負担しており、ネジ止め部周囲は前方部ほど応力集中が顕著であった。下顎骨は反時計回りに僅かに回転し、ネジ止め部周囲は応力集中を認めた。人工顎関節についてFossa layerは後方部に応力集中を認めた。Disc layerではシャフトの前面で引張応力、後面で圧縮応力の集中を認めた。Condyle layerでは、内面のネジ穴周囲に応力の集中を認めた。ネジは骨との間隙部で応力集中が認められた。本解析における最大von Mises応力はCo-Crが218.4MPa(500MPa)、Titaniumが31.7MPa(825MPa)、高分子ポリエチレンが11.5MPa(20MPa)、骨が4.7MPa(68.4MPa)であった《()内は降伏応力》。このことから本解析における人工顎関節の設計は妥当であると考えられた。昨年の研究より、ネジ止め部分に応力の集中を認めたためデザインの一部変更を行ったが、ほぼ同様の結果であり今後更に改良を加えていく予定である。2.有限要素法モデルCADモデルを要素分割し、三次元有限要素モデルを作成した。本解析における最大von Mises応力はCo-Crが218.4MPa(500MPa)、Titaniumが31.7MPa(825MPa)、高分子ポリエチレンが11.5MPa(20MPa)、骨が4.7MPa(68.4Mpa)であった《()内は降伏応力》。このことから本解析における人工顎関節の設計は妥当であると考えられたが、ネジ止め部分に応力の集中を認めたため、今後若干のデザインの変更を行う予定である。
新生児低酸素性虚血性脳障害におけるアポトーシスによる神経細胞死

アポトーシスはプログラムされた生理的な細胞死である。近年このアポトーシスが虚血、興奮アミノ酸過剰などにより成熟脳においても誘導されることが示されてきた。新生児仮死(新生児低酸素性虚血性脳障害)においてアポトーシスによる細胞死がどのように関与しているのかを新生児低酸素性虚血性脳障害ラットモデルを用いて検討した。生後6日令のウイスター系ラットを用いて、片側総頚動脈を二重に結紮し切断した。2時間の回復時間をおき、8%酸素の低酸素負荷を2.5時間かけた。この低酸素負荷開始後3、6、12、24、72時間にラットを10%ホルマリン固定した。脳をパラフィンで包埋し、6ミクロンの薄切片を切り出した。HE染色を行い、形態的にアポトーシス及び脳障害の評価をした。またアポトーシスの指標となるDNAフラグメンテーションをTUNEL法(terminal deoxynucleotidyltransferase(TdT)-mediated dUTP-biotin nick end-labeling)により検出した。本法は、DNAフラグメンテーションにより新しくできた3′-OH DNA末端をTdTとDigoxigenin-nucleotideで標識し、Peroxidaseで発色させる手法を用いた。低酸素負荷開始後3、6時間には、HE染色では核濃縮がみられるが、TUNEL法では陽性細胞はみられなった。12時間後よりTUNEL法で総頚動脈結紮側に陽性細胞を認めるようになり、24時間では陽性細胞の数が増加し、さらに72時間後では陽性細胞を多数認めた。以上により、新生児低酸素性虚血性脳障害においてアポトーシスによる神経細胞死の関与が示唆され、その経時的変化も示された。
がん悪液質におけるサルコペニア発症機序の解明

がん悪液質はがん患者における死因の一つとして重要な症候群である。悪液質の特徴の中でも、過剰なエネルギー消費およびそれに導かれる骨格筋の消耗・萎縮(サルコペニア)はキーとなる病態であるが、その発症メカニズムの詳細はいまだ不明である。しかし近年動物モデルにおいて、サルコペニアが導かれる要因として脂肪組織が重要な役割を果たしている可能性が示唆されている。本研究ではがん悪液質の発症メカニズム解明のため、進行期がん患者における臨床的な特徴、特に体組成変化を検討することで、がん悪液質の重要な病態であるサルコペニアの発症機序の解明を目的とする。平成30年度は引き続き進行期がん患者で悪液質を生じた患者を被験者として、体組成解析を検証する研究を実施した。筋肉量と脂肪組織の量、また筋肉内の脂肪沈着の継時的変化の検証を行っている。またPET/CT撮影による褐色脂肪組織の評価法も提唱されており、ガイダンスとしても報告された。動物モデルでは悪液質と褐色脂肪組織との関連が示唆されており、PET/CTを撮影した被験者において悪液質と褐色脂肪組織との関連が評価可能か検討も行っている。また、まだ悪液質を生じていない治療中の進行期がん患者を被験者として、前向きに筋肉量および脂肪量の評価を行うコホート研究を行っている。登録時から3ヶ月、6ヶ月の時点での体組成解析を行い(インピーダンス法およびCTによる筋肉量・脂肪量の評価)、筋肉量および脂肪量の推移および握力の変化との相関関係の解析を行っている。平成27年度は、進行期がん患者で悪液質を生じた患者を被験者として、体組成解析の変化を検証する後ろ向き研究を実施した。筋肉量と脂肪組織の量の継時的変化、また筋肉内に脂肪が沈着することにより生存期間に影響を及ぼすという報告もあり、がん悪液質とこれらの関連性を調べるため、悪液質を生じたケース群および原発臓器、年齢、性別をマッチさせたコントロール群(悪液質を生じなかった群)を電子カルテ情報より抽出した。これらの群の継時的な体組成変化、およびそれに伴う臨床経過の解析を現在すすめている。平成28年度より、まだ悪液質を生じていない進行期がん患者を被験者とする前向き研究を開始する。体組成解析を継時的に行い悪液質の発症や進行の臨床経過を追うとともに、バイオマーカーの探索を行う。後ろ向き研究の対象となる被験者の、ケース群、コントロール群の選定に時間を要したため、データ解析の開始が遅れた。引き続きデータ解析をすすめるとともに、前向き研究を開始しバイオマーカーの探索も行っていく。平成28年度は、引き続き進行期がん患者で悪液質を生じた患者を被験者として、体組成解析を検証する研究を実施した。原発臓器、年齢、性別をマッチさせたコントロール群(悪液質を生じなかった群)と比較し、筋肉量と脂肪組織の量、また筋肉内の脂肪沈着の継時的変化の検証を行っている。また最近、PET/CT撮影による褐色脂肪組織の評価法が提唱され、ガイダンスとして発表された。動物モデルでは悪液質と褐色脂肪組織との関連が示唆されており、PET/CTを撮影した被験者において悪液質との関連が評価可能か検討を行っている。平成29年度は、まだ悪液質を生じていない進行期がん患者を被験者とする前向き研究において症例を集積し、体組成解析を継時的に行い悪液質の発症や進行の臨床経過を追うとともに、バイオマーカーの探索を行う。後ろ向き研究の対象の被験者の解析が遅れている。引き続きデータ解析をすすめ、前向き研究においてバイオマーカー探索の研究を行っていく。

