hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カルボカチオン反応に関する特異的溶媒効果の展開と応用

(1)カルボカチオンの発生過程の特異的溶媒効果に関する研究ソルボリシスの速度を支配する溶媒極性効果は、GrunwaldとWinsteinによる直線自由エネルギー関係則として整理されてきた。しかし、本研究では、嵩高い炭化水素基をもつ基質が、エタノール・水系に代表される一般的な水性有機溶媒中で異常に遅い速度と曲線関係を与えることを見つけ、その原因が溶媒の疎水性効果にあることを指摘した。(2)カルボカチオンの反応過程の特異的溶媒効果と応用に関する研究かご形橋頭化合物から生じる橋頭カチオンから他の橋頭位のプロトンが脱離して、プロペラン型生成物が生じる脱離反応の最初の例を見つけた。この反応は溶媒の塩基性の影響を顕著に受け、酸性溶媒中では起こりにくく、しかもいわゆるケトカチオンに特有であることが明らかにされた。(3)炭素-炭素結合のイオン解離における特異的溶媒効果に関する研究安定な炭化水素アニオン種t-BuC_<60>^-と置換シクロプロペニリウムイオン類R^+から一連のフラーレン誘導体t-BuC_<60>Rを新規に合成した。これらの炭化水素はTHF溶媒中、少量のDMSOの添加によりイオン解離してt-BuC_<60>^-を発生しDMSO分子のルイス塩基的な特殊溶媒和がイオン解離を促進していることを明らかにした。(4)炭化水素アニオンの安定性に対する特異的溶媒効果に関する研究シクロペンタジエニドイオンの安定性が、アルキル置換基や縮合芳香環を導入すると気相中では増大するのに対し、液相中では減少する傾向を見い出した。両相中の安定性から、溶液中でシクロペンタジエニドイオンが溶媒分子から受ける溶媒和安定化効果を初めて定量的に評価し、この効果に対するアルキル置換基や縮合芳香環の抑制効果を定量化した。1. 2-アリール-2-クロロ-4,4-ジメチルペンタンのソルポリシスを12種類のベンゼン環置換基について行い,ハメット・ブラウン則を検討した。その結果,この系はクミル系とは異なり,溶媒の求核関与に対して背面が効果的に遮蔽されているが,ハメット・ブラウンプロットは良好な直線関係を示した。従って,従来のブラウンのσ^+値が溶媒の求核関与とは関係なく用いられることが示された。2.極度に混雑した非環状第三級塩化アルキルおよび1-ブロモ-3,5,7-トリイソプロピルアダマンタンのソルボリシスに対するGrunwald-Winsteinプロットを調べた結果,EtOH,MeOH,TFE,TFE-EtOHなどの非水溶媒系は直線を示すが,EtOH-水,MeOH-水などの含水系は下に凸の別々の曲線を与えることを見いだした。この結果は,アルキル置換基による疎水性効果のために,第一溶媒和圏のアルコールの割合が増大し,そのために低イオン化能雰囲気が作られるためと解釈される。混雑した第二級アルキルメシラート類についても同様な顕著な傾向が認められた。3.極性溶媒中で炭素一炭素シグマ結合がイオン解離する炭化水素を合成し,THF/DMSO中での解離を溶媒比を変えて測定した。その結果,DMSOの割合が5%程度までは解離度は急激に増大するが,それ以上の領域ではその増大は緩やかになることを見いだした。この混合溶媒系の誘電率は,DMSOが低濃度の場合に異常な変化を示すことはなく,ほぼ加成性が成立することから,DMSOとカチオン側の分子レベルでの特異的な溶媒和効果がイオン化を促進していることが結論された。1. 1-ブロモアダマンタンの他の橋頭位にi-プロピル基を順次導入した化合物のソルボリシス速度を測定した。

その結果,エタノールやエタノール・トリフルオロエタノール混合溶媒中など非含水溶媒中ではi-プロピル基の数と速度の対数との間に加成性が成立したが,70%エタノール中では(i-Pr)_0<(i-Pr)_1>(i-Pr)_2>(i-Pr)_3となった。スペイン物理化学研究所との共同研究で測定された対応するカチオンの気相安定性は,逆にi-プロピル基の数とともに増大し,理論計算によっても支持された。含水溶媒中の特異な溶媒効果は主に疎水性相互作用によると解釈される。n-プロピル基でも同様な結果が得られた。2.新たに合成したイオン解離性炭化水素を用いて,炭化水素のC-C結合解離によるパイ共役イオン対生成の精密な反応速度測定を行った。解離の自由エネルギー変化は数kcal/molと小さいにもかかわらず,大きな活性化障壁(19kcal/mol)を持つことが明らかとなり,結合がかなり伸びた時点でσ結合を形成する電子対がイオン対的電子配置に変化することが示された。また,負の大きな活性化エントロピーが観測されたことから,遷移状態において溶媒和が顕著となることが示唆された。3.溶液中のカルボカチオンに対する溶媒分子の溶媒和能を,溶液断片化質量分析法によるトロピリウムイオン(Tr+)に対する溶媒和クラスターの生成能の比から定量的に評価した。その序例とは比はMeOH<EtOH<n-PrOH1.0:3.2:11となり,溶媒分子のアルキル基が長くTr+との疎水性相互作用の強いものほど溶媒和しやすい傾向を示し,理論計算によるTr+と溶媒分子の相互作用の強さの序列とも合致しており,Tr+に対する溶媒分子の反応性にも反映している。
デングウイルス耐性の組換え蚊を用いたアルボウイルス分子生物学的制御

