hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
進行肝細胞癌に対する門脈遮断術を中心とした集学的治療の開発とその臨床応用

本年度の研究においては門脈遮断肝葉の変化を実験的および臨床的に検討した。ラットを用いて門脈遮断術を行うと、まず中心静脈までの距離が短縮し、肝全体としては萎縮することが明らかとなった。また長期間経過すると、門脈遮断肝葉ではkupffer細胞の数が減少した。臨床的にもCT像で観察すると、門脈非遮断肝葉の体積は増加し、門脈遮断肝葉の体積は減少した。さらにその際の肝機能をアシアロ肝シンチグラフィを用いて評価すると、肝全体のRIの取り込みは変化がみられないものの、門脈遮断肝葉のRI取り込みは減少し、門脈非遮断肝葉の取り込みは増加した。すなわち門脈遮断術は門脈遮断肝葉の機能を非遮断肝葉へシフトさせることが明らかとなった。また門脈遮断術(PTPE)後門脈遮断肝葉の動脈血流量が増加、門脈非遮断肝葉の門脈血流量が増加することが、ドプラー超音波検査により明らかとなった。一方、門脈遮断術の肝癌に対する臨床的効果をみると、肝動脈塞栓術にPTPE併用肝切除施行肝癌症例においてPTPEは肝動脈塞栓術の抗腫瘍効果を増強した。特に従来肝動脈塞栓術で無効であった小肝内転移巣や門脈腫瘍栓に対する効果が増強され、術後成績が向上することが確認された。また切除不能肝細胞癌に対して門脈遮断術併用抗癌剤肝動脈内投与を行ったところ、片側に肝癌が限局した症例では有効であることが確認された。以上より門脈遮断術は進行肝細胞癌に対する集学的治療のひとつとして有用であることが明らかにされた。
異文化理解の視点による高等学校英語教科書の批判的分析

日本の高等学校で使用されている英語検定教科書の文化に関するテクストの批判的談話分析と分析結果に基づくクリティカル・リーディングの発問や活動に関するアクション・リサーチを行った。また、授業における教師のテクストの使用方法や生徒のテクストの反応に関する調査も行った。これらの結果を基に、英語教育において教師や生徒が多面的に自文化や異文化理解を行うクリティカル・リーディングの指導法開発のための指針を示した。本研究の目的は、日本の高等学校で使用されている英語検定教科書の文化に関するテクストの分析と、授業における教師のテクストの使用方法や読み手のテクストへの反応の調査を行うことで、学習者の多面的な文化理解を促す教材開発のための指針を示すことである。今年度は高校英語検定教科書のテクストに内包される国や文化に対する特定の視点を明らかにするため、テクストの批判的談話分析を行った。今回分析したテクストは日本の漫画文化と世界とのつながりに関するものである。分析の結果、日本人の視点による記述、読書の日本の文化に対する誇りを喚起するような表現の使用、取り扱われている外国がアメリカに限定されていることなどが明らかとなった。また、今回の分析で使用したテクストを初めて読んだ際の読者の反応を調査するため、同テクストを読んだ生徒に自由記述式のアンケート調査も行った。その結果、回答した生徒全員が、テクストを読んだことで日本の漫画文化に対して肯定的な意見を持ったり、さらに肯定的な気持ちを強めたりしたことがわかった。アンケート調査の後、授業で批判的にテクストを読む活動を行い、再度アンケート調査を行ったところ、日本の漫画の肯定的な面のみが記述されている点や取り扱われている外国がアメリカのみであること、学校教科書として否定的な面も盛り込みながら中立的に記述するべきであるとの回答が得られた。今後は、英語教科書への外国人読者の反応も調査し、今回行った教科書の分析とアンケート調査の結果と合わせて、多面的な文化理解へと導く教材ついて検討する。今年度は、文化が英語の授業でどのように扱われているか調査するために3名の高校英語科教員に行ったインタビューのデータを分析した。インタビューの補足データとして、授業観察と生徒に対して授業に関するアンケート調査も行った。3名の教員のインタビューデータに共通するテーマの分析を行った結果、英語の授業で文化を教える際、教科書や教員自身の知識や経験を情報源とする一方で、生徒が異文化や自文化に対してより広範な文化的知識や視野が得られるよう、ALTを含む他の英語教員や他教科の教員の知識や考え方、インターネットなどの教科書以外の資料を情報源として利用していることがわかった。また、昨年度同様、高校英語検定教科書の批判的談話分析行った。日本における食品開発に関するテクストを分析したところ、テクストが主に日本の読者を対象としたものであり、世界や宇宙にまで日本の食文化が広がっていることを描写しながら、読書者の日本文化への誇りを高めようとしているという解釈が得られた。生徒のテクストへの反応に関しては、生徒がどのように批判的にテクストを読むかを調べるために、授業中に与えられた発問に対する回答や、テクストの批判的解釈に基づいたプレゼンテーションの内容を分析したところ、言語分析とテクストで扱われている情報の信頼性を批判するクリティカル・シンキングスキルの両方を使用しながら、テクストを批判的に解釈したことがわかった。平成24年度は文化の取扱いに関する量的な調査を行う予定であったが、研究協力者との話し合いで、政治組織としての国家など、特定の枠組みに文化を分類することは、文化の多様性の軽視につながるとの指摘があった。また、量的なデータよりも、教科書内に登場する文化が英語の授業でどのように教師に扱われ、生徒に解釈されているかを調査することによって、多面的な文化理解を促す教材開発や教育実践に活かせる知見を得られると判断した。そのため、教科書の量的な調査は行わず、平成22年度と23年度の研究結果を基に、文化に関するテクストを読む際に使用するクリティカル・リーディングの発問のチェックリストを作成し、中学、高校、大学の英語教員を会員とするコミュニカティブ・ティーチング研究会の研究発表会で共有した。研究発表会では、提示した発問のチェックリストを使用して、実際に、英語の検定教科書内のテクストを読むための発問を作成してもらい、その後、チェックリストに関するフィードバックも得ることができた。また、本研究の成果の一部は、研究協力者と共にIATEFL 2012Glasgow Conference Selectionsで報告した。国内外の研究協力者との連携により、データ収集や、資料・情報収集、国際研究大会での発表が可能となった。

24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画のうち、英語検定教科書に関する外国人へのインタビューと教科書における文化の取扱いに関する量的分析はまだ行っていないため、平成24年度に行う。また、本研究の成果を論文としてまとめる。
管内振動流による配管系の振動応答に関する研究