平成29年度は、引き続き進行期がん患者で悪液質を生じた患者を被験者として、体組成解析を検証する研究を実施した。原発臓器、年齢、性別をマッチさせたコントロール群(悪液質を生じなかった群)と比較し、筋肉量と脂肪組織の量、また筋肉内の脂肪沈着の継時的変化の検証を行っている。またPET/CT撮影による褐色脂肪組織の評価法が提唱され、ガイダンスとして発表された。動物モデルでは悪液質と褐色脂肪組織との関連が示唆されており、PET/CTを撮影した被験者において悪液質との関連が評価可能か検討も引き続き行っている。研究の進捗が遅れており未使用の経費もあるため研究期間を1年延長とした。平成30年度は上記の解析をまとめるとともに、まだ悪液質を生じていない進行期がん患者を被験者として、悪液質を生じていない登録時から3ヶ月毎に体組成、基礎代謝量、バイオマーカーを測定するコホート研究の症例を集積し、悪液質の発症や進行との関連を継時的に解析する。臨床業務のために研究時間が十分に確保できず、悪液質を生じた患者を被験者としてCTまたはPET/CTによる経時的な体組成変化を解析する横断研究の解析が遅れている。がん悪液質はがん患者における死因の一つとして重要な症候群である。悪液質の特徴の中でも、過剰なエネルギー消費およびそれに導かれる骨格筋の消耗・萎縮(サルコペニア)はキーとなる病態であるが、その発症メカニズムの詳細はいまだ不明である。しかし近年動物モデルにおいて、サルコペニアが導かれる要因として脂肪組織が重要な役割を果たしている可能性が示唆されている。本研究ではがん悪液質の発症メカニズム解明のため、進行期がん患者における臨床的な特徴、特に体組成変化を検討することで、がん悪液質の重要な病態であるサルコペニアの発症機序の解明を目的とする。平成30年度は引き続き進行期がん患者で悪液質を生じた患者を被験者として、体組成解析を検証する研究を実施した。筋肉量と脂肪組織の量、また筋肉内の脂肪沈着の継時的変化の検証を行っている。またPET/CT撮影による褐色脂肪組織の評価法も提唱されており、ガイダンスとしても報告された。動物モデルでは悪液質と褐色脂肪組織との関連が示唆されており、PET/CTを撮影した被験者において悪液質と褐色脂肪組織との関連が評価可能か検討も行っている。また、まだ悪液質を生じていない治療中の進行期がん患者を被験者として、前向きに筋肉量および脂肪量の評価を行うコホート研究を行っている。登録時から3ヶ月、6ヶ月の時点での体組成解析を行い(インピーダンス法およびCTによる筋肉量・脂肪量の評価)、筋肉量および脂肪量の推移および握力の変化との相関関係の解析を行っている。引き続き後ろ向き研究のデータ解析を行い、進行期がん患者における悪液質の体組成解析の特徴を明らかにする。また前向きにコホート研究を実施し、がん悪液質におけるバイオマーカーの探索を行う。引き続き後ろ向き研究のデータ解析を行い、進行期がん患者における悪液質の体組成解析の特徴を検討し、特に脂肪組織との関連を明らかにする。前向きにコホート研究によって、がん悪液質におけるバイオマーカーの探索を行う予定である。悪液質を生じた患者を被験者とした、経時的な体組成変化を解析する横断研究のデータ解析を引き続き行う。
多元素フロー連関分析モデルの構築とそれを用いた環境技術及び施策の評価

