hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳を標的とした全身投与型１分子ｓｉＲＮＡ封入微小核酸キャリアの構築と機能評価

本研究では、ポリアミノ酸高分子を用いて、脳を標的とした微小siRNAキャリアの開発を目的として研究を進めている。前年度までの研究において、微小siRNAキャリアの形成にはポリアミノ酸の重合度が重要であり、ポリアミノ酸の重合度とsiRNAの塩基数を厳密にコントロールすることにより、20 nm以下のサイズの微小核酸キャリアを調製できることを明らかにした。小サイズの高分子キャリアは組織浸透性が高いことが知られており、この微小核酸キャリアは高い組織浸透性を有し、標的組織の深部(本研究では脳全体)まで拡散することが期待される。その微小siRNAキャリアが間質の多い膵臓がん(BxPC3)の皮下腫瘍モデルにおいて、腫瘍に選択的に集積し、治療効果を示すことを明らかにしてきた。本年度は、昨年度に安定性および血中滞留性を最適化したキャリアについて、その原因を考察した。安定性が向上しているということは、siRNAとカチオン性ポリマーの結合力が上昇していると考え、結合定数の決定を行った。その結果、新しく合成したポリマーは既存のポリマーに比べて5倍の結合定数を示した。このことが高い血中滞留性に寄与しているものと考えられる。その一方で、高い結合力を有すると標的組織でsiRNAがリリースされない可能性も考えられる。そこで、ヒト膵臓がん皮下移植モデルマウスを用いて、腫瘍組織における遺伝子抑制効果を検証した。生理食塩水、もしくはsiRNAキャリアを投与して標的遺伝子の発現レベルを定量したところ、既存ポリマーは20%の抑制を示したのに対し、新ポリマーは40%の抑制効果を示し、キャリアに搭載したsiRNAが標的組織にて効果を発揮することが示された。これらにより、リガンド搭載が可能なポリマーを用いれば、脳を標的とした長循環微小核酸キャリアの実現可能性を示した。27年度が最終年度であるため、記入しない。その微小siRNAキャリアが間質の多い膵臓がん(BxPC3)の皮下腫瘍モデルにおいて、間質を効率的に通過して腫瘍に集積し、治療効果を示すことを明らかにしてきた。本年度は、血中滞留性の向上を目指し、ポリアミノ酸の側鎖構造の最適化を行った。側鎖構造の少しずつ異なるポリアミノ酸高分子を合成し、siRNAとの微小核酸キャリア形成の検討を行った。まず、キャリアの構造解析を行った。その結果、アミノ酸側鎖構造を変更してもポリアミノ酸重合度が同じであれば、20 nm以下の同組成のsiRNA複合体キャリアが形成することを発見した。また、血清タンパクやポリアニオンに対する解離耐性試験により、安定性が最大化される側鎖構造を発見した。最も安定性の高い微小siRNAキャリアを実際にマウスの尾静脈より投与して、血中残存siRNA量を評価したところ、血中半減期が前年度までに用いていたポリアミノ酸キャリアに比べて3倍程度延長されることを発見した。これらにより、脳を標的とした長循環微小核酸キャリアの実現可能性を示した。本年度までにポリアミノ酸構造の最適化が達成された。

リガンド導入については材料の購入に問題点があったが、その問題点の解決方法の研究を行い、リガンド導入に向けた材料の合成法の指針を発見した。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度では、リガンド導入微小キャリアの合成及び評価を行う。発見した合成法に則り、リガンド導入キャリアを合成し、マウスに投与してリガンド導入キャリアの生体内分布を検討し、脳への標的能を評価する。
ナノ粒子とアミロイド親和・抑制物質によるアルツハイマー病早期診断・治療法開発研究

アルツハイマー病脳に沈着するアミロイドβ(Aβ)凝集促進物質としてlysophosphatidylcholine (LPC)を特定し、LPCがオリゴマーを増加させることを証明した。Aβ凝集抑制物質としてフタロシアニンを特定し、凝集や神経細胞死のメカニズムを解明するとともに治療応用の可能性を検討した。発光域700nmのフタロシアニン誘導体を合成し、Aβとの親和性を確認し、アルツハイマー病脳内に沈着するAβを近赤外線診断する基礎検討を行った。アルツハイマー病(AD)の原因とされているβアミロイド蛋白が脳内で重合する機序を解明する手掛かりとして、AD脳内で検出されたlysophosphatidylcholine (LPC)、cystatin Cとβ蛋白との相互作用をin vitroで検討した。LPCはβ蛋白の重合、およびオリゴマー形成を促進することが判明したため、AD脳で増加し原因に関与していることが推測され、本研究でLPCの研究継続の重要性が認識された。AD脳内アミロイドを簡便に近赤外線で検出できれば早期診断が可能となる。近赤外線波長に吸収帯を有するナノ粒子作製を試み、フタロシアニン誘導体をいくつか作製できた。この物質のうち一つの誘導体は親水性で、しかもβアミロイド蛋白親和性を有することをin vitro実験で確認した。今後、この誘導体のin vitro毒性、ADモデルマウスでの体内動態を確認し、診断に用いることができるか検討を加える必要がある。申請者らは、アルツハイマー病(AD)の原因とされているβアミロイド蛋白が脳内で重合する機序を解明する手掛かりとして、脳内蛋白・脂質とβ蛋白との関連を検討し、脳内で細胞膜に存在するlysophosphatidylcholine (LPC)がβ蛋白の重合、およびオリゴマー形成を促進することを確認した。この知見を基に、細胞レベルでβ蛋白の神経毒性・凝集性にLPCが関与するかについて研究を進めた。その結果、LPCは低濃度でもβ蛋白の神経毒性を増強し、神経細胞死をもたらすことが確認された。さらに細胞死の機序を分子生物学的に検討したところ、アポトーシスシグナルを介していることが明らかとなった。近赤外線波長に吸収帯を有するナノ粒子作製を試み、フタロシアニン誘導体を作製した。さらに、β蛋白の凝集や解離動態に関与するかin vitroで検討した。ZnPc(COONa)8は効率的にβ蛋白(1-40アミノ酸からなるβ蛋白および1-42アミノ酸からなるβ蛋白ともに)の凝集速度を遅延させた。また、凝集したβ蛋白アミロイド線維を解離させる作用も有していることが確認できた。アルツハイマー病脳に沈着するアミロイドβ(Aβ)蛋白凝集を抑制するナノ粒子を探索し、フタロシアニンを発見した。このフタロシアニンをin vitroで検討し、フタロシアニンから新規誘導体を作製した。この誘導体は効率的にAβ凝集を抑制することを確認し、論文発表した。同誘導体は、神経培養系およびモデル動物において毒性を有さないことを確認した。この誘導体は、選択的にAβへ移行し近赤外線領域の励起・発光域があるため、今後モデル動物を用いてアルツハイマー病の非侵襲的近赤外線診断に用いることができるか検討する予定である。また、Aβ凝集抑制能を有するため新規治療薬として開発の可能性が期待され、今後も研究を進める。また、これまでの研究で粥状動脈硬化の増悪因子として検討してきたlysophosphatidylcholine(LPC)が、Aβによる神経細胞死を助長させるかどうかを検討した。細胞培養レベルで検討した結果、LPCはAβによるアポトーシスを増強させることで、神経毒性を増加した。その過程において、活性酸素を増加させ、神経毒性が最も強いAβオリゴマー形成に関与していることを報告した。この報告は、現在旺盛に研究が行われているAβの細胞内取り込みとその代謝過程に影響を及ぼす因子としてLPCの関与が推定されるものであり、今後、細胞培養レベルのみならず、モデル動物を用いてLPCのアルツハイマー病への関与をメタボローム解析などの技術を用いて研究する予定である。平成26年度に行った当研究事業によりアルツハイマー病の診断治療法研究が進んだため、今後臨床応用を目標に検討を行う。また、アルツハイマー病のメカニズムの解明に寄与できる期待もある。26年度が最終年度であるため、記入しない。神経内科、神経科学26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度で計画に挙げた3つの項目それぞれについて、順調に研究が進んでいる。髄液診断の部分は来年以降の予定であったが24年度で検討を開始した。