各種機器の配管系は一般に減衰力の非常に小さい振動系を構成することが多く、機器の安全上からその防振対策はきわめて重要な問題である。配管振動の起振力としては、従来、風や地震など管外から加わるものが主として取扱われ、それによる配管振動の応答が研究されている。しかし、実際には管内流体振動に起因するものがはるかに多いにもかかわらず、管内流体振動による配管系の振動応答に関する研究は極めて少ない。本研究は管内流体振動による配管振動の励振機構を解明して、配管振動応答計算法を確立しようとするものである。管内流体振動による起振力は主として管路の曲が部に作用するので、本研究では先ず曲り管の面内振動を伝達行列を用いて解析するプログラムを開発した。ここで流速変動と圧力変動の項を零と置くと、これは定常流れによる配管系の安定性を調べる式となるので、その固有値を求めて安定性の解析を行った。その結果、曲り管では比較的低い流速で生じることが分かった。次に、圧力と流速の変動成分を与えて、曲り管に作用する流体起振力を求め、管の曲り部に強制力として加え、配管振動の応答を計算した。管壁に作用する流体力は圧力によるものと運動量変化(遠心力作用)によるものから成り、前者は圧力脈動と同じ振動数であるが後者は2倍の振動数成分も持っている。従って、管路の固有振動数が圧力振動の振動数に一致するとき、およびその半分のとき共振が生じることが明らかとなった。また、管軸方向の圧力損失が管の軸方向振動を引起こすことが分かった。一方、円弧状、S字状および立体配管系の管路を用いて実験した結果と比較したところ、両者は極めて良く対応しており、本計算法の妥当性が確認された。なお、本研究成果は本年秋の日本機械学会全国大会で発表する予定である。各種機器の配管系は一般に減衰力の非常に小さい振動系を構成することが多く,機器の安全上からその防振対策は極めて重要な問題である.配管振動の起振力としては,従来,風や地震など管外から加わるものが主として取扱われ,それによる配管振動の応答が研究されている.しかし,実際には管内流体振動に起因するものがはるかに多いにもかかわらず,管内流体振動による配管系の振動応答に関する研究は極めて少ない.本研究は管内流体振動による配管振動の励振機構を解明して,配管振動応答計算法を確立しようとするものである.管内流体振動による起振力は主として管路の曲り部に作用するので,本研究では先ず曲り管の面内振動を伝達行列を用いて解析するプログラムを開発した.次に,管内流体振動を伝達行列を用いて解き,これより曲り管に作用する流体起振力を求め,管の曲り部に強制力として加えることにより,配管振動の応答を計算した.管壁に作用する流体力は圧力によるものと運動量変化(遠心力作用)によるものから成り,前者は圧力脈動と同じ振動数であるが,後者は2倍の振動数を持っている.従って,管路の固有振動数が圧力脈動の振動数に一致するとき,およびその半分のとき共振が生じることが明らかとなった.一方,円弧状およびS字状の管路を用いて実験した結果と比較したところ両者は極めて良く対応しており,本計算法の妥当性が確認されたので,さらに複雑な配管系の振動応答解析への拡張と精度の向上をはかる予定である.なお,本研究成果は本年秋の日本機械学会全国大会で発表する予定である.各種機器の配管系は一般に減衰力の非常に小さい振動系を構成することが多く、機器の安全上からその防振対策は極めて重要な問題である。

配管振動の起振力としては、従来、風や地震など管外から加わるものが主として取扱われ、それによる配管振動の応答が研究されている。しかし、実際には管内流体振動に起因するものがはるかに多いにもかかわらず、管内流体振動による配管系の振動応答に関する研究は極めて少ない。本研究は管内流体振動による配管振動の励振機構を解明して、配管振動応答計算法を確立しようとするものである。管内流体振動による起振動力は主として管路の曲り部に作用するので、本研究では先ず曲り管の面内振動を伝達行列を用いて解折するプログラムを開発した。次に、管内流体振動を伝達行列を用いて解き、これより曲り管に作用する流体起振力を求め、管の曲り部に強制力として加え、繰り返し計算によって配管振動の応答を計算した。管壁に作用する流体力は圧力によるものと運動量変化(遠心力作用)によるものから成り、前者は圧力脈動と同じ振動数であるが、後者は2倍の振動数を持っている。従って、管路の固有振動数が圧力脈動の振動数に一致するとき、およびその半分のとき共振が生じることが明らかとなった。一方、円弧状およびS状の管路を用いて実験した結果と比較したところ両者は極めて良く対応しており、本計算法の妥当性が確認されたので、さらに複雑な配管系の振動応答解折への拡張と精度の向上をはかる予定である。なお、本研究成果は本年秋の日本機械学会全国大会で発表する予定である。各種機器の配管系は一般に減衰力の非常に小さい振動系を構成することが多く、機器の安全上からその防振対策は極めて重要な問題である。管内流体振動による起振力は主として管路の曲り部に作用するので、本研究では先ず曲り管の面内振動を伝達行列を用いて解析するプログラムを開発した。ここで流速変動の項を零と置くと、これは定常流れによる配管系の安定性を調べる式となるので、その固有値を求めて安定性の解析を行った。その結果、曲り管では比較的低い流速で不安定が生じることが分かった。次に、圧力と流速の変動成分を与えて、曲り管に作用する流体起振力を求め、管の曲り部に強制力として加え、繰り返し計算によって配管振動の応答を計算した。一方、円弧状およびS字状および立体配管系の管路を用いて実験した結果と比較したところ、両者は極めて良く対応しており、本計算法の妥当性が確認された。
小員環に繰り込まれた硫黄ー硫黄結合の性質

