hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アタキシア・テランジェクタシア患者由来リンパ芽球様細胞株におけるガンマ線誘発突然変異の分子的解析

アキシタ・テランジェクタシア(AT)患者由来リンパ芽球様細胞株GM2783より得られたgamma線誘発6チオグアニン耐性突然変異体のヒポキサンチンフォスフォリボシルトランスフェレース(HPRT)遺伝子の9個のエクソンを多重PCR法を用いて増幅し、エクソン部分の有無を検討した。調べた15個の変異体のうち12個(80%)に欠失があり、正常対照であるTK6細胞のgamma線誘発突然変異における欠失突然変異の割合(33%)に比べて非常に高かった。特にAT変異体のうちの53%(8/15)がHPRT遺伝子の全欠失によるものであり、AT細胞では欠失領域が大きいことが示唆された。この点を更に詳細に解析するためにHPRTのセントロメア側マーカーDXS79、及びテロメア側マーカーDXS86について検討したところ、TK6由来突然変異体ではこれらのマーカー部位にまで欠失が及んでいるものはなかったが,AT由来変異体にはこれらのマーカーを欠失しているものが見られ、殊に両マーカー共欠失している変異体が5クローン(33%)あった。両マーカー間の距離は約1.2Mbと推定されており、AT細胞では正常細胞に比べて非常に大きな欠失が高頻度に生じていることが明らかになった。HPRT遺伝子内に欠失の両端を持つAT変異体が4クローンあり、そのうち3クローンについて切断点の塩基配列を解析した。2クローンにおいては欠失端にそれぞれ2塩基及び3塩基の短い反復配列が見られ、これまでに明らかにされてきた切断点の多くと共通の特徴を示した。第3のクローンでは上記のような反復配列は一見したところ存在しなかったが、1塩基の欠失を想定すると、3塩基の反復配列を共有する欠失という説明が可能であった。従って、この場合は2つの突然変異事象が起こったことを示すものと考えられる。以上の結果はgamma線によってAT細胞のゲノム不安定性が大きく上昇したことを示唆するものである。
遺伝子タギングによる植物の過敏感細胞死関連遺伝子の単離とその機能解析

CPN60βは葉緑体内でタンパク質のフォールディングに関与していると考えられている。実際、大腸菌で作成したCPN60βは、in vitroにおいてタンパク質のアグリゲーションを阻害したことから、シャペロン活性を持つことが明らかになった。またlin1変異体を高温で処理すると、野生型植物体よりも早く枯死した。これらのことから、lin1変異体においては,葉緑体におけるシャペロニン活性の低下に伴い、異常なタンパク質の蓄積が起こり、これがストレスとなり細胞死の発現を誘導していると予想された。また、CPOは葉緑体内に存在するポルフィリン合成系の酵素である。lin2変異体においては、T-DNAと融合した異常なCPO mRNAが蓄積していたことから、正常なCPOが作られず、葉緑体内にポルフィリン生合成の中間体が蓄積していると考えられた。これら中間体は、光を吸収して活性酸素を発生することから、lin2変異体においては、葉緑体における活性酸素ストレスが細胞死の発現を誘導していると予想された。lin1変異体は、短日条件下で葉および花茎に細胞死を発現し、長日条件下ではその発現は抑制されていた。lin2変異体は、短日・長日両条件下で葉に細胞死を発現したが、長日条件下でその発現がより顕著であり、莢においても細胞死を発現した。lin3変異体は、短日・長日両条件下で葉に細胞死を発現した。lin1とlin2変異体は劣性突然変異体で、lin3変異体は優性突然変異体であることから、野生株において、LIN1とLIN2は細胞死発現を抑制し、LIN3は促進していると考えられた。これら細胞死突然変異体では、細胞死の発現に伴い、葉の細胞においてカロースや自家蛍光物質の蓄積が見られるとともに、防御遺伝子(PR-1)の発現も誘導されていたことから、過敏感細胞死発現時と類似した現象が誘導されてることが明らかになった。これらの結果から、lin1、lin2およびlin3変異体における細胞死の発現は、植物の抵抗性反応で誘導される過敏感細胞死と同様な機能を有していると考えられた。つまり、これら細胞死突然変異体の解析を通して、植物の過敏感細胞死発現機構を明らかにすることができると期待された。
自閉症児・者の家族のライフステージに応じた日本版個別家族支援計画の開発

家族のライフステージに応じた個別の家族支援計画の開発に向けて、イギリス及びニュージーランドでの現地調査、自閉症児・者とその家族への支援に関する文献研究、自閉症児・者の家族を対象にした実態調査を行った。本研究を総じて、以下のことが示唆された。社会の自閉症への理解の不足によって引き起こされる家族の否定的な感情が複雑に絡み合い、その結果、自閉症児・者を含めた家族の生活を制約していく。自閉症児・者の家族の問題を改善していく糸口としては、家族が自閉症児・者への対応を身に付け自信をもつことであると考えられる。なお、家族生活に制約がもたらされ易い自閉症児・者の家族に対しては、彼らの生活の質を向上させるといった視点をもって支援に臨むことが求められる。自閉症児・者が示す特性への理解やそれへの対応の難しさ、社会の自閉症に対する誤った理解や認知の不十分さ等により自閉症児・者と暮らす家族は高いストレスを有しており、家族に対する支援の必要性は極めて高いとされている。また、自閉症は障害の状態像が多様であり、その様相はライフステージで大きく変化する。そのため、彼らと生活を共にする家族への支援のあり方についても画一的ではなく、家族のライフステージで生じるニーズに即しながら個別的に検討していくことが必要である。本研究では、家族(父親、母親、きょうだい)のニーズを包括的に取り扱う日本版個別家族支援計画を開発し、その実用性を検討することを目的とする。本研究の目的は、自閉症児・者の家族構成員(父親、母親、きょうだい)のニーズを包括的に捉え、家族のライフステージに即した日本版個別家族支援計画を開発することである。初年度は、自閉症児・者の家族への支援プロジェクトが展閥されているイギリスのNational Autistic Society(以下、NAS)のマンチェスター支部とNASの本部であるロンドン・オフィスを訪問し、自閉症児・者の家族支援に関する最新の情報や資料収集、自閉症児・者及び家族の支援に従事している計7名のスタッフに聞き取り調査を行った。具体的な内容は、(1)イギリスの家族支援の基礎となる理念、(2)自閉症児・者とその家族にとっての共生社会、(3)アメリカの個別家族支援計画(IFSP)に準じた支援計画の作成や使用の有無、(4)家族構成員の個々のニーズとそれへの支援のあり方、(5)自閉症児・者の家族への支援体制(支援メンバー、家族と専門家の協働のあり方)、(6)自閉症児・者とその家族への支援に関する法令やガイドライン、(7)家族支援に携わるスタッフの専門性の向上等であった。NASでは、質の高い情報を提供するという趣旨のもと、親、きょうだい、祖父母それぞれに対応した理解促進のためのセミナー(Help Program)の実施や冊子の作成、WebやHelplineを用いた家族構成員のニーズに応じた相談事業やレスパイト事業を企画、運営していた。しかし、個々の家族構成員のニーズに関する実態調査はなされておらず、家族支援のためのフォーマットも存在しないことが明らかとなった。本調査より、次年度に行う自閉症児・者の家族を対象にしたニーズ調査と本研究の最終目的である個別家族支援計画の開発は、自閉症児・者の家族への支援を充実していくうえで意義があることが確認された。本年度は,自閉症児・者の家族へのライフステージに応じた支援の在り方を検討するため,自閉症児・者の両親を対象に心理社会的支援及び教育的支援の側面から彼らの有するニーズについて実態調査を行った。社団法人日本自閉症協会の協力を得て,2010年1月3月に都道府県・政令指定都市自閉症協会(計27支部)の会員計2,000組(母親及び父親)を対象にアンケート調査を実施した。アンケート項目の内容は,(1)自閉症児・者を含めた家族構成員の属性,(2)自閉症児・者が示す困った行動と改善に至った場合の理由,(3)自閉症児・者に関わっての家族内の関係性や対応のあり方,(4)自閉症児・者の養育において両親が抱いている心情,(5)両親が活用している社会的資源,(6)両親の地域社会への参加と自閉症のあるわが子についての啓発(7)必要とされる家族への支援である。調査票の回収数は856組(回収率42.8%)であり,現在,(1)家族のライフステージ,(2)自閉症児・者の属性,(3)地域性の3つの観点からデータの解析を進めているところである。次年度は,実態調査より明らかになったライフステージにおける自閉症児・者の家族のニーズを反映させた日本版個別家族支援計画(試案)を作成し,その適用性について検討を行っていく予定である。NZ Autism Spectrum Disorder Guideline(ニュージーランド自閉症スペクトラム障害ガイドライン)に基づき、自閉症のある子どもとその家族への支援を進めているニュージーランドで開催された自閉症会議(Autism Conference 2010)に参加した。