本年度はモデルマウスの購入に至らず、脳組織のマイクロアレイ検索は行っていない。β蛋白の凝集物質としてLPCが確認でき、その毒性についても機序から検討が進んだ。髄液測定の検討では、医理工教育プログラムで行うことで教育的意義も達成できた。髄液測定の感度増加法について開発ができた。また、新規開発フタロシアニンについては、β蛋白凝集抑制作用とその機序解明まで研究が進んだ。26年度が最終年度であるため、記入しない。申請時の研究計画に基づいて遂行していく予定である。本年度は培養細胞やモデル動物を用いた研究を導入する。また、近赤外線レーザーについては、検出波長によって使用機器が異なる可能性があり、変更となる可能性あり。LPCについては凝集促進作用が脳内でも生じている可能性が高まり、アルツハイマー病モデルマウスでの確認を行う予定である。また脳内動態の検討が必要と思われるため、これまでに検討してきたmass spectroscopyの技術を用いLPCの測定系を開発する方針とした。また、有望なβ蛋白凝集抑制剤候補としてのフタロシアニンが実際にモデルマウスで安全に有効性を示すかをモデルマウスを使用して確認する予定である。平成24年度は他の計画を優先し、動物実験を行わず次年度に持ち越したため、関連費用について次年度使用する予定である。次年度計画している動物モデルへのアミロイド親和性物質投与後の組織学的および分子生物学的検討、動物モデルを用いた近赤外線によるアミロイド検出法開発などの実験と統合的に進めるために、次年度計画費と合わせて使用する予定である。LPCのin vitro分析およびフタロシアニンの凝集実験を集中して優先させる必要性が生じたため、髄液中LPC測定の確立やモデル動物を用いた実験については次年度に持ち越しとなり、次年度使用額が生じた。これまでに得られた結果を基に、mass spectroscopyによるLPC測定の確立を行い、アルツハイマーモデルマウスを飼育し、脳内LPC濃度の推移やLPCによるβ蛋白凝集や神経細胞死の有無をみる。また、新規に発見したフタロシアニン誘導物質のアミロイド凝集抑制をin vivoで検討し、安全性と動物レベルでの効果を検討する。Mass spectroscopy測定試薬、動物飼育費、in vivo実験の免疫組織学的検討用試薬、分子生物学的分析用試薬に当該使用額を用いる予定である。
生体疲労計測に基づく時間依存性を考慮した合理的な走行路面評価手法の開発

本研究は,路面の縦断凹凸由来の生体疲労について,人の精神的負荷および認知的注意の観点から,ドライビングシミュレータを用いた走行試験を実施し検討したものである.結果として,路面凹凸の増加に伴い,認知反応時間が有意に増加する場合,生理的に定量化された短期的および長期的な精神的ストレスが共に増加することがわかった.この結果より,路面凹凸の増加は,快適性の低下のみならず,疲労の増加に伴う反応時間の増加により,安全性の低下につながることを明らかにした.また,生理心理反応に基づき,幹線道路における縦断凹凸の許容限界について検討し,既存研究成果を裏付ける結果を得た.道路と人との接点となる路面管理には,車両走行時の安全性や快適性など,質的満足度の向上を目的とした対策が求められている.しかし,既存の管理手法は,適当な延長で抽出された区間内で顕在化する,道路利用者への静的な影響の評価を意図しており,時間とともに変化する路面由来の潜在疲労へ未配慮であることから,利用者評価との間に乖離が生じている.本研究課題は,道路管理と利用者評価の間に生じた乖離を埋めるための研究であり,「受動疲労」と定義した路面由来の精神疲労計測に基づき,時間依存性を考慮した合理的な走行路面評価手法の開発を目指している.平成27年度に得られた研究成果は以下の通りである.1.路面のデータ収集と損傷実態把握を目的に,北海道の中核都市における市街地道路の広域・高密度路面調査を実施した.その結果,幹線道路における国際ラフネス指数(IRI)の平均は2.9mm/mと,「新設舗装」から「供用後の舗装」相当であるのに対し,生活道路では5.0mm/mと,「供用後の舗装」から「損傷を受けた舗装」相当であることがわかった.また,調査結果を基にIRIの確率密度モデルを設計し,地理情報システムにおいて路面情報を可視化する方法を提案した.2.受動疲労の基礎解析を目的に,ドライビングシミュレータを用いた走行試験を実施し,時間依存性を考慮した路面評価における心拍変動指標の有効性について検証した.その結果,心拍変動の高周波成分(HF)および低周波/高周波成分比(LF/HF)に着目し,IRIとの関係をモデル化することで,車両走行時の時間変化に依存した,受動疲労に基づく路面評価の可能性を見出した.また,受動疲労を考慮した幹線道路におけるIRIの許容水準について,5.2mm/mが目安になるとの結果を得た.なお,本研究成果により,土木学会舗装工学委員会から第二十回舗装工学奨励賞が授与された.平成27年度は,研究計画に従い,(1)路面データの収集と分析,および(2)生体情報計測による受動疲労のモデル化に取り組んだ.(1)については,市街地の幹線道路に加え,これまで不明であった生活道路の路面状況について,統計的に十分なデータを収集・分析し,その平坦性実態を解明することができた.これは,今後の走行試験において,より現実感のあるシナリオ設計を可能とするものである.また,本研究成果は,舗装の維持修繕に関する国際会議に採択され,平成28年度に発表予定である.(2)については,ドライビングシミュレータを用いた走行試験を実施し,心拍変動指標による受動疲労を考慮した路面評価の有効性を明らかにすることができた.これにより,路面損傷と車両振動の持続および累積時間を主要因とした,受動疲労のモデル化についての見通しを立てることが可能となった.また,受動疲労評価における心拍変動指標の時間依存性について検証し,次年度,その結果を全国規模の学会で発表予定である.以上より,現在までのところ,本研究課題は,当初計画通りの順調な進捗を得ている.人口構造および社会基盤施設の高齢化が深刻化する昨今,質の高い道路交通環境整備が求められている.本研究では,ドライビングシミュレータ(以下,「DS」)を用いた走行試験を実施し,「受動疲労」と定義した路面に由来する精神疲労評価において,利用者の生体情報として得られる心拍変動指標の有効性と走行時間に対する依存性の検証を行なっている.平成28年度に得られた研究成果は以下の通りである.1.路面測定法の検証:受動疲労は,路面由来の精神疲労であり,DSによる走行試験を実施し,車両乗員の疲労を把握するためには,正確な路面凹凸(プロファイル)の把握が必要不可欠である.本研究では,国内で稼働する29台の路面測定装置について,繰り返し測定による反復性および基準プロファイルとの比較による移植性の観点から,路面プロファイルの測定精度を明らかにした.本研究成果は,路面測定装置の精度検証のみならず,走行シミュレーションに用いる路面データの妥当性を示すために有益である.また,本研究で得られた,路面測定データは,今後の路面評価研究において活用可能である.2.受動疲労の時間依存性検証:昨年度までの研究により,心拍変動の高周波成分(HF)および低周波/高周波成分比(LF/HF)に着目し,路面の平坦性を表す国際ラフネス指数(IRI)との関係をモデル化することで,車両走行時の時間変化に依存した,受動疲労に基づく路面評価の可能性を見出している.今年度は,LF/HFを心拍変動指標とし,走行開始からの経過時間およびIRIがLF/HFに及ぼす影響をモデル化することで,時間依存性を考慮した路面評価が可能となることを示した.本研究成果は,平坦性を交通特性と合わせ検討することで,道路ネットワークにおける合理的な路面の維持修繕計画策定に寄与し,その結果,移動時における乗員の疲労や交通事故の低減に寄与するものである.