蚊によって媒介されるデング熱の制圧に取り組むための新しいアプローチとして、病原体を媒介できない組換え蚊の作製とその応用が世界中で検討されている。蚊の中腸は、ウイルス増殖の第一関門である。ウイルス感受性蚊の中腸には、感染初期の中心的役割を担っているタンパク分子があると考えられる。しかし、その詳細は、ほとんど明らかでない。1.ヒトスジシマカAedes albopictusを用いた組換え蚊の作製(1)マリナートランスポゾンとヘルパーDNAを蚊卵にインジェクションして、GFP蛍光を持つ幼虫及び蛹を得た。(2)インジェクションした卵の孵化率は、同種の蚊幼虫を水と一緒に加えると上昇した。2.人工的にウイルス液を雌蚊に吸液させる方法(1)雌蚊群に雄蚊を同居させると、雌蚊のウイルス吸液率が高くなった。3.ウイルス感染蚊の中腸に発現したタンパクのプロテオーム解析(1)ヒトスジシマカ成虫の大きさと栄養状態に関連づけながら、蚊の申腸ホモジネートを2次元電気泳動・銀染色像を分析した。その結果、雌雄間、体の大小、そして糖のみあるいは水のみを摂取した蚊間で、明らかなタンパクのスポット像の違いが観察された。また、ウイルス感染血液を吸液した雌蚊中腸のタンパクスポット像を比較した。ウイルス感染蚊の中腸には、未感染あるいは糖摂食の雌蚊中腸では認められない複数タンパクが誘導・増強された。(2)免疫学的手法によるプロテオーム解析:誘導・増強された複数タンパクの特性を明らかにするために、ウイルスおよび蚊中腸に対するポリクローナル抗体、およびデングウイルス抗体に対するポリクローナル・イディオタイプ抗体を作製した。これら抗体と2次元電気泳動像のウエスタンブロット解析を行い、複数の特異的タンパクスポットを得た。これら特異タンパクを今後さらに解析する必要が生じた。アルボウィルスの中でデングウイルスによる感染症は、世界規模で人類の発展に影響を与えている。この問題に取り組むための新しいアプローチとして、アルボウィルス耐性の組換え蚊の遺伝子工学的作製とその応用を検討している。そのためには、推定される標的抗原を同定することが必要である。蚊の胃には、デングウィルスの増殖的感染がそこで生じる場合は、ウイルスが越えなければならない関門がある。宿主/ウイルス相互作用に関する中心的役割を蚊の胃が担っているにもかかわらず、媒介蚊のタンパク組成はほとんど知られていない。デングウィルス媒介を阻止または干渉する候補分子同定のため、ヒトスジシマカAedes albopictus成虫の大きさと栄養状態に関連づけながら、蚊の後胃ホモジネートをSDSゲル電気泳動して、その銀染色像を分析した。その結果、雌雄間、体の大小、そして糖のみあるいは水のみを摂取した蚊間で、明らかなタンパク像の違いが見いだされた。すなわち、糖摂食の大きい雌蚊の胃には、水のみ摂食の小さい雄蚊より多くの異なるタンパクが認められた。また第2実験として、ウイルスに感染した血液によって、タンパクが胃で新たに誘導あるいは増強されるか否かを調べるため、人血液のみ、ウイルス(デングウィルス2型タイ株あるいはウエストナイルウイルスニューヨーク株)感染の人血液、あるいは糖のみを吸った蚊の胃タンパク像を比較した。ウイルス感染血液を吸った蚊の胃には、未感染血液あるいは糖摂食の雌蚊では認められない複数タンパクが誘導・増強された。一方、ウイルス受容体であるヒトスジシマカ生体の遺伝子マーキングによる遺伝子組換え体作製を進めており、GFPを発現した蛹の解析を行っている。今後の計画として、ウイルス受容性に関連して、蚊の胃で発現された特異タンパクの役割を決定するために、ウイルス感染血液を吸った雌蚊の胃に認められる特異タンパクを主として、免疫学的分析を予定している。
超臨界二酸化炭素を含む自然混合流体を用いた給熱システムの実用化

本研究は二酸化炭素(CO2)の臨界点近傍でCO2とジエチルカーボネート(DEC)とを混合させたときに現れる大きな発熱に着目し,この熱効果を利用した環境対応型の給熱システムの実用化を目的として着手したものである.本研究は大きく分けて次の(1),(2)から構成されており,いかにその成果を示す.(1)現有の給熱システムの試料供給部の改良,ならびに高流量の流体に対しても恒常的に混合熱を回収可能な給熱システムの製作本システムの安定稼働を目的として,試料供給部に吐き出し空気量の大きなコンプレッサーを導入した.新規コンプレッサー導入後に混合熱回収実験を行った.その結果,最大回収熱量およびCOP(成績係数)ともにこれまでのシステムにおける結果と比較して上昇し,流体の高流量における給熱システムの安定稼働が可能となった.(2)CO2+環境負荷低減物質系の混合熱の測定CO2と組み合わせる流体としてDEC以外に大きな熱効果が得られるかどうかの検索を,混合熱の測定を通して行った.今回はMTBEならびにγ-ブチルラクトンに着目し,CO2+MTBE,+γ-ブチルラクトン系の混合熱の測定を行った.その結果,2系の発熱の最大値は約7.8または8.0 kJ mol-1であり,CO2+DEC系の発熱の最大値約9 kJ mol-1に比較してやや小さい値となった.しかし,既往のCO2+溶剤系の最大値約5 kJ mol-1に比較して約1.6倍に達しており,溶剤検索の有用な成果であると考えられる.本研究は二酸化炭素(CO2)の臨界点近傍でCO2とジエチルカーボネート(DEC)とを混合させたときに現れる大きな発熱に着目し,この熱効果を利用した環境対応型の給熱システムの実用化を目的として着手したものである.本研究は大きく分けて次の(1),(2)から構成されており,いかにその成果を示す.(1)現有の給熱システムの試料供給部の改良,ならびに高流量の流体に対しても恒常的に混合熱を回収可能な給熱システムの製作本システムの安定稼働を目的として,試料供給部に吐き出し空気量の大きなコンプレッサーを導入した.新規コンプレッサー導入後に混合熱回収実験を行った.その結果,最大回収熱量およびCOP(成績係数)ともにこれまでのシステムにおける結果と比較して上昇し,流体の高流量における給熱システムの安定稼働が可能となった.(2)CO2+環境負荷低減物質系の混合熱の測定CO2と組み合わせる流体としてDEC以外に大きな熱効果が得られるかどうかの検索を,混合熱の測定を通して行った.今回はMTBEならびにγ-ブチルラクトンに着目し,CO2+MTBE,+γ-ブチルラクトン系の混合熱の測定を行った.その結果,2系の発熱の最大値は約7.8または8.0 kJ mol-1であり,CO2+DEC系の発熱の最大値約9 kJ mol-1に比較してやや小さい値となった.しかし,既往のCO2+溶剤系の最大値約5 kJ mol-1に比較して約1.6倍に達しており,溶剤検索の有用な成果であると考えられる.本研究は二酸化炭素(CO_2)の臨界点近傍でCO_2とジエチルカーボネート(DEC)とを混合させたときに現れる大きな発熱に着目し,この熱効果を利用した環境対応型の給熱システムの実用化を目的として着手したものである.本年度は,これまでの基盤研究においてに設計した流体のサイクルシステムのさらなる検討に加え,CO_2に組み合わせる溶剤の検索とシステムの完成を目的として次の諸項を行った.1.昨年度までの基盤研究から,流体の総流量を0.3mol/minから0.4mol/minに増加させた場合,熱回収率が上昇した結果を踏まえて,総流量を0.51mol/minとした場合の熱回収実験を行った。その結果,最大回収熱量は3401J/mol,最大COPは1.56であり,これまでの結果に比較してこれらの値は減少している.これは,流体の総流量を上昇させたことにより,コンプレッサーがCO_2を測定に必要な圧力まで昇圧させることができなかったため,熱の発生が減少したと考えられる.そこで,吐出し空気量を大きなコンプレッサーを導入し,回収熱量およびCOPの向上を目的として熱回収実験を継続している.2.CO_2と組み合わせる流体としてDEC以外に大きな熱効果が得られるかどうかの検索を,混合熱の測定を通して行った.今回はエーテル結合を有するγ-ブチルラクトンに着目し,CO_2+γ-ブチルラクトン系の298-303K,6.0-6.5MPa,ならびに308K,5.0-7.5MPaにおける混合熱の測定を精密熱量計を用いて行った.その結果,両系の発熱の最大値は298K,6.0MPaにおいて約7.8kJ/molであった.これまでの基盤研究において測定した混合系では298K,5.0MPaにおいて最大発熱量を得ている.そこで,圧力を下げて混合熱を測定すればDECと同様の大きな熱効果が得られるものと考え,来年度も引き続き測定を継続する予定である.本研究は二酸化炭素(CO_2)の臨界点近傍でCO_2とジエチルカーボネート(DEC)とを混合させたときに現れる大きな発熱に着目し,この熱効果を利用した環境対応型の給熱システムの実用化を目的として着手したものである.本年度は,昨年度改良を行ったCO_2供給部に基づいて熱回収実験を行った.