自閉症のある人々への支援体制が必ずしも十分ではない状況では、家族が自閉症について常に正しい知識をもち、家族自身のエンパワーメントを高めること、そのためには教員や支援者等とのパートナーシップが大切であること、身近な人々に自閉症について理解してもらうように家族自身が自閉症についてオープンになることが重要である等、自閉症のある子どもの家族への支援を進めるうえでの示唆を得た。また、都道府県・政令指定都市自閉症協会(計27支部)の両親2,000組(有効回答数は計1,590名、父親731名、母親859名)を対象にアンケート調査を行った結果、(1)父親は、自閉症のある子どもをめぐる家庭内での関係を肯定的に捉えているが、母親ではそうでないとする意識のズレがあること、(2)きょうだいへの対応も両親間で捉え方に違いがあること、(3)両親ともに地域施設の自閉症についての理解・啓発や親同士の交流・相談体制の整備の必要性が高いこと等が明らかとなった。一方、(4)家族のニーズを踏まえた家族支援計画(IFSP)の必要性については、父親は約30%、母親は約50%であり、その必要性は高くなかった。しかし、家庭内での両親間の意識や対応のずれを踏まえると、個々の家族メンバーの思いや直面している問題、また、個々の家族メンバーがライフステージで担うべき役割を把握するために個別家族支援計画を作成することは意義があると考える。また、家族支援計画は、家族のエンパワーメントを促す1つの手だてになると考える。最終年度は、これまで蓄積した知見と、自閉症のある子どもを養育する保護者への聞き取り調査を基に、個別家族支援計画の実用性について検討する。昨年度,都道府県・政令指定都市自閉症協会計27支部に実施したアンケート調査の結果について,自閉症児・者が示す行動上の問題や彼らが成人して改善した行動とその理由,自閉症児・者の家族が必要としている支援内容に関する自由記述を含めて,さらに詳細な分析を行った。また,分析の観点を拡げ,両親及び自閉症児・者の年代別に加えて(1)子どもの診断名(知的障害の有無)別,(2)(障害のない)きょうだいの有無,(3)両親の健康状態別に分析を行った。加えて,特別支援学校幼稚部での活動や親子教室の参与観察,学齢期以降の自閉症児・者を養育する家族への聞き取り調査を行った。これら調査等から得られた結果や自閉症児・者の家族に関する文献研究,米国で策定されている各州の個別家族サービス計画(IFSP)の様式の分析を通して,個別の家族支援計画に含める視点について検討を進めた。研究全体を通して,以下のことが明らかとなった。自閉症児・者の家族が抱える心理的な問題は,自閉症児・者の行動への理解や対応の難しさと関連していた。また,これに社会の自閉症への理解の不足によって引き起こされる家族の否定的な感情が複雑に絡み合い,その結果,自閉症児・者を含めた家族の生活を制約していくという一連のつながりが示唆された。自閉症児・者の家族の問題を改善していく糸口となるのは,家族が自閉症児・者への対応を身に付け,自信をもつことである。
脱工業化過程におけるワーキングプアの特質

本研究は日本のワーキングプアを脱工業化の視点から考察し、その生活実態及び生活問題の特質を明らかにし、自立支援に資する政策提言を提示することを目的とする。A市住宅手当緊急措置事業(以下「住宅手当」)の受給者について就労と生活の両面から生活実態を分析した。住宅手当受給者の世帯規模は小さく、就労していた時点から生活水準は低位であり、雇用保険の外に置かれるような働き方である。住宅の不安定性を抱えた者が再生産の場である家族の安定性も欠いている。住宅手当により生活保護受給を予防することはできたが、すべての者が就職できていない。失業を機に生活崩壊の危機に直面した現代の不安定低所得層の一形態である。平成24年度の研究実績を以下に示す。1.B市住宅手当緊急措置事業(2009年10月創設、以下住宅手当)受給者調査実施。研究方法:ケース転記票を作成し、B市福祉事務所職員により必要事項を転記していただき、研究者は匿名化されたデータのみを分析対象とした。対象は、2010年4月2011年9月のB市住宅手当受給者51ケースである。研究結果:住宅手当受給者は世帯規模が小さく、就労していた時点から生活水準は低位であり、半数は雇用保険の受給資格はなかった。本手当受給により顕在化したワーキングプアといえる。なお、本研究実施にあたり岐阜県立看護大学研究倫理審査部会から承認を得た。研究結果を「住宅手当受給者の就労と生活の実態」として日本社会福祉学会で報告予定である。2.上記1の分析のために住宅手当及び総合支援資金に関する情報・データ収集を行った。3.オランダ公的扶助制度改正の検討。2004年改正をワークフェアの視点から考察し日本社会福祉学会で報告した。その後補足的調査を行い、現在論文作成中である。平成25年度の研究実績を以下に示す。B市における住宅手当緊急措置事業(平成21年創設、以下住宅手当)の平成22年4月から23年9月受給者51ケースについて、同市生活保護受給世帯との比較分析を行った。生活保護受給世帯のうち「就労の問題」を開始理由とする保護世帯数の約半数に相当する世帯が住宅手当を申請・受給しており、見過ごすことのできない量であることが明らかになった。住宅手当によりこれらの世帯が生活保護受給に至ることを防いでいることが示された。次に、同市生活保護世帯自立支援事業に係る実態調査結果(平成18年)により、自立支援事業の対象となった保護受給世帯と社会階層の比較を行った。保護受給世帯は「不安階層B」が多く締めているが、住宅手当受給者は保護受給受給世帯に比べ「一般階層」「不安定A階層」が多く、貧困が上位の階層まで広がっていることが示唆された。(「不安定階層A」とは、不安定的要素を根底に持つものの、さしあたりは普通とされる社会生活を送ることができている階層。「不安定階層B」とは、仕事も生活もかなり不安定で常時の状態で低所得階層であるといえる階層である。)上記について日本社会福祉学会第61回秋季大会(平成25年9月)にて、「住宅手当受給者の就労と生活(1)(2)として報告した。2.前年度に引き続きオランダ公的扶助改正に関する政府資料、統計資料、研究文献等の収集、検討を行った。本研究は日本のワーキングプア(不規則不安定労働者・低賃金労働者)を脱工業化の視点から考察し、その生活実態及び生活問題の特質を明らかにし、自立支援にしする政策提言を提示することを目的としている。平成23年度研究実績を以下に示す。1.A県「生活福祉資金貸付制度」申請者(2009年10月から2010年3月分)を申請資金(総合支援資金・福祉資金・教育支援資金・不動産担保型生活資金)別に量的に分析する準備として次の3点を行った。(1)申請書から必要な事項を転記する転記票の作成・検討。(2)研究倫理審査を岐阜県立看護大学研究倫理審査部会にて受け、承認された。(3)分析に資するために制度開始からの「生活福祉資金貸付制度」利用状況に関する全国データ収集、先行研究の収集を行った。2.日本のワーキングプア研究のうち1990年以降に出版された先行研究を収集し、20文献について論点の検討を行った。