嵩高いアダマンチル基とt-ブチル基が結合したテトラチオラン(1)をジメチルジオキシラン(2)で酸化したところ,ジチイランオキシド(3),チオケトン,スルフィンが得られた.本反応の条件を詳細に検討した結果,塩化メチレン-アセトン中,-20°Cで(1)に4当量の(2)を反応させたのち,同温度で溶媒を留去し,得られた固体を-20°Cで塩化メチレンとヘキサンから再結晶すると,主成分として淡黄色板状晶と副成分として黄色プリズム晶が得られた.これら結晶の1HNMRを-10°Cで測定したところ,全く同じスペクトルを示した.これら結晶を機械的に分離し,黄色プリズム晶をX線結晶構造解析を行った結果,テトラチオラン2、3-ジオキシド(4)であることがわかった.(4)は,vic-ジスルホキシドとして単離された初めての化合物である.主成分の淡黄色板状晶は,X線結晶構造解析より,72%eeの(4)であることがわかった.(4)は,結晶状態では室温で安定であるが,溶液中では-10°C以上で分解し,(3),(1),および単体硫黄を与えた.(3)の生成は,活性種"S2O"が(4)の分解反応で発生することを示唆する.S2Oを捕獲するために各種トラップ実験を行った結果,ジエン存在下の(4)の分解反応ではS2Oトラップ生成物である1,2-ジチイン1-オキシドが87%,(3)が86%の収率で得られた.また,ノルボルネン存在下での(4)の分解反応ではトリチオランテトラチオラン(5)が85%,(3)が88%の収率で得られた.(6)は,S2Oが不均化して生成したS3がノルボルネンによりトラップされ生成した化合物である.嵩高いアダマンチル基とt-ブチル基が結合したテトラチオラン(1)をジメチルジオキシラン(2)で酸化したところ,ジチイランオキシド(3),チオケトン,スルフィンが得られた.本反応の条件を詳細に検討した結果,塩化メチレン-アセトン中,-20°Cで(1)に4当量の(2)を反応させたのち,同温度で溶媒を留去し,得られた固体を-20°Cで塩化メチレンとヘキサンから再結晶すると,主成分として淡黄色板状晶と副成分として黄色プリズム晶が得られた.これら結晶の1HNMRを-10°Cで測定したところ,全く同じスペクトルを示した.これら結晶を機械的に分離し,黄色プリズム晶をX線結晶構造解析を行った結果,テトラチオラン2、3-ジオキシド(4)であることがわかった.(4)は,vic-ジスルホキシドとして単離された初めての化合物である.主成分の淡黄色板状晶は,X線結晶構造解析より,72%eeの(4)であることがわかった.(4)は,結晶状態では室温で安定であるが,溶液中では-10°C以上で分解し,(3),(1),および単体硫黄を与えた.(3)の生成は,活性種"S2O"が(4)の分解反応で発生することを示唆する.S2Oを捕獲するために各種トラップ実験を行った結果,ジエン存在下の(4)の分解反応ではS2Oトラップ生成物である1,2-ジチイン1-オキシドが87%,(3)が86%の収率で得られた.また,ノルボルネン存在下での(4)の分解反応ではトリチオランテトラチオラン(5)が85%,(3)が88%の収率で得られた.(6)は,S2Oが不均化して生成したS3がノルボルネンによりトラップされ生成した化合物である.
代数的組合せ論の総合的研究

この科研費は旧総合Aのように,研究集会の講演者旅費を援助することなどを通じて,日本の代数的組合せ論の発展に広く寄与するのが主目的であった.毎年開かれた代数的組合せ論シンポジウム(第14回,東京三鷹;第15回,金沢;第16回,福岡;第17回,筑波)および毎年京大数理研で開かれた代数的組合せ論あるいはそれと関連した分野の研究集会が主なものであり,それ以外にも毎年いくつかの小規模の研究会も持った.日本の代数的組合せ論は現在活発に研究が持続されており,アソシエーションスキームおよび距離正則グラフの分類問題,球面デザイン,スピンモデル,Terwilliger代数との関連において研究が進展している.研究代表者の周辺では,有限体の上の通常のコード理論を有限環あるいは有限アーベル群上のコード理論に拡張する方向の仕事が現在の研究の1つの中心テーマである.また,そのモジュラー形式への応用も含めてSL(2,Z)の有限部分群でそれに対するモジュラー形式全体の作る環が多項式環と同型になるものの研究,特に必ずしも整数ウエイトでない場合のモジュラー形式についても研究がはじまり,Γ(5)のウエイト1/5のモジュラー形式について興味ある結果が得られた.(坂内-小池-宗政-関口の共同研究としてさらに研究が続行中.)最近の研究方向としてはアソシエーションスキームの指標表の研究それ自身と,それをモジュラー形式の有限版の研究という立場からみようという研究も開始している.また,有限群のmodular dataとmodular invariantsの研究も開始している.この科研費は旧総合Aのように,研究集会の講演者旅費を援助することなどを通じて,日本の代数的組合せ論の発展に広く寄与するのが主目的であった.毎年開かれた代数的組合せ論シンポジウム(第14回,東京三鷹;第15回,金沢;第16回,福岡;第17回,筑波)および毎年京大数理研で開かれた代数的組合せ論あるいはそれと関連した分野の研究集会が主なものであり,それ以外にも毎年いくつかの小規模の研究会も持った.日本の代数的組合せ論は現在活発に研究が持続されており,アソシエーションスキームおよび距離正則グラフの分類問題,球面デザイン,スピンモデル,Terwilliger代数との関連において研究が進展している.研究代表者の周辺では,有限体の上の通常のコード理論を有限環あるいは有限アーベル群上のコード理論に拡張する方向の仕事が現在の研究の1つの中心テーマである.また,そのモジュラー形式への応用も含めてSL(2,Z)の有限部分群でそれに対するモジュラー形式全体の作る環が多項式環と同型になるものの研究,特に必ずしも整数ウエイトでない場合のモジュラー形式についても研究がはじまり,Γ(5)のウエイト1/5のモジュラー形式について興味ある結果が得られた.(坂内-小池-宗政-関口の共同研究としてさらに研究が続行中.)最近の研究方向としてはアソシエーションスキームの指標表の研究それ自身と,それをモジュラー形式の有限版の研究という立場からみようという研究も開始している.また,有限群のmodular dataとmodular invariantsの研究も開始している.この科研費は旧総合Aのように、研究集会の講演者旅費を援助することなどを通じて、日本の代数的組合せ論の発展に広く寄与するのが主目的であった。この意味で、7月14-17日の第14回代数的組合せ論シンポジウム(東京)(責任者:坂内英一、鈴木寛、八牧宏美、吉田知行)、11月17日-20日の山形大における「代数的組合せ論とその周辺」(責任者:小関道夫、坂内英一、原田昌晃)、3月9-11日の京大数理研における研究集会「代数的組合せ論」(責任者:宗政昭弘)を支援した。また、山形大のシンポジウムに時期を合わせて、コード理論の世界の第一人者といえるNeil Sloaneをしょうへいした。その他、代表者、分坦者およびその周辺の研究者達の研究会への出席、研究連絡に使用した。日本の代数的組合せ論は現在活発に研究されており、アソシエーションスキームおよび距離正則グラフの分類問題において注目すべき研究が進展している。また、他分野との関係という意味では、モジュラー不変性、スピンモデル、Terwilliger代数との関連において注目すべき研究が進展している。研究代表者の周辺では、有限体の上の通常のコード理論を有限環あるいは有限アーベル群上のコード理論に拡張する方向の仕事が現在の研究の中心テーマであり、一般にType II型のコードの定義をどうするか、コードの重さ枚挙多項式と有限群の不変式環との関連、またそれらのモジュラー形式などの保型形式の理論への応用をめざしている。特に、4つの元からなる有限環R=F_2+μF_2(あるいはクラインの4元群)上のType IIコードを利用して、Gauss環Z[i]上の種数2の対称Hermitianモジュラー形式の生成元を具体的に記述することを目指した共同研究が進展中である。この科研費は旧総合Aのように、研究集会の講演者旅費を援助することなどを通じて、日本の代数的組合せ論の発展に広く寄与するのが主目的であった。この意味で、本年度は6月22-25日の第15回代数的組合せ論シンポジウム(金沢大学)(責任者:伊藤達郎)、11月9日-12日の山形大における「代数的組合せ論と組合せ論的二次形式」(責任者:小関道夫、坂内英一、原田昌晃)、12月14-16日の京大数理研における研究集会「代数的組合せ論研究集会」(責任者:鈴木寛)を主に支援した。