次世代自動車の導入シナリオに基づいたアルミニウムのマテリアルフロー分析と、循環利用可能性の評価をおこなった。従来の自動車と異なる材料構成である次世代自動車の導入によって、素材サイクルの各フローの量と品位がどのように変化するかを分析し、それが循環利用に与える影響を多元素ピンチ解析によって示した。また、カスケードリサイクルを改善するための方策として検討されているスクラップの分別回収について、その循環利用促進への寄与を定量的に示した。分析では、International Energy AgencyのBLUE Map scenarioをもとに、米国、欧州、日本、中国を対象として2050年までのハイブリッド自動車と電気自動車の導入シナリオを設定した。さらに、スクラップからの合金種別の回収について、自動車スクラップを対象に実施するシナリオを設定した。それぞれのシナリオを対象としてマテリアルフロー分析に基づいた多元素ピンチ解析をおこなった結果、次世代自動車の導入によって2030年頃にアルミニウムを循環利用しにくい状況が生じることが示唆された。これは、他元素の許容濃度が高い鋳造品の使用量が少ない電気自動車の生産が拡大する一方で、鋳造品の使用量が多いガソリン自動車由来のスクラップが増加し続けていることが原因と考えられた。また、自動車スクラップからのアルミニウムの合金種別回収の実施は循環利用を促進することが示され、2030年で15%、2050年で25%程度の新地金消費量の削減に貢献すると推計された。本章でおこなった分析は、政策や技術開発が資源循環に中長期的に及ぼす影響について、素材循環の分析モデルを用いて定量的に評価した一例といえる。循環型社会の形成に向けて、本研究のように複数の国を対象とした素材循環の分析モデルに基づいて様々な方策の効果を評価することは、その実現に貢献すると考えられる。鉄鋼を対象としたマテリアルフロー分析を世界大でおこない,さらに2050年までの鉄鋼消費量、蓄積量の推計をおこなった。鉄鋼は他素材部品と組み合わせて製品を構成することも多く、社会における金属材料のフローを支配している素材といえる。そこで、世界全体で鉄鋼の需給バランスを検討し循環利用システムを検討するために約40カ国を対象として動的マテリアルフロー分析をおこない、2005年までの鉄鋼の使用状況の推計と2050年までの将来予測をおこなった。将来予測においては、GDPに加え、人口密度や都市化度といった指標によって,国ごとに固有の成長パターンを導出した。2005年における鉄鋼の蓄積量は、同年の消費量の15倍にあたる約130億トン(=人口1人あたり2.5トン)と推計された。このうち、消費量および使用年数が大きい土木、建築用途が6割、自動車が1割を占めた。また、消費量の8.4億トンに対し使用済み製品に含まれる鉄鋼は3.4億トンと推計された。鉄鋼の主要用途である土木、建築、自動車の3用途について将来予測をおこなったところ、2050年には蓄積量が約550億トン、消費量が約18億トンに達すると推計された。これらの成長は主に人口の大きいアジアによってもたらされ,南米やアフリカの影響は2050年の時点では小さかった。また、消費量の推移を用途別にみると、2025年頃を境に土木、建築から自動車へ産業が移行する様子が示された。これまでの研究で,主要金属である鉄鋼のフローについて、経済の成長に伴う産業の変化を反映して記述することができた。それにより、各産業での技術変化がマテリアルフローに及ぼす影響を評価することができる。また、今後鉄鋼以外の素材に関しても同様に記述することで、製品の素材代替やリサイクル時の分離回収の促進が各素材のマテリアルフローに及ぼす影響についても評価できると考えられる。
低出力衝撃波照射によるリンパ管再生の誘導とリンパ浮腫治療への応用

リンパ浮腫は外科的手術等のリンパ管の機械的な切断が原因として起こる後遺症であるが、根本的な治療法がないのが現状である。本研究では、リンパ管再生の誘導を治療戦略として、低出力衝撃波照射によるリンパ浮腫治療法の開発を目指した。研究成果として、リンパ浮腫に対する衝撃波照射によってリンパ管再生因子が誘導され、リンパ管が形成されることで、浮腫症状が軽減されることが分かった。以上より、本治療法の有用性と安全性が示された。二次性リンパ浮腫は外科手術等のリンパ管の機械的な切断が原因として起こる後遺症である。リンパ浮腫は患者のQOLを低下させるために社会問題となってきているが、現状では根本的な治療法はない。一方で、近年、リンパ管再生が可能であることが明らかにされてきた。さらに、リンパ管再生が血管再生と類似した過程を経ることや、低出力衝撃波治療による血管再生治療が有用であることが報告されている。こうした点を踏まえて、本研究ではリンパ管再生の誘導を治療戦略とした低出力衝撃波照射によるリンパ浮腫治療法の開発を目指す。21年度は、ウサギ耳リンパ浮腫モデルに対する低出力衝撃波治療の有効性および安全性を評価した。ウサギ(日本白色種)の耳の尖端に1%Evansblueを皮下注射して、Evans blueで標識されたリンパ管を顕微鏡下で耳の根部より結紮することで、耳リンパ浮腫モデルを作製した。次に、リンパ浮腫モデルに対して低出力衝撃波照射を行った。低出力衝撃波照射(0.09mJ/mm2、200 shots)は耳の根部を中心に行い、治療期間はモデル作製2週後から4週間(週3回)とした。なお、衝撃波治療を行わない非治療群を対照群とした。低出力衝撃波照射の効果は、耳の厚さを測定することで評価した。対照群と比較して、衝撃波照射によって耳の厚さはより薄くなっていくことが分かった。さらに、治療4週目には、衝撃波照射を行った耳の厚さは、対照群よりも有意に薄くなっていた(3.8±0.3mm vs. 4.5±0.2mm, P<0.05)。一方で、衝撃波照射に伴う副作用は認められなかった。以上の結果から、リンパ浮腫に対する低出力衝撃波治療の有効性および安全性が示唆された。リンパ浮腫は外科手術等のリンパ管の機械的な切断が原因として起こる後遺症であるが、現状では根本的な治療法はない。一方で、近年、リンパ管再生が可能であることが分かってきた。さらに、リンパ管再生が血管再生と類似した過程を経ることや、低出力衝撃波治療による血管再生治療が有用であることも報告されている。22年度は、ウサギ耳リンパ浮腫モデルに対する低出力衝撃波治療の効果について、組織学的ならびに生化学的解析にて検証した。ウサギ(日本白色種)を用いて、耳リンパ浮腫モデルを作製した。低出力衝撃波照射(0.09mJ/mm2、200shots)は耳の根部を中心に行い、モデル作製2週後から4週間(週3回)照射を行い、治療群とした。治療4週間後にウサギを犠牲死させ、組織学的および生化学的解析を行うために耳組織を採取した。はじめに、耳組織標本を用いたHE染色によって組織学的解析を行った。対照群と比較して、治療群では表皮の肥厚が抑制されており、真皮層への炎症性細胞の浸潤も減少していた。次に、耳組織のホモジネイトを作製後、Western blot法による生化学的解析を行った。その結果、リンパ管再生因子VEGF-Cの発現量が治療群で有意に上昇(P<0.05)していることが分かった。以上の結果から、リンパ浮腫に対する低出力衝撃波治療によって、組織学的にも浮腫症状が改善されていることが分かった。また、低出力衝撃波照射によって、リンパ管再生因子が誘導されることが明らかとなった。リンパ浮腫は外科手術等のリンパ管の機械的な切断が原因として起こる後遺症であるが、根本的な治療法がないのが現状である。その一方で、リンパ管が再生可能であることが分かってきた。こうした点を踏まえて、本研究ではリンパ管再生の誘導を治療戦略とした低出力衝撃波照射によるリンパ浮腫治療法の開発を目指した。23年度は引き続き、ウサギ耳リンパ浮腫モデルを用いて、低出力衝撃波治療による浮腫症状の改善効果について検証した。モデル作製2週後から4週間、低出力衝撃波照射(0.09 mJ/mm2、200 shots、週3回)を行った群を治療群とし、衝撃波照射を行わない非治療群を対照群とした。

