hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HIV-1Nefによるマクロファージの自然免疫機能攪乱とエイズ病態形成の機構

そこで、HIV-1感染そのものがMfの自然免疫機能を障害するかどうかを検討するため、EGFPを発現する野生株(WT)あるいはそのNef欠損(ΔNef)R5型HIV-1をMfに感染させ、7日後の多種サイトカイン量を測定した。その結果、HIV-1 ΔNef感染MfではWT感染あるいは非感染Mfと比較してMCP-1、MIP-1αおよびIP-10の産生量が顕著に増加した。また、WT感染あるいは非感染MfによるIL-8およびMIP-1βの産生は免疫抑制性サイトカインであるIL-10を培地に加えると低下したのに対し、HIV-1ΔNef感染MfではIL-10による抑制効果が認められなかった。そこで、NefによるIL-10シグナル阻害機序を明らかにするため、その下流に存在するシグナル伝達分子、STAT-3のリン酸化について検討した。IL-10によって誘導されるSTAT-3のリン酸化のレベルはNef発現による影響を受けず、NefによるIL-10シグナル阻害効果はSTAT-3非依存的であることが示唆された。以上のことから、NefはMfにおいて炎症性サイトカインであるIL-6、MCP-1、MIP-1α、およびIP-10の産生およびIL-10を介するサイトカイン産生抑制性シグナルを阻害して免疫系のバランスを乱すことにより、HIV-1感染に対する自然免疫監視機構を回避している可能性がin vitroの実験で示された。しかしながら、ヒト化マウス体内で分化するヒトマクロファージや樹状細胞における同様のNefの機能をin vivoで確認するまでには至らなかったため、今後の検討を要する。
超並列光エレクトロニクス

本年度は,COEプロジェクト最終年度として,平成7年11年度までの研究により見出されたデバイス技術の発明や新たに見出された光電子システムの可能性を基に,最近の情報ネットワークの世界情勢の激しい変化に対応して,これまでの研究をさらに発展させたデバイスの飛躍的性能向上とシステム化について推進し,次の成果を得た.1.面発光レーザの極限性能追求超並列光エレクトロニクスを実現する上で鍵となる並列光源の面発光レーザについて,レーザ特性の向上と広い範囲の波長のデバイス実現,さらに,新機能面発光レーザの実現を目指して研究を行なった.(1)面発光レーザの完全単一モード化において重要な偏波制御について,傾斜基板上での活性層の結晶歪を大きくすることが安定な偏波制御に有効であることを理論的に明らかにした.実際に,単一横モードの3×3面発光レーザアレーを(311)B基板上に製作し,直交偏波抑圧比と横モード抑圧比に優れた完全単一モード面発光レーザアレーを実現し,高速変調時の直交偏波抑圧比も優れていることを明らかにした.(2)光ファイバ通信に適した長波長帯面発光レーザとして,GaInAs高歪量子井戸を用いた波長1.15μmのデバイスを実現した.しきい値電流0.9mAで170°Cまでヒートシンク無しで連続動作した.また,実用温度範囲での光出力の低下がきわめて少ないことを見出した.(3)新材料GaInNAsを用いて,化学ビーム成長法による波長1.2μm帯面発光レーザで1mAの低しきい値電流を実現した.また,初の全MOCVD成長による波長1.26μmのGaInNAs面発光レーザ,および,MOCVD法による世界最小レベルの低しきい値電流密度のレーザを実現し,GaInNAsの面発光レーザへの適用性を実証した.(4)青色・紫外面発光レーザへの取組として,光励起面発光レーザによる誘導放出を確認した.また,短共振器形成に必要なレーザ照射による基板剥離技術が活性領域へダメージを与えないことを明らかにし,面発光レーザ実現の可能性を開いた.(5)面発光レーザアレーの実現のため,新たに温度や水蒸気量の精密制御が可能なAlAs酸化装置を設計し,5×5のアレーデバイスについて,単一横モード発振と,しきい値電流0.42mA±0.02mAという均一性の高いアレー光源を実現した.(6)マイクロマシン技術を取り入れた面発光レーザ型波長選択フィルタを試作し,温度に対するフィルタ波長変化が0.01nm/Kときわめて少なく無く,また,アレー状の素子において各素子の表面をわずかにエッチングすることでそれぞれ異なる光波長をフィルタできるアレーデバイスを実現した.(7)面発光レーザの出射孔へ微細加工を行なうことで,安定な横多モード発振を実現できることを示し,高出力で安定な動作が可能なデバイスの実現の可能性を開いた.2.超並列応用システム将来のテラビット級の大容量の情報を扱う光通信ネットワークシステム,並列光情報処理システム,光電子融合型プロセッサ,およびこれらを統合した超並列光エレクトロニクスのシステム研究を推進した.(1)光軸無調整光モジュールとして,波長多重化や大規模化に適した,光源を微小光ベンチに水平に設置する水平型モジュールについて,3×3チャネル面発光レーザとマイクロレンズを用いたコリメート光源アレーモジュールの試作を行い,また,積層光回路に基づく1mm^3の波長多重光回路チップの製作プロセスを確立した.さらに,簡易な構成により2次元アレーモジュールを実現する垂直型の光モジュールの試作を行い,2次元アレー光デバイスの実装技術の基礎を確立した.(2)テラバイト級大容量光メモリのための面発光レーザ光プローブを実現するために必要な,微小光反射による面発光レーザの特性変化を微小金属プローブによる特性変化により明らかにし,大容量光メモリ用信号検出の基礎を確立した.(3)面発光レーザアレーを用いた光無線LANシステムを検討し,面発光レーザアレーをスキャンして通信対象を探索することで,低消費電力かつギガビット/秒クラスの高速な光無線ネットワークが実現できる可能性を明らかにした.以上,本年までの研究により,本プロジェクトの当初の目標を達成すると共に,新たなデバイスおよびシステムの可能性を示した.これらの成果は,産業分野への応用,および今後の当該分野の研究に対し方向性を示すものであると信じている.本研究プロジェクトは、光デバイス、集積回路工学、超音波工学、マイクロマシーン、金属材料科学、情報工学、光波センシングなど異なる分野の研究者チームからなり、研究分野の枠を越えて相互に連携を図りながら、面発光レーザを中心とした超並列光デバイスの開拓、大規模なフォトニクス集積技術の開拓、光技術を用いた新しいコンピュータシステムの探求とその具現化を進めた。平成7年度は、新規導入設備の整備を完了し、超並列光エレクトロニクスのキイデバイスである面発光レーザの高性能化、近赤外から紫外・青色領域での広い波長領域での実現のための研究を推進した。さらに、超並列光電子融合システムの実現ために、強誘電体材料をゲート材料としたニューロトランジスタの試作を進め、人工ニューロン素子実現のための基礎データを収集した。また、高精度なハイブリッド集積化技術のための周辺技術の開拓を進めた。以下に本年度の研究経過の概要を示す。1.面発光レーザの高性能化これまで、横方向の共振器微小化によって低しきい値化を進め、減圧MOCVD法によりGaInAs/GaAs系面発光レーザを製作し、直径5μmの素子で最低70μAのしきい値を実現している。