日本の代数的組合せ論は現在活発に研究が持続されており、アソシエーションスキームおよび距離正則グラフの分類問題において注目すべき研究が進展している。また、他分野との関係という意味では、モジュラー不変性、スピンモデル、Terwilliger代数との関連において注目すべき研究が進展している。研究代表者の周辺では、有限体の上の通常のコード理論を有限環あるいは有限アーベル群上のコード理論に拡張する方向の仕事が現在の研究の中心テーマであり、特に4つの元からなる有限環R=F_2+μF_2(あるいはクラインの4元群)上のTypeIIコードを利用してGauss環Z[i]上の種数2の対称Hermitianモジュラー形式の研究において重要結果が得られた。(坂内-原田-宗政-大浦の共同研究として共著論文を準備中。)また、SL(2,Z)の有限部分群でそれに対するモジュラー形式全体の作る環が多項式環と同型になるものの決定に成功し、必ずしも整数ウエイトでないモジュラー形式についても研究中であり、Γ(5)のウェイト1/5のモジュラー形式について興味ある結果が得られたと思われる。(坂内-小池-宗政-関口の共同研究として共著論文を準備中。)この科研費は旧総合Aのように、研究集会の講演者旅費を援助することなどを通じて、日本の代数的組合せ論の発展に広く寄与するのが主目的であった。この意味で、本年度は6月21-23日の代数的組合せ論夏の学校1999(志賀島国民休暇村)とそれに引き続いた6月24-25日の第17回代数的組合せ論シンポジウム(九州大学)、9月6日-10日の京大数理研における短期共同「代数的符号理論と組合せデザイン」(いずれも責任者:宗政昭弘、原田昌晃)、1月17日ー20日の京大数理研における研究集会「有限群論と代数的組合せ論」(責任者:吉田知行)を主に支援した。また、他分野との関係という意味では、球面デザイン、スピンモデル、Terwilliger代数との関連において注目すべき研究が進展している。研究代表者の周辺では、有限体の上の通常のコード理論を有限環あるいは有限アーベル群上のコード理論に拡張する方向の仕事が現在の研究の1つの中心テーマであり、特に4つの元からなる有限環R=F_2+uF_2(あるいはクラインの4元群)上のTypeIIコードを利用してGauss環Z[i]上の種数2の対称Hermitianモジュラー形式の研究において具体的に研究が進展した。(坂内ー原田ー伊吹山ー宗政ー大浦の共同研究として共著論文を準備中。)また、SL(2,Z)の有限部分群でそれに対するモジュラー形式全体の作る環が多項式環と同型になるものの決定に成功し、引き続き必ずしも整数ウエイトでないモジュラー形式についても研究がはじまり、Γ(5)のウエイト1/5のモジュラー形式について興味ある結果が得られ、その後進展している。(坂内ー小池ー宗政ー関口の共同研究として共著論文を準備中。)また、伊吹山によるこの方向の研究も著しい進展を見せている。この科研費は旧総合Aのように,研究集会の講演者旅費を援助することなどを通じて,日本の代数的組合せ論の発展に広く寄与するのが主目的であった.
ヒトiPS細胞由来３次元臓器作出を可能とする臓器特異的３次元スキャホールド開発

本研究では以下の122つの研究を計画している。1ヒトiPS細胞のゲノム安定性を担保した大量培養法開発については、早大で既に開発済みのS-TGPを出発点とし、効率良く開発と普及を図る。具体的には1)種々のS-TGPを用いて東大で大量培養を実施し、2)京大でゲノム安定性解析を行う。次に、ゲノム安定性が確認できたS-TGPを、3)国内の他機関へ配布し、検証を依頼。検証結果を基に、4)早大でS-TGPの開発を行う。さらに新たに開発されたS-TGPを用いて、同様のループで検証開発を行う。2ヒトiPS細胞から作成された3次元組織形成の為の基盤技術開発については、既に報告されている網膜、心筋の分化誘導方法をS-TGP培養へ応用する。既報の分化誘導条件はそのままに、S-TGPの組成の適正化により、より効率的・特異的な分化誘導の基盤技術を確立する。最終年度には臨床応用への基盤技術の仕上げとして、各種安全性試験を行う。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。腎臓特異的スキャホールド、支持スキャホールドであるTGP組成の適正化により、iPS細胞から3次元人工腎臓の作出が可能か検証する。27年度ではマウスを用い、I)界面活性剤還流による、腎臓特異的スキャホールドの作成、II)マウスiPS細胞から腎臓前駆細胞の分化誘導、III)支持スキャホールドとしてのTGP組成の適正化による腎臓構成細胞の腎臓特異的スキャホールドへの生着を検証する。28年度以降ではIV)作出した3次元人工腎臓の機能評価をバイオリアクター内での器官培養および尿組成で評価する。マウスでの作出条件が適正化されたら、次にヒトiPS細胞および免疫不全ブタを用い、マウスと同様の手法で臨床応用可能な、3次元人工腎臓をを検討する。腎臓特異的スキャホールドの作成(Nature Medicine 2013)およびiPS細胞から腎臓前駆細胞の分化誘導(Cell Stem Cell, 2014)は既報のプロトコールに従い、TGP組成の適正化は既に作成すみの細胞接着因子を負荷した15種類のS-TGPを用いる。I.マウス腎臓を用いた腎臓特異的スキャホールドの作成概要:既報(Nature Medicine 2013)に従い、マウス腎臓を界面活性剤である1%SDSおよび1% tritonXで還流することにより、細胞成分を完全に除去し、スキャホールドのみを残す。1)マウス腎臓を取り出し、ヘパリン加PBSを用い、30mmHgで15分還流し、十分脱血液する2)1% SDSを用い、30mmHgで12時間還後、30分間1% triton Xで還流する3)抗生剤入りのPBSを用い、96時間30mmHgで細胞成分を取り除いた腎臓を還流するII.マウスiPS細胞から腎臓構成細胞への分化誘導概要:既報(Cell Stem Cell,2014)に従い、マウスiPS細胞を各種増殖因子等で処理し、最終的にマウス胎児脊髄と共培養することにより、腎臓前駆細胞から腎臓構成細胞へと分化誘導する。I, IIより、マウスでのスキャホールドおよび腎臓構成細胞への分化誘導が達成された。マウスにおけるスキャホールド作成、腎臓構成細胞への分化誘導は、これまでに実験データに基づき、おおむね順調に進んだ。ヒトiPS細胞・免疫不全ブタによる機能的3次元人工腎臓の作出I.免疫不全ブタ腎臓を用いた腎臓特異的スキャホールドの作成を試みた。概要:27年度のマウスの結果を基に、免疫不全ブタ腎臓を界面活性剤である1%SDSおよび1% tritonXで還流することにより、細胞成分を完全に除去し、スキャホールドのみを残した。1)免疫不全ブタ腎臓をヘパリン加PBSを用い、30mmHgで30分還流し、十分脱血液した。2)1% SDSを用い、30mmHgで12時間還後、30分間1% triton Xで還流した3)抗生剤入りのPBSを用い、96時間30mmHgで細胞成分を取り除いた腎臓を還流した。以上の処理により、スキャホールドとして有用な足場が得られた。今後はこのスキャホールドの特性を生かして、3次元臓器作出を試みる。特に技術的に大きな問題もなく、順調と言える。ヒトiPS細胞による細胞(神経、血小板等)、組織(網膜、心筋等)レベルの分化誘導は可能となったが、高度な3次元構造を持つ臓器の作出は未だ報告が無い。腎臓は非常に複雑な構造と機能を持ち、その作出は一見困難と思われるが、腎臓構成細胞に適切なスキャホールドと生着環境を与えることにより、ウシおよびラットで機能腎の作出が報告されている。さらに、ヒトiPS細胞から糸球体や尿細管を3次元的に分化誘導可能であることも報告され、適切なスキャホールドと生着環境を決定できれば、理論的には腎臓の作出は可能である。申請者らは再生医療の実現化プロジェクトにおいて、3次元合成ハイドロゲル培養はヒトiPS細胞のゲノム安定性をもたらす等、3次元スキャホールドの再生領域に関する優位性を検討してきた。本研究ではヒトiPS細胞を用いて、腎臓を手始めに、ヒトiPSから3次元臓器作出を可能とする組織(臓器)特異的なスキャホールド開発をめざす。