本研究では,昨年度までに,路面データに基づくドライビングシミュレータ(DS)による走行試験シナリオを作成し,生理・心理解析に資するドライビングシミュレータを用いた走行試験を実施している.平成28年度は,研究計画に従って走行試験結果の解析を行い,路面損傷と車両振動の持続および累積時間を主要因とし,「受動疲労」と定義した路面に起因する精神疲労の評価モデルの開発を行った.今年度は,昨年度の研究開始年度より得られた研究成果を整理し,積極的に国内外での学会等で発表を行い,受動疲労評価における心拍変動指標の有効性と時間依存性の検証結果について全国規模の学会で発表した際には優秀講演者賞を受賞している.また,走行中の受動疲労レベルについて,路面平坦性の程度と車両の走行時間に基づく評価モデルを提案し,舗装技術に関する国際会議に採択され,平成29年度に発表予定である.さらに心理学的知見を合わせた実験および検討を進めており,次年度,全国規模の学会で発表予定である.加えて,今年度は,走行路面評価におけるデータの収集方法について,実道試験結果に基づき精査し,世界最大規模の交通に関する国際会議にて発表を行っている.走行路面データは,本研究の基盤となる要素であるため,引き続き,その物理性状評価に関する検討も行なっており,次年度,舗装技術に関する国際会議で発表予定である.以上より,現在までのところ,本研究課題は,当初計画通りの順調な進捗を得ている.路面のラフネス(縦断方向における凹凸の平坦性)の評価は,路面の物理特性と人の生理や心理に関する情報の定量的な把握が必要であるため非常に複雑である.平成29年度は,路面凹凸の物理的な特性と,人の認知処理に関わる心理反応および精神的ストレスに関わる生理反応との関係について,ドライビングシミュレータを用いた走行試験を実施し検討した.平成29年度に得られた研究成果は以下の通りである.(1)心理反応に基づくラフネス評価の結果,試験参加者は,代表的な路面凹凸の指標である国際ラフネス指数(IRI)の増加に伴い,人の認知に関わる反応時間が減少するグループと増加するグループに判別できることがわかった.特に後者は,IRIの増加に伴い反応時間が有意に増加し,ラフネスが乗員の快適性のみならず安全性にも影響を及ぼすことが示唆された.(2)生理反応に基づくラフネス評価の結果,心拍変動の高周波成分(HF)および低周波/高周波成分比(LF/HF)により,車両振動刺激に対する振動感受性の差が精神的な疲労の蓄積に影響することを示した.研究期間(平成27年度平成29年度)に得られた成果を要約すると以下の通りである.(1)反応時間と心拍変動指標を統合し,ラフネスに対する生理心理反応について検討したところ,路面由来の精神疲労と認知に関わる注意資源の間の関連性を示すことができた.この結果,ラフネスの増加は,精神的ストレスの増加に伴う快適性の低下のみならず,疲労の増加に伴う安全性の低下につながることが明らかになった.(2)人の生理心理反応に基づき,ラフネスの許容限界について検討したところ,幹線道路における快適性および安全性を考慮した値として,IRI = 5.4 mm/mを得た.この結果は,物理・心理・生理指標に基づく既往のラフネス評価結果と整合し,またそれらを裏付けるものとなった.
口腔扁平苔癬における特異的T細胞の解明ならびにその機能的解析