この選択酸化構造を用いた低しきい値面発光レーザのモデリングの確立、最適設計、プロセス技術の確立などを行い、マイクロアンペアオーダーの低しきい値デバイス実現のための基礎技術を確立した。また、活性領域に変調ド-ピングを施した量子井戸構造を用いることにより、さらに低しきい値化が可能であることを見い出した。また、傾斜基板を用いることにより、増幅特性に偏波依存性が発現することを実験的に明らかにし、傾斜基板を用いた面発光レーザの偏波面制御技術を開拓した。2.紫外・青色領域面発光レーザの基礎技術開拓紫外・青色領域面発光レーザの基礎設計を完了し、有機金属気相成長法による面発光レーザウェハの成長条件把握や高反射率反射鏡の形成技術を確立し、可視・紫外面発光レーザ実現の基礎を確立した。ニューロトランジスタの基礎特性実現強誘電体膜の部分分極特性を用いた適応学習型ニューロチップの学習効果を、シュミレータにより確認するとともに、実際に適応学習型ニューロデバイスを実現し、PLZT強誘電体膜の分極反転によるメモリ機能を世界で初めて実現した。4.大規模集積化のための周辺技術開拓超精密位置決め機構の制御法の開拓や、視覚と触覚の知覚統合したバーチャルラボの基本構成に関する基礎的研究を行い、高精度なハイブリッド集積化技術のための周辺技術の開拓を進めた。次年度以降は、平成7年度の研究成果をさらに発展させ、超並列エレクトロニクスのキイデバイスである面発光レーザの高性能化のための研究をさらに推進する。半導体の超微細加工技術を確立して、光の波長程度までの極限微小化を進め、超低消費電力素子の実現を目指すとともに、高密度光記録などの応用が期待できる紫外・青色域の面発光レーザの実現を目指す。また、面発光レーザを中心とした超並列光デバイスを用いた光通信ネットワークシステム、光電子融合型プロセッサ、及びこれらを統合した超並列光エレクトロニクスのシステムのアーキテクチャ、ソフトウェアを開拓する。本研究プロジェクトは、光デバイス、集積回路工学、超音波工学、マイクロマシーン、金属材料科学、情報工学、光波センシングなど異なる分野の研究者チームからなり、研究分野の枠を越えて相互に連携を図りながら、面発光レーザを中心とした超並列光デバイスの開拓、大規模なフォトニクス集積技術の開拓、超並列光エレクトロニクス技術を用いた新しいコンピュータシステムの探求とその具現化を進めた。平成8年度までに、新規導入設備の整備を完了し、超並列光エレクトロニクスのキイデバイスである面発光レーザの高性能化、近赤外から紫外・青色領域での広い波長領域での実現のための研究を推進した。さらに、超並列光電子融合システムの実現のために、強誘電体材料をゲート材料としたニューロトランジスタの試作を進めた。また、高精度電子/光ハイブリッド実装技術のための基礎技術開拓などの研究を推進した。以下にこれまでの研究経過の概要を示す。1.面発光レーザの高性能化これまで、横方向の強振器微小化によって低しきい値化を進め、減圧MOCVD法によりGaInAs/GaAs系面発光レーザを製作し、直径5μmの素子で最低70μAのしきい値を実現している。
JAK阻害薬による新規制御性T細胞誘導機構の解明及び炎症性疾患治療への応用

自己免疫疾患である全身性エリテマトーデス(SLE)モデルマウスのNZB/WF1(BWF1)マウス脾臓では、抗体産生を抑制するLAG3+制御性T細胞の割合が減少していた。JAK阻害薬Tofacitinibを加えてコントロールのC57/BL6(B6)マウスやBWF1マウスのCD4+T細胞を培養すると、LAG3+Treg様の表現型を示した。BWF1マウスのLAG3+Treg様細胞はSLE症状の発症を抑制した。関節リウマチモデルであるコラーゲン誘導性関節炎を発症するDBA1Jマウスも脾臓LAG3+Tregの割合が減少していた。Tofacitinibによって誘導されたDBA1JマウスのLAG3+Treg様細胞は、関節炎の進行と重症化を抑制した。LAG3+TregもしくはLAG3+Treg様細胞の分化機構の解明は、関節リウマチ・SLEなどの自己免疫疾患/慢性炎症性疾患の新規治療法開発に役立つ可能性がある。研究協力を得ている東京大学医学部附属病院アレルギーリウマチ内科第18研究室では、平成21年に自己抗体産生を抑制するCD4+CD25-LAG3+制御性T細胞(以下LAG3+Treg)を同定した。平成23年度の研究で、SLEモデルマウスのNZB/W F1マウス(以下BWF1マウス)、コントロールのB6マウスの脾臓細胞を解析したところ、B6マウスと比較して、BWF1マウスでは脾臓CD4+T細胞内でのLAG3+Tregの割合が減少していた。B6マウスとBWF1マウスのLAG3+TregのEgr-2, LAG-3, IL-10のmRNA発現パターンには差異を認めず、LAG3+Tregの減少がループス発症に寄与する可能性が示唆された。JAK阻害薬Tofacitinib添加下でB6もしくはBWF1マウスのナイーブCD4+T細胞を培養すると、Egr-2, PD-L1を発現し、LAG3+Treg様の表現型を示した。BWF1マウスのLAG3+Treg様細胞を腎炎発症前の同系マウスに養子移入すると自己抗体産生・腎炎発症が抑制された(平成24年日本リウマチ学会で口頭発表)。平成24年度は、コラーゲン誘導性関節炎を発症するDBA1Jマウスでも脾臓CD4+T細胞内でのLAG3+Tregの割合が減少していることを見出した。Tofacitinibによって誘導されたDBA1JマウスのLAG3+Treg様細胞をII型コラーゲンで免疫した同系マウスに移入したところ、関節炎の進展と重症化が抑制された。今後LAG3+Treg様細胞と関節リウマチにおけるtofacitinibの有効性との関連を検討する。生体内でLAG3+TregもしくはLAG3+Treg様細胞を増やすことは、関節リウマチ・SLEなどの自己免疫疾患の治療につながる可能性がある。B6マウスを用い、tofacitinibの投与がLAG3+Tregに与える影響を解析した。安定した薬物動態を保つため、浸透圧ポンプを皮下に埋め込み投与したところ、tofacitinib投与群でLAG3+Tregが増加した。tofacitinib投与群の脾臓LAG3+Tregでは、高いIL-10, Egr2, LAG3 mRNA発現を示した。一方、腎炎発症前のBWF1マウスにtofacitinibを投与してもLAG3+Tregは増加しなかった。tofacitinib投与によるCD4+CD25+T細胞数の変化はみられなかった。次にtofacitinib添加下にナイーブT細胞を培養したところ、LAG3+Tregの抗体産生抑制能に重要なEgr2が誘導された。BWF1マウスCD4T細胞ではB6マウスCD4T細胞と比較してEgr2誘導により高い濃度のtofacitinibを要した。BWF1マウスCD4T細胞のtofacitinibへの低反応性は、生体内でのLAG3+Treg誘導の減弱に関与している可能性が考えられた。tofacitinib添加下に培養したCD4T細胞(以下Tofa T細胞)がループスを改善するか調べるため、Tofa T細胞、10%PEGで培養したCD4T細胞、PBSを腎炎発症前BWF1マウスに移入したところ、Tofa T細胞移入群では他群と比較してdsDNA抗体価上昇と蛋白尿進展が抑制された。