主な論点として「雇用と福祉・公的扶助の連携」「地域社会」「若者」「福祉・保育労働」「グローバリゼーション」「ワーキングプアの計測」を挙げることができる。現時点において脱工業化の視点から論じた研究は少ない。3.公的扶助と就労保障を有機的に運用し、ワーキングプアの公的扶助からの自立に取り組んでいるオランダ研修を行った(2011年9月)。実施責任者である基礎自治体からは公的扶助受給者の停滞、就労保障のコストが課題として挙げられた。(仮)「オランダワークフェア政策の評価と課題」としてまとめ学会報告を予定している。本研究は日本のワーキングプアを脱工業化の視点から考察し、その生活実態及び生活問題の特質を明らかにし、自立支援に資する政策提言を提示することを目的とする。平成26年度の研究実績を以下に示す。受給者51ケースのうち中止ケース22、延長ケース10について再検討した。中止とは、住宅手当支給期間(6ヶ月)以内に支給を中止したケースであり、延長は支給期間内に再就職できなかったケースである。中止は、早期に就職できて手当を中止することができた者と、求職活動を継続できなかった者の2種類に分かれる。中でも生活保護に切り替わったケースは、住宅手当受給後12カ月で切り替わっており、住宅手当だけでは生活を維持することができなかったといえる。延長の就職割合は40%と低く、長期に手当を支給しても就労促進効果は上がっていない。2.オランダ公的扶助改正について2004年に現在の労働扶助法に改正され、就労義務が強化された。オランダを訪問し、基礎自治体、関連機関聞き取り、先行研究検討を行った。改正から10年を経た2014年では以下のことが課題であることが明らかになった。1改正当初失業者の社会復帰を考えていたが、実際の受給者の中心は、健康状態が悪く、教育水準が低い。2社会復帰方法の見直し。民間企業に委託していたが、最も容易に労働市場へ戻ることができる人を中心としており、効果は期待したほどではなかった。3若年障害者の存在である。労働扶助法受給者は減少したが、労働市場へ戻ったのではなく、若年者のための障害給付(Wajong)受給者が増えている。これを受けて、2015年から新たな障害者の社会参加に関する法律が施行される。公的扶助改正が政策としての評価がなされている点は学ぶべき点と考える。社会科学当初予定していたA県「生活福祉資金貸付制度」申請者分析の分析準備は終了していたが、平成24年度末にA県より研究協力辞退の申し出があったため。研究代表者が不測の病気により予定していたオランダ公的扶助研修を延期する必要が生じた。また、住宅手当受給者のうち「中止」「延長」ケースの再分析を行うことができなかった。上記A県「生活福祉資金貸付制度」申請者分析の準備は終了したが、震災等の影響によるA県の都合によりデータ収集・分析に至っていない。1.B市住宅手当受給者の再分析を行う。具体的には、(1)すでに行っているB市生活保護受給者調査結果・ホームレス調査結果との比較検討を行う。(2)住宅手当と合わせて生活福祉資金のうち総合支援資金貸付を受けたケースの再分析を行う。以上により稼働年齢にある生活困窮者としての特質を明らかにする。2.第2のセイフティーネット諸施策間の連携について示唆を得るためにオランダ研修を行う。3.補足資料・文献の収集・検討を行う。
シーボルトがみた瀬戸内沿海域の景観が持つ固有価値の再評価

本研究は、「環境デザイン」研究の視点から「沿海景観」と「土地利用」について現地調査・文献調査を行い、シーボルトがみた瀬戸内沿海域の景観が持つ固有価値を再評価することを目的とした研究である。研究内容は、1.沿海景観・土地利用の現状把握と固有価値を持つ地域の現地調査、2.シーボルトが評価した沿海景観・土地利用の把握の為の文献調査、3.1.2.の比較・考察から沿海景観・土地利用の歴史的変遷の把握、4.現代における瀬戸内沿海景観の固有価値の再評価、を行った。その研究成果として、a.自然地形や社寺等、海側からの景観の核となる要素が、シーボルトの体験記録と変わらず生き続けている一方、それらが、陸側からの視点で開発された構造物で隠れ、遠距離から捉えにくくなっている。また、車両通過や利便性を優先した、本州と四国または島と島を結ぶ橋の建設は、瀬戸内景観の固有価値を形成しているとはいいがたい。b.人々の日常生活は海域から隔離されて個々の住宅の中で完結し、屋外に表出する豊かな生活空間と行為が減少した。c.構造物の大規模化により、かつて遠距離から近距離までの景観の連続性が曖昧化し、景観の奥行が消失したこと、を明らかにした。本研究は、これまでの陸側からの視点による開発に対して、瀬戸内沿海景観を海からの眼差しで把握し、評価したことを特徴とする。そして、その契機となったシーボルトたち外国人の目からみた客観的な景観と風景の評価や、賞賛を得られたかっての瀬戸内沿海域の有機的な生活環境は、海との密接な関係によって培われていたことを明らかとした。これは、各地域・各環境に即した整備・開発の重要性を示すものであり、その有効性を、現地調査と過去の記録の追体験による確認や、現地の人々との価値の共有を通して、地域社会の未来のあり方と今後の瀬戸内海のあり方を提示できたことは本研究の成果だと考える。瀬戸内沿海はかつて、海の路として、また生活圏域として、産業・経済・文化を支えてきた。しかし現代では、陸上交通の整備が進む一方、少子高齢化や過疎化、経済の低迷により、臨海諸島地域は年々衰退し、圏域としての活力を失いつつある。本研究は、「沿海景観-」「土地利用」「環境デザイン」の視点から、瀬戸内沿海文化の実態を現地調査によって把握し、合わせてその歴史的変遷を、シーボルトが江戸時代に評価し「日記」に記録した文献資料を通じて、瀬戸内海諸地域の沿海景観の固有価値を再評価することを目的としている。究極の目的として、再評価された沿海景観の固有価値を生かし、瀬戸内海諸地域の活性化への方途を提言する。平成19年度の現地調査は、8月20日26日に、瀬戸内海の実態把握を目的として行った。船舶をチャーターし、神戸港第一突堤を起点とし、明石、淡路、高砂、姫路、室津、家島群島、赤穂、日生、小豆島、笠岡諸島、塩飽諸島、備讃諸島、直島諸島、尾道、阿伏兎瀬戸、しまなみ諸島、芸予諸島、防予諸島、周防大島、上関等、沿海諸地域を巡り、小倉港に至った。本年度の現地調査は、次年度の詳細調査の予備調査として位置づけ、シーボルトが評価し記録した沿海文化の現状を把握。また、民俗学者宮本常一による、瀬戸内沿海文化の既往研究にも着目し、主に土地利用の観点から、現状を把握した。また、現地調査では、研究組織の打ち合わせも行い、次年度の詳細調査の対象地の選定と、調査すべき内容の整理を行った。文献資料調査は、まず「シーボルト『日本』」を基に、シーボルトが1823年に巡った瀬戸内海での航路と、シーボルトが評価した文化景観の抽出を行った。また、シーボルト以前に江戸参府を経験した、ドイツ人医師ケンペルの「江戸参府旅行日記」、明治維新前後に日本を調査したドイツ人医師リヒトホーフェンの「日本滞在記」、宮本常一の「瀬戸内海の研究(一)」にも着目し文献調査を行った。