また, CO_2に組み合わせる溶剤の検索も昨年度に引き続きあわせて行い,以下の知見を得た.これらの結果は,本研究で提案する環境対応型の給熱システムの実用化に向けて大きく寄与するものと考えられる.1.給熱システム運転において,昨年度課題となった流体の高流量におけるCO_2供給圧力の低下を解決することを目的として,吐出し空気量を大きなコンプレッサーを導入し,熱回収実験を行った.その結果,流体の高流量における給熱システムの安定稼働が可能となった.2.上記1.を踏まえて,混合により発生した熱量のさらなる回収効率向上を目指して,混合部を昨年度検討した六方多管式からミキサーを2つ直列に連結した直方式ミキサーに変えてシステムを作動させた.その結果,最大回収熱量5339J/mol, COP2, 40を実現した.3. CO_2とDECの混合による発熱のみならず,流体の圧縮による発熱を給熱システムに活用することを目的として,ブースターによる流体の圧縮後に熱交換器を設置した.既存の流体混合後の発熱を捕捉する熱交換器に今回新たに設置した本熱交換器を組み合わせて熱回収実験ならびに水温の測定を現在行っており,操作条件を検討している.4. CO_2と組み合わせる流体としてDEC以外に大きな熱効果が得られるかどうかの検索を,混合熱の測定を通して行った.今回はエーテル結合を有するMTBEならびにγ-ブチルラクトンに着目し, CO_2+MTBE, +γ一ブチルラクトン系の298-303K, 6.0-65MPa,ならびに308K, 5.0-7.5MPaにおける混合熱の測定を精密熱量計を用いて行った.その結果,両系の発熱の最大値は298K, 6.0MPaにおいて約7-8kJ/molであり, DECを用いた場合の結果と比較すると最大発熱量はやや小さな値であったが,給熱システムの適用に対応可能な結果を得た.なお, CO_2+MTBE系については正確な混合熱測定を目的としてCO_2とMTBEの流量変化に伴う測定結果の影響について検討を行った.
イオン液体を用いたリグニンのカスケード利用による完全型バイオマスリファイナリー

2-b)リグニンオリゴマーからの超高分子量・構造化材料の開発前年度までの1-a)の糖化前処理・分画操作により得られたリグニンオリゴマーを原料として、超高分子量樹脂ならびに構造化樹脂の合成を行った。フェノールオリゴマーを原料とした場合を参考に行った。リグニンオリゴマー単独で高分子合成が進まない場合は、構造の明確なフェノールオリゴマーとの共重合を行う。超高分子量樹脂合成は、強酸性条件にて行った。IPN構造・ラダー構造を有する樹脂合成は、リグニンオリゴマーとビニル系モノマーの同時ネットワークポリマー化を行った。得られた超高分子量樹脂ならびに構造化樹脂の評価には、DSCやTGによる熱分析ならびに引っ張り試験を行った。2-c)リグニン残渣と無機材料からの複合化材料の開発前年度までの1-b)の糖化残渣リグニンの酸化分解反応の後に得られるリグニン残渣を原料として、まず、イオン液体中での修飾反応によってリグニン主骨格であるベンゼン環への官能基の導入を行い、その後、無機材料(ガラス材料、金属材料、炭素材料、粘土)との複合化を行った。ガラス材料との複合化には、シリカゲル表面のシラノール基と相互作用するようなアミド基、ウレタン基をリグニン残渣に導入した。金属材料との複合化には、金属に配位できるチオール基の導入、もしくはリグニンが従来有しているメチロール基を利用した。炭素材料との複合化には、炭素材料とリグニン残渣との芳香環相互作用を増大させるために、多核芳香族分子をリグニン残渣に導入した。粘土との複合化には、アニオン性の粘土層と相互作用することが可能な、アンモニウム塩のようなカチオン性部位をリグニン残渣に導入した。得られたリグニン残渣ベースの複合化材料の機能性評価には、DSCやTGによる熱分析ならびに引っ張り試験を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。バイオマスとイオン液体とを混合し加熱溶解することによってセルロースの結晶構造を緩和させた(前処理)。得られるバイオマス・イオン液体混合物に対して,リグニン良溶媒(50%アセトン水溶液)を用いて多糖リッチ画分を選択的に再沈殿させた。これにより、原料バイオマスを、多糖リッチな前処理バイオマス(分子量105の高分子量リグニンを含む)と、分子量103程度のリグニンオリゴマーへと分画した。イオン液体としては、安価で、バイオマス前処理が高いことを明らかにしてきたコリン酢酸を用いた。ここで、バイオマスの種類(杉、ユーカリ、バガス)やサイズ(粉末数cmペレット)、イオン液体の最少使用量(原料バイオマスに対して等量1/10量)、イオン液体と共に用いるco-solventの種類(DMSO等)、加熱方法(加温、マイクロ波、超音波)や処理時間(数min数10min)が、上記の前処理・分画操作の効率に及ぼす影響を調べた。前処理バイオマスは、収量、組成分析、XRDによるセルロース結晶度評価を行った。リグニンオリゴマーの評価には、収量、GPCによる分子量分布、NMRによるOH基の量を測定した。バイオマスの種類(杉、ユーカリ、バガス)やサイズ(粉末数cmペレット)、イオン液体の最少使用量(原料バイオマスに対して等量1/10量)、イオン液体と共に用いるco-solventの種類(DMSO等)、加熱方法(加温、マイクロ波、超音波)や処理時間(数min数10min)が、前処理・分画操作の効率に及ぼす影響を明らかにすることができたから。前処理・分画操作の結果得られた多糖リッチな前処理バイオマスに対して、糖化酵素を用いてセルロースとヘミセルロースの糖化反応を行い、糖化残渣リグニンを調整した。糖化酵素としては市販のCtec2, Htec2を用いた。ここで、多糖成分を含まない純度の高い糖化残渣リグニンを得るために必要となるセルラーゼ/ヘミセルラーゼの比、酵素の最少量について検討を行った。単糖についてはHPLC分析から糖化率を評価した。糖化残渣リグニンについては、収量、組成分析、GPCによる分子量分布、NMR分析によるOH基の量を評価した。上記により得られた糖化残渣リグニンに対して、種々の酸化分解法を行い、酢酸エチル等の溶媒抽出によりリグニンモノマーを得た。ここで、酸化分解法の反応溶媒(水、NaOH水溶液、リグニン良溶解性イオン液体(EmimOAc, MmimMeSO4等))、触媒(ニトロベンゼン、硫酸銅)、酸化剤(Air、H2O2、O2)、加熱方法(加温、マイクロ波)、反応温度・時間等が、糖化残渣リグニンのモノマー化に及ぼす影響を調べた。リグニンモノマー(主にバニリン、シリンガアルデヒド、pヒドロキシベンズアルデヒド等)は、GC/MSによる定性・定量分析を行った。酸化分解残渣リグニンについては、収量、GPCによる分子量分布、NMRによるOH基の量を測定した。前処理・分画操作の結果生じるイオン液体水溶液(バイオマス由来の低分子夾雑物を多量含む)に対して、イオン交換膜を用いた電気透析を行った後、水分をエバポレーターで除去することにより、純粋なイオン液体を回収した。ここで電気透析の電圧、流量等の条件を最適化した。回収イオン液体については、収量、含水率、NMR分析を行った。