治療4週間後のウサギ耳組織を用いて、生化学および組織学的解析を行った。耳組織のホモジネイトを作製後、Western blot法による解析を行った結果、リンパ管内皮細胞マーカーであるvascular endothelial growth factor receptor 3 (VEGFR3)の発現量が治療群で有意に上昇していることが分かった(P<0.05)。また、免疫染色を行った結果、VEGFR3陽性リンパ管数が有意に増加することも確認できた(P<0.05)。以上の結果から、リンパ浮腫に対する低出力衝撃波治療によって、リンパ管形成が促進されることが分かった。このことが、浮腫症状の改善に寄与していると考えられる。本研究成果によって、低出力衝撃波治療がリンパ浮腫に対する画期的な治療法になる可能性が示唆された。今後、臨床試験への移行が期待できる。
抗VEGF抗体による血管新生治療の確立

ヌードマウスに同所移植(胃癌細胞を胃など)すると何らかの血管新生因子の発現が亢進し、これが血管新生を高め、転移や増殖活性につながることが知られている。今回、Vascular endothelial growth factor(VEGF)が亢進するKKLS胃癌株とBasic fibroblast growthfactor(bFGF)が亢進するKM12sm大腸癌株(いずれも高率に肝転移を伴う)を対象に、それぞれの株に体し、抗VEGF抗体を同所移植後3週目より、100μgx2/w投与した。血管新生抑制能としての対照として、既に血管内皮細胞の増殖抑制による血管新生抑制能を報告したポリアミン阻害剤のDFMOを用いた。13週目にマウスをすべて屠殺し、転移の有無をみるとともに、抗VEGF抗体治療がなされたKKLSにおけるVEGF, bFGFの発現をmRNAレベルで解析した。その結果、13週目における肝転移の発生率は、対照群のDFMO投与群で、KKLS 3/10,KM12sm 2/10と同程度の抑制率であったが、抗VEGF抗体投与群では、VEGF依存性のKKLS 1/10に対し、KM12sm 7/10と大きな差が認められた。またVEGF抗体治療がなされたKKLS腫瘍のVEGF, bFGFのmRNAレベルに変化は認められなかった。以上より、抗VEGF抗体による治療は、VEGFの高発現の腫瘍を対象とすることが、重要と思われた。また本治療によりVEGF産生能に変化がないことから、長期間継続治療が可能であると考えられた。また、転移再発予防実験として、血管新生の亢進が起こり、その後に肝転移を起こす既報のモデルを用い、血管新生の亢進前と更新前に抗VEGF抗体を投与したところ、前に阻害した群で有意に肝転移を抑制することが判明した。以上より、抗VEGF抗体などの血管新生抑制剤は、VEGFが亢進する症例において、早い時期に継続治療することが最も効率的な投与になるものと考えられた。13週目にマウスを全て屠殺し、転移の有無をみるとともに、抗VEGF抗体治療がなされたKKLSにおけるVEGF, bFGFの発現をmRNAレベルで解析した。その結果、13週目における肝転移の発生率は、対照群のDFMO投与群で、KKLS3/10, KM12sm2/10と同程度の抑制率であったが、抗VEGF抗体投与群では、VEGF依存性のKKLS1/10に対し、KM12sm7/10と大きな差が認められた。以上より、抗VEGF抗体による治療は、VEGFの高発現の腫瘍を対象とすることが、効率的と思われた。

また本治療によりVEGF産生能に変化がないことから、長期間継続治療が可能であると考えられた。ヌードマウスに同所移植(胃癌細胞を胃など)すると何らかの血管新生因子の発現が亢進し、、これが血管新生を高め、転移や増殖活性につながることが知られている。今回、Vascular endothelial growth factor(VEGF)が亢進するKKLS胃癌株とBasic fibroblast growthfactor(bFGF)が亢進するKM12sm大腸癌株(いずれも高率に肝転移を伴う)を対象に、それぞれの株に体し、抗VEGF抗体を同所移植後3週目より、100μg x 2/w投与した。血管新生抑制能としての対照として、既に血管内皮細胞の増殖抑制による血管新生抑制能を報告したポリアミン阻害剤のDFMOを用いた。13週目にマウスをすべて屠殺し、転移の有無をみるとともに、抗VEGF抗体治療がなされたKKLSにおけるVEGF,bFGFの発現をmRNAレベルで解析した。その結果、13週目における肝転移の発生率は、対照群のDFMO投与群で、KKLS3/10,KM12sm 2/10と同程度の抑制率であったが、抗VEGF抗体投与群では、VEGF依存性のKKLS 1/10に対し、KM12sm 7/10と大きな差が認められた。またVEGF抗体治療がなされたKKLS腫瘍のVEGF,bFGFのmRNAレベルに変化は認められなかった。以上より、抗VEGF抗体による治療は、VEGFの高発現の腫瘍を対象とすることが、重要と思われた。また、転移再発予防実験として、血管新生の亢進が起こり、その後に肝転移を起こす既報のモデルを用い、血管新生の亢進前と更新前に抗VEGF抗体を投与したところ、前に阻害した群で有意に肝転移を抑制することが判明した。以上より、抗VEGF抗体などの血管新生抑制剤は、VEGFが亢進する症例において、早い時期に継続治療することが最も効率的な投与になるものと考えられた。
細胞増殖に関わるTOP mRNAの翻訳制御機構の解明