本研究では、本疾患における抗原特異的T細胞を特定し、病巣から直接抽出されたT細胞を培養増殖させ、上皮基底細胞障害能およびサイトカイン産生能を定量的に観察し、その機能的解析を行なった。さらに本疾患の慢性化について本症の構成細胞である病巣部T細胞、上皮基底細胞、基底膜、血管内皮細胞、上皮内ランゲルハンス細胞、肥満細胞、末梢神経細胞に注目し、各細胞の細胞接着分子の発現、細胞間マトリクスの発現状況について観察し本症のT細胞を中心とした細胞間ネットワークについて検索した。その結果、病巣より抽出されたT細胞集団は様々なT細胞レセプターを使用していることが判明した。このことは浸潤T細胞の多数が抗原に非特異的なT細胞であり、病巣局所での抗原刺激によるクローナルなT細胞増殖は行なわれていないことを示唆し、慢性病巣からの特異的T細胞の選別は予想以上に難しいものと思われた。また病巣部から樹立されたT細胞株が本症に特異的なT細胞である確たる証拠は無く、むしろその可能性は低いものと推察された。従って樹立T細胞株の基底細胞障害能およびサイトカイン産生能がどの程度病巣局所の状況を反映しているのか疑問が残る。しかしながら本症の研究の新知見として基底細胞障害のメカニズムについて、基底細胞および基底膜の接着の破壊およびその接着にインテグリン分子および細胞外基質が重要であること、さらにこれらの発現の抑制が本症の上皮角化異常とどのように関連するのかが本疾患の原因究明に重要であると考えられた。1.口腔偏平苔癬に特異的なT細胞の特定は生検凍結材料よりRNAを抽出し、PCR法にてT細胞レセプターVbetaファミリーの使用について末梢血のそれと比較検索中である。2.局所に浸潤するT細胞からのクローン株は現在数種のCD4+T細胞株を継代培養中であり、次年度にはこれらのT細胞株を用いた上皮細胞障害機能およびサイトカイン産生機能実験を計画中である。3.免疫組織学的研究では、本症の特徴とされる慢性炎症像をその主たる構成細胞であるリンパ球、マクロファージ、血管内皮細胞、上皮細胞の細胞接着分子発現に注目して観察した。1)末梢リンパ球に比べて、病巣局所のT細胞が様々な細胞接着分子(VLA-3、-4、-5、ICAM-1)の発現増強が確認された。2)正常上皮細胞に発現が認められていないICAM-1の発現が病巣上皮細胞に認められた。3)正常血管内皮細胞に比べてELAM-1、ICAM-1の過剰発現が認められた。3.1)2)3)は口腔偏平苔癬を形成および慢性病変への移行に重要な所見と考えられ、現在投稿中である。4.さらに、上述の様々な細胞接着分子発現を調節する因子としての局所リンパ球、マクロファージ、肥満細胞から産生されるサイトカインに注目しを免疫組織学的に観察可能かどうか検討中である。5.本症における神経ペプチド(サブスタンスP等)の役割について、抗ペプチド抗体を用いて、神経ペプチド産生神経線維の分布についても研究中である。1.生検凍結材料よりRNAを抽出し、PCR法にてT細胞レセプターVβファミリーの使用について検討した。Vβ2、Vβ5.2、Vβ7が末梢血と比較して高い頻度で認められたが、患者間で差があり、疾患特異的なT細胞の同定は困難であった。本疾患における局所T細胞はオリゴクローナルなT細胞から構成されており、本疾患の原因もheterogeneousなものであることが示唆された。2.クローン化したCD4+T細胞株のサイトカイン産生機能実験を行なった。主として、IL-2、IL-6、IL-10、INF_γを産生するTh1タイプのT細胞であった。

3.免疫組織学的研究では、1)病巣局所のT細胞の細胞接着分子(VLA-4、-5、ICAM-1)の発現増強が確認され、T細胞が血管より遊出し結合組織内を浸潤する過程でT細胞と細胞間マトリクスとの相互関係に重要であることが示唆された。2)正常上皮細胞に発現が認められないICAM-1の発現が病巣上皮細胞に認められた。このことは病巣部T細胞がICAM-1のリガンドのLFA-1の著明な発現を認めることと合わせてT細胞の上皮細胞への浸潤に重要であることが示唆された。3)正常血管内皮細胞に比べてELAM-1、ICAM-1の過剰発現が認められ、T細胞の局所浸潤にこれらの抗原分子が重要であることが示唆された。4)病巣上皮細胞とくに基底細胞層のVLA-4、-5、-6の発現異常を認め、連続性が消失していた。このことはコラーゲン、ラミニンを介した基底細胞間の結合の脆弱を示唆し、本症の病理組織学的所見の特徴である水腫様変性を理解する上で重要な所見であると思われた。4.本症における神経ペプチド(サブスタンスP等)の役割について、抗ペプチド抗体を用いて観察し、上皮下結合組織にペプチド陽性末梢神経の分布を確認、その意義について検討中である。(1)口腔扁平苔癬における浸潤Tリンパ球は、主にT細胞レセプターα/β鎖を有するCD4,CD45RO,CD29陽性のMHCクラスII拘束性の“メモリー"型Tリンパ球であった。また,比較的多くのCD8細胞が基底細胞直下にみられ,CD45RA,LAM-1陽性“ナイーブ型"Tリンパ球も認められた。γ/δ型Tリンパ球は認められなかった。(2)Tリンパ球はCD_2,CD11a,ICAM-1分子を高頻度に発現しており,Tリンパ球相互及び上皮細胞との接着およびシグナル伝達に関与し,本症の特徴とされる上皮下のリンパ球の密な集合に関連するものと思われた。(3)Tリンパ球は,VLA-3,-4,-5分子を発現しており,Tリンパ球の局所への移入及び細胞間基質中の移動及び持続性の活性化に関連するものと思われた。(4)早期活性化抗原分子CD25,CD69分子の発現は少数のリンパ球に認められた。このことは本症が慢性化した段階では局所に集合しているリンパ球が活発に増殖したり、サイトカイン産生を行っていないことを示唆した。(5)上皮内リンパ球は上皮下に浸潤するリンパ球と表面分子発現においては特徴的な違いは認められなかった。これらの細胞が上皮内に浸潤していくのが何らかの分子によって決定される特異的リンパ球サブセットであるのか或いは基底膜をたまたま破壊したリンパ球による偶然の現象なのか、基底細胞破壊の機序を含めて今後の課題である。
動的オリゴマー形成因子の分子構造変化によるWntシグナル伝達制御の構造基盤の解明

本研究では、Ccd1とのヘテロオリゴマー形成が誘導するAxin分子構造変化を蛍光共鳴エネルギー移動法によって解析し、さらに、Axin複合体の構造安定性及び分子活性を試験管内と培養細胞系の実験を用いて解析して、オリゴマー構造の動的変化がシグナル伝達を制御する仕組みを解析する。
ヒト血管内皮細胞の細胞増殖にともなう電気生理的性質