バイオマスの種類(杉、ユーカリ、バガス)やサイズ(粉末数cmペレット)、イオン液体の最少使用量(原料バイオマスに対して等量1/10量)、イオン液体と共に用いるco-solventの種類(DMSO等)、加熱方法(加温、マイクロ波、超音波)や処理時間(数min数10min)が、前処理・分画操作の効率に及ぼす影響を明らかにすることができたから。2-a)リグニンモノマーからの熱硬化性樹脂の開発前年度1-b)糖化残渣リグニンのモノマー化により得られたリグニンモノマー(バニリン、シリンガアルデヒド、p-ヒドロキシベンズアルデヒド等の混合物)を原料物質として、エポキシ樹脂合成のためのモノマーへと変換した。具体的には、Sphingobium sp. SYK-6株由来のvanillin dehydrogenase遺伝子(ligV)発現Pseudomonas putida PpY1100株( P.putida PpY1100/ligV株)を作成し、バニリン酸、シリンガ酸、p-ヒドロキシ安息香酸の混合物へと変換した。または、ligVに加えてp-hydroxy benzoatehydroxylase遺伝子(PobA) syringate O-demethylase遺伝子(DesA)、vanillate/3MGA O-demethylase (ligM)を発現させたP. putida PpY1100株( P. putida PpY1100/ligV/PobA/DesA/LigM株)を作成し、プロトカテク酸とガリック酸の混合物へと変換した。ここで、リグニンモノマーの存在により宿主P. putida PpY1100株内で強力に発現が誘導されるプロモータをトランスクリプトーム解析により探索し、上述の系へ適用した。培養液中のリグニンモノマー原料、中間・最終物質について、GC/MS分析により変換率を評価した。得られた最終物質のOH基をターゲットとしてエピクロロヒドリンを用いてエポキシ樹脂モノマーを合成し、プレポリマー化・硬化反応を行う。得られたエポキシモノマーや樹脂については、NMRやIRによる分光分析、DSCやTGによる熱分析を行った。糖化残渣リグニンのモノマー化により得られたリグニンモノマー(バニリン、シリンガアルデヒド、p-ヒドロキシベンズアルデヒド等の混合物)を原料物質として、エポキシ樹脂合成のためのモノマーへと変換することができたから。具体的には、組み換え微生物発酵により、バニリン酸、シリンガ酸、p-ヒドロキシ安息香酸の混合物へと変換した。または、プロトカテク酸とガリック酸の混合物へと変換することができたから。得られた最終物質のOH基をターゲットとしてエピクロロヒドリンを用いてエポキシ樹脂モノマーを合成し、プレポリマー化・硬化反応を行うことができたから。2-b)リグニンオリゴマーからの超高分子量・構造化材料の開発前年度までの1-a)の糖化前処理・分画操作により得られたリグニンオリゴマーを原料として、超高分子量樹脂ならびに構造化樹脂の合成を行った。フェノールオリゴマーを原料とした場合を参考に行った。リグニンオリゴマー単独で高分子合成が進まない場合は、構造の明確なフェノールオリゴマーとの共重合を行う。超高分子量樹脂合成は、強酸性条件にて行った。IPN構造・ラダー構造を有する樹脂合成は、リグニンオリゴマーとビニル系モノマーの同時ネットワークポリマー化を行った。
振動特性によるコンクリ-ト構造物の損傷度予測に関する研究