細胞は高ストレス下において、翻訳を抑制することで細胞増殖を停止させている。このとき翻訳を制御しているmTORC1は、基質蛋白質をリン酸化することで、結合因子との相互作用を変化させmRNAの翻訳を制御している。本研究では、mTORC1の基質蛋白質である4E-BP1とその結合因子eIF4Eの相互作用について、分子動力学シミュレーションを用いて、各リン酸化状態の構造変化を検証した。その結果、4E-BP1のpS65pT70において、4E-BP1のC末端tailの部分が大きく構造変化し、eIF4EのN末端、α-2 helixおよびβ-2 strandとの相互作用が阻害されることがわかった。細胞は、栄養欠乏状態や低酸素状態などのストレス条件下において、エネルギーの消費を抑えるため、5'TOP (Terminal OligoPyrimidine)motifを持つmRNA (TOP mRNA)の翻訳が制御されていることが知られている。TOP mRNAの配列は、リボソーム蛋白質や翻訳開始因子をコードするmRNAに多く見つかっており、細胞増殖を制御していることは明らかになっているが、その制御機構については未解明である。最近、LARP1という蛋白質がTOP mRNAに選択的に結合することが報告され、その制御機構の解明が期待されている。そこで本研究では、LARP1とTOP mRNAとの相互作用の構造学的解析により、TOP mRNAの機能活性化のメカニズムについて解明することを目的とする。LARP1とTOP mRNAの相互作用は、LARP1のリン酸化依存的であると考えられている。そこで、LARP1と同様にmTORC1にリン酸化される基質の一つである4E-BP1を用いて、リン酸化による構造変化をNMRにより捉えることを目指した。初めに、4E-BP1とその結合因子であるeIF4Eを、それぞれHis-GB1タグおよびGSTタグ融合体として調製し、複合体のリコンビナント蛋白質を精製することに成功した。次に、前述のサンプルを用いてin vitro phosphorylationを行いながらNMR測定を行ったところ、スペクトルの変化を経時的に捉えることができた。今後は、このスペクトル変化がリン酸化由来のものなのかを確認し、さらに本手法をLARP1のリン酸化に応用していく。本年度は、TOP mRNAとLARP1の構造学的解析を中心に行うことを予定していたが、LARP1のリン酸化がTOP mRNAの相互作用を変化させることを考慮し、リン酸化依存的な構造変化を捉えるNMR測定の開発に取り組んだ。LARP1と同様にmTORC1によりリン酸化される4E-BP1とその結合因子であるeIF4Eを用いて、サンプル調製およびNMR測定を行うことができた。4E-BP1はmTORC1の基質として広く知られていることから、今回の結果はリン酸化依存的な相互作用変換の構造基盤としてのモデルケースになると考えられる。今後は本技術をLARP1に応用することで、TOP mRNAとの結合定数や相互作用表面がLARP1のリン酸化によりどのように変化するのかを解析し、リン酸化依存的な相互作用変換について検証する。細胞は高ストレス下において、mRNAから新規蛋白質を合成する翻訳過程を抑制することで、細胞増殖を停止させている。このとき翻訳を制御しているのが、セリンスレオニンキナーゼであるmTORC1である。mTORC1は基質蛋白質をリン酸化することで、結合因子との相互作用を変化させ、機能的に関連のあるmRNAの翻訳効率を変化させる。mTORC1の基質のひとつに、RNA結合蛋白質LARP1がある。LARP1は、細胞増殖に関わるTOP mRNAと結合し翻訳を制御することで、細胞増殖を調節している。そこで本研究では、LARP1とTOP mRNAの相互作用について構造学的解析を行い、TOP mRNAの翻訳制御機構について解明することを目的とした。LARP1とTOP mRNAの相互作用は、mTORC1によるLARP1のリン酸化により制御されていることが示唆されている。そこでまず初めに、mTORC1のリン酸化により生じる蛋白質間相互作用の変化について検証することにした。本研究では、LARP1と同様にmTORC1によりリン酸化される蛋白質である4E-BP1と、その結合因子であるeIF4Eとの複合体をモデル分子として用いた。分子動力学シミュレーションを用いて、各リン酸化状態の4E-BP1/eIF4E複合体の構造変化を計算した。その結果、4E-BP1のpS65pT70は、S65からT70にかけての領域とそれに続くC末端tailの部分が大きく構造変化し、eIF4EのN末端、α-2 helixおよびβ-2 strandとの相互作用が阻害されていた。以上の結果は、以前の実験データと良い一致を示したことから、MD計算から得られたpS65、pT70およびpS65pT70の最終構造は、実際のリン酸化4E-BP1/eIF4E複合体の構造を反映していると考えられる。

今年度は、4E-BP1に用いたリン酸化依存的な構造変化を捉えるNMR測定のLARP1への応用を予定している。加えて、TOP mRNAの構造変化を捉えるNMR技術の開発にも着手する。これには19Fを用いたIn-cell NMR法をRNAに応用し、RNAの構造変化やRNA結合蛋白質との相互作用を試験管内および細胞内で検出することを目指す。具体的には、2'位がフルオロ化されている基質、2'-Fluoroヌクレオチドを用いてRNAを合成し、19F標識されたTOP mRNAを調製する。この19F標識TOP mRNAに対してLARPを滴定することで19F NMRのシグナル変化を捉え、LARP1とTOP mRNAの相互作用変化を解析する。さらに、この19F標識TOP mRNAをエレクトロポレーションにより細胞に導入し、細胞内でのTOP mRNAとLARP1の相互作用の検出を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。構造生物学28年度が最終年度であるため、記入しない。
大学一般教育の学習と高校における学習との相互連関に関する調査研究