現在報告されているカルシウム依存性カリウムチャネルの塩基配列を参考にして、大(BKチャネル)および小コンダクタンスカルシウム依存性カリウムチャネル(SKチャネル)のプローブを作成した。継代培養(1代から3代まで)したヒト臍帯静脈内皮由来の血管内皮細胞からメッセンジャーRNAを抽出し、このプローブを用いてRT-PCR法により遺伝子増幅を行い、ヒト臍帯飾脈内皮細胞に発現しているカルシウム依存性カリウムチャネルの遺伝子タイプを決定した。その結果、BKチャネルはヒト臍帯静脈内皮細胞にほとんど発現していないことが判明した。SKチャネルに関しては現在解析中である。この結果は、電気生理学的手法を用いてこれまでに得た結果の一部を指示するものであったヒト臍帯静脈内皮細胞に存在するカルシウム依存性カリウム電流について検討し、以下の結果を得た。なおこの成果は原著論文として発表済みである(BBRC,vol236,p340-343,1997)。1継代培養(1代から3代まで)したヒト臍帯静脈内皮由来の血管内皮細胞を保持電位-40mVに電位固定下、ヒスタミンを投与したところ、一過性の外向き電流が活性化された。この外向き電流は、その逆転電位が約-80mVであること、細胞内にカルシウムキレート剤であるEGTAを灌流すると活性化されなくなることなどから、カルシウム依存性カリウム電流であることが判明した。2また電流固定下ヒスタミンを投与したところ、カルシウム依存性カリウム電流の活性化によると思われる過分極反応が惹起された。3このヒスタミン投与によって観察されるカルシウム依存性カリウム電流や過分極反応に対して、様々なカリウムイオンチャネル遮断薬の効果を検討した。大コンダクタンス・カルシウム依存性カリウムチャネルを選択的に抑制するといわれるイベリオトキシンは、ヒスタミン誘発性反応に対して無効であった。一方小コンダクタンス・カルシウム依存性カリウムチャネルを選択的に抑制するアパミンはヒスタミン誘発性反応をほぼ完全に抑制した。しかし一部の細胞においては、アパミン抵抗性のカルシウム依存性カリウム電流がヒスタミンにより活性化された。以上のことから、血管内皮細胞にアパミン感受性カルシウム依存性カリウムが存在することを初めて示すことができた。2年度においてはこの電流の分子生物学的特性について検討する予定である。この結果は、電気生理学的手法を用いてこれまでに得た結果の一部を指示するものであった
分光エリプソメトリを用いた低対称異方性結晶の誘電率テンソル測定とバンド構造解析

本研究は,広いバンドギャップ(4.leV)を持ち希土類を添加することで効率の良い発光を示す発光母体材料であるCaGa_2S_4の屈折率や複素誘電率を調べ,発光材料や固体レーザー材料としての応用面で必要となる基礎的な情報を取得することを目的としている。このCaGa_2S_4は光学2軸性結晶であるため,光学定数の主成分が6つあり,その測定は非常に困難である。そのため,平成15年度では偏光透過強度(PTI)測定により,まずは透過領域での光学定数の見積を行った。そして,平成16年度ではこのデータを基にエリプソメーターを用いて真の光学定数である主屈折率の決定を行った。また,吸収領域においても,エリプソメーターを用いて,Aspnesらが示した解析法を用いることで,主複素誘電率のε_<yy>,ε_<zz>の両成分のスペクトルを求め,特異点解析により異方性を持つ7つの光学遷移エネルギーを見い出した。そして,(100),(010)面を用いて,残る1成分であるx方向成分の主屈折率n_xの解析も行った。平成17年度は,エリプソメトリ測定において(100),(010),(001)面の3つの面と各2方向の入射面方向で測定を行い,これらを解析することで,すべての主屈折率成分n_x,n_y,n_zを正確に求めることに成功した。そして,これらCaGa_2S_4の光学定数に関する結果を発表を行った。さらに,これら異方性結晶に対するエリプソメトリによる光学定数測定に関する技術や方法についても確立しその内容について発表を行った。本研究は発光母体材料として期待される異方性ワイドギャップ材料CaGa_2S_4の誘電率テンソルを測定し、バンド構造に関する知見を得ることを目的としている。そのために平成15年度中は分光エリプソメーターを用いて、異方性材料に対する誘電率スペクトル測定法について考察を行った。まず、エリプソメトリ測定法は測定面の表面状態に非常に敏感なため、測定時におけるCaGa_2S_4の表面処理法について考察を行った。その結果、ブロム-メタノール溶液に浸したレンズペーパー上で研磨することで結晶表面に付着した自然酸化膜等を除去できることがわかった。つぎに、測定中に結晶表面を覆う自然酸化膜による測定誤差について検討を行った。異方性材料のエリプソメトリ測定は結晶方位や入射角を変えて測定を行うため、測定時間が長くなりこの影響が比較的大きなものとなってしまう。本研究では、ある一定の自然酸化膜の被覆後に測定を行い、その後、計算処理により表面被覆層の除去を行う方法により、測定用の被覆膜による影響を最小限にすることに成功した。CaGa_2S_4は光学2軸性結晶であるため6つの誘電率成分を持つ。すべての成分を求めるには最低、2つの異なる結晶面が必要となるが表面状態が同じ2つの面を用意することは困難なため、ここでは(100)面のみを用いて主誘電率のyy、zz成分を求める方法について検討した。Aspnesの近似法を用いて解析した結果、70°の入射角で測定することで、(100)面だけを用いても、yy、zzの主誘電率成分を求められることを見出し、両成分の誘電率スペクトルを得ることができた。今後は、この誘電率スペクトルを用いて特異点解析をおこない、バンド構造との関係について明らかにしていく。その他、透過型エリプソメトリ測定を行うための測定系の構築を行った。本研究は,広いバンドギャップをもつ発光母体材料CaGa_2S_4の光学定数,誘電率等の光学的性質やバンド構造に関して調べ,発光材料や固体レーザー材料としての可能性について検討を行うことを目的としている.光学定数,誘電率の測定には分光エリプソメーターを用いた.平成15年度中にはエリプソメトリー測定に必要な結晶表面状態の影響を調べ,さらに,光学異方性結晶のエリプソメトリー測定のための予備的な実験を行ったので,平成16年度中には,エネルギー領域を透過領域,吸収領域と分けて,さらに詳細にCaGa_2S_4結晶の複素誘電率測定および解析を行った.4.2eV以上の吸収領域に関しては,Aspnesらが示した解析法を用いることで,(100)面のみを用いてCaGa_2S_4の主複素誘電率のε_<yy>,ε_<zz>の両成分のスペクトルを求めた.さらに,主誘電率スペクトルの2階微分スペクトルより特異点解析を行いE//y,E//z(E:電場の方向)で許容となる光学遷移のエネルギーを示した.4.06.0eVのエネルギー領域で,E//yについては,4.44,5.10,5.49eVの3つの特異点,E//zについては,4.35,4.60,5.05,5.67eVの4つの特異点を見出した.また,4.2eV以下の透過領域に関しては,上記のAspnesの解析法の近似が悪くなるので,偏光透過強度測定により得られた光学定数の値とエリプソメトリー測定により得られた値を相補的に用いて,この領域での主屈折率の解析をおこなった.さらに,(100),(010)におけるエリプソメトリー測定結果とも比較を行い,CaGa_2S_4のn_x,n_y,n_zの主屈折率成分を求めた.