平成元年度および平成2年度の研究成果は次の4点に要約できる。1.高橋脚モデルの動的応答解析および振動数解析を行う目的で次の2種類の静的実験を行った。(平成元年度)(1)柱基部定着長さが損傷後の微振動数に与える影響を調べた結果、定着がやゝ十分でないものと十分な定着長を有するものでは、変位の初期の段階から振動数の低下が見られ、両者の差は小さかった。これに対し、柱基部を鋼板に固定したものでは、ほとんど引き抜けが見られず、その振動数の低下の変化は、厳密な解析計算で求めた振動数の変化によく合致していた。したがって、解析に引き抜けの影響を考慮すれば振動数よりその損傷度を予測することが可能であることがわかった。(2)ランダム波形(地震波形)の頂部変位入力によって与えられた損傷後の微振動特性による損傷度定量化に関する実験として、Static Load Repeated Load,Random Loodの3種類の入力方法による載荷履歴の影響を調べた結果、それらが損傷後の微振動数に与える影響はほとんど認められなかった。2.高橋脚モデルの損傷度に与えるランダム波形入力方法の違いが損傷後の微振動数に与える影響を明らかにする目的の実験(平成2年度)(1)損傷度予測に用いる振動特性としては、供試体の固有振動数を指標とするのが適当であること、および、得られた固有振動数と最大応答変位の関係より、固有振動数の低下の傾向は入力方法によって異なり,擬似動的試験法による結果が曲線的であるのに対し,振動台試験法による結果は直線的かつ緩やかな匂配で低下するという違いを見いだした。(2)動的な変化損傷度を予測する方法としては、部材のひびわれ時と最大荷重時の変位を結ぶ直線によって評価することが可能であると考えられる。しかし,この方法の適用範囲は最大変位までと考えられる。平成元年度研究実施計画に基づき次の研究を行った結果を報告する。1.高橋脚モデルの動的応答解析および振動数解析を目う目的で,次の2種類の静的実験を行った。(1)柱基部予定着長さが損傷後の微振動数に与える影響に関する実験この結果,3種類の供試体(A:定着が十分でないもの、B:十分名定着長を有するもの、C:鉄板で固定して引き抜けをなくしたもの)による結果より、強軸方向曲げに関して、A、B供試体では、変位の初期の段階から振動数の低下が見られたこと、またAとBの差は小さかった。弱軸方向曲げでは、定着長の違いはほとんど見られなかった。また、引き抜けのほとんどないC供試体について、実験で求めた振動数と、厳密な解析計算で求めた振動数を比較した結果、損傷変位と振動数低下の変化は,全体的に実験値と計算値はよく合致していた。(2)ランダム波形(地震波形)の頂部変位入力によって与えられた創傷後の微振動特性による損傷度定量化に関する実験実験供試体S:Static Load,R:Repeated Load,T:Random Loadの3供試体について、損傷変位と微振動特性の変化を定量化した。Sは漸増載荷、Rh1回繰返しの漸増載荷、Tはランダム載荷の漸増載荷である。この結果、S、R、Tの3種類の載荷履歴の影響はほとんど微振動数には影響を及ぼさなかった。2.振動数の厳密計算法の開発を推進した。この方法によれば、損傷後の微振動数の変化から、その供試体の損傷程度を評価することが可能であるとの見通しが得られた。

3.次年度の水平一次元振動台を用いて行う動的載荷振動試験の予備実験を実施した。動的損傷変位と微振動数の関係について、静的載荷の場合とや、異なった結果が得られた。次年度以降に検討をする予定である。平成2年度研究実施計画に基づき次の成果を得た。1.高橋脚モデルの損傷度に与えるランダム波形入力方法の違いを明らかにする目的で次の2種類の実験を行った。a).擬似動的試験法(PseudoーDynamic Test:SD法と略)2.ランダム波形の種類が損傷度に与える影響を調べる目的で,次の3種類の実地震加速度波形を入力波形として選んだ。a)宮城県沖地震(M),b)日向灘沖地震(H),c)日本海中部地震(N)昨年度および本年度の実験結果より,振動特性の変化とモデルの損傷度の関係を明らかにし,振動特性による損傷度予測方法を提案した。研究の成果を次に要約する。1.損傷度予測に用いる振動特性としては,供試体の固有振動数をその指標とするのが適当である。2.固有振動数と最大応答変位の関係より,固有震動数の低下の傾向は入力方法によって異なり,擬似動的試験法による結果が曲線的であるのに対し,振動台試験法による結果は直線的かつ緩やかな勾配で低下するという違いを見いだした。3.いづれの入力方法によっても,振動数の変化からは入力波形の違いを明らかにできるほどには敏感でない。4.動的損傷度は静的損傷度とは大きく異なることがあると考えるべきこと。とくに高橋脚の場合は注意を要する。5.動的な変位損傷度を予測する方法としては,部材のひびわれ時と最大荷重時の変位を結ぶ直線によって評価することが可能であると考えられる。しかし,この方法の適用範囲は最大変位までと考えられる。
骨格筋由来多能性幹細胞による頭頸部癌切除後神経ネットワークの再生医療