本研究は、1.大学の一般教育の履修および学習実態とそれについての学習者の意識の解明2.高等学校における履修および学習実態と学習者の意識の解明3.大学の一般教育の学習と高等学校での学習がいかなる相互関連のもとに行われているかの解明の3点について、先行の調査研究のより詳しい分析と、新たに実施する調査を行うことによって、大学および高等学校の教育について今後望まれる改善点を明らかにすることを目的としたが、研究期間が当初予定していた3年から2年に短縮されたこと等もあって、上記調査研究項目のうち大学関係については、その調査を今回は見送ることにした。調査研究は、主として高等学校を中心に行い、大学については、一般教育の歴史的変遷を特に大学基準・大学設置基準の変遷という観点から明らかにするだけにとどめ、高等学校の学習指導要領の歴史的変遷の概観とあわせて、平成3年3月に中間報告書「大学一般教育および高等学校カリキュラムの歴史的変遷」を刊行し、研究の基礎資料を整えた。次いで、平成3年1月に全国の高等学校から無作為に1000校を抽出して各校の教育課程に関する調査を行い、836校の高等学校から回答を得た。また、平成3年9月11月には高等学校38校を抽出して生徒の学習観・進学観・就職観等の意識調査を実施した。これらの調査結果については、平成4年3月に最終報告書「大学一般教育の学習と高校における学習との相互連関に関する調査研究」にまとめ、刊行した。研究を進めていく基盤として、大学一般教育の歴史的変遷を特に大学基準・大学設置基準と変遷という観点から明らかにするとともに、高等学校カリキュラムに関しては学習指導要領の歴史的変遷について概観し、中間報告書「大学一般教育および高等学校カリキュラム歴史的変遷」としてまとめ、平成3年3月の刊行した。この報告書において、特に、大学一般教育の基準の変遷過程を明らかにすることで、「大学基準」の時代にみられる新制大学の理念とする一般教育の創出とその徹底化、それに対して昭和31年以降の「大学設置基準」の時代にみられる専門教育の創出移行に伴う一般教育後退傾向と大学の自由裁量化という流れが明確にされた。これと平行して、平成3年1月には高等学校の教育課程に関する調査を実施した。この調査は、全国から無作為に高等学校1000校を抽出し、現行の各学校の教育課程に関する全般的な質問項目および国語、数学、社会、理科、英語の教科別の質問項目からなる7種類の調査用紙を各学校に郵送し、回答・返送したいただくものであった。調査用紙の回収率は84.5%(3月10日現在)と大変高く、これらの学校についてデ-タの入力作業を行っているところである。さらに、高等学校生徒の学習観・進学観・就職観等を明らかにする目的で調査を計画し、準備を進めている段階である。平成3年度は、高校生の学習観、進学観、就職観等についての意識を各教科にわたって調べることを目的として、高校生に対するアンケ-トを実施した。調査用紙は、共通質問紙・社会科質問紙・数学質問紙・英語質問紙・理科質問紙の5つの質問紙から構成された。共通質問紙は、生徒の進学希望、大学についてのイメ-ジ、将来の職業の希望、進学希望者に対する進学希望理由および進学して勉強したい内容、について尋ねるものであり、また、各教科質問紙は生徒の学習観を中心として、各教科独自の質問項目であった。調査は平成3年9月から11月にかけて行われ、調査対象は、公立22校、国立7校、私立9校の計38校から選ばれた高等学校2年生3321名であった。分析は、各質問紙ごとに行った。また、平成2年度に実施した高等学校カリキュラム調査の結果についてもデ-タの集計・分析を行い、上記の高校生調査とあわせて、平成4年3月に研究成果報告書として刊行した。
ゲノム科学等の先端技術を活用したノリのプロトプラスト作成法の再興と簡便化

ノリ養殖は,近年の海水温上昇等によって深刻な打撃を受けている為,環境変化への即応手法である迅速種苗技術や,耐性新品種の迅速作出法の開発が急務である。迅速種苗化や新品種作出には,細胞壁の無いプロトプラストを利用することが有効であるが、秘伝のようなノリのプロトプラスト作成技術の為に実用性が低く,プロトプラストの有効性を十分に活用できていなかった。そこで本研究では,ゲノム科学等の先端技術を活用した,ノリのプロトプラスト作成技術の再興と簡便化に取り組むこととした。さらに,ノリのプロトプラストの高度利用を促進する目的で,利用価値の高い胞子体世代のプロトプラスト作成にも新たに取り組むこととした。
社会的不利益のサイクルに関する研究

貧困概念の歴史的変化を検討した後、物質的な貧困が見えなく(invisible)になっている現代では「社会的不利益」を貧困と見る今日的考え方が導きだされた経過を跡付ける作業をおこなった。ついで、社会的階層の再生産理論について、ブルデューを始めとする欧米の先行研究を概観した。そして現代社会における貧困の再生産現象を検討し、今日新しい身分としての「貧困階層」がむしろ固定しつつある傾向を指摘した。養護施設入所を現代的貧困のひとつの現れとすえる考えに基づいて、養護施設経験者の児童が養護に欠ける状態に陥り、養護施設に入所する実態やその要因を明らかにしようとした。最後に養護施設入所のサイクルについて調査を行い、その結果を分析した。内容としては養護施設入所のサイクルはだいたい4,5パーセントの頻度で出現し、母親が養護施設経験者の方が児童が再び養護施設に入所する比率が高いこともわかった。これは集団養護の形態は女児を養育するには見直す必要がある形態であることを示している。しかし、養護施設現場ではこの問題に関する意識はまだ低いことなどがわかった。まず、現代的貧困の捉え方について、それが社会的不利益の姿で現れる理論的問題について検討した。そして、社会的不利益のサイクルがいわゆる文化の再生産につながるとの観点で、文化の再生産に関する先行研究を概観した。次に、現代的貧困の一形態としての、養護施設入所のサイクル現象について、簡単な予備調査を行ない、その結果を考察し、本格的な調査に備えることができた。また、養護施設入所のサイクルを断ち切るため、積極的な取り組みをしている複数の養護施設について、その努力の内容を聞き取り調査を行ない、努力の内容や効果について分析をした。そして、予備調査の結果について、平成7年11,12日、千葉淑徳大学において開催された日本社会福祉学会題43回大会において、発表し、問題提起を行なった。この問題に提起に対して一定の反響があった。現代的貧困は社会的不利益として発現しているのであるが、その意味において集団的児童養護もひとつの現代的貧困の発現形態である。そのような視点に立って養護施設に在籍する児童について検討した。具体的には本年度の研究実施計画にもとづいて、下記の研究を進めた。(1)養護施設職員およびアフタ-ケア機関などの児童養護にかかわる人々と意見交換を活発に行なった。(2)乳児院、養護施設経験者を親にもつ養護施設在籍児童についての個別調査を、現場におもむいて行なった。(3)平成7年度に実施した養護施設におけサイクル現象に関する予備的調査の集計および分析を行い、簡単にまとめた。(4)これまでの研究経過および内容をまとめた論文は、本学紀要に採用され、目下製版中である。貧困概念の歴史的変化を検討した後、物質的な貧困が見えなく(invisible)なっている現代では「社会的不利益」を貧困と見る今日的考え方が導きだされた経過を跡付ける作業を行った。養護施設入所を現代的貧困のひとつの現れとする考え方に基づいて、養護施設経験者の児童が養護に欠ける状態に陥り、養護施設に入所する実態やその要因を明らかにしようとした。これは集団養護の形態は女児を養育するには見直す必要のある形態であることを示している。
ダイヤモンドを用いた高感度紫外線センシング法の構築