腎臓組織所見も改善がみられた。これらの成果は、tofacitinibによるLAG3+Treg誘導機構の解析とその炎症性疾患治療への応用の基礎検討として有用と思われる。本研究は2012年日本リウマチ学会国際ワークショップ賞を受賞した。また、コラーゲン誘発性関節炎マウスにTofa T細胞を移入しても、発症が抑制される傾向を観察している。現在までの研究でtofacitinibがin vivoでLAG3+Tregを、in vitroでLAG3+Tregの抗体産生抑制能に重要なEgr2をCD4T細胞に誘導することを明らかにし、人為的に誘導したLAG3+Tregがループスモデルマウスの腎炎発症・自己抗体産生を抑制することを示した。この知見は、人為的に誘導したLAG3+Tregの自己免疫疾患治療、tofacitinib以外のEgr2を誘導する化合物のスクリーニングなどの基盤となりうるため。(1)TofaT細胞がコラーゲン誘発性関節炎マウスの関節炎発症やII型コラーゲン産生が抑制されるか引き続き検討する。(2)JAKの下流にある転写因子signal transducerand activator of transcription(STAT)は標的遺伝子の転写調節を行っており、サイトカインシグナル伝達、T細胞の機能発揮に重要な役割を果たしている。したがって、tofacitinibによりJak3を中心とした阻害が起き、多種のSTATが抑制された場合に、相対的に特定のサイトカインの作用やSTATのリン酸化が優位となる、suppressor of cytokine signaling(SOCS)の誘導が減弱するなどにより、LAG3+Tregが増加する可能性が考えられる。STATがLAG3+Tregの分化、機能発揮、増殖に及ぼす影響につき、STAT1, 3, 4, 5a/b,6のノックアウトマウスを用いて解析し、より特異的な治療ターゲットの検索を行う。(3)B細胞欠損マウス(mMTマウス)ではLAG3+Tregの減少がみられ、B細胞移入によってLAG3+Treg数が回復することから、LAG3+Tregの分化には特にB細胞が重要な役割を果たしていると考えられる。mMTマウスにtofacitinibを投与することで、LAG3+Tregに及ぼす影響を検討する。(4)LAG3+Tregにより自己反応性T細胞増殖が抑制されるか検討する。レトロウイルスベクターを用い、SLEの自己抗原であるヌクレオソーム特異的CD4+T細胞(AN3 T細胞)を再構築する。AN3 T細胞はB細胞の抗DNA抗体産生を促進する。AN3 T細胞と脾臓貪食細胞の共培養を行う際に、LAG3+TregもしくはFoxp3+Tregを加えることにより、AN3 T細胞の増殖反応が抑制されるか検討する。コラーゲン誘発性関節炎マウスの関節炎発症や抗II型コラーゲン抗体産生が抑制されるか検討するため、II型コラーゲンとDBA1Jマウス、抗II型コラーゲン抗体ELISAキットを購入する。また、Tofa T細胞を分離するため、CD4+CD62L+細胞分離キット、LSカラムを購入する。STATがLAG3+Tregの分化、機能発揮、増殖に及ぼす影響について検討するため、リン酸化STAT特異的抗体を購入する。サイトカインや転写因子のmRNA発現を検討するため、SYBR GREENを購入する。研究成果を学会で発表するため、一部を旅費に使用する。
テフロン効果を利用する非凝集性フタロシアニンの開発:癌診断薬,癌治療薬への展開

光線力学的治療薬での重要なファクターとして挙げられるのが,親水性と疎水性のバランスである。増感剤の親水性が高すぎる場合,速やかに体内から排出される結果となる。そこで腫瘍細胞取り込みを促進されるため,脂溶性の向上が必須とされている。フッ素は抜群の撥水性作用を示し,当該研究における化合物においてもこの効果が期待できる。これらフッ素の撥油性(Fluorophobic repulsion)と撥水性(Fluorophilic attraction)の両者を最大限に生かす増感剤の開発を行った。フタロシアニンへのフッ素コーティングは,トリフルオロエトキシ置換のユニットを,親水性ユニットとしては核酸あるいはシクロデキストリンをハイブリッドさせた新規テフロン加工光増感剤の開発に成功した。これらをin vitroにおけるPDT試験を行った。条件は,腫瘍細胞HT1080に対して50μg/mlの化合物で24時間インキュベート後,薬剤を取り除き,PDT48時間後の細胞の生存率を調べた。(PDT条件:664nmの半導体レーザー,出力150mW/cm^2,エネルギー量100J/cm^2,同時に,光無照射下での化合物の細胞に対する直接作用を調べた。また対照として,現在臨床で用いられているタラポルフィン(ポルフィリン系増感剤)を用いた。)その結果,タラポルフィリンでは今回検討した濃度でPDT効果が見られなかったのに対して,シクロデキストリン結合型フタロシアニンは非常に高い効果が見られた。これらの化合物は光無照射下でほとんど作用が見られなかったことから,光照射により選択的に腫瘍細胞を破壊できることが期待でき,日光過敏症を併発しない新たな光線力学的治療薬への展開が期待できる。
乳児はヒト以外のエージェントを協力者として期待するか

協力行動(共有するゴールのためにパートナーと共同して働く)は、ヒトという種のホールマークの一つであると考えられている。しかしながら、こうした協力行動が、ヒトーヒト間に見られるものか、それとも、ヒト以外のエージェント、例えばロボットにも見られるかはまだ解決されていない問題である。これまで、申請者らの研究では、ロボットとヒトが協力しておもちゃを得ようとする場面で、14カ月児は、ロボットが明らかなヒトの協力者であるという確証は得られなかった。しかしながら、その注視時間から、ロボットの新奇性が高すぎる可能性が示唆され、次の実験では、その新奇性を減じるために、実験セッションの前に、ロボットに発話や社会的な行動(手を振るなど)を付与し、ロボットがフレンドリーな存在であることを示した。しかしながら、なおも、ロボットがヒトのパートナーであるという明確な確証には至らなかった。別の視点からの検討を始めた。すなわち、第3者が、ロボットをどのように扱うか、またどのように見なすかの検討である。ヒトとロボットが共同しておもちゃを箱から取り出すという作業を行った後、それを見ていた第3者が、ロボットとヒトに報酬を配分するが、その際に、乳児は、第3者が、ロボットにも公平に配分することを期待しているか否かが、期待違反法によって調べられた。現在、データ取得中である。また、先行研究では、乳児は、労働量に応じて、報酬が配分されるべきであることを期待していることがわかっているが、次の段階として、ロボットにもこうしたルールを適用するか否かの検討も合わせて行う。なお、今年度の成果として、国際学術誌のInfant and Child Developmentに投稿した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
珪長質火山活動の開始とその噴火様式の支配条件の解明：高結晶度マグマの流動・固化