神経切断モデル実験動物を作成し,人工神経管および神経のセグメントを移植し,末梢端あるいは中枢端からの神経の伸長を経過観察している.正常マウスとGFPマウスにおいて右坐骨神経を3-4mm切除して坐骨神経切除マウスを作成した.それぞれ切除した坐骨神経は人工神経管(リナーブ、内径1mm,ニプロ)の中心に挿入して坐骨神経切除マウスに移植するが,このとき正常マウスのグラフトの入った人工神経管はGFPマウスに,GFPグラフトの入った人工神経管は正常マウスに移植する,クロスグラフティングモデルを作成した.それぞれにサイトカイン注入群、非注入群を作成し、神経再生機序を組織学的評価において比較検討する(図1)。この人工神経管は、生体可溶性であるが、分解には約8週間を要することから、吸着させたサイトカインの持続的徐放効果、及び経皮的再注入効果も期待できる。各種サイトカインの混合培養上清を注入することによる神経再生への影響を評価した.神経再生に最も適切な「神経再生促進カクテル」を使用し,組織学的効果,運動生理学的効果を評価している.これらの効果を証明できれば臨床応用に直結する効果が期待できる.モデル実験系及び多能性幹細胞の培養系は確立されている.サイトカインの同定と機能解析は順調に進み,モデル実験動物に対する投与とそれによる神経伸長,再生の分子生物学的解析や機能解析を進めている.正常マウスのグラフトの入った人工神経管をGFPマウスに,GFPグラフトの入った人工神経管を正常マウスに移植するクロスグラフティングモデルを作成した.光学顕微鏡,電子顕微鏡により組織学的効果を評価した上で,神経系,脈管系の再生については免疫組織学的手法により証明した.神経生理学的な効果を評価して最終的に公表,論文化する過程である.神経生理学的な効果について追加実験を行い,公表,論文化する予定である.頭頸部癌治療後のQOLを向上させるために,術後顔面・肩関節運動障害モデルを作成し.多能性幹細胞移植により神経系細胞への分化誘導を確立する.今年度は顔面・肩運動障害モデルマウスの作成と,顔面・上肢の運動をモニターする実験系を確立することとした.顔面神経・頸部神経障害モデルによる,機能障害を定量化して,幹細胞移植による神経再生の効果を明らかにする.多能性幹細胞の培養系の発展とともに神経系細胞への分化誘導,そして幹細胞移植なしに幹細胞や周囲組織からのサイトカイン放出に注目し,各種サイトカインの投与による神経ネットワークの再生を試みている.モデル実験系の確立および多能性幹細胞の培養系は確立できている.サイトカインの同定と機能解析を行っている段階である.先行研究において確立された神経障害モデルについて運動機能をモニターする実験系はすでに安定した結果が得られている.多能性幹細胞移植の神経再生促進効果は十分に立証されいている.幹細胞の培養系をさらに発展させ,培養上清の抽出された分泌サイトカインを解析し,再生に対する効果を評価した.これにより幹細胞移植なしに各種サイトカインの投与による神経ネットワークの再生に至る過程をELIZAプロテインアレイキットで評価,解析している.神経再生促進に最も重要な因子を抽出できるよう絞り込みを行っている.神経切断モデル実験動物を作成し,人工神経管および神経のセグメントを移植する.末梢端あるいは中枢端からの神経の伸長を経過観察するとともに,各種サイトカインの混合培養上清を注入することによる神経再生への影響を評価している.サイトカインの組成,配合を新掲載背について最も適切なものに調整することで「神経再生促進カクテル」が生成できれば,臨床応用に直結する効果が期待できる.モデル実験系の覚知つ及び多能性幹細胞の培養系は確立されている.サイトカインの同定と機能解析は順調に進み,モデル実験動物に対する投与とそれによる神経伸長,再生の分子生物学的解析や機能解析を進めている.神経切断モデル実験動物を作成し,人工神経管および神経のセグメントを移植し,末梢端あるいは中枢端からの神経の伸長を経過観察している.正常マウスとGFPマウスにおいて右坐骨神経を3-4mm切除して坐骨神経切除マウスを作成した.それぞれ切除した坐骨神経は人工神経管(リナーブ、内径1mm,ニプロ)の中心に挿入して坐骨神経切除マウスに移植するが,このとき正常マウスのグラフトの入った人工神経管はGFPマウスに,GFPグラフトの入った人工神経管は正常マウスに移植する,クロスグラフティングモデルを作成した.それぞれにサイトカイン注入群、非注入群を作成し、神経再生機序を組織学的評価において比較検討する(図1)。各種サイトカインの混合培養上清を注入することによる神経再生への影響を評価した.神経再生に最も適切な「神経再生促進カクテル」を使用し,組織学的効果,運動生理学的効果を評価している.これらの効果を証明できれば臨床応用に直結する効果が期待できる.モデル実験系及び多能性幹細胞の培養系は確立されている.サイトカインの同定と機能解析は順調に進み,モデル実験動物に対する投与とそれによる神経伸長,再生の分子生物学的解析や機能解析を進めている.正常マウスのグラフトの入った人工神経管をGFPマウスに,GFPグラフトの入った人工神経管を正常マウスに移植するクロスグラフティングモデルを作成した.光学顕微鏡,電子顕微鏡により組織学的効果を評価した上で,神経系,脈管系の再生については免疫組織学的手法により証明した.神経生理学的な効果を評価して最終的に公表,論文化する過程である.

サイトカインの同定と抽出が可能となれば,それによる幹細胞移植なしの神経ネットワークの再生について検討する予定である.神経ネットサークの再生と機能解析がすすめば論文作成に取り掛かる予定である.神経生理学的な効果について追加実験を行い,公表,論文化する予定である.研究の進展に伴い,新たな知見が得られ,より高度な研究成果と,より実地臨床への応用可能な移植実験を行うために,新たな知見の分析を行う研究計画の変更が必要であったため.(理由)研究の進展に伴い,新たな知見が得られ,より高度の研究成果と,より実地臨床への応用可能ない移植実験をおこなうために,研究計画の変更が必要となった.(使用計画)次年度の実験で,サイトカインの抽出,移植実験ならびに組織学的な評価,機能評価を進める予定である.(理由)研究の進展に伴い運動生理学的な評価において新たな知見が得られ,評価方法の変更を行うために研究計画の変更が必要となった.(使用計画)次年度の実験で運動生理学的な評価をより精度の高いものとしていく予定である,次年度の実験において,サイトカインの同定と抽出,さらなる移植実験を行う予定である.
甲虫の角（ツノ）形成遺伝子ネットワークの進化メカニズムの解明

候補遺伝子として付属肢の遠近軸形成遺伝子および領域特異的な発現を示す遺伝子に着目し、カブトムシからcDNAの部分配列を得た。次に、これらの配列に基づき二本鎖RNAを合成してlarval RNAi法を用いた機能解析を行った。その結果、これらの遺伝子の多くはツノ形成に重要な役割を果たすことが判明した。したがって、新奇形態であるツノは、付属肢とは異なる構造であるが、付属肢の遠近軸形成遺伝子がその形成に関与することが示唆された。頭部および前胸部のツノ原基において雌雄で発現に差異の認められる遺伝子を同定するため、次世代シーケンサーを用いた比較トランスクリプトーム解析を行った(基生研共同利用による重信博士らとの共同研究)。サンプルには、前蛹初期の雄および雌から解剖摘出した頭部および前胸部のツノ原基形成部位を用いた。Illumina HiSeq2000を用いたシーケンシングにより得た約447.8百万リードをde novoアセンブルした結果、およそ12.7万の非冗長的なコンティグを得ることができた。得られたコンティグの約70%はゲノムが解読された昆虫の中で最もカブトムシに近縁な鞘翅目昆虫コクヌストモドキ(Tribolium castaneum)と高い相同性を示したことから、構築されたコンティグは信頼性が高いと考えられた。門田博士の協力のもと、このコンティグに対して各サンプルにおけるリード数をカウントし比較した結果、雌雄の頭部および胸部の各角特異的に発現するシグナル伝達分子や転写因子などを同定した。角形成遺伝子ネットワークを解明するため、ツノ形成の上位遺伝子であることが判明したdoublesex(dsx)遺伝子のRNAi処理個体についても同様の網羅的な比較トランスクリプトーム解析を方法開発班の支援のもとに進めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。カブトムシおよびオオツノコクヌストモドキのツノ形成遺伝子の候補として、性的二型形成を司る性決定遺伝子doublesex(dsx)に着目した。RT-PCR法およびRACE法を用い全長cDNAの配列を決定した。その結果、いずれの昆虫においても、雌特異的なdsxには複数のスプライシングバリアントが存在するのに対し、雄特異的なdsxは雌のみがもつエクソンを欠失したバリアントであることが明らかとなった。さらに、雌雄で共通して発現するスプライシングバリアントが複数存在することが判明した。つぎに、各エクソンに特異的な配列にもとづき二本鎖RNAを合成し、larval RNAi法により機能解析を行った。その結果、いずれの昆虫においても雌雄共に同様の表現型が観察された。カブトムシの場合、性的二型を示すツノ、表皮表面構造、内部生殖器および交尾器についてRNAiによる表現型を観察した結果、交尾器以外は雌雄中間型の形態を示し、交尾器では雌に近い形態となることが判明した。また、オオツノコクヌストモドキの場合、頭部の性的二型形質である大顎、頬およびツノ様突起についてRNAiによる表現型を観察した結果、いずれも雌雄中間型の形態を示すことが判明した。以上の結果より、これらの昆虫がもつ性的二型形質は、まず雌雄に共通した未発達な状態の形態が獲得され、つぎに性決定遺伝子の制御を受け、雄型のDsxがより発達した形態の形成を促進し、逆に雌型のDsxがその形成を抑制することにより、雌雄で顕著に異なる形態が獲得されたと推察された。研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点などはなく、当初の計画通りおおむね順調に進展している。
系外惑星における生命存在可能性の検討:液体の水を保持できる惑星の条件