今後は,透過型エリプソメーターを用いて透過領域のこれらの主屈折率をさらに精度良く測定をおこなう.また,吸収領域のε_<xx>成分の解析も行い,このCaGa_2S_4のすべての光学定数,誘電率成分を決定する.本研究は,広いバンドギャップ(4.leV)を持ち希土類を添加することで効率の良い発光を示す発光母体材料であるCaGa_2S_4の屈折率や複素誘電率を調べ,発光材料や固体レーザー材料としての応用面で必要となる基礎的な情報を取得することを目的としている。このCaGa_2S_4は光学2軸性結晶であるため,光学定数の主成分が6つあり,その測定は非常に困難である。そのため,平成15年度では偏光透過強度(PTI)測定により,まずは透過領域での光学定数の見積を行った。そして,平成16年度ではこのデータを基にエリプソメーターを用いて真の光学定数である主屈折率の決定を行った。また,吸収領域においても,エリプソメーターを用いて,Aspnesらが示した解析法を用いることで,主複素誘電率のε_<yy>,ε_<zz>の両成分のスペクトルを求め,特異点解析により異方性を持つ7つの光学遷移エネルギーを見い出した。そして,(100),(010)面を用いて,残る1成分であるx方向成分の主屈折率n_xの解析も行った。平成17年度は,エリプソメトリ測定において(100),(010),(001)面の3つの面と各2方向の入射面方向で測定を行い,これらを解析することで,すべての主屈折率成分n_x,n_y,n_zを正確に求めることに成功した。そして,これらCaGa_2S_4の光学定数に関する結果を発表を行った。さらに,これら異方性結晶に対するエリプソメトリによる光学定数測定に関する技術や方法についても確立しその内容について発表を行った。
市民社会における介護サービス供給のあり方とサービスの質の測定方法に関する研究

介護サービスの準市場化が進む中で、ヨーロッパ諸国では大企業による市場の寡占化が懸念されている。介護サービスの質を保持するためには市場における適度な競争環境が必要となる。市民セクター研究の第一人者であるヴィクトール・ペストフは福祉サービス供給における理想的な福祉多元主義の実現に社会的企業の役割に期待しており、日本の協同組合医療・介護の役割に注目している。そこで本研究ではペストフとの共同研究として、JA厚生連、医療生協の9団体を対象に構造的なインタビュー調査を行い、その結果を比較検討する中で、協同組合医療・介護が副次的に生み出す社会的価値と、その創造機能を明らかにした。本調査研究はエーシタシュンダール大学(スウェーデン)教授のビクトール・ペストフ氏との共同研究であり、平成25年度(2013年度)は3年間の調査研究プロジェクトの2年目であったが、研究調査実績は下記のとおりである。1)ビクトール・ペストフ氏の日本への招聘(2013年5月8日-6月2日):同氏の日本滞在中に、生協総合研究所との共催で東京(5月10日/立教大学)、大阪(5月28日/大阪大学中之島センター)において公開講演会を開催し、研究協力者とともに研究会を東京(5月10日/生協総合研究所)、大阪5月28日/大阪大学中之島センター)において実施した。またペストフ氏とともに日本国内における協同組合医療・介護の現地調査として、医療生協による医療施設5カ所、JA厚生連による医療施設4カ所を訪問し、ヒアリング調査を資料収集を行った。2)研究成果の発表:日本地域福祉学会主催・日韓地域福祉サミット(2013年5月19日-20日/沖縄)において、「日本のサードセクターとしての協同組合-介護サービス供給体の可能性」をテーマに研究報告(口頭)を行った。『農林金融』(2013年12月号/農林中央金庫)に「協同組合による医療と介護の可能性」、『NHKテキスト社会福祉セミナー』(2013年4ー7月号)に「社会的企業の可能性」「介護サービス供給の多元化」を掲載し、研究成果の一部を発表した。本研究はエーシタシュンダール大学(スウェーデン)ビクトール・ペストフ教授との共同研究であり、平成24年度(2012年度)は3年間の調査研究プロジェクトの初年度であった。本研究は、ペストフ教授がスウェーデンで実施したWECSS調査(労働環境と協同組合に関する調査)をベースに改良して、日本で同様の調査を実施し、サードセクター(特に協同組合)の提供する医療や介護サービスの特徴を明らかにしようとするものである。研究代表者の斉藤は平成23年(2011年)9月平成24年(2012年)6月まで、平成23年度(2011年度)日本学術振興会二国間交流事業による派遣でストックホルム大学に滞在していたため、ペストフ教授と十分な打ち合わせを行うことができた。平成24年(2012年)6月時点の打ち合わせでは、次年度にペストフ教授が来日して日本調査を実施することを決め、今後の進め方を検討した。斉藤が日本に帰国してからは、生協総合研究所、農林中金研究所の研究者、職員の方々と2か月に1度の割合で研究会を開催し、ペストフ教授と連絡をとりながら、調査研究の準備を行ってきた。当初の計画では初年度に質問紙調査の実施計画を立てる予定であったが、WECSS調査手法を日本様式に改良するうえで、まずは医療や介護サービスの供給体としてみた日本の協同組合の現状を把握する必要があると考えたため、計画を変更して、情報収集を行いながら、インタビュー調査の計画をたてることとした。ペストフ教授が平成25年(2013年)5月に約3週間、調査のために来日することが正式に決定しており、現在はこれまでの研究会で示された成果をまとめ、英訳する作業に取り組んでいる。また現地調査の計画は関連機関の協力を得て、ほぼ完成させることができた。本研究はエーシュタ・シュンダール大学(スウェーデン)教授のヴィクトール・ペストフ氏との共同研究であり、平成26年度(2014年度)は本研究の最終年度であった。研究調査実績は次のとおりである。1)ヴィクトール・ペストフ教授の招へい時(2014年5月16日ー6月1日、10月31日ー11月13日)における調査研究会と公開研究会の実施:本年度はペストフ教授を大阪大学国際共同研究推進事業(代表:苧阪満里子・大阪大学教授)により2回招へいし、その滞在期間に1前年度の日本各地の協同組合医療・介護に関するフィールド調査の結果と整理分析、2質問紙調査の実施計画づくりを行った。その結果、2015ー2017年度学術振興会科学研究費補助金(基盤C)に申請し採択され、本研究は発展的継続されることとなった。