そして、その契機となったシーボルトたち外国人の目からみた客観的な景観と風景の評価や、賞賛を得られたかっての瀬戸内沿海域の有機的な生活環境は、海との密接な関係によって培われていたことを明らかとした。これは、各地域・各環境に即した整備・開発の重要性を示すものであり、その有効性を、現地調査と過去の記録の追体験による確認や、現地の人々との価値の共有を通して、地域社会の未来のあり方と今後の瀬戸内海のあり方を提示できたことは本研究の成果だと考える。
ソフト化学的手法による革新的ゼオライト合成ルートの開拓

本研究課題では、かご型シロキサン化合物(Si_8O_12;D4R)のアルコール修飾と、それらの固相での加水分解に基づく規則性シリカ多孔体の合成について検討し、以下の成果を得た。1)D4Rの1つの頂点がメタノール,残り7つの頂点がアダマンタノールで修飾された新しい化合物を合成した。この化合物は室温で分子結晶として得られ、酸処理とその後の焼成を経て、高比表面積のシリカ多孔体を与えた。2)D4Rのすべての頂点をアダマンタノールで修飾することによって、無孔質ではあるが、高い熱安定性を有する有機シリカ系分子結晶を得ることに成功した。3)D4Rをプロパンジオールで架橋して得られたゲルを水処理することによって、アルコキシ基の加水分解と脱離が進行し、多孔体が得られた。以上の成果は、構造制御されたナノ多孔体合成の新しい合成ルートを拓くものである。本研究課題では、かご型シロキサンをビルディングブロックとして用い、それらの3次元配列、連結制御により、温和な条件下、多孔性の結晶性シリカ骨格をボトムアップで構築する革新的なアプローチを開拓することを目的としている。本年度は、二重四員環(以下D4R)構造のシロキサン化合物であるH8Si8O12を用い、各種アルコールとの反応によりSi-O-C結合を介して3次元的に配列させた後、加水分解によって有機基を除去し、Si-O-Si骨格を形成する手法について検討した。概要を以下に示す。1) H8Si8O12と1,3-プロパンジオールをトルエンに溶解し、触媒(Et2NOH)存在下、窒素雰囲気中で反応させた。得られたゲルを乾燥して白色粉末状の試料を得た。固体NMR分析の結果、Si-H基とジオールとの反応により、Si-O-C結合が形成されたことがわかった。また、生成物のXRDパターンにおいて低角領域にブロードなピークが見られ、D4Rユニットの配列にある程度の周期性があることが示唆された。この試料を水中に1日浸漬すると、Si-O-C結合の加水分解とジオールの脱離にともなって、新たにSi-O-Si結合が形成され、窒素吸脱着測定より、BET比表面積530 m2/gのミクロ多孔体であることが確認された。2) H8Si8O12とアダマンタノールを(1)と同様の条件で反応させた結果、結晶性の沈殿が析出し、固体NMR分析の結果、H8Si8O12が8つのアダマンタノール分子で修飾された分子結晶であることがわかった。アルコール、エーテルなどの有機溶媒に不溶であり、また高い熱的安定性(300度以上)など特異な性質を示した。加水分解耐性が高く有機基の除去は困難であったが、非共有結合に基づく新しいタイプの結晶性有機シリカと見なすことができる。本研究では、ケージ構造を有するシリカクラスターをナノ構造単位として用い、それらの3次元配列・連結制御により、常温常圧下、結晶性シリカ骨格をボトムアップ的に構築する革新的なアプローチを開拓し、新規ゼオライトを創製することを目的としている。平成23年度は、有機修飾されたシリカクラスターの分子結晶形成・固相重合によるゼオライト合成について検討した。シリカクラスターとしては、LTA型やACO型ゼオライトの二次構造単位として知られる、二重四員環型構造(以下D4Rと略)のユニットを用いた。窒素雰囲気下でSi-H末端のD4R (H8Si8O12)と1-アダマンタノール(AdOH)を当量比1: 1で反応させた後に、メタノール(MeOH)を加え、前駆体分子(Si8O12(OR)8, R = Ad or Me, Ad:Me = 1:7)を白色結晶粉末として得た。前駆体分子の粉末を濃度を変化させた各種酸の中に分散させ、室温下、固相での加水分解・縮重合反応を行なった。さらに、焼成により有機物を完全に除去することで、最終生成物とした。生成物の固体NMR測定の結果、酸処理によりMeO基が大幅に減少し、縮合反応が進んでいたのに対し、AdO基は残存しており、焼成を行うことで完全な除去と多孔体化が達成された。得られた各サンプルについて、窒素吸脱着等温線を行った結果、酸処理に続いて焼成を行ったサンプルは高いBET比表面積(740 m2/g)を示した。