衝突時に生成した蒸気雲の膨張に伴う大気・蒸気雲の流体学的な振る舞いを二次元軸対称の流体計算を行い調べ,惑星大気の散逸量と揮発性成分の残存量とを様々なパラメータ,特に衝突天体質量・エネルギーや惑星大気圧,について系統的に調べた.その結果得られた各種パラメータとの関係式を元に,適当な衝突フラックスを用いて,隕石重爆撃期の多数の隕石/彗星の衝突が大気の進化に与えた影響を検討した.その結果,惑星の大気量・組成に与えた影響として以下の二つのモードが存在することがわかった:(a)衝突天体の組成に関わらず,元々の惑星大気によって大気量・組成が決定するモード.(b)元々の惑星大気に関わらず,衝突天体の組成のみで大気量・組成が決定するモード.モード(a)では重爆撃期後も惑星大気の組成はその前とほぼ変わらず,大気量の増減も元々の大気量で決定される.一方,モード(b)では大気組成は重爆撃期中に衝突天体中のvolatileによって決定されるため,重爆撃期の前後で大気組成が全く異なる可能性がある.大気量は大気散逸と揮発性元素の供給のバランスによってある一定の大気圧に保たれる.この全く異なる二つのモードのどちらに属するかを支配する重要なパラメータは,隕石重爆撃期の衝突天体の総質量とその組成(特にvolatile量),の二つである.実際に初期の火星について検討したところ,小惑星帯からの隕石や木星領域からの彗星の衝突では衝突フラックスの不確定性の範囲内でどちらのモードにも入りうることがわかった.しかしオールト雲からの彗星による衝突の場合には,衝突速度が非常に高速(5km/s-70km/s)であることによって,彗星自体はほとんど残らず散逸してしまう.その結果,例え残存した彗星全てが惑星大気に供給されてもモード(b)には入れず,重爆撃期直後はそれ以前と比べ組成の変化は生じなかったと推察される.惑星表面の温度・圧力条件は主に惑星大気によって決定されている。惑星表面に液体のH_2Oが存在する熱力学条件が満たされるには惑星大気の存在が必要不可欠である。天体衝突時に衝突地点で生成される衝突蒸気雲(衝突天体と衝突地点の惑星表面の岩石の一部が蒸気化したもの)は一般に非常に高圧であり、大気中を急速に膨張することで元々存在していた惑星大気を加速し散逸させる働きがある。一方、生成した衝突蒸気雲自身が惑星に残る場合、その揮発性成分が大気として供給される。液体のH_2Oの有無を考えるためには、この大気量に対する散逸・供給の二つの働きをそれぞれ検証し、多数の天体衝突が繰り返されたとされる隕石重爆撃期(38Ga)の惑星大気量の変遷について明らかにする必要がある。十分な精度で非常に広範囲な計算を行うためにCIP法を用いた二次元軸対称の流体計算コードを開発した。このコードを用いて蒸気雲の膨張とそれに伴う惑星大気の運動の計算を行った。高圧の蒸気雲は急速に膨張して大気を圧縮し、その結果大気中には強い衝撃波が形成される。この衝撃波の形状は大気の密度成層の影響を受け鉛直方向に長く伸びた形となるという準解析解や先行研究と同じ結果が得られた。しかし地表付近の大気の振る舞いについては、特に規模の大きい衝突現象の場合には、従来考えられていたような動経方向に直線的なものではなく、圧縮されてできた高圧の大気層によって上方向に大きく曲げられて運動することが分かった。衝突天体の半径・速度、惑星大気の大気圧・スケールハイトの4つについてパラメータスタディを行い、大気散逸量と蒸気雲残存量のパラメータ依存性を系統的に求めた。上述した地表付近の大気の運動の仕方の違いによって衝突の規模が大きい場合と小さい場合とでパラメータ依存性も異なることがわかった。今後は隕石重爆撃期の衝突フラックスを与えて大気散逸量と蒸気雲残存里を積算し、大気量の時間変化を求める予定である。惑星表面の温度・圧力条件は主に惑星大気によって決定されている.惑星表面に液体のH_2Oが存在する熱力学条件が満たされるには惑星大気の存在が必要不可欠である.天体衝突時に衝突地点で生成される衝突蒸気雲(衝突天体と衝突地点の惑星表面の岩石の一部が蒸気化したもの)は一般に非常に高圧であり,大気中を急速に膨張することで元々存在していた惑星大気を加速し散逸させる働きがある.一方,生成した衝突蒸気雲自信が惑星に残る場合,その揮発性成分が大気として供給される.液体のH_2Oの有無を考えるためには,この大気量に対する散逸・供給の二つの働きをそれぞれ検証し,多数の天体衝突が繰り返されたとされる隕石重爆撃期(38Ga)の惑星大気量の変遷について明らかにする必要がある.衝突天体には様々なサイズがあり,そのサイズによって生成される蒸気雲量は大きく異なる.また,大気圧は惑星ごとに大きく異なり(火星:10mbar;金星:90bar),大気進化を通しても大きく変化した可能性がある.そこで本研究ではCIP法を用いた二次元軸対象の流体計算コードを開発し,数値実験によって大気散逸量と蒸気雲残存量の蒸気雲質量・惑星大気圧依存性について系統的に調べ経験式を得た.この経験式と先行研究による隕石重爆撃期の衝突頻度・サイズ分布を用いて,隕石重爆撃期の火星大気量変化について考察を行った。