2)研究成果の発表:フィールド調査の概要と調査結果をworking paperとして、英語と日本語で作成中であり、今後、質問紙調査の結果とともに、ペストフ教授との共著にしていく計画である。刊行物としての成果はまだ数が少ないものの、2016年度にはすでに学会等での口頭発表3件(うち1件は国際学会)が確定しており、論文執筆につなげる計画である。社会福祉学本研究の目的は、(1)「労働環境」視点に基づく指標を使い、日本における介護ソーシャルエンタープライズが提供するサービスの質を科学的に測定し、その特徴を明らかにすること、(2)スウェーデンにおける介護ソーシャルエンタープライズの現状を把握し、福祉国家変容のプロセスを踏まえて、分析することである。現在までの達成度を評価すると、日本における調査については「おおむね順調」、スウェーデンにおける調査については「やや遅れている」。日本国内の調査では、当初、医療介護分野の協同組合事業者に対するアンケート調査を実施する予定であったが、実際にヒアリング調査を行うと事業者の多様性を踏まえた調査が必要であることが判明し、アンケート調査自体の組み立てを見なおさざるをえない状況となった。その分、ヒアリングによる質的調査は充実したものを実施できたので、研究成果として公表できる見通しはたっている。一方、日本の調査に費用と時間をかけてきたため、スウェーデンの調査研究には着手したばかりで、今後、力を入れていかなくてはならない。斉藤が日本に帰国してからは、生協総合研究所、農林中金研究所の研究者、関係機関の職員の方々と調査研究の準備を開始し、ペストフ教授と連絡をとりながら、2か月に1度の割合で研究会を開催してきた。ペストフ教授が平成25年(2013年)5月に約3週間、調査のために来日することが正式に決定したため、現在はこれまでの研究会で示された成果をまとめ、英訳する作業に取り組んでいる。また現地調査の計画は関連機関の協力を得て、ほぼ完成させることができた。アンケート調査の前にヒアリング調査を実施することになり、少しプロジェクトの計画を変更したものの、計画する研究成果を出すための作業はおおむね順調に進行していると考える。最終年度である平成26年度(2015年度)には、再度ペストフ氏を招聘し(5月16日-5月31日)、日本調査ならびにこれまでの研究のまとめを行い、共著論文としての発表を検討し、実施する予定である。また今年度はスウェーデンの状況についての調査も実施し、研究プロジェクトの最終的なまとめを行う。さらに今回のヒアリング調査の結果をふまえて、日本国内の協同組合における医療・介護の実態についてのアンケート調査の計画をたて、来年度以降の研究プロジェクトの計画づくりを行うことを考えている。初年度の予算額が1,200,000円に対し、実際の支出は305,054円であったが、これは来年度のペストフ教授を招聘しての現地調査に費用がかかることを想定したためであった。平成25年(2013年)5月8日にペストフ教授が来日し、約3週間にわたり、JA厚生連が運営する医療機関(長野県佐久総合病院、福島県会津坂下病院など)や介護サービス、また医療生協が運営する医療機関や介護サービス(福島中央医療生協、長野医療生協、南医療生協など)計10か所の事業者を訪問し、スウェーデンで実施されたWECSS調査を土台に設計したインタビュー調査を行う計画である。また協同組合が提供する医療サービス、介護サービスの特徴について英語論文を作成する計画である。
金属間化合物粒子強化アルミニウムダイカストの疲労強度と破壊機構

室温から300°Cまでの静機械特性および疲労特性評価とその破壊機構に関する微視的観察から、金属間化合物NiAl、Ni_3Al粒子強化Al合金ダイカストがSiC粒子強化材をしのぐ特性を有することを示す以下の結果がえられた。1.室温では粒子強化によって疲労限度の上昇がみられ、温度上昇とともにマトリックス(AlNiMgMn)材およびSiC粒子材の疲労限度は低下するが、NiAl粒子材では200°Cまで、Ni_3Al粒子の場合は300°Cまで強化作用が持続する。全温度域にわたりNiAlおよびNi_3Al粒子材では体積率の増加にともない疲労限度および時間強度の上昇がみられる。これらの挙動は基本的に0.2%耐力のそれと対応しているが、そのほかにき裂発生や初期進展を支配する局所すべりに対する粒子やAl_3Niなどの針状析出物による抑制効果が、低応力の疲労特性の向上に大きく寄与している。2.き裂発生起点はいずれの材料でも表面近傍の鋳造時のボイドである。き裂はマトリックスおよび粒子-マトリックス界面を進展するが、高温では前者が主となる。また、疲労破面上にNi_3Al粒子のわれはみられない。3.2.5vol%NoAl粒子強化材のき裂進展抵抗は、下限界から低速進展域においてマトリックスおよびSi粒子強化材と比べて高く、この体積分率を越えるとボイドの量が増すため低下する。パリス則域およびさらに大きい進展速度域においても2.5vol%NoAl粒子強化材は高いき裂進展抵抗を示し、これは粒子添加により低下する破壊靭性特性と一致しない。それ以外の粒子体積率や、SiC粒子強化材ではマトリックスと同程度の低いき裂進展抵抗となる。4.応力上昇および下降の2段2重重複繰り返し応力に対して、NiAl粒子強化材はとくに優れた耐疲労性を示す。課題の材料の実用化にはらボイドの制御が重要であり、間欠過大応力を伴う変動応力下におけるき裂進展の加速現象およびその微視組織観察による進展機構の究明とともに前後の課題として残されている。強化粒子として金属間化合物NiAl、Ni_3Alおよび比較のためSiC粒子を加えたAl合金ダイカスト試験片について、室温から300°Cまでの疲労試験および破壊機構に関する微視的観察から得られた結果は以下のとうりである。1.室温ではそれぞれの粒子強化によって疲労限度の上昇がみられ、温度上昇とともにマトリックス(AlNiMgMn)材およびSiC粒子材の疲労限度は低下するが、NiAl粒子強化材では200°Cまで、Ni_3Al粒子の場合は300°Cまで強化作用が顕著である。10vol%までの粒子体積分率の変化により、SiC粒子強化材ではその影響がみられなかったが、全温度域にわたりNiAlおよびNi_3Al粒子材では体積率の増加にともない、疲労限度の上昇がみられた。2.表面観察からき裂は必ずしも粒子-マトリックス界面を経路として進展しないことが判明した。破面観察からき裂発生起点はいずれの材料でも表面近傍の鋳造時の空洞であることが示された。また、疲労破面上にNiAlおよびNi_3Al粒子とマトリックスとの剥離は顕著にみられなかった。3.100μm程度のき裂発生時期はNi_3Al材では寿命の30%程度の繰り返し応力で生じ、その後の進展が抑制されているのに対して、NiAl材では50%程度となり発生が抑制されていることが明らかになった。