珪長質火山活動の謎の一つは,流動を阻害する結晶を多量に含む高結晶度マグマによる爆発的噴火である.50vol%程度以上の結晶を含むマグマは固体的挙動を示すために爆発的噴火にはマグマ流動化が必要だが,そのメカニズムは不明であった.この問題を解決するために,本研究では高結晶度マグマの減圧発泡実験および粘性測定を行った.その結果,大きな減圧速度では気泡形成により固相同士が分離することでマグマが流動化し,逆に小さな減圧速度では脱ガスが進行し固化してしまうことが分かった.つまり,高結晶度マグマが爆発的噴火を起こすには,噴火前に大きな過剰圧を蓄積するなどして,大きな減圧率を達成する必要があることが分かった.本研究は,高結晶度マグマ中の気泡形成と脱ガス過程,そしてそれらのマグマレオロジーに対する効果を明らかにすることで,珪長質火山活動の爆発性を支配する要因を明らかにすることを目的としている.そのために,高結晶度マグマ中での気泡形成を実験的に再現し,また気泡を含むマグマのレオロジーを定量化することを目指す.本年度は気泡形成を再現するために水熱合成自動減圧装置を導入した.この装置は,減圧速度・減圧量を任意にコントロールできる減圧制御ユニットを備えている.本年度行った予備実験によって,珪長質マグマだまりを再現した800°C,100MPaという条件から20MPaまでの等温減圧を数秒から数日という幅広い時間スケールで可能であることが確認された.この実験システムの注目する点は,幅広い減圧率・減圧量範囲において減圧率を一定に制御できる点,自動制御であるため長時間の減圧実験も可能である点である.出発物質の準備や予備実験を終了し,来年度以降,この装置を用いて高結晶度マグマ中での気泡形成過程を明らかにする.本年度は,放射光X線を用いた変形その場観察用の変形試験の作製も開始した.この実験システム(X線透過法・コンピュータ断層撮影法(CT))を用いることで,高温封圧下での高結晶度マグマの流動を直接観察できる.ここで作成する装置は従来使用していた変形試験よりも小型化し,また圧力を支えるフレーム内に電気炉と回転ステージを設置することで完全な3次元観察を可能とする.予定通り水熱合成自動減圧装置を導入し,本研究課題の目的を達成可能であることが確認できた.予想よりも幅広い範囲での減圧率が達成可能であることは,当初の予定よりも大きな進展である.ただし,装置の納入が遅くなり実際の実験を開始するには至らなかった.一方で予定を早めて変形試験機を作成開始できた.変形試験機をSPring-8のビームラインに設置する試験も終え,次年度以降の実験の準備は完了した.以上から本研究はおおむね予定通り進んでいると言える.本研究は高結晶度マグマ中の気泡形成と脱ガス過程,そしてそれらのマグマレオロジーに対する効果を明らかにすることで,珪長質火山活動の爆発性を支配する要因を明らかにすることを目的としている.そのために,高結晶度マグマ中での気泡形成を実験的に再現し,また気泡を含むマグマのレオロジーを定量化することを目指す.本年度は,昨年度導入,確立した水熱合成自動減圧装置を用いた減圧実験を進めた.この実験では,結晶を5070体積%含む流紋岩マグマを800°C,100MPaの条件で保持し,この条件から8320MPa/hの速度で20MPaまで減圧した.実験後に回収した試料の気泡・結晶組織を,X線CTおよびSEMで観察した.その結果,結晶フレームワークに膨張を抑制された気泡が,結晶フレームワークとの相互作用の結果,不均質に膨張,移動し気泡チャネルを形成することが分かった.また,減圧率が高い場合には大きな過剰圧力が発生し,結晶フレームワークが壊れることも分かった.さらに,気泡チャネルごとのスペーシング幅は,減圧速度に依存することも明らかになった.この減圧速度と気泡チャネルの関係を利用し,高結晶度マグマからの脱ガス速度を見積もるモデルを構築した.これらの成果を,国際誌へ発表準備中である.さらに結晶と気泡を含む天然岩石を出発物質として,800°C,100MPa条件での結晶・気泡を含むマグマの粘性測定を行った.この成果を国際誌へ発表した.予定通り水熱合成自動減圧装置および変形実験装置を作成,導入することができた.それらを用いた実験も順調に進んでいる.当初の予想通り,減圧に伴いマグマ中で気泡が分離し,マグマレオロジーや脱ガス効率に変化を引き起こすことが分かってきた.以上から,本研究はおおむね順調に進展していると言える.本研究は,高結晶度マグマ中の気泡形成と脱ガス過程,そしてそれらに伴うマグマレオロジーの変化を明らかにすることで、珪長質火山活動の爆発性を支配する要因を明らかにすることを目的としている.そのために,高結晶度マグマ中での気泡形成を実験的に再現し,気泡を含むマグマのレオロジーを定量化することを目指した.前年度までに必要な実験システムの構築を終了し,本年度は主に追加実験と成果の取りまとめを進めた.まず昨年度から引き続き,高結晶度マグマの減圧実験を行った.この実験では,結晶が50-70体積%の流紋岩マグマを800°C,100MPaの条件から,8-320MPa/hの減圧率で様々な圧力まで減圧した.そして,回収した試料の気泡組織をSEMやX線CTを用いて観察した.

その結果,高結晶度マグマ中の気泡の形成過程は減圧率に大きく影響されることが分かった.つまり,非爆発的噴火に対応するような低い減圧率では結晶同士がつながったフレームワーク間で気泡が成長する一方,爆発的噴火に対応する大きな減圧率では気泡の成長が結晶フレームワークを分裂させることが分かった.結晶フレームワークの分裂はマグマ粘性の低下を誘発すると考えらえるため,大きな減圧率で上昇するマグマ中では必然的にマグマ粘性の低下が起こり,爆発的噴火を発生することになると予想される.また,SPring-8のX線イメージングラインに設置可能な小型電気炉と変形実験システムを利用して,高温封圧下で流動する高結晶度マグマのその場観察を行った.高結晶度マグマ中では変形が局所化することが確認された.変形の集中は,前年度までに行ったクエンチ回収実験でも確認されている.これらの成果を国際誌へ投稿準備中である.珪長質火山活動の謎の一つは,流動を阻害する結晶を多量に含む高結晶度マグマによる爆発的噴火である.50vol%程度以上の結晶を含むマグマは固体的挙動を示すために爆発的噴火にはマグマ流動化が必要だが,そのメカニズムは不明であった.この問題を解決するために,本研究では高結晶度マグマの減圧発泡実験および粘性測定を行った.その結果,大きな減圧速度では気泡形成により固相同士が分離することでマグマが流動化し,逆に小さな減圧速度では脱ガスが進行し固化してしまうことが分かった.つまり,高結晶度マグマが爆発的噴火を起こすには,噴火前に大きな過剰圧を蓄積するなどして,大きな減圧率を達成する必要があることが分かった.実験装置の作製、試験などが終了し、今後は実際の実験を中心に進める.また、実験試料の化学分析を進めることで、脱ガスのメカニズムの検証を進める。火道流モデルの構築は順調に進んでおり、実験・分析結果と統合し、噴火開始条件の解明へ向けて研究を進める。成果は学会や論文で発表する.実験装置の作成,実際の実験はほぼ終了している.今後は得られた実験データを整理し,国際誌等で発表すること,必要な追加実験を行うこととなる.29年度が最終年度であるため、記入しない。火山学29年度が最終年度であるため、記入しない。
新しい心不全遺伝子治療の研究―分泌型マトリックス蛋白の役割の検討より―