本研究の目的は、4.4eV以上の深紫外線を極めて高効率・高感度にセンシングする材料としてダイヤモンドを提案するとともに、従来にない新しい深紫外線のフォトセンシング法を確立することにあった。ショットキーダイオード(SBD)型および金属/ダイヤモンド/金属(MSM)構造型の紫外線センサーデバイスを作製した.SBD型フォトダイオードにおいては、従来になかった極めて熱安定なカーバイドおよびナイトライド整流性電極の開発に成功することによって、高感度且つ極めて熱安定性に優れる深紫外線フォトダイオードの開発に世界で初めて成功した。以上の3年間の研究成果は以下の通りまとめられる。(1)高品質なダイヤモンド半導体のエピタキシャル単結晶層と耐熱性に優れる高融点金属カーバイド電極から構成されるSBD型フォトダイオードを開発した。このSBDフォトダイオードは紫外線/可視光ブラインド比6桁、550°Cで3時間の熱処理を行っても受光感度性能を保持できる極めて優れた熱安定性を持つことがわかった。太陽光の存在する日中においても波長190260nmの深紫外線のみを検知し、極めて熱安定で低電圧駆動する「太陽光ブラインド型紫外線センサー」の開発に初めて成功した。(2)高品質なダイヤモンド半導体のエピタキシャル単結晶層と耐熱性に優れる高融点金属ナイトライド電極から構成されるSBD型フォトダイオードを開発した。このSBDフォトダイオードは、紫外/可視光ブラインド比約6桁の性能および500°Cの熱安定性を維持しながら、応答速度0.3秒以下の優れた高速応答性を示すことがわかった。(3)センサーに応用するために、ワイヤボンディングを含め窒素封入ハーメチックパッケージングを施した実用化デバイスを試作した。(株)アンテックの研究協力により、ダイヤモンド紫外線センサーを用いた火災検知システムの開発に世界で初めて成功した。本研究の目的は,4.4eV以上の遠紫外線を極めて高効率・高感度にセンシングする材料としてダイヤモンド(Eg=5.5eV)を提案するとともに,従来にない新しい深紫外線のフォトセンシング法を確立することにあった。本年度は,ボロンドープホモエピタキシャルダイヤモンド薄膜を成長させ,金属/ダイヤモンド/金属(MSM)構造から成るフォトセンシングデバイス構造を作製し,光応答特性を測定した。同時に将来のダイヤモンドpn接合を用いたフォトセンシングデバイスの性能を予測するための第一段階として,pn接合のキャリア濃度及びドーパント濃度分布を計算することによって,pn接合の特徴を把握した。この結果,以下の結論を得た。(1)量子効率約30%および受光感度比(可視光ブラインド比)約3桁を持つ金属/ダイヤモンド/金属(MSM)型の紫外光センサーデバイス開発に成功した。同時に,試作したMSM紫外光センサーデバイスを用いて,220nm紫外光の連続照射時における暗電流比7ケタ倍の巨大光伝導効果を発見した。また,水素化されたダイヤモンド表面を受光面に用いた場合には,時定数の長い永続的光伝導特性も観測され,今後この減少の発現機構を調べることによって,更に量子効率の向上をはかる必要性が示唆された。(2)ダイヤモンドpn接合における強いディープドーパント効果を初めて理論的に指摘し,ダイヤモンド電子デバイス設計の基礎を構築した。また,n型ダイヤモンドにおけるキャリア補償とディープドーパント効果を理論的に解析することによって,高品質n型ダイヤモンド結晶を得るための材料設計指針を初めて提言した。本研究の目的は、4.4eV以上の遠紫外線を極めて高効率・高感度にセンシングする材料としてダイヤモンド(Eg=5.5eV)を提案するとともに、従来にない新しい深紫外線のフォトセンシング法を確立することにあった。