焼成によりミクロ孔容積が顕著に増加しているほか、メソ孔を有することが分かった。ミクロ孔は細孔径が約1 nmであり分布が狭いのに対し、メソ孔はブロードな分布を示した。メソ孔は酸処理により、ミクロ孔は焼成によるAd基の除去により形成されたと考えられた。XRD測定より、酸処理、焼成と反応を進めるにつれて前駆体の長周期構造が失われることが確認された。当初の目的であった、有機修飾シリカクラスターの分子結晶形成と固相反応による多孔体合成に成功しており、順調に研究が進んでいると評価できる。これまでに得られた成果を基に、より精密な構造制御に向けた条件検討を行う。同時に、二つ目のアプローチである、シリカクラスターを一層ずつ積み上げる"Layer-by-Layer"法についても検討する。これにより従来の高温高圧の水熱法では不可能であった分子レベルからのシリカ骨格の設計・構築を達成する。本研究においては、現有の研究施設を用いて実施することが可能であるため、研究経費の大部分は消耗品、成果発表旅費、分析費用などにあてる。消耗品費は原料として用いる薬品の購入と合成に用いるガラス器具類の購入に充てる予定である。
[1.1]パラシクロファンの新規速度論的安定化と拡張共役系の構築

1.[1.1]パラシクロファン核の速度論的安定化と共役系の拡張平面構造を最安定とするベンゼン環を著しく変形し、かつvan der Waals半径の和をはるかに超えた近接位に強制した構造をもつ[1.1]パラシクロファン(1)には、その固有の電子状態に由来する種々の特異性の発現が期待される。当初合成した1とその置換体はいずれも単離できる安定性を欠いていたが、[1.1]パラシクロファン骨格の歪みが集中する橋頭位炭素を立体的に保護する置換基を導入した誘導体が結晶として単離され、高い速度論的安定化が達成されることを見い出した。この結果は、橋頭位炭素を立体的に保護しさえすれば、[1.1]パラシクロファンを熱的に安定な化合物として取扱いうることを示したものである。そこで、種々の官能基による芳香環の構造修飾が可能な、メチレン測鎖への置換基の導入による速度論的安定化と、[1.1]ナフタレノファン骨格の構築による共役系の拡張、および、そのペリ位への電子供与および求引性基の導入による[1.1]ナフタレノファン構造の性質への摂働を計画した。これらの新規誘導体の合成はいまだ未完であるが、本特定領域研究の年度内に合成を完了してそれらの諸性質を明らかにする予定である。2.官能基化したパラフェニレン基を組み込んだマクロサイクルの合成規制された配置をとって官能基化された剛直な大環状構造は、分子認識による錯形成や自己会合による組織体形成等の観点から注目されている。先に、比較的容易に合成できることを報告したジクロロDewarベンゼンが、官能基化したメタおよびパラフェニレン構造をその折れ曲がり構造を利用して大環状構造に組み込むための合成素子として有用であることを見い出した。すなわち、1,2-ジエチニルベンゼンとの交互(2:2)環化カップリング、および、1,3-ジエチニルベンゼン等価体との(2:4)環化カップリング、保護基の交換、光芳香環化によって官能基化したパラフェニレン基を組み込んだマクロサイクルが得られた。それらのキラル性、空孔への基質特異的取り組みと官能基による活性化は今後の検討課題である。
車両用ターボ過給ディーゼル機関の吸排気管内流動特性に関する研究

現在車両用に多く使用されている軸方向にスクロールが二分割された2口ラジアル排気タービンのタービン出力を同軸のブロアに吸収させ、高圧空気源からの空気でタービンを駆動する定常流実験、電動機駆動される6気筒ディーゼル機関からの脈動排気による脈動流実験を行った。また、分岐合流部で等圧と仮定する流路モデルについて、特性曲線法とMacCormack法による数値解析を行った。主な結果を以下に記す。1.2口ラジアル排気タービンの定常流特性は、スクロール1およびスクロール2の片側ずつ使用した流量特性はほぼ等しく、量スクロールから同時に流入させた場合の大体半分の流量となる。2.排気管路の共鳴が問題とならない本機の場合、エンジンからの脈動排気で駆動されるタービンの流量特性は、エンジンの流量特性にほとんど支配され、エンジン回転数にほぼ比例する。3.本実験に使用した管長の短い排気マニホルドでは、管内圧力は3気筒分全体がほぼ一様に変動し、場所による圧力振幅や位相の差はない。4.上記の結果、6気筒からの排気を合わせて受けるタービンロータでは、ロータ入口圧はほぼ一定となり、タービンにとっては好条件となっている。5.過給ディーゼル機関を容積を含む一次元流路モデルに置き換え、分岐合流部を3方向の圧力が等しいと扱う等圧モデルとしても、逆流損失の導入により、ノズル合流部のようにかなり速度の大きい場合でも、精度良く管路内流動を予測できる。実験と計算の流量誤差は約10%あるが、エンジン回転数に対する流量変化の傾向は同じである。6.MacCormack法による計算は、特性曲線法による計算と精度的には同等で、計算時間は約1/3となる。現在車両用に最も多く使用されている軸方向にスクロールが二分割されている2口ラジアル排気タービンを用い,高圧空気源からの空気でタービンを駆動する定常流実験,電動機駆動されるディーゼル機関からの脈動排気による脈動流実験を行った.この時,タービン出力は同軸の圧縮機に吸収させた.また,分岐合流部で等圧とする流路モデルについて,特性曲線法による数値解析を行った.主な結果を以下に記す.1.過給機の定常流特性を把握するため,高圧空気により排気タービンを駆動し,タービン回転数一定の状態で流動特性を求めた.実験は2口同時に空気を送入する場合と,片側ずつの入口を閉鎖する場合の3条件で行った.実験に用いたタービンの流量特性は,片側ずつから空気を流入させた場合は,どちらの入口から流入させた場合もほぼ同じで, 2口から同時に流入させた場合の約半分の流量とすることが分かった.2.直流電動機で駆動された6気筒の車両用ディーゼル機関からの排気脈動流でタービンを駆動し,吸排気マニホルド内,タービン入口,ノズル出口等の変動圧力,機関回転数等を測定した.車両用のように管長の短い排気マニホルドでは,管内圧力は気筒による差は殆どなく一様に変動すること,タービンノズル出口圧は時間的にはほぼ一定になること,タービン流量は時間平均のタービン膨張比に対応する定常流特性値より少ないこと等が明らかとなった.3.排気タービンを含む吸排気管路系を一次元とみなし,マニホルド内およびタービンノズルの合流部で等圧と仮定したモデルについて,数値解析を行った.この分岐合流部での流れのパターンの選択を確実に行い,逆流時の圧力損失を考慮すれば,機関流路内の非定常流れをかなりの精度で予測できることが分かった.電動機駆動される6気筒ディーゼル機関からの脈動排気により、2ロラジアル排気タービンを駆動し、タービン出力を同軸のフロアで吸収させる脈動流実験を行った。また、分岐合流部で等圧と仮定する一次元流路モデルについて、特性曲線法およびMacCormack法による数値解析を行った。