Osteopontin(OPN)およびFibulin-5/DANCEは、マトリックスの構成と安定化に関与する分泌型の蛋白であり、インテグリン(特にαvβ3)のリガンドである。しかしながら、これらの分泌型のインテグリンリガンド蛋白の心筋における役割は不明である。そこで、当研究においては、これらの蛋白の心肥大・心不全における役割を明らかにすることを目標とした。まず、高血圧心肥大から心不全へと移行を示すダールラット心不全モデルを用いて発現形式、活性化機序およびレセプターである心筋におけるインテグリンの検討を行った。その結果、心肥大期において、DANCEでは遺伝子(mRNA)発現は変化認めなかったがOPNでは3.3倍の発現亢進を認めた。しかしながら、心不全期に移行するとDANCE,OPNともに心肥大期に比しそれぞれ2、2.8倍の発現亢進を認め、それは蛋白レベルでも確認された。一方、レセプターのαvインテグリンの発現も2.3倍と亢進を認めた。アンギオテンシン受容体拮抗薬の慢性投与により心不全の発症が抑制されたが、その際心筋においてOPNでは、56%発現が抑制されたが、DANCEあるいはαvインテグリンでは有意な抑制は見られなかった。このことから、心不全の発症に関して、DANCEとOPNが異なる役割(例えばDANCEは心筋保護的に、OPNは心筋傷害的に働くなど)を果たしていること、あるいは、DANCE vs αvインテグリン、OPN vs αvインテグリンという関係が同等のものではないという可能性が示唆された。現在、心筋梗塞後心不全モデルについても検証中である。次年度では、この結果を,ふまえて、DANCEとOPNの異なる役割を明らかにし、治療的応用を行うために、AAVベクターを用いて、心筋にDANCEとOPNの遺伝子導入を行い、心筋局所での高発現が及ぼす効果、影響を検討する予定である。
都市構造を考慮した火の粉に対する建物の脆弱性に関する研究

日本の都市構造に焦点を当て、日本の建物の火の粉に対する脆弱性を実験的に検討した。ベンチスケール実験装置の開発・建物から発生する火の粉に合わせた火の粉の開発とともに、文献調査の結果を元にウッドデッキを対象として火の粉発生装置を用いて実大実験とベンチスケール実験を行い、脆弱性を確認した。ウッドデッキを対象とした実験の結果、実大実験では風速8m/sでウッドデッキの隅に火の粉が堆積して着火する様子が確認できた。ベンチスケール実験では風速4m/sで同様の現象が再現できた。屋外での大規模火災は世界中で問題になっている。日本ではその都市構造から主に都市火災が対象となる。これまでの災害調査により大規模火災での火炎拡大は「飛び火」が重要な役割を果たすことが示されている。しかし、これまでの飛び火に関する研究は火の粉の飛距離に焦点が置かれたものばかりであり、火の粉の発生・着火に着目したものはほとんどない。実際に火の粉が降りかかった際にどのように建物等に着火するのか、また火の粉そのものがどのように発生するのか、ということを知ることは火炎の延焼を防ぐという点において非常に重要である。本研究では「日本の都市構造の火の粉への脆弱性」に焦点を当て、実大実験・ベンチスケール実験の双方を行い、火の粉による飛び火現象の理解を深めることを目的とする。平成26年度は文献調査と予備実験準備を行った。過去の震災では火の粉による飛び火の被害が多く報告されている。近年その件数は減少しているものの、震災の際に風速が遅かったことから、「風速が早ければ」被害があったかもしれない点が指摘されている。また、近年においても木造家屋の火災では火の粉が発生しており、多くの目撃談が寄せられていることがわかった。また、火の粉の発生に関する文献調査も実施し、これまで使用している火の粉よりも単位投影面積当たりの質量の軽いものも発見されていることから、これまでより軽く、大きい火の粉の作成に取り組んだ。本研究は日本の都市構造に焦点を当て、日本の建物の火の粉に対する脆弱性を実験的に検討するものである。文献調査の結果を元に火の粉発生装置を用いて実大実験とベンチスケール実験を行い、脆弱性を確認する。本研究は以下の段階に分かれる。1)文献調査により大規模火災における飛び火の被害、火の粉の発生の様子を確認する。2)文献調査の結果に合わせて火の粉発生装置から発生させる火の粉の大きさを変更(軽く、大きい火の粉)する。3)ベンチスケール実験を可能とする実験装置のセットアップを行う。4)予備実験として文献調査によりこれまでの被害の多い屋根、近年人気のあるウッドデッキ、建物で一番多くの面を占める壁に対して実験を行い、本実験の対象を決定する。5)予備実験の結果を元に実験対象をウッドデッキと決定し、実大実験を実施し、ベンチスケール実験に必要なデータを確認する。6)実大実験結果を模擬できるようなベンチスケール実験をウッドデッキを対象として確立する。平成26年27年度の2年間では5)まで終了しており、ウッドデッキを対象とした火の粉による着火の様子に関して以下のような知見を得た。1)実大実験では風速8m/sにおけるウッドデッキの着火メカニズムを検討した。3種類の木材に対して再現性を確認するため2回ずつ実験を行った。2)火の粉は角に堆積しやすく、6実験中5実験において角で、1実験ではウッドデッキのフロント部分で着火した。3)火の粉によるウッドデッキの有炎燃焼にかかった時間はビデオより測定された。1実験に関して他の5実験と異なる箇所で着火したことから有炎燃焼にかかった時間で比較するのではなく、有炎燃焼に必要な火の粉の量で比較した。その結果実験を行ったウッドデッキの有炎燃焼に必要な火の粉の量は10グラム程度であり、木材の密度と有炎燃焼に必要な火の粉の量は正の相関関係があることが分かった。実大実験の実験回数を当初の予定よりも増やし、系統的に実験を行うこととした。そのため、より多くの検討を行うことが可能となり、ベンチスケール実験へつなげることが出来た。そのためにベンチスケール実験は平成28年度に持ち越すことになったが、おおむね順調に進んでいる。平成26年27年度の2年間では5)まで終了し、平成28年度で6)を実施した。その結果、実大実験結果を模擬できるベンチスケール実験を確立することが出来た。