2年目の本年度は、引き続きボロンドープホモエピタキシャルダイヤモンド薄膜を成長させ、金属/ダイヤモンド/金属(MSM)構造および新たにショットキー接合型構造から成るフォトセンシングデバイス構造を作製し、電気特性および光応答特性を測定した。同時に将来のダイヤモンドpn接合を用いたフォトセンシングデバイスの性能を予測するための第二段階として、n型ダイヤモンド/III族窒化物半導体のヘテロ接合におけるキャリア濃度及びドーパント濃度分布を計算することによって、電子発現機構を予測した。この結果,以下の結論を得た。(1)紫外/可視光ブラインド比約6桁、暗電流10fA(フェムトアンペア)以下、および整流比8桁の良好な性能を持ち、しかも500°C,5時間の熱処理後でも安定に動作するダイヤモンドを用いたショットキー性接合構造を持つ紫外光センサーの開発に成功した。これらの成果は、2件特許出願された。(2)紫外/可視光ブラインド比約6桁および利得(ゲイン)5桁を持つ金属/ダイヤモンド/金属(MSM)型のダイヤモンド紫外光センサーの開発に成功した。これらは2件の特許として出願された。理論的に解析することによって、ダイヤモンド/窒化物半導体(AlN,BN)ヘテロ接合構造によって電子濃度を制御できる可能性を初めて提唱し、ダイヤモンド光・電子デバイス設計の突破口を開いた。本研究の目的は,4.4eV以上の遠紫外線を極めて高効率・高感度にセンシングする材料としてダイヤモンド(Eg=5.5eV)を提案するとともに,従来にない新しい深紫外線のフォトセンシング法を確立することにあった.最終年度は、これまで開発してきたWC基カーバイド金属をショットキー性電極およびオーム性電極に用いたショットキー型のフォトダイオードの性能を更に高めるとともに、ハーメチックシールを施した実用にむけた素子構造を作製するとともに、火炎センシングシステムの構築を行った。以下に主な成果をまとめる。(1)昨年までに開発した紫外/可視光ブラインド比約6桁の性能を維持しながら、応答速度0.3秒以下に性能を向上させた太陽光ブラインド紫外光センサーの開発に成功した.これらの成果は3件の特許として出願された。(2)これまでに開発したカーバイド電極に加えて、窒化物金属からなる電極を用いて高効率なショットキー型ダイヤモンドセンサーを開発した。これらの成果は2件の特許として出願された。(3)実際の火災報知器用センサーに応用するために、ワイヤボンディングを含め窒素封入ハーメチックパッケージングを施した実用化デバイスを試作した。(4)(株)アンテックとの共同研究により、ダイヤモンド紫外線センサーを用いた火災検知システムの開発に世界で初めて成功した。火災検知システムは、センサー部で検出した火災情報を赤外線通信によって迅速に警報部に送り、警報音や警報ランプを発するシステム構成となっている。
平歯車の歯面間に形成される潤滑油油膜厚さの研究

サファイア板をラック歯面に見立てて実際の歯車と接触させて、歯車とラックのかみあいにおける弾性流体潤滑油膜を光干渉法により観察した。その結果、次の結論を得た。1歯車歯面上の弾性流体潤滑油膜にも中央部油膜厚さが一定になること、出口域に最小油膜厚さが存在することなどの弾性流体潤滑の特徴を確認することができた。2低速で歯車がかみあう場合には、中央部油膜厚さと最小油膜厚さの測定値は理論値とほぼ一致することが認められ、従来の歯車歯面の油膜厚さ計算法で十分正確な油膜厚さが求まることがわかった。3歯車の回転数が増すと、歯先において最小油膜厚さと中央部油膜厚さの測定値はともに理論値よりも小さな値となること、また荷重の増加にともないその傾向は強くなり測定値と理論値との比率が減少することが認められた。4ピッチ点においては、油膜厚さ測定値と理論値は歯車の回転数が増加しても一致した。4潤滑油温度が高くなると、油膜厚さ測定値と理論値との差は減少した。6アイリング粘性を考慮して、せん断発熱による温度上昇の近似計算を行って、最小油膜厚さ測定値とDowson-Hamrockの式による理論値の比と温度上昇との関係を調べると、両者には高い相関が認められ、油温上昇を計算すれば歯面における最小油膜厚さを推定できることがわかった。平成6年度は理論解析によってかみあい歯面の滑りに基づく油温上昇と非ニュートン流粘性理論の影響を考慮して歯先より歯元に亘ってのかみ合い位置が移動した場合の油膜厚さを計算した。また一方で本科研費の交付金によって試作した平歯車潤滑油膜厚さ測定装置を使用して油膜厚さを実測した。本装置の特徴は滑らかな歯面(鏡面仕上げ)とサファイア平板(ラック歯面に相当)との間の油膜厚さを光干渉法によって測定することにある。このために歯先より歯元に順次かみ合い点が移動しても、顕微鏡で観察される干渉図形のあらわれる位置を動かさないことが必要であり、装置の設計の要点は、歯車の中心を動かすことによって、かみ合い線上をかみ合い点が移動する距離だけ逆に引き戻して、干渉図形が顕微鏡の定位置にくるような機構にした。また歯先より歯元に向かってかみ合い線上の移動速度が等速度になるように歯車の中心をカムによって動かす機構を採用した。したがって平歯車とラックのかみ合が再現されている。現在まで定速度における実験を行ったが、かなり精度高く油膜厚さが測定できることが判った。これらの実験結果を先に述べた理論回析の結果と比較してほぼ一致し、妥当な結果が得られている。さらに今後速度、潤滑油の種類を広範囲に亘って実験を行いたい。つぎに小型振動発生機によって円筒や球を振動させて、いわゆるスキーズ作用が油膜形成にどのような影響を与えるかを予備実験によって確かめた。平成6年度にこれらの装置を完成させたので、7年度にこれらの装置を使用して、各種の潤滑油について広く実験を展開し、また測定精度を高めたい。サファイア板をラック歯面に見立てて実際の歯車接触させて、歯車とラックのかみあいにおける弾性流体潤滑油膜を光干渉法により観察した。本年度は歯面荷重、歯車の回転速度を増加させて実験を行った。潤滑油にはパラフィン系鉱油を主に使用し、試験歯車には標準歯車と転位歯車の2種類を用いてピッチ点と歯先の油膜厚さを測定した。1歯車の回転数が増すと、歯先において最小油膜厚さと中央部油膜厚さの測定地はもとにDowson-Hamrockの式による理論値よりも小さな値となること、また荷重の増加にもとないその傾向は強くなり測定値と理論値との比率が減少することが認められた。2ピッチ点においては、油膜厚さ測定値と理論値は歯車の回転数が増加しても一致した。これはピッチ点では転がり接触となって滑りの影響を受けないためと考えられる。

3潤滑油温度が高くなると、油膜厚さ測定値と理論値との差は減少した。4アイリング粘性を考慮し、せん断発熱による温度上昇の近似計算を行って、最小油膜厚さ測定値とDowson-Hamrockの式による理論値の比と温度上昇との関係を調べると、両者には高い相関が認められ、油温上昇を計算すれば歯面における最小油膜厚さを推定できることがわかった。