その結果,散逸のみを考えた先行研究とは異なり,揮発性物質の供給も考えた本研究では大気の散逸と供給とが釣り合い大気圧が一定になる可能性があることがわかった.また最終的な大気圧は重爆撃期に集積する物質の総量.衝突天体中の揮発性元素の量,衝突天体のサイズ分布に強く依存することがわかった.今後は上記の考察で仮定した衝突と生成する蒸気雲との関係についてより詳細に検討するとともに,重爆撃期中の衝突による表層物質の入れ替わりなどの議論をすすめていく.衝突時に生成した蒸気雲の膨張に伴う大気・蒸気雲の流体学的な振る舞いを二次元軸対称の流体計算を行い調べ,惑星大気の散逸量と揮発性成分の残存量とを様々なパラメータ,特に衝突天体質量・エネルギーや惑星大気圧,について系統的に調べた.その結果得られた各種パラメータとの関係式を元に,適当な衝突フラックスを用いて,隕石重爆撃期の多数の隕石/彗星の衝突が大気の進化に与えた影響を検討した.その結果,惑星の大気量・組成に与えた影響として以下の二つのモードが存在することがわかった:(a)衝突天体の組成に関わらず,元々の惑星大気によって大気量・組成が決定するモード.(b)元々の惑星大気に関わらず,衝突天体の組成のみで大気量・組成が決定するモード.モード(a)では重爆撃期後も惑星大気の組成はその前とほぼ変わらず,大気量の増減も元々の大気量で決定される.一方,モード(b)では大気組成は重爆撃期中に衝突天体中のvolatileによって決定されるため,重爆撃期の前後で大気組成が全く異なる可能性がある.大気量は大気散逸と揮発性元素の供給のバランスによってある一定の大気圧に保たれる.この全く異なる二つのモードのどちらに属するかを支配する重要なパラメータは,隕石重爆撃期の衝突天体の総質量とその組成(特にvolatile量),の二つである.実際に初期の火星について検討したところ,小惑星帯からの隕石や木星領域からの彗星の衝突では衝突フラックスの不確定性の範囲内でどちらのモードにも入りうることがわかった.しかしオールト雲からの彗星による衝突の場合には,衝突速度が非常に高速(5km/s-70km/s)であることによって,彗星自体はほとんど残らず散逸してしまう.その結果,例え残存した彗星全てが惑星大気に供給されてもモード(b)には入れず,重爆撃期直後はそれ以前と比べ組成の変化は生じなかったと推察される.
鏡像異性体分子中の電子カイラリティと宇宙線衝突によるホモカイラリティの起源

(1)量子化学・物理、(2)素粒子、(3)宇宙の3テーマの研究を行う。(1)各アミノ酸分子、その励起状態・イオン化状態等の電子カイラリティ非対称度を量子化学計算で調べ、効果の大きな分子と状態を調べる。(2)宇宙線と分子との各非弾性衝突過程の研究。宇宙線エネルギーによってアミノ酸分子にどのような反応がどのくらいの断面積で起こるか調べる。(3)宇宙の発展における、宇宙線フラックスとスペクトルの時間推移、宇宙でのアミノ酸分子の生成過程を調べる。3テーマで調べた電子カイラリティ非対称度・宇宙線と分子内電子の断面積・宇宙線フラックスを用いて、各アミノ酸分子の鏡像異性体過剰率の発展方程式を定式化する。
Guillain-Barre症候群を惹起する病原体と神経成分の分子相同性

「目的」われわれはこれまでGuillain-BarreSyndrome(GBS)患者から分離されたPenner19型のC.jejuniのリポ多糖とGMIガングリオシドの分子相同性を証明したが、本研究ではGBS患者から分離されたPanner2型のC.jejuniのリポ多糖とガングリオシドの分子相同性を明らかにし、GBS発症において病原体と神経の分子相同性がconventionalであることを示す。また、GBSの亜型であり抗GQ1b抗体の上昇するFischer症候群から分離されたC.jejuniのリポ多糖を分析し、ほかの疾患においてもその発症において病原体と神経の分子相同性の存在が重要であることを明らかにする。「結果」C.jejuniが分離されたFischer症候群患者2例の抗ガングリオシド抗体を検討した。その結果2例とも抗GQ1b抗体が陽性であり、抗体価は経過とともに低下して行った。モノクローナル抗GQ1b抗体を用いて、分離されたpenner2型のC.jejuniのリポ多糖にこの抗体と反応する成分があることを明らかにした。以上の結果からFischer症候群から分離されたC.jejuniのリポ多糖がGQ1b様構造を有することを明らかになり、これが宿主に抗GQ1b抗体を産生させ、抗体が神経筋接合部に作用することによって神経障害を惹き起こさせると考えられた。本研究からGBS疾患以外の患者においても病原体と神経構成分子との分子相同性が証明されその普遍性が示唆された。
舌圧測定器を用いた簡便な嚥下・咀嚼機能評価法の確立

【研究目的】嚥下障害患者は、誤嚥防止のために嚥下機能を適切に評価することが重要である。簡便に実施できる嚥下機能評価の1つとして、舌圧測定が知られている。本研究は、舌圧と咀嚼機能の関係を明らかにすることにより、舌圧の咀嚼機能に対する評価に有効性を確認することを目的とした。その結果、咀嚼能力を簡便に知ることができ、食事形態調整を安全に行い、誤嚥性肺炎発症のリスクを軽減することが期待できる。【研究方法】今回、高知大学医学部附属病院リハビリテーション部でリハビリを実施している嚥下障害を有する患者のうち選択除外とならなかった11名(男性6名、女性5名)を対象に研究を行った。なお、本研究は高知大学倫理員会の承認(ERB-103817)と、対象者の同意を得て行った。評価項目としては、1.舌圧、2.咬合圧(左右)、3.舌の巧緻性(/t/、/k/、前後、左右)、4.咀嚼能力の測定(グミスコア視覚判定)を行い、1.舌圧と24の項目の相関があるのかを検証した。【研究成果】今回、1.舌圧と24それぞれの項目に有意差は認められなかった。しかし、咬合圧(右)と/t/、/k/との間に相関がみられ(r=0.610.63)、グミスコアと年齢、咬合圧(左右)、/k/との間にも相関がみられた(r=-0.60、r=0.600.65)。またグミスコアと年齢の間には負の相関を認めた。以上より、嚥下障害を有する患者では舌圧と咬合圧、舌の巧緻性、咀嚼能力との間には関連性がないことが明らかとなった。その一方で、咀嚼機能評価として一般的に知られている咬合圧やグミゼリーによるスコア法に加えて、今回さらに舌の巧緻性/k/の評価が咀嚼機能評価の1つとして有用である可能性が示唆された。嚥下障害を有する患者の段階的摂食訓練では嚥下機能評価と合わせて咀嚼機能評価を行うことが安全な食事形態を提供するために重要と考えられる。