ベンチスケール実験においてもウッドデッキの着火を確認することが出来たが、風速4m/sの際に実大実験の8m/sの場合と同様の集積が確認できた。着火に必要な火の粉の量に関しては実大実験結果と同様に、ウッドデッキ材の密度と正の関係があることがわかった。今後の検討課題として同様の実験方法が他の建築部位を対象とした実験にも活用できるのか確認することと、風速による影響を考慮する必要があると考えられる。日本の都市構造に焦点を当て、日本の建物の火の粉に対する脆弱性を実験的に検討した。ベンチスケール実験装置の開発・建物から発生する火の粉に合わせた火の粉の開発とともに、文献調査の結果を元にウッドデッキを対象として火の粉発生装置を用いて実大実験とベンチスケール実験を行い、脆弱性を確認した。ウッドデッキを対象とした実験の結果、実大実験では風速8m/sでウッドデッキの隅に火の粉が堆積して着火する様子が確認できた。ベンチスケール実験では風速4m/sで同様の現象が再現できた。大規模火災での火の粉による飛び火の被害、及び、火の粉の発生に関して文献調査を行った。火の粉の発生に関する文献調査の結果、現状の火の粉よりもより軽く、より大きい火の粉の作成が必須と判断した。文献調査を終え、これまでの飛び火の発生状況と風洞の最大風速(10m/s)より風速に関しては8m/sを基準に実験を行うことに決定した。予備実験結果をもとに実大実験でのそのほかの風速を決定する。平成26年度は予備実験のためのセットアップに時間を費やすことになった。火の粉の大きさを変化させるため、これまで使用していた火の粉の原料に加え、別の形状の試料を基にした火の粉での検討を行った。その結果実験装置の改良を行い、これまでよりも軽く、大きい火の粉を発生させることに成功した。この火の粉を用いた予備実験の準備中である。平成28年度はこれまでの結果を元にウッドデッキを対象としたベンチスケール実験を行う。実大実験結果との比較に加え、火の粉による対象への脆弱性を確認できるベンチスケール実験を確立することを目標とする。火災安全科学平成27年度は平成26年度に実施予定であった予備実験をまず行う。その後解析・実大実験・小規模実験を行う予定である。予備実験の解析結果によってその後に続く実大実験・小規模実験で対象とする建築部位が決定されるため、両実験は平成27年度後半に計画されている。予備実験ではすでに火の粉の大きさを変更できるように調整したため、これを受けて風速・建築物の建築方法・形状に関して様々な検討を行い、最終的な実大実験での条件を決定する。実大実験では現実的な大きさで実験を行い、実験条件を変化させつつ着火までにかかる時間/着火のしやすさの変化を記録する。また、建物のどの部位が、どのように着火するのかという点を詳細に観察し、その後のベンチスケール実験に活かせるようにする。ベンチスケール実験の目的は実大実験を再現すること、火の粉が発生してから試験試料が着火するまでの時間(着火遅れ時間)を比較することで試験試料の着火しやすさを検討することの2点である。実大実験にかかる実験場使用料を節約できたためである。また、実験・解析のために年間を通じて雇用予定であった人件費を削減し、実験の際には期間中のみ実験補助を雇用し、経費を節約した。
都市の資源循環をめぐる社会的担い手の研究

本研究は、リサイクル活動に関わる多様な担い手の実態把握を目標とし、主として再生資源卸売業者の歴史と現状を中心に調査を進めた。その結果、以下の点に関する知見を得られた。(1)都市生活において排出される不要品の流通に関して、いわゆる「ごみ」と、有価物である「屑物」との区別が、歴史的に変化してきたこと。(2)「屑物」を取り扱ってきた再生資源卸売業は、都市の不安定雇用層の貯水池を基盤とする独特の買い回り型回収機構を含み、その上に零細の撰分加工業者と、一定の土地・設備を備えた問屋がいるという独特の分業構造を形成していたこと。(3)こうした再生資源卸売業に固有の分業構造は、地域的近接性に基づいた取引関係を形成し、一種の「地域産業集団」としての性格を保有していたこと。(4)1970年代後半以降の自治体清掃事業におけるリサイクル政策への転換に伴い、一部の業者には、市民活動と継続的な関係を保つことで自らの事業の公共性を主張しはじめている動きが見られる。仮に市民活動と再生資源業界との連携が最善の形で実現した場合、回収部門と選別・再資源化部門、あるいは市民セクターと市場セクターとの双方をつなぐことができるような、物質循環における新たな関与主体が形成される可能性もある。本研究は、リサイクル活動に関わる多様な担い手の中でも特に再生資源卸売業者に着目し、彼らが経済活動としてリサイクルを成り立たせていた社会的・経済的諸条件と、それが近年のリサイクル政策の進展の中でどのような位置づけにあるのかを中心的な関心としている。本年度は、東京都荒川区東日暮里地区における故繊維産業集積地を主な対象とし、繊維製品のリサイクルに携わってきた故繊維業者について調査を進めた。この調査では、撰分業者、ウエス製造業者、元繊維屑問屋、元裁落業者など、複数の故繊維業者に対する継続的な聞き取り調査を重ね、各事業所の創業・事業継承・転廃業の経緯、取り扱い品目の詳細とその移り変わり、かつての流通経路・分業構造・取引慣行などについて出来る限り実態に即した把握を目指した。それを通じて、かつて故繊維産業が東日暮里地区において多数の業者が緻密な分業構造を形成しながらひとつの産業集団として機能していたことを確認し、それが再生羊毛やウエスなどに対する豊かな需要と、都市の浮動的労働者層によって担われていた独特の廃品回収機構を存立条件としていたことを明らかにした。このような産業集団によって担われた故繊維の流通機構が、今日どのような困難に直面しているのかについては、来年度さらに検討を進める予定である。それにあたっては、繊維製品の価格低下、輸入バージン原料の価格低下、都市の浮動的労働者層の縮小などによる産業集団の存立条件の変化に伴い、故繊維業界が輸出用中古衣料の卸売り業として存続する層と、別種の業種・業態への転業する届との分解へいたっていることを踏まえる必要がある。
ヴェーダからポスト・ヴェーダの宗教・文化の共通基盤と重層性の研究