腎臓特異的スキャホールド、支持スキャホールドであるTGP組成の適正化により、iPS細胞から3次元人工腎臓の作出が可能か検証する。27年度ではマウスを用い、I)界面活性剤還流による、腎臓特異的スキャホールドの作成、II)マウスiPS細胞から腎臓前駆細胞の分化誘導、III)支持スキャホールドとしてのTGP組成の適正化による腎臓構成細胞の腎臓特異的スキャホールドへの生着を検証した。28年度以降ではIV)作出した3次元人工腎臓の機能評価をバイオリアクター内での器官培養および尿組成で評価した。マウスでの作出条件が適正化されたら、次にヒトiPS細胞および免疫不全ブタを用い、マウスと同様の手法で臨床応用可能な、3次元人工腎臓をを検討した。Iで作成した腎臓特異的スキャホールドに、IIで作成した腎臓構成細胞を生着させる為の、支持スキャホールドの組成を最適化するためのスクリーニングを行った。1TGP自体はPEGとNIPPAmから形成されている為、細胞接着因子を持たない。しかし、腎臓構成細胞の支持スキャホールドとしての役割を考えると、接着因子の負荷により、生着率を高められることが予想されたが、生着率が悪く、研究は遅れ気味である。本研究では以下の122つの研究を計画している。1ヒトiPS細胞のゲノム安定性を担保した大量培養法開発については、早大で既に開発済みのS-TGPを出発点とし、効率良く開発と普及を図る。具体的には1)種々のS-TGPを用いて東大で大量培養を実施し、2)京大でゲノム安定性解析を行う。次に、ゲノム安定性が確認できたS-TGPを、3)国内の他機関へ配布し、検証を依頼。検証結果を基に、4)早大でS-TGPの開発を行う。さらに新たに開発されたS-TGPを用いて、同様のループで検証開発を行う。2ヒトiPS細胞から作成された3次元組織形成の為の基盤技術開発については、既に報告されている網膜、心筋の分化誘導方法をS-TGP培養へ応用する。既報の分化誘導条件はそのままに、S-TGPの組成の適正化により、より効率的・特異的な分化誘導の基盤技術を確立する。最終年度には臨床応用への基盤技術の仕上げとして、各種安全性試験を行う。今後はスキャホールドにTGPを添加し、腎臓構成細胞の生着を図るが、この段階が一番難しいと思われ、試行錯誤が続くと予想される。分担研究者と緊密な連絡を取りながら、緻密に研究計画を実施していく。各種条件設定が必要となり、専任の技術者を要する。その為、研究費の人件費割合を高め、効率化を図る。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
自然免疫と獲得免疫を橋渡しするIL-7レセプターの機能解析と感染症防除への応用

我々はインターロイキン7受容体(IL-7R)がγδT細胞の分化に必須であり、下流シグナルにおいてSTAT5がTCRγ遺伝子座のV-J組換えを誘導することを明らかにした。我々は、STAT5の活性化に必須と考えられているIL-7Rα鎖細胞質内領域のチロシン残基をフェニールアラニンに置換した変異型IL-7Rα鎖(IL-7Rα-FFFF)を作製後、IL-7Rシグナルを解析した。IL-7依存性リンパ球細胞株preBR1にキメラ受容体hIL-4R/mIL-7R-FFFFを導入し、hIL-4刺激によってJγgermline転写が誘導される系を確立した。その結果、IL-7R-FFFFシグナルによりSTAT5のチロシンリン酸化が誘導されること、またこのチロシンリン酸化はMEK1/2阻害剤UO126によって抑制されることが明らかになった。MEK1/2がSTAT5をチロシンリン酸化する可能性について検討したところ、MEK1によってSTAT5が直接チロシンリン酸化され、STAT5のDNA結合能も増加することが明らかになった。さらに、胎児胸腺器官培養法を用いた解析により、MEK1/2阻害剤UO126はIL-7R-FFFFシグナルによって誘導されるγδT細胞の分化とVγ-Jγ組換えを阻害することが明らかになった。以上のことから、IL-7RはIL-7Rα鎖細胞質内のチロシン残基のリン酸化を介したSTAT5活性化経路のみならず、MEK1/2を介してSTAT5を活性化しTCRγ遺伝子座におけるV-J組換えを制御することが示唆された。以上の研究成果については、現在国際雑誌に投稿中である。また、我々はグルココルチコイド(Dex)により、T細胞上のIL-7Rの発現が亢進することを明らかにしている。一方、B細胞では末梢のB細胞は全くIL-7Rを発現しないことから、B細胞におけるIL-7Rの機能については注目されていなかった。ところが、本研究で、末梢のナイーブB細胞では全く発現しないIL-7Rがグルココルチコイド処理により高レベルに誘導されることが明らかになった我々はインターロイキン7受容体(IL-7R)がγδT細胞の分化に必須であり、下流シグナルにおいてSTAT5がTCRγ遺伝子座のV-J組換えを誘導することを明らかにした。ところが、本研究で、末梢のナイーブB細胞では全く発現しないIL-7Rがグルココルチコイド処理により高レベルに誘導されることが明らかになった我々はインターロイキン7受容体(IL-7R)がγδT細胞の分化に必須であり、下流シグナルにおいてStat5がTCRγ遺伝子座のV-J組換えを誘導することを明らかにした。一方、IL-7RはStat5のみならず、MAPキナーゼやPI3キナーゼなどの様々なシグナル伝達分子を活性化するが、それらの機能は明らかになっていない。そこでStat5の活性化に必要と考えられているIL-7Rα鎖細胞質内領域のすべてのチロシン残基をフェニールアラニンに置換した変異型IL-7Rα鎖(IL-7RαFFFF)を作製し、シグナル分子の機能を解析した。IL-7Rα鎖欠損マウスのT前駆細胞にIL-7RαFFFFを導入したところ、IL-7Ra欠損マウスでは完全に欠失するγδT細胞の分化が部分的に回復した。次に、IL-7Rシグナルの詳細な解析を行うために、IL-7依存性リンパ球細胞株preBR1にキメラ受容体hIL-4R/mIL-7R FFFFを導入し、hIL-4刺激によってJγgermline転写が誘導される系を樹立した。その結果、IL-7R FFFF