1.排気管路の共鳴が問題とならない本機の場合、エンジンからの脈動排気で駆動されるタービンの流量特性は、エンジンの流量特性にほとんど支配され、エンジン回転数にほぼ比例する。2.6気筒エンジンを3気筒ずつ2グループに排気量を分割し、各々をタービン入口に独立に導入する方式は、エンジンの排気干渉を防ぎ、さらに常にタービンを駆動する流れが存在するので、排気タービンにとって好条件となる。3.過給ディーゼル機関を容積を含む一次元流路モデルに置き換え、分岐合流部を3方向の圧力が等しいと扱う等圧モデルとしても、逆流損失の導入により、ノズル合流部のようにかなり速度の大きい場合でも、精度良く管路内流動を予測できる。実験と計算の流量誤差は約10%であるが、エンジン回転数に対する流量変化の傾向は同じである。4.MacCormack法による計算は、特性曲線法による計算と精度的には同等で、計算時間は約1/3となる。最後に、タービンのトルク特性の測定、定常流特性との比較を行う予定であったが、実験装置の都合上できなかった。これらに関しては、別のタービンを用いて研究を行う予定でいる。また、MacCormack法による計算結果は、今後学会で発表する予定でいる。
ユビキタス元素化合物を用いた多接合型薄膜太陽電池材料の開発

本課題では、薄膜太陽電池材料として有望な物性を示すユビキタス元素化合物BaSi2のバンドギャップ(Eg)における元素置換効果を明らかにし、そこからBaSi2多接合型太陽電池を可能にする材料を探索する。具体的には、Ba1-xSrxSi2等の元素置換試料を合成し、Ba原子等を置換することによるBaSi2の結晶構造及びEgの変化を、実験、計算の両面から調べる。BaSi2において、Ba原子は異なる二つの結晶学サイトA1、A2を、Si原子は異なる三つの結晶学サイトSi1、Si2、Si3を占めており、それぞれの元素に対し複数の置換サイトを持っているので、それぞれの元素に対して置換サイトが一つしかない二元系III-V化合物半導体とは異なるEgに対する置換効果が期待される。このようにして得られたEg制御に関する知見を用いてBaSi2多接合太陽電池を作成する際に必要な材料の開発を目指す。当該年度においては、Ba1-xCaxSi2の合成、結晶構造の決定、拡散反射法を用いたEgの決定を行った。合成した試料を電子プローブマイクロ分析した結果、Caはx0.07までBaと置換することが明らかになった。Ca原子はBaSi2のBa原子と置換しないとされていた従来の結果とは異なる。BaSi2に対するCaの固溶限は、Srのそれ(x0.8)に比べてかなり小さい。Ba1-xCaxSi2の格子定数はxとともに減少し、x0.07で0.9%等方的に減少する。単結晶結晶構造解析からA1サイトのBa原子が、Ca原子と置換することが分かった。この点はA1サイトのBa原子が優先的にSr原子と置換したBa1-xSrxSi2の結果と似ている。Egはxの増加とともに減少し、1.24eVから1.17eVまで減少した。この減少量はBa1-xSrxSi2のときよりも大きい(1.23eV@x = 0.097)。本課題では、薄膜太陽電池材料として有望な物性を示すユビキタス元素化合物BaSi2のバンドギャップ(Eg)における元素置換効果を明らかにし、そこからBaSi2多接合型太陽電池を可能にする材料を探索することを行う。このようにして得られたEg制御に関する知見を用いてBaSi2多接合太陽電池を作成する際に必要な材料を開発することを目指す。当該年度においては、Ba1-xSrxSi2の単結晶試料を育成し、X線回折を用いて結晶構造を決定し、A1、A2サイトのSr占有率のx依存性を決定した。単結晶育成は、アーク溶融法と再熔融凝固法の組み合わせで行った。先ずモル比(1-x):xのBaSi2とSrSi2の混合物からアーク溶融法を用いてBa1-xSrxSi2を合成した。この試料をBNルツボに入れた後に、アルゴン雰囲気下で石英管に封入し、電気炉を用いて1470Kまで加熱し再度溶融し徐冷することにより単結晶試料を育成した。育成した試料の組成を電子プローブマイクロ分析(EPMA)用いて評価した結果、x = 00.8までの試料が得られていることが分かった。CCD型単結晶X線回折装置を用いて、育成した単結晶試料の結晶構造を決定した結果、A1サイトを占有しているBa原子が優先的にSr原子と置換することが明らかになった。H28年度は、Ba1-xSrxSi2の単結晶試料(0 =< x =< 0.8)を育成し、X線回折を用いて結晶構造を決定し、A1、A2サイトのSr占有率のx依存性を決定した。これで当該年度に予定されていた研究は終了した。BaSi2に関して第一原理計算を行い、電子状態と光学的性質に関する知見を得ている。更に、翌年度予定されていた拡散反射法による光吸収係数の測定を、一部の試料では行っている。以上のことから、研究は当初の計画以上に進捗していると考えている。当該年度においては、Ba1-xSrxSi2のエネルギーギャップEgを拡散反射法を用いて決定した。

Egはxの増加とともに減少した。更に、第一原理計算によりモデル計算を行った。BaSi2の結晶構造では、Ba原子はA1、A2の二種類のサイト、Si原子はSi1、Si2、Si3の三種類のサイトを占有する。そこでA1サイトをSr原子が、A2サイトをBa原子が占有するモデルA1-Sr-BSS、A2サイトをSr原子が、A1サイトをBa原子が占有するモデルA2-Sr-BSSを作成し、その電子状態、物性について計算をした。これらの計算結果を実験結果と比較し、議論した。BaSi2の欠陥に関する第一原理計算も行った。その結果、支配的な欠陥はSi欠陥、Baアンチサイト欠陥、Si格子間原子であることが分かった。Ba1-xCaxSi2のEgと結晶構造に関する研究も始めた。今年度までに、Ba1-xSrxSi2の単結晶を育成し、結晶構造、エネルギーギャップEgを決定した。また、Ba1-xCaxSi2に関する研究も始めた。以上のことから、研究はおおむね順調に進展している。本課題では、薄膜太陽電池材料として有望な物性を示すユビキタス元素化合物BaSi2のバンドギャップ(Eg)における元素置換効果を明らかにし、そこからBaSi2多接合型太陽電池を可能にする材料を探索する。具体的には、Ba1-xSrxSi2等の元素置換試料を合成し、Ba原子等を置換することによるBaSi2の結晶構造及びEgの変化を、実験、計算の両面から調べる。BaSi2において、Ba原子は異なる二つの結晶学サイトA1、A2を、Si原子は異なる三つの結晶学サイトSi1、Si2、Si3を占めており、それぞれの元素に対し複数の置換サイトを持っているので、それぞれの元素に対して置換サイトが一つしかない二元系III-V化合物半導体とは異なるEgに対する置換効果が期待される。このようにして得られたEg制御に関する知見を用いてBaSi2多接合太陽電池を作成する際に必要な材料の開発を目指す。当該年度においては、Ba1-xCaxSi2の合成、結晶構造の決定、拡散反射法を用いたEgの決定を行った。合成した試料を電子プローブマイクロ分析した結果、Caはx0.07までBaと置換することが明らかになった。Ca原子はBaSi2のBa原子と置換しないとされていた従来の結果とは異なる。BaSi2に対するCaの固溶限は、Srのそれ(x0.8)に比べてかなり小さい。Ba1-xCaxSi2の格子定数はxとともに減少し、x0.07で0.9%等方的に減少する。単結晶結晶構造解析からA1サイトのBa原子が、Ca原子と置換することが分かった。この点はA1サイトのBa原子が優先的にSr原子と置換したBa1-xSrxSi2の結果と似ている。Egはxの増加とともに減少し、1.24eVから1.17eVまで減少した。この減少量はBa1-xSrxSi2のときよりも大きい(1.23eV@x = 0.097)。
電子線励起発光を利用したフォトニック結晶の研究