本研究課題では、梶原三恵子(研究代表者)、藤井正人(研究分担者)、手嶋英貴(研究分担者)が研究を分担し、研究協力者たちの協力も得ながら、ヴェーダ期とポスト・ヴェーダ期の宗教・文化の共通性と非共通性をさまざまな角度から分析・検討し、古代から古典期インド文化の重層的な構造を解明することを目的としている。第2年度である平成30年度の研究実績の概容は以下のとおりである。梶原は、ヴェーダ聖典の次世代への伝承を担う聖典学習者をさす「ブラフマチャーリン」というサンスクリット単語の用例を、初期・中期・後期ヴェーダ文献を渉猟して調査し、ヴェーダ文献におけるこの語の意味範囲の振幅を確定することで、この語がその後のヒンドゥイズムにどう展開していったかを研究するための基礎作業を行った。藤井は、『ジャイミニーヤ・ウパニシャッド・ブラーフマナ』が、ヴェーダ文献史の中で最初のウパニシャッドとして成立する状況を、祭式と思想の両面から解明した。また、中期ウパニシャッド文献においてブラフマン神と王座が描かれている場面を解析し、古代インドの祭官階級と王権との関係を研究した。手嶋は、古代インドの王権儀礼研究の一環として転輪王説話の展開をまとめた。さらに、本来は王権儀礼であるアシュヴァメーダ祭が、ポスト・ヴェーダ期には一種の贖罪儀礼として扱われるようになる過程を、文献と碑文を渉猟して研究した。それぞれの研究成果は、学会にて口頭発表するとともに、一部はオープンアクセスの学術誌にて出版公開した。さらに、シンポジウムを二度、本研究課題と京都大学人文科学研究所共同研究との共催にて東京と京都で開催し、研究者コミュニティに加えて一般にもアウトリーチを図った。研究代表者と研究分担者が互いの専門を補完しつつ協力し、ヴェーダ文化とポスト・ヴェーダの接点を探る成果をあげた。梶原は、「ブラフマチャーリン」という単語のヴェーダ文献における用例を精査し、この語が初期ヴェーダ以降一貫してヴェーダ聖典を学習する「ヴェーダ学生」を意味する一方、中期ヴェーダ以降は「性的禁欲者」をさす例も現れるという分析結果を得た。そして、それでもなおこの語が後代まで「ヴェーダ学生」という意味を保持したのは、ヴェーダ末期からポスト・ヴェーダ期に興ったアーシュラマ論でこの語が「ヴェーダ学生」として用いられたことに拠るところが大きいと結論づけた。また、古代インド思想の重要概念である「ブラフマン」が男性神格として登場しはじめる中期ウパニシャッド文献において、ブラフマン神と王座が描かれている場面を解析し、古代インドの祭官階級と王権との関係が背景にあることを解明した。手嶋は、王権儀礼アシュヴァメーダ祭について、ヴェーダ期からポスト・ヴェーダ期にかけての挙行意図や文献における位置づけの変遷の研究を継続した。本来は王権儀礼であるアシュヴァメーダ祭が、ポスト・ヴェーダ期には一種の贖罪儀礼として扱われるようになる過程を、文献と碑文を渉猟して調査した。また、本研究課題の特色のひとつである京都大学人文科学研究所共同研究「ブラフマニズムとヒンドゥイズムー南アジアの社会と宗教の連続性と非連続性」(研究班長・藤井、副班長・手嶋)との連携協力を生かして、「古典インドの哲学と学問ー始まりと展開ー」(平成30年10月、京都大学)と、「古代・中世インドの王権と宗教」(平成31年3月、東京大学)との、二度のシンポジウムを同共同研究と共催した。梶原は、ヴェーダ聖典の学習儀礼について詳細の分析をさらに進める。この問題はこれまで、後期ヴェーダに属するグリヒヤスートラの規定に基づいて研究されてきたが、それに加えて、中期ヴェーダに属するアーラニヤカ文献およびウパニシャッド文献から当時の学習儀礼の痕跡を示す文章を収集し、より古い形を探る。藤井は、インド思想における輪廻思想の始源に関する研究を、ヴェーダ祭式との関連という観点から進める。とくに、生きている間に祭式によって身体に対応する諸要素を天界に送っておき、死後に天界に上昇してそれらと合体し、身体を再構成して天界に再生するという観念の発達過程を調査する。手嶋は、ヴェーダ王権儀礼からヒンドゥー王権儀礼への変遷過程に関する調査を進める。とくにヴェーダ儀礼の祭主による祭官への施与と、中世王権儀礼の特徴である「大施与」(mahadana-)との歴史的関係の有無を検討する。研究の成果は、国内および海外での学会発表と、和文および英文の学術論文の出版によって順次公開していく。また、今年度に引き続きシンポジウムを開催し、ひろく一般に研究成果を公開する予定である。本研究課題では、梶原三恵子(研究代表者)、藤井正人(研究分担者)、手嶋英貴(研究分担者)が研究を分担し、連携研究者・研究協力者の協力も得ながら、ヴェーダとポスト・ヴェーダの宗教・文化の間の通時的および共時的な関係に焦点をあてて、それらが共有する共通基盤と、その共通基盤の上に独自の新しい諸要素が層をなして重なる重層的な構造を解明することを目的としている。初年度である平成29年度の研究実績の概容は以下のとおりである。梶原は、ヴェーダ聖典の伝承に関わる儀礼として、入門儀礼と、聖典学習の際に課される誓戒の詳細について、初期・中期・後期ヴェーダ文献を渉猟して調査した。

さらに、入門儀礼および聖典学習のための誓戒と、ヴェーダ祭式の開始にあたって祭主がおこなう潔斎の儀の比較を開始した。藤井は、ヴェーダからポスト・ヴェーダの出家苦行の理念と実状について、ダルマ文献と叙事詩を渉猟して研究を行い、ダルマ文献が述べるアーシュラマ理論の中のヴァーナプラスタと、叙事詩にみられる森林苦行者のさまざまな描写との異同を明らかにした。手嶋は、インド史における王権儀礼研究の一環として、「転輪王」というモチーフを題材に、ヴェーダ祭式文献、ポスト・ヴェーダの叙事詩文献、初期仏教文献を渉猟し、古代インドの帝王イメージの形成過程を追うとともに、転輪王説話の展開を跡づけた。それぞれの研究成果は、国内学会および国際学会で口頭にて発表し、一部は学術誌上に出版公開した。さらに、シンポジウムを二回、本研究課題と京都大学人文科学研究所との共催にて京都と東京で開催し、本研究課題の成果の一部を公開・発信した。ヴェーダからポスト・ヴェーダの宗教・文化の共通基盤と重層性の解明にむけて、研究代表者と研究分担者が互いの専門を補完しつつ協力し、研究方向の基礎固めを行った。主な成果は以下のとおりである。梶原は、ヴェーダ聖典の伝承について、入門儀礼の発達とその意義の変化という視点から、東洋大学で開催されたシンポジウム「聖典はどのように伝えられたのかー宗教の言葉と思想を考える」において招待講演を行った。他の招待講演者の演題はいずれも仏教学に関するものであったため、ブラフマニズムとその外に位置する宗教文化のひとつである仏教との各々の聖典伝承について、互いに討論し情報交換を行うことができた。藤井は、クロアチアで開催された国際サンスクリット叙事詩プラーナ学会にて、ヴェーダ聖典としてのダルマ文献と初期ヒンドゥイズムを反映する叙事詩における苦行者について発表した。手嶋は、同学会にて、ヴェーダ祭式アシュヴァメーダの儀礼イメージが初期仏典の転輪王説話に取り入れられ、さらに後者が叙事詩の説話に影響を及ぼしたことを指摘する発表を行った。いずれもヴェーダからポスト・ヴェーダへの宗教文化の共通性と変遷の解明に寄与する成果となった。また、京都大学人文科学研究所共同研究「ブラフマニズムとヒンドゥイズムー南アジアの社会と宗教の連続性と非連続性」との共催にて、「古代・中世インドにおける神話、説話、表象」(平成29年10月、京都大学)、「古代・中世インドにおける儀礼、制度、社会」(平成30年3月、東京大学)という二度のシンポジウムを開催した。本研究課題では、梶原三恵子(研究代表者)、藤井正人(研究分担者)、手嶋英貴(研究分担者)が研究を分担し、研究協力者たちの協力も得ながら、ヴェーダ期とポスト・ヴェーダ期の宗教・文化の共通性と非共通性をさまざまな角度から分析・検討し、古代から古典期インド文化の重層的な構造を解明することを目的としている。第2年度である平成30年度の研究実績の概容は以下のとおりである。梶原は、ヴェーダ聖典の次世代への伝承を担う聖典学習者をさす「ブラフマチャーリン」というサンスクリット単語の用例を、初期・中期・後期ヴェーダ文献を渉猟して調査し、ヴェーダ文献におけるこの語の意味範囲の振幅を確定することで、この語がその後のヒンドゥイズムにどう展開していったかを研究するための基礎作業を行った。藤井は、『ジャイミニーヤ・ウパニシャッド・ブラーフマナ』が、ヴェーダ文献史の中で最初のウパニシャッドとして成立する状況を、祭式と思想の両面から解明した。
再生医療を応用した感染インプラントのリカバリー-再骨結合の評価-