シグナルによりStat5のチロシンリン酸化が誘導されることが判明し、またこのStat5のチロシンリン酸化はMEK阻害剤U0126の添加によって著しく抑制された。MEKはMAPキナーゼのスレオニン残基のみならずチロシン残基のリン酸化酵素であることから、MEKがStat5をチロシンリン酸化できるかどうかについて、リコンビナントMEK1とStat5を用いてin vitro kinase assayで検討した。その結果、活性化MEKによってStat5が直接チロシンリン酸化されることが判明した。以上のことからIL-7RはIL-7Rα鎖細胞質内のチロシン残基のリン酸化を介した通常のStat5活性化経路のみならず、MEKを介してもStat5を活性化しTCRγ遺伝子座のV-J組換えを制御している可能性が示唆された。以上の研究成果については、現在国際雑誌に投稿中である。我々はインターロイキン7受容体(IL-7R)がγδT細胞の分化に必須であり、下流シグナルにおいてSTAT5がTCRγ遺伝子座のV-J組換えを誘導することを明らかにした。我々は、STAT5の活性化に必須と考えられているIL-7Rα鎖細胞質内領域のチロシン残基をフェニールアラニンに置換した変異型IL-7Rα鎖(IL-7Rα-FFFF)を作製後、IL-7Rシグナルを解析した。IL-7依存性リンパ球細胞株preBR1にキメラ受容体hIL-4R/mIL-7R-FFFFを導入し、hIL-4刺激によってJγgermline転写が誘導される系を確立した。その結果、IL-7R-FFFFシグナルによりSTAT5のチロシンリン酸化が誘導されること、またこのチロシンリン酸化はMEK1/2阻害剤U0126によって抑制されることが明らかになった。MEK1/2がSTAT5をチロシンリン酸化する可能性について検討したところ、MEK1によってSTAT5が直接チロシンリン酸化され、STAT5のDNA結合能も増加することが明らかになった。さらに、胎児胸腺器官培養法を用いた解析により、MEK1/2阻害剤U0126はIL-7R-FFFFシグナルによって誘導されるγδT細胞の分化とVγ-Jγ組換えを阻害することが明らかになった。以上のことから、IL-7RはIL-7Rα鎖細胞質内のチロシン残基のリン酸化を介したSTAT5活性化経路のみならず、MEK1/2を介してSTAT5を活性化しTCRγ遺伝子座におけるV-J組換えを制御することが示唆された。また、我々はグルココルチコイド(Dex)により、T細胞上のIL-7Rの発現が亢進することを明らかにしている。一方、B細胞では末梢のB細胞は全くIL-7Rを発現しないことから、B細胞におけるIL-7Rの機能については注目されていなかった。ところが、本研究で、末梢のナイーブB細胞では全く発現しないIL-7Rがグルココルチコイド処理により高レベルに誘導されることが明らかになった。
リゾビトキシン生産能付与による微生物感染促進技術の開発

(1)リゾビトキシン生合成:リゾビトキシン生合成遺伝子のDNAシーケンスと遺伝子破壊による機能解析を行ったことろ、rtxA遺伝子のN末側がセリノール合成、rtxA遺伝子のC末側がジヒドロリゾビトキシン(DRT)合成、新規のrtxCはリゾビトキシン(RT)合成に関与することが推定された。特に、DRT desaturaseであると考えられた。中間体や前駆物質投与実験の結果、遺伝子破壊実験の結果からRT生合成系の推定を行い、RT合成には少なくとも、rtxAとrtxCが必須であることを明らかにした。(2)エチレンがマメ科植物の根粒形成に及ぼす影響:有限型根粒を形成するマメ科植物のミヤコグサおよびサイラトロにおいても、内生エチレンが根粒形成抑制を起こすことを明らかにし、異種変異エチレンレセプターCm-ERS1/H70Aをマメ科モデル植物ミヤコグサに導入することによりエチレン低感受性ミヤコグサの作出を試みたところ、根粒形成に変化が表れた。(3)根粒形成におけるリゾビトキシンの役割:リゾビトキシンは、エチレン合成系のACC合成酵素の強力な阻害剤であることを明らかにした。リゾビトキシン非生産変異株により、リゾビトキシンは宿主植物根のエチレン発生を抑えることにより、根粒形成および競合力を、共生成立後期に高めていることが判明した。(4)リゾビトキシン生産能の付与による形質転換効率の改善:Agrobacteriumを用いた形質転換系において、リゾビトキシンのアナログを添加すると形質転換効率の上昇した。B.elknaiiのリゾビトキシン生合成遺伝子rtxACをダイズ根粒菌B.japonicumおよびA.tumefaciensに導入したが、今のところ、リゾビトキシン生産およびRtxAタンパク発現は観察されていない。今後、他のプロモーターの利用も視野に入れた発現系の検討を行う予定である。(1)ダイズ根粒菌Bradyrhizobium elkaniiにおけるリゾビトキシン(RT)生合成遺伝子群の同定:RT生合成遺伝子の一つであるrtxAをプローブとして、B.elkanii USDA94のゲノムコスミッドライブラリーより単離された約50kbpの染色体領域を対象にシークエンスを行い、rtxAを中心とした約30kbpの塩基配列を決定した。これより、rtxAの下流にRTの生合成に必須と考えられる二つの新規ORF(rtxC、rtxD)を同定し、予想される遺伝子産物の働きから、RT生合成経路を推定した。また、共生窒素固定や根粒形成に関わる領域がRT遺伝子群に密接して存在することが明らかとなり、RTが共生において何らかの役割を担うことが示唆された。(2)RT生合成中間体の検出法の検討:RTおよびその中間体の検出法をLC/MSにより詳細に検討し、その最適条件を得た。これより、今まで検出出来なかったジヒドロリゾビトキシン、セリノール等の中間体の微量な検出が可能となった。(3)RT生合成経路の確定:(1)よりRT生合成遺伝子クラスターと推定された全領域を含む約10kbpの領域の遺伝子欠失変異体をB.elkanii USDA94を用いて相同組換により作成した。また、広宿主域ベクターpLAFR1上に構築したRT生合成遺伝子領域に対してカナマイシンカセットによる挿入変異を行い、多数のInsertion seriesを得た。これらはシークエンスを行い、各挿入部位を決定している。現在はこれらを用いて相補実験を行い、(2)等により、各遺伝子のもつ機能の同定と生合成経路を検討中である。