平成17年度は、前年度の研究を継続して行う一方で、前年度に作製した角度分解型光検出装置を使ってナノホールや1次元および2次元表面構造に形成される表面プラズモンからの発光の放射角依存性を調べた。この装置には偏光方向と波長とを選別する機能があるのでそれらを特定の値に設定することでプラズモンモードを選択できる。2次元構造を持つ金属表面からはややブロードではあるが異方性のある放射角分布が観測され、角度毎のスペクトル変化を測定することができた。1.2次元配列した銀微粒子の表面からの電子線励起発光についてこの装置を適用した結果、発光強度の放射角分布が電子ビームの照射位置により変化することを観測した。とくに、微粒子の中心を照射するときは表面垂直方向に集中した放射が起こり、粒子間の接合部を照射するとき表面垂直方向から高角度の方向に分布した放射が起こることを見出した。2.ナノホールをもつ金属薄膜試料に対して放射角毎に角度分解した発光スペクトルや発光像の測定を行った。その結果、放射角度分布を観測したが明瞭な異方性のある放射を識別できなかった。これについては、試料変質の対処や、測定系の検出感度を向上させることを検討している。3.誘電体フォトニック結晶として逆オパール構造を持つSi試料の電子線励起発光を調べた。いくつかの球サイズの逆オパール構造を持つSiO_2試料で測定を行い、可視光領域のスペクトルを調べた。スペクトルにはいくつかのディップが現れ、フォトニックギャップとの対応を検討した。とくに、主要ギャップが可視光領域に現れるように設計した球サイズの小さな逆オパール構造を持つSiO_2試料で測定を行い、角度分解測定からギャップの性質を調べた。16年度は、既設の光検出器を装備した透過型電子顕微鏡を主要装置として用い、試料に対し電子線の出射側に置く楕円ミラーの設計と製作を行った。試料ホルダーと試料汚染防止用冷却フィンの間の間隔は4mm程度しかないので、その間に挿入できるサイズでさらに集光効率を上げるために出来る限り大きな立体角がとれるようにミラーを設計した。このように小さくて精密なミラーの製作にはNC旋盤による加工が必要であり、トプコン(株)に製作を依頼した。ミラーの設置ができたところで、以下の研究を行った。(1)ナノホールが配列した金属フォトニック結晶(2)誘電体フォトニック結晶における光吸収(1)では、Ebbesen氏から試料を提供してもらい、ナノホールのエッジに局在した表面プラズモンモードの存在を証明した[1]。試料は、膜厚270nm、ホール径240nm、間隔600nmのナノホール配列をもつもので、波長700nmの光に対して異常透過が起こる。p偏光とs偏光方向でいろいろな波長の光でフォトンマップを測定した。ナノホールエッジに局在したコントラストは局在表面プラズモン(LSP)によるもので、それとは別に波長700nmのマップに対角線方向に走る線状のコントラストが見られ、これは表面を伝播する表面プラズモンポラリトン(SPP)が定在波を形成していると考えられる。このモードがホールに局在したLSPモードと結合して異常透過の現象が起こると解釈できる。(2)ではスペインのMeseguer氏から逆オパール構造をしたシリカの試料を提供してもらい、実験を行った。可視光領域の発光スペクトルにフォトニックバンドギャップに対応する波長でdipが現れた。ただし、フォトンマップは下地結晶が帯電するため分解能の高い像にならなかった。これを改善するため、最近下地から剥離したフォトニック結晶を作製し、現在測定を行っている。
ロジウム触媒を用いる連続的な炭素-炭素結合生成反応の開発

平成19年度は、ロジウム触媒による連続的な炭素-炭素結合生成を伴う、(1)1,6-ジインの環化反応、(2)2-(アルキニル)フェニルイソシアナートの環化反応を開発することが出来た。(1)触媒量(2.5mo1%)のヒドロキソ(1,5-シクロオクタジエン)ロジウム(I)ダイマー存在下、1,6-ジインと2当量のアリールボロン酸を1,4-ジオキサン/水の混合溶媒中、室温で12時間撹拌したところ、環外二重結合部位にアリール基を有する1,2-ジアルキリデンシクロペンタンが高収率で得られた。ロジウムとアリールポロン酸とのトランスメタル化により生成したアリールロジウム種が、1,6-ジインのアルキン部位に分子間で1,2-付加してアルケニルロジウム中間体を与える。続いて、アルケニルロジウム中間体が分子内のアルキン部位に1,2-付加し、プロトン化を経て生成したもの考えている。(2)触媒量(2.5mol%)のヒドロキソ(1,5-シクロオクタジエン)ロジウム(I)ダイマー存在下、ベンゼン環上にアルキニル基とイソシアナト基を有する2-(アルキニル)フェニルイソシアナートと1.5当量のアリールボロン酸をテトラヒドロフラン中、室温で12時間撹拌したところ、環外二重結合部位にアリール基を有する3-アルキリデンオキシインドールが立体選択的に得られた。まず、アリールロジウム種と基質が酸化的環化を経てロダサイクル中間体となり、トランスメタル化、還元的脱離、プロトン化を経て3-アルキリデンオキシインドールに至ると考えている。本年度は、ロジウム触媒による連続的な炭素-炭素結合生成を経由する2つの反応、(1)β-エナミノエステルの合成反応、(2)1,6-エンインのメチル化を伴う環化反応を開発することが出来た。1,メトキソ(1,5-シクロオクタジエン)ロジウム(I)ダイマー(5mol%)存在下、ニトリル部位を有する不飽和エステル化合物と2当量のB-Ph-9-BBNをトルエン中110°Cで加熱したところ、β-エナミノエステル誘導体が高収率で生成した。ロジウムがβ-Ph-9-BBNと金属交換して生成したフェニルロジウム種が不飽和エステルに1,4-付加してロジウムエノラート中間体を与える。続いて、ロジウムエノラート中間体がニトリル部位へ求核付加した結果と考えられる。また、1,5-シクロオクタジエン配位子に代えて不斉配位子として(R)-H_8-BINAPを用いると、高い鏡像体過剰率で生成物を与えた。2,クロロ(1,5-シクロオクタジエン)ロジウム(I)ダイマー(2.5mol%)存在下、アリルエーテル部位を有する1,6-エンイン化合物と3当量のメチルマグネシウムクロリドをテトラヒドロフラン中50°Cで加熱したところ、ビニルシクロペンタン誘導体が高収率で生成した。ロジウムがメチルマグネシウムクロリドと金属交換して生成したメチルロジウム種が基質のアルキン部位に1,2-付加してアルケニルロジウム中間体を与える。続いて、アルケニルロジウム中間体が分子内のアルケン部位に付加した後、β-酸素脱離により生成物が得られると同時に触媒活性種である1価ロジウム錯体が再生すると考えられる。
矯正治療における生体反応のメカニズムの解明