以上のような疲労き裂の進展挙動と関連した強度特性は、次に述べる析出粒子および粒子-マトリックス界面の生成物と大きく関係しているものと考えられる。4.EDXを装備したSEMによるNiAlおよびNi_3Al強化材のマトリックスおよび粒子界面の元素分布の測定から、マトリックス中には針状のAl_3Ni析出物が、また界面には塊状のAl_3Ni_2またはAl_3Niの中間相金属間化合物の生成が認められ、特に後者で、また体積率の大きいほどそれらの生成が顕著なことが判明した。室温から300°Cまでの静機械特性および疲労特性評価とその破壊機構に関する微視的観察から、金属間化合物NiAl、Ni_3Al粒子強化Al合金ダイカストがSi粒子強化材をしのぐ特性を有することを示す以下の結果がえられた。1.室温では粒子強化によって0.2%耐力が上昇する。温度上昇とともに200°Cまでは室温と同程度のレベルを維持するが、300°Cでは大きく低下しマトリックス材と同程度になる。Ni_3Al粒子強化材では粒子体積率の増加にともなって耐力は増加し、とくに10vol%のものでは室温、200°CでSiC粒子強化材より高い0.2%耐力と引張り強さを示す。室温における破面上にはSiCおよびNiAl粒子の割れおよび剥離が見られるが、Ni_3Al粒子のそれはみられない。2.破壊靱性は粒子添加によって、またその体積分率の増加とともに低下する。温度依存性としては200°Cで一旦上昇し、300°Cで大きく低下する。NiAl粒子強化材はSiC強化材と比較してやや低いが、300°Cでは粒子の違いによる影響はみられない。室温から300°Cの破面上に粒子剥離がみられ、粒子破壊は300°Cではみられない。3.NiAl粒子強化材のき裂進展抵抗は2.5vol%の場合、マトリックスおよびSiC粒子強化材と比べて下限界から低速進展域において高く、この体積分率を越えるとポイドの量が増すため低下する。バリス則域およびそれより大きい進展速度域においても2.5vol%NiAl粒子強化材は高いき裂進展抵抗を示すが、それ以外の体積率や、SiC粒子強化材ではマトリックスと同程度のき裂進展抵抗しか示さない。4.応力上昇および下降の2段2重重複繰り返し応力に対して、NiAl粒子強化材はとくに優れた耐疲労性を示す。このような金属間化合物粒子強化材における間欠過大応力を伴う変動応力下におけるき裂進展の加速現象およびその微視組織観察による機構の究明については今後の問題として残されている。
固溶強化に基づく多元系合金の高温長時間強度の改善

最終年度は前年度までに蓄積した実験結果を基に,多元系固溶強化合金の高温長時間強度特性を評価した。単一では寸法効果による強化への寄与が小さいと期待される第三元素は,他の溶質元素が存在する場合に長時間強度に影響を与え,その効果は合金系および変形条件に依存することが実験的に明らかにされた。拡散係数の大きく異なる溶質を含むアルファ鉄-ベリリウム-マンガン合金では二元系合金の合金型クリープ挙動の出現する応力域の下限で強化が認められるが,高応力域ではひずみ速度への影響は小さい。アルミニウム-マグネシウム基固溶体では,第三元素は合金型挙動が現れる応力範囲でもひずみ速度に影響を与え,また合金型クリープ挙動が出現する応力範囲も変化させる。合金型クリープ挙動から純金属型クリープ挙動への遷移応力は溶質原子と転位の相互作用の強さを反映し,第三元素の効果は寸法差の大きい溶質原子と転位間のみかけの相互作用の変化として理解される。置換型溶質だけを含む多元系固溶体でも侵入型・置換型両溶質を含む固溶体で現れる挙動(IS効果)と類似の挙動が出現することは転位と溶質間の相互作用だけでなく異種溶質間の相互作用が長時間強度特性に影響を与えることを示し,この効果を利用した高温強度特性改善の可能性が示唆される。多元系合金における総合的な転位-溶質間相互作用の評価は強度特性に関する情報の蓄積が必要で,更に実験結果が蓄積されることが望ましい。本年度は,従前研究代表者らが行ってきた固溶体合金に関する知見をもとに合金系の選択,装置の制作・改良およびクリープ試験を行った.多元系モデル固溶体として,異種置換型溶質を含む三元系アルミニウム基合金(Al-Mg-Zn,Al-Mg-Li)と三元鉄基合金(Fe-Be-Mn)を選定した.添加された置換型溶質の一つは母相に対する寸法差が大きく,一つは寸法差が小さい.これらの合金のクリープ特性を寸法差の小さい第三溶質元素を含まない二元固溶体と比較し複合的な溶質の添加によるクリープ特性の変化を調べた.アルミニウム基合金では,寸法差の小さい第三元素の添加によってクリープ特性が変化する.クリープ挙動は応力によって変化し,その遷移応力は第三溶質原子種によって異なる変化をする.単独では強化への寄与が小さいと考えられる原子種でも変形条件によって強化に寄与する場合があり,ひずみ速度・クリープ寿命が約2倍異なる.この結果は置換型溶質においても複合的な固溶強化が発現される場合があることを示唆する.鉄基合金では,ベリリウムの拡散係数が他の置換型溶質に比べて著しく大きく,他の溶質との相互作用によるクリープ特性の変化が顕著であると期待される.本年度は合金濃度の決定と素材の作製を行った.継続して高温長時間強度の実験的解明を行う.本年度は,主に鉄基固溶体およびマグネシウム基個溶体・析出強化合金のクリープ変形特性の実験的検討を行った.鉄基固溶体についてアルファ鉄-ベリリウム基固溶体とベリリウムとの拡散係数の差が大きくかつ鉄に対する寸法因子の小さいマンガンを第三元素として選択したアルファ鉄-ベリリウム-マンガン固溶体のクリープ特性を調べた.本系三元系合金では,アルファ鉄-モリブデン固溶体における侵入型溶質の効果に比べると第三元素の効果は小さい.また,希薄濃度領域においてはベリリウム,マンガンとも単独で強化に寄与する.マグネシウム基合金については,強化の寄与の大きいとされる希土類元素としてイットリウムを添加した合金のクリープ挙動を調査し,マグネシウム-アルミニウム固溶体に比べてクリープ強度が著しく高いことを明らかにした.さらに,マグネシウム基多元系合金の高温変形特性を検討する礎としてマグネシウム-アルミニウム固溶体のクリープ曲線解析を行い,三次域の加速挙動をひずみ速度-ひずみ指数則によって検討し,ひずみ速度-ひずみ指数則の成立するひずみ範囲の存在すること,加速因子の応力依存性を明らかにした.本年得られた結果を総括すると,置換型溶質間の相互作用による高温長時間強度特性の変化は侵入型-置換型溶質間相互作用(IS効果)による変化に比べると小さいと考えられるが,多元系合金における転位-溶質間相互作用は二元系に比べて複雑であり更に系統的な知見を集積する必要がある.最終年度は前年度までに蓄積した実験結果を基に,多元系固溶強化合金の高温長時間強度特性を評価した。置換型溶質だけを含む

多元系固溶体でも侵入型・置換型両溶質を含む固溶体で現れる挙動(IS効果)と類似の挙動が出現することは転位と溶質間の相互作用だけでなく異種溶質間の相互作用が長時間強度特性に影響を与えることを示し,この効果を利用した高温強度特性改善の可能性が示唆される。多元系合金における総合的な転位-溶質間相互作用の評価は強度特性に関する情報の蓄積が必要で,更に実験結果が蓄積されることが望ましい。