現在、インプラントの成功率は、概ね95%前後とされている.失敗の原因は埋入後に骨結合が得られない初期脱落と、一度獲得された骨結合が徐々に失われるインプラント周囲炎である.初期脱落に関してはインプラントの表面構造の改良、すなわち機械研磨面から粗面への移行することで解決されつつある.しかし、経年的にインプラント周囲の骨レベルが下がると、粗面の一部が口腔内に露出して表面が汚染されやすいため、インプラント周囲炎の原因となる.一旦、感染を起した粗面は、感染からの脱却が非常に困難で、多くは撤去されているのが現状である.今後,粗面インプラントの長期経過症例が増加することが予測されるので、この問題の解決は急務と考えられる本研究では感染したインプラント表面から汚染を除去し、感染により失った周囲の骨を回復する方法について検討した.また、インプラント周囲の骨吸収を再生療法によって骨造成を行った場合に再骨結合が達成されているかどうか確認する方法について検討した.骨結合の評価はインプラント体が金属であるため顕微鏡やX線による評価が難しい.そこで,プラスチックインプラントにチタン箔をコーティングし観察を容易にする方法について検討した.その結果β-TCP粉末の噴射によるインプラント表面の汚染の除去は表面性状の変化が少ないことがわかった.また,粉末自体が生体材料であるため新たな汚染となる懸念がないので臨床的に有用な方法であると考えられる.また,チタンコーティングインプラントは透過型電子顕微鏡やマイクロCTによる骨結合の評価において有用性が高くインプラント-骨界面の詳細な検討が可能であること考えられ,汚染されたインプラントのリカバリー後の骨結合の評価に有効な方法である.現在、インプラントの成功率は、概ね95%前後とされている.失敗の原因は埋入後に骨結合が得られない初期脱落と、一度獲得された骨結合が徐々に失われるインプラント周囲炎である.初期脱落に関してはインプラントの表面構造の改良、すなわち機械研磨面から粗面への移行することで解決されつつある.しかし、経年的にインプラント周囲の骨レベルが下がると、粗面の一部が口腔内に露出して表面が汚染されやすいため、インプラント周囲炎の原因となる.一旦、感染を起した粗面は、感染からの脱却が非常に困難で、多くは撤去されているのが現状である.今後,粗面インプラントの長期経過症例が増加することが予測されるので、この問題の解決は急務と考えられる本研究では感染したインプラント表面から汚染を除去し、感染により失った周囲の骨を回復する方法について検討した.また、インプラント周囲の骨吸収を再生療法によって骨造成を行った場合に再骨結合が達成されているかどうか確認する方法について検討した.骨結合の評価はインプラント体が金属であるため顕微鏡やX線による評価が難しい.そこで,プラスチックインプラントにチタン箔をコーティングし観察を容易にする方法について検討した.その結果β-TCP粉末の噴射によるインプラント表面の汚染の除去は表面性状の変化が少ないことがわかった.また,粉末自体が生体材料であるため新たな汚染となる懸念がないので臨床的に有用な方法であると考えられる.また,チタンコーティングインプラントは透過型電子顕微鏡やマイクロCTによる骨結合の評価において有用性が高くインプラント-骨界面の詳細な検討が可能であること考えられ,汚染されたインプラントのリカバリー後の骨結合の評価に有効な方法である.研究の目的インプラント周囲炎により部分的に骨結合を喪失したインプラントに対して再生医療を応用してリカバリーを試みる.【インプラントの埋入と骨結合の確率】(担当松浦正朗,長島義之)(1)全身麻酔科にてビーグル犬3頭の小臼歯郡を抜去し,インプラント埋入準備をおこなった.(約3ヶ月経過)(2)4ヶ月後に下顎左右小臼歯部に片側3本ずつのインプラントを2回法の術式にしたがって埋入(予定)。(3)約2ヶ月の免荷期間をおいて骨結合を確立させる(予定)。【インプラント周囲炎モデルの製作】(担当長島義之、森田雅之)(1)免荷期間後、二次手術を施行し、インプラント頚部の骨面上に木綿糸を結紮し、糸を長めに残して一部を口腔内に露出させる(予定)。(2)1ヶ月毎に骨吸収量を確認し、骨吸収の深さが3mm以上になるまで継続する(予定)。(3)所定の骨吸収が確認されたら、結紮糸を除去し、約1ヶ月間定期的な口腔清掃を施行する(予定)。【β-TCPブラスターの準備】(担当城戸寛史)感染したインプラントにもう一度骨結合を達成するためにはインプラント表面の汚染除去が重要であると思われる.β-TCP細粒を用いた表面処理は粗面インプラント表面の汚物を完全に除去することができ,適度な表面粗さを与えることができるだけでなく,β-TCPは生体材料であるのでインプラント表面に残留しても悪影響がない.本実験に使用できる小型ノズルの噴射装置を準備し,チタン板の表面をブラスと処理したところ短時間で汚染除去が可能であると思われた.【再生療法による骨の再生】インプラント表面のβ-TCPブラスト処理後、(1)自家骨移植併用GBR法、(2)PRP混合β-TCP顆粒移植併用GBR法、(3)PRPおよび骨髄由来幹細胞混合β-TCP顆粒移植併用GBR法、による処置を行う(予定)。[インプラントの埋入と骨結合の確立](松浦正朗・長島義之担当)(1)ビーグル犬3頭に左右下顎に片側3本ずつインプラント(Branemark)を埋入、カバースクリューを装着して縫合した.