本研究では,歯周組織反応の観察,歯周組織に分布する応力の解析、および歯の移動様相の解析をもとに,矯正治療における生体反応のメカニズムについて検討を加えた。これまでに得られた主な知見を以下に示す。1.墨汁注入標本と血管鋳型標本を用いた組織学的検索から、圧迫側歯槽骨の背部骨吸収出現の機序には骨髄腔と歯根膜腔を連絡する貫通管内の血管分布とその開口部付近の圧力分布とが関連していることが示唆された。2.歯周組織のリモデリングに伴う組織反応進行の変化として、初期荷重時に残存した歯頚部の変性組織と歯槽骨に再荷重による強い圧が加わると、同部の組織修復が遅延するとともに、この部位を回転中心とする傾斜移動が行われることが確認された。3.組織切片の観察と個別の組織切片に対応した有限要素モデルによる応力解析の結果から、破骨細胞および変性組織の出現部位と歯根膜内の最小主応力値との間にはよい対応関係が認められた。4.歯根膜を対象として実体顕微鏡下で引張および圧縮試験が行える装置を開発し、歯根膜の弾性率を測定した。その結果、準静的な条件下での引張および圧縮の弾性率は、それぞれ0.37±0.11、0.079±0.017MPaであり、また1000kPa以上の高い応力負荷における圧縮弾性率は10MPa程度であった。5.歯の移動の臨床データの計測と有限要素解析をもとに、矯正治療における歯の移動中の歯槽骨吸収速度を推定したところ、単位応力当たりの吸収速度は0.58±0.16μm/(kPa・day)と算出された。今年度は、まずネコ上頸犬歯を用いた歯の移動実験において、初期荷重を加えてから28日目までの組織変化を観察し、歯頸部と根尖部の圧迫側歯周組織反応の違いについて検討した。これまでのところ、以下のような知見が得られている。1.変性組織については、歯頸部では次第に縮小するものの歯槽骨頂付近で残存するのに対して、根尖部では消失がより速やかであった。また破骨細胞については、歯頸部では7日から14日にかけて分布のピークが存在するのに対して、根尖部では7日から14日の間と28日目において二度の分布のピークがみられた。2.上記については、根尖部では歯頸部に比べて組織反応の進行の様相がより速やかであるとともに、歯頸部に残存する変性組織により、歯の傾斜移動の回転中心が歯冠よりに位置変化を起こしたことが考えられた。3.歯槽骨内での背部骨吸収は根尖部に比べて歯頸部でより活発であり、背部骨吸収の出現に変性組織が深く関連していることが示唆された。また、歯根膜の力学特性の測定については、レーザ非接触変位計、荷重計および計算機からなる圧縮試験装置を製作し、生理食塩水中で実体顕微鏡による観察のもとに歯根膜のヤング率の測定を行った。なお、試験片は歯-歯根膜-歯槽骨を一塊としてネコ上頸犬歯舌側から採取した。これまでのところ、以下の結果が得られた。1.歯根膜のひずみ-応力曲線は顕著な非線形性を示し、またひずみ速度依存性もみられた。2.ひずみが15%以下においてヤング率は、ひずみ速度が0.007%/secの準静的な条件下で0.31MPa、0.3%/secで1.3MPaであった。まず組織学の分野では、歯の移動における適切な再荷重の与え方について検討するため、ネコ上顎犬歯を用いて歯の移動実験を行い、初期荷重時と再荷重時における圧迫側歯周組織の経時的変化ならびに歯の移動様相を比較した。なお、荷重の大きさは100gとし、実験期間は初期荷重、再荷重ともに最長4週間に設定した。

以上の実験から、再荷重直後に歯頸部では歯槽骨頂付近に破骨細胞の存在しない部位を認め、また根尖部では広範囲の破骨細胞の分布を認めた。これらは、初期荷重時に残存した歯頸部の変性組織および歯槽骨に再荷重による強い圧が加わり、同部の組織修復が遅延するとともに、この部位を回転中心とする好ましくない傾斜移動が行われたことを示すものであった。よって、再荷重時には荷重の減少や歯体移動を考慮する必要性が示唆された。次に生体力学の分野では、歯の移動時に圧迫側歯周組織に生じる変性組織と応力分布との関連について検討するため、ネコの上顎犬歯に100g4日間の矯正力を加え、歯の移動実験を行った。有限要素解析にあたっては、組織切片のトレースから力学モデルを構築し、また歯根膜のヤング率については、歯-歯根膜-歯槽骨からなる試験片を用いた圧縮試験から直接測定した値である10MPaを用いた。以上の実験から、変性組織はある一定の大きさ以上の圧縮応力のピークの存在下で出現することがわかり、その大きさは少なくとも35KPaより大きいことが推察された。また、特に根尖部では変性組織の出現部位は解剖学的形態に依存性の高いことがわかった。さらに理工学の分野では、50gの超弾性力を発揮する歯の移動実験用線材料を開発するにあたり、まず市販のNiTi系矯正用ワイヤー9種の3点曲げ試験を行った。これらの荷重-たわみ曲線から、明らかな超弾性特性を示すものは4種であった。現在コイルスプリングの形状への加工法を検討中である。まず組織学の分野では、歯の移動時の歯槽骨に生じる背部骨吸収と血管分布との関連について検討するため、ネコ上顎犬歯を用いて歯の移動実験を行い、墨汁注入標本および血管鋳型標本から圧迫側歯周組織の変化を観察した。その結果、背部骨吸収は歯槽壁内の貫通管の歯根膜腔開口部付近で生じており、その周囲には開口部に押し込まれた歯根膜変性組織と、これに近接する血管が認められた。これより、背部骨吸収の機序には、圧力が加わった時の貫通管内の血管分布ならびに形態と開口部付近の圧力分布とが関連していることが示唆された。次に生体力学の分野では、これまでに開発した歯根膜の圧縮試験装置に改良を加えて引張および圧縮の両試験を行える装置を試作し、ネコ上顎犬歯から切り出した歯-歯根膜-歯槽骨からなる試験片に対し、生理食塩水中で荷重試験を行った。その結果、歯根膜の応力-ひずみ曲線は顕著な非線形性を示し、圧縮試験ではひずみ速度依存性がみられたが、引張試験ではみられなかった。また、曲線の初期線形領域において準静的な条件下での歯根膜の引張および圧縮弾性率はそれぞれ、0.37†0.11、0.079†0.017MPaであった。さらに理工学の分野では、Ni-Ti系軽超弾性ワイヤーの歯の移動実験への応用にあたり、市販矯正用Ni-Ti合金ワイヤー5種類について室温環境下で3点曲げ試験を行い、アクチベーション量と矯正力の減衰との関連について検討を行った。その結果、2種類のワイヤーでは、アクチベーション量が増加するほど50gから100gまでの領域の矯正力が発揮されるたわみ量の範囲も増加し、弱い持続的な矯正力達成のための良好な力学的特性が認められた。