(4)RT非生産菌への生産能付与における諸調査:調査の一環として、数種のマメ科植物を用いて、エチレン生合成抑制による根粒数への影響を検討したところ、幾つかのマメ科植物で根粒形成数の増加が観察され、これらの植物に根粒を着生する根粒菌が生産能付与候補として期待されることを見いだした。本研究の目的は、(1)ダイズ根粒菌Bradyrhizobium elkaniiの生産する天然のエチレン生合成阻害剤リゾビトキシン(RT)に注目し、その生合成経路を生化学・遺伝学的に解明すること、(2)そのリゾビトキシン生産遺伝子群の導入によってリゾビトキシン生合成能を付与した有用細菌を作出することにある。平成12年度は、以下のような研究成果が得られた。リゾビトキシン生合成に関与すると推定される遺伝子群(rtxA,OFR1,ORF2,ORF3)を削ったLarge deletion mutant USDA94delta :: omegalはリゾビトキシン(RT)、ジヒドロリゾビトキシン(DRT)、セリノール生産能を失ったが、対応する領域を持った広宿主域プラスミドpGPSF1を導入したところ、全ての上記化合物の生産能が回復した。そこで、pGPSF1上のrtxA,OFR1,ORF2,ORF3をカナマイシンカセットで破壊したところ、rtxA遺伝子のN末側がセリノール合成、rtxA遺伝子のC末側がDRT合成、ORF1はRT合成に関与することが推定された。特に、ORF1は膜結合性のdesaturaseと相同性があり、DRTに二重結合を導入しRTを生成するDRT desaturaseであると考えられたので、rtxC遺伝子と名付けた。中間体や前駆物質と推定される各種化合物を野生株USDA94の細胞に投与した実験も行い、上記の遺伝子破壊の知見からRT生合成系の推定を行い、RT合成には少なくとも、rtxAとrtxCが必須であることを明らかにした。また、異種変異エチレンレセプターCm-ERS1/H70Aをマメ科モデル植物ミヤコグサに導入することによりエチレン低感受性ミヤコグサの作出を試みたところ、T1,T2世代に根粒が密に着生するHypernodulationの表現型が表れた。平成13年度は、以下のような研究成果が得られた。昨年度明らかにしたB.elkaniiのリゾビトキシン生合成系のkey遺伝子であるrtxA, rtxC遺伝子をpET発現ベクターに導入し、大腸菌内でRTXA,RTXC His-tagタンパクの発現を行った。RTXCタンパクは可溶化したが、RTXAタンパクはinclusion bodyとなった。今後、これらの発現タンパクの酵素活性を検討するとともに、導入菌におけるRTXA, RTXCタンパクのWestern解析を行うためにこれらのタンパクを尿素変性後ニッケルカラムで精製し、ウサギ抗体を調製する予定である。カナマイシンプロモーターの下にリゾビトキシン生合成遺伝子群導入した広宿主域プラスミドpLAFR-RTを作成し、Agrobacterium tumefaciens EHA101株に導入した。
音響特性に着目した「聴覚リハビリテーション」が大脳皮質活動に及ぼす効果の検討

一度死滅した聴覚神経細胞は回復しないといわれており,難聴の回復には難渋している.その中で,近年,突発性難聴者に対し,障害側のみで集中的に音楽を聴かせる病側耳集中音響療法を併用することで,顕著に聴力が回復したと報告され,自らの耳で音を積極的に聞くことが,難聴の回復手段の一つ,すなわち「聴覚リハビリテーション」につながる可能性が示唆された.そこで本研究では,高音質な音を聴かせる音響療法による「聴覚リハビリテーション」が難聴の回復を促すかどうかに関して,脳波や脳磁図等の電気生理学的手法を用いて検討することを目的とする.具体的には,下記の項目に関して4年間での検証を予定している.1脳活動を指標とした聴覚の評価手法の選定,確立2音響療法による「聴覚リハビリテーション」効果の可能性の検討3音響療法の手段,介入方法,介入期間に関する検討当該年度(初年度)では,主に「1脳活動を指標とした聴覚の評価手法の選定,確立」に関して健聴者を対象に基礎研究を実施した.いくつかの評価項目の中から、2の効果検証に評価指標として採用するものを選定することができた.また,本研究は、特定臨床研究に位置づけられるため、本年度は倫理審査申請書の作成に多くの時間を費やした.認定審査委員会で認定され次第,臨床研究を進めていく予定である.本研究で評価すべき評価項目の選定は行えたが,倫理審査申請書の作成に多くの時間を要したため当初の予定よりやや遅れている.2020年度からは,実際に難聴者での計測,音響特性に着目した「聴覚リハビリテーション」の効果検証へと進めていきたい.研究計画は,当初の予定通り,2020年度からの臨床研究開始を目指している.認定審査委員会の承認が得られ次第,対象者の選定,ランダム化を行い,高音質の音を定期的に聞かせた際の「聴覚リハビリテーション」効果の検証を目的に研究を進める予定である.一度死滅した聴覚神経細胞は回復しないといわれており,難聴の回復には難渋している.その中で,近年,突発性難聴者に対し,障害側のみで集中的に音楽を聴かせる病側耳集中音響療法を併用することで,顕著に聴力が回復したと報告され,自らの耳で音を積極的に聞くことが,難聴の回復手段の一つ,すなわち「聴覚リハビリテーション」につながる可能性が示唆された.そこで本研究では,高音質な音を聴かせる音響療法による「聴覚リハビリテーション」が難聴の回復を促すかどうかに関して,脳波や脳磁図等の電気生理学的手法を用いて検討することを目的とする.具体的には,下記の項目に関して4年間での検証を予定している.1脳活動を指標とした聴覚の評価手法の選定,確立2音響療法による「聴覚リハビリテーション」効果の可能性の検討3音響療法の手段,介入方法,介入期間に関する検討当該年度(初年度)では,主に「1脳活動を指標とした聴覚の評価手法の選定,確立」に関して健聴者を対象に基礎研究を実施した.いくつかの評価項目の中から、2の効果検証に評価指標として採用するものを選定することができた.また,本研究は、特定臨床研究に位置づけられるため、本年度は倫理審査申請書の作成に多くの時間を費やした.認定審査委員会で認定され次第,臨床研究を進めていく予定である.本研究で評価すべき評価項目の選定は行えたが,倫理審査申請書の作成に多くの時間を要したため当初の予定よりやや遅れている.2020年度からは,実際に難聴者での計測,音響特性に着目した「聴覚リハビリテーション」の効果検証へと進めていきたい.研究計画は,当初の予定通り,2020年度からの臨床研究開始を目指している.認定審査委員会の承認が得られ次第,対象者の選定,ランダム化を行い,高音質の音を定期的に聞かせた際の「聴覚リハビリテーション」効果の検証を目的に研究を進める予定である.予定していた研究機器に関して,一部の購入が遅れており,2019年度での購入を予定している。また研究成果に関しての学会発表はまだ十分なデータが出そろっていないため,次年度以降の学会で発表する予定である.
膀胱求心路におけるSleeping C-fiberの活性化と痛覚鋭敏化の関係解明

尿が溜まり膀胱が拡張してくるとその知覚が中枢に伝えられ排尿反射を起こすことが知られている。頻度の高い膀胱の障害として膀胱炎があるが、これには、頻尿・膀胱痛と供に尿の酸性化が起こると知られている。この酸性液により膀胱知覚の感受性増加がおこり頻尿・膀胱痛が起こる可能性について検討した。ラットをウレタン麻酔し、L6ないしS1の後根線維より骨盤神経を電気刺激して誘発される単一活動電位を記録した。その結果、10本の伝導速度:CV18-2m/sのAdelta線維と28本のCV2m/s以下の線維が記録された。Adelta線維のうち、50%は膀胱拡張(5-40cmH_2O)に応じて放電した。C線維は56%が低圧(5-40cmH_2O)で、8%が高圧(41-60cmH_2O)で放電が認められた。膀胱内を酸性液に変化させたところAdelta線維はpH4.5・3.5・3.0の液で放電の変化が認められなかったが、C線維はpH4.5液で放電発生する膀胱圧の閾値の低下が半数の線維で認められ、さらに新たに2本の線維で放電が観察された。pH3.5液では全例で閾値が低下し、高圧の閾値であった線維の閾値も低圧群になった。さらにpH3.0液では、新たに2本の線維ではじめて圧力上昇による放電を認め、最終的に85%の線維で膀胱拡張に伴う放電を記録した。pH2.5液では、注入時より全例にて一過性放電が認められた。したがって、膀胱は酸性液により無随線維特意的にその感受性を増加させていることが示唆された。
長時間動作可能なウェアラブル駆動ユニットの開発

少子高齢化社会の進行に伴い,リハビリテーション機器などウェアラブル駆動機器の開発が望まれる.本研究ではウェアラブルな小型制御機器の開発を目的とし.長時間動作可能なウェアラブル駆動ユニットの開発を目的とする.その研究の成果として,曲がっても使える柔軟な空気シリンダ用の変位・湾曲センサを開発し,またそれらを一体型した柔軟空気圧シリンダを開発した.またそのアクチュエータの制御機器として電池駆動も可能な自己保持機能を有する流体制御弁の開発し,小型化などの改良を行った.少子高齢化社会の進行に伴い,リハビリテーション機器などウェアラブル駆動機器の開発が望まれる.本研究ではウェアラブルな小型制御機器の開発を目的とし.長時間動作可能なウェアラブル駆動ユニットの開発を目的とする.その研究の成果として,曲がっても使える柔軟な空気シリンダ用の変位・湾曲センサを開発し,またそれらを一体型した柔軟空気圧シリンダを開発した.またそのアクチュエータの制御機器として電池駆動も可能な自己保持機能を有する流体制御弁の開発し,小型化などの改良を行った.本研究では,リハビリテーションに使用できるウェアラブル駆動システムや,情報ネットワークにおける人体への力フィードバックシステムの実現をめざし,人体に接触する環境で使用しても十分安全が保たれ,かつ,軽量な柔軟アクチュエータの開発と,使用者の負担を軽減するため,そのアクチュエータの制御に必要なウェアラブル小型制御機器の開発を目的とする.具体的には長時間動作可能なウェアラブル駆動ユニットの開発であり,それに関連した変位・湾曲センサー体型柔軟空気圧シリンダの開発と電池駆動も可能な自己保持機能を有する流体制御弁の開発である.本年度はこれらの機器の開発として,(株)SMCとの共同研究で開発したロッドレス型柔軟空気圧シリンダの高機能化をめざし,シリンダと同素材の柔軟チューブを用いたリニアエンコーダの開発を行うとともに,そのエンコーダを柔軟空気圧シリンダと一体化させるためにチューブに施したスリットに改良を加え,湾曲状態でも軸方向のストローク変位が計測可能な変位センサー体型柔軟空気圧シリンダを開発した.また,このシリンダ端部に取り付けたるだけで湾曲状態を計測できる湾曲角センサとして,安価なフォトリフレクタを用いて湾曲により生じたチューブとの隙間を計測して湾曲角を推定する湾曲角センサを開発した.また,このセンサの計測システムとして,湾曲方向角に対して標準偏差で約0.5度程度の精度で計測できるシステムを,組込み技術(マイクロコンピュータ)を用いて構築した.また,これらを長時間駆動するための制御弁として,(株)SMCとの共同研究で開発した開口,閉口の保持状態でエネルギを消費しない自己保持機能を有する流体制御弁を改良し,給気,排気の両動作を同時に操作できる2位置3ポート弁に改良した.本研究では,リハビリテーションに使用できるウェアラブル駆動システムや,情報ネットワークにおける人体への力フィードバックシステムの実現をめざし,人体に接触する環境で使用しても十分安全が保たれ,かつ,軽量な柔軟アクチュエータの開発と,使用者の負担を軽減するため,そのアクチュエータの制御に必要なウェアラブル小型制御機器の開発を目的とする.具体的には長時間動作可能なウェアラブル駆動ユニットの開発であり,それに関連した変位・湾曲センサー体型柔軟空気圧シリンダの開発と電池駆動も可能な自己保持機能を有する流体制御弁の開発である.本年度はこれらの機器の改良として,昨年度開発した,柔軟空気圧シリンダ用の柔軟リニアエンコーダのスリットチューブに改良を加え,チューブ周面にリング状のスリットを取り付けた新たなスリットチューブを製作し,チューブが回転した状態でも軸方向変位が計測できるリニアエンコーダを開発した.また,チューブが湾曲した場合でも軸方向変位が正確に計測できる湾曲補正方法を提案し,補正を含む計測システムを,組込み技術(マイクロコンピュータ)を用いて構築した.また,小容量のバッテリー等で長時間駆動することのできる制御弁として,以前開発した開口,閉口の保持状態でエネルギを消費しない自己保持機能を有する流体制御弁の速応性改善を目指した最適設計のための解析モデルを提案した.さらに,弁のパラメータ同定を行い実験結果と比較することでモデルの有効性を確認し,解析的に弁の速応性の評価が行える環境を構築した.また,自己保持機能を有しながら段階的な流量が調整できるデジタルサーボ弁の小型化を行い,以前開発した弁に比べ約70%の小型化を実現した.