hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活性化NKT細胞による肺癌切除術後再発転移の抑制に関する検討

昨年度非小細胞肺癌進行例ならびに再発例に対する投与に関し千葉大学医学部倫理委員会より承認され、今年度このような患者の免疫状態ならびに各種細胞の培養条件の検討を行っている。1)原発性肺癌患者の末梢血におけるNKT細胞の解析を行った。肺癌患者の末梢血NKT細胞の占める割合は同年齢層の健常人と比較し有意な低下を認めたが、single cell PCR法を用いたサイトカイン産生能は同程度を保っていた。また、樹状細胞上のCD1d分子を介したα-GalCer提示能は担癌患者と非担癌患者とで差がないことが示された。2)α-GalCerパルス樹状細胞の至適培養条件の検討を行った。樹状細胞のsourceとなる末梢血単核球の分離法、細胞培養密度や必要なサイトカインの組み合わせ、培養期間、凍結保存条件等につき詳細な検討を加え、樹状細胞上のCD1d分子に提示されるα-GalCerの、NKT細胞に対する提示能や細胞傷害活性の誘導能の最も効果的な培養条件の設定を行った。3)免疫療法を施行した際のNKT細胞を中心とした免疫学的パラメーターの検討を行った。末梢血NKT細胞とヒト各臓器中におけるNKT細胞の分布の関連性や、サイトカイン産生能の変化を見るための検出限界の検討を行い、免疫療法施行後の免疫学的検査項目の設定を行った。本年度はヒト末梢血由来の樹状細胞を様々なサイトカインの組み合わせにて作成し、NKT細胞活性化能の評価系を構築した。GM-CSF+IL-2の組み合わせにて作成した末梢血由来の抗原提示細胞は、CD1dを介したα-GalCer提示能で比較すると、標準的な樹状細胞誘導のサイトカインの組み合わせであるGM-CSF+IL-4と同等であり、また、担癌患者由来の樹状細胞は健常者由来のものと比較しほぼ同等に機能することが判明した。また臨床では,NKT細胞の特異的リガンドであるα-Galactosyl Ceramideを提示させた樹状細胞を静脈内投与することで体内のNKT細胞を活性化し、抗腫瘍効果を挙げることを目指す臨床研究である肺癌再発例ならびに進行肺癌例患者を対象としたα-Galactosyl ceramideパルス細胞を用いた研究を開始した。進捗状況は1)平成13年4月より、primary end pointを安全性の評価に置いたphase 1 studyを開始した。用量漸増法(用量3水準)によるオープン試験の形態をとり、投与細胞数はレベル1では5x10^7個/m^2であり、平成14年1月までに計5症例に対して施行され、重篤な有害事象(共通毒性基準grade2以上)を認めなかった。2)平成14年2月より投与細胞数をレベル2へと上げ3月末の段階で2症例に施行中であり、重篤な有害事象は認めていない。今後さらに投与細胞数を増加させ、腫瘍抑制効果を判定する予定である。原発性肺癌患者の末梢血NKT細胞の解析を施行し、その機能測定システムを確立した。その結果、肺癌患者では末梢血NKT細胞数は減少しているものの、残存するNKT細胞の機能は保存されており、さらに末梢血の単核球から作製した抗原提示細胞のα-GalCer提示能はほぼ正常であることが判明した。マウス肺で存在するNKT細胞の絶対数(臓器重量あたり)より多くのNKT細胞がヒト肺内に存在し、さらに腫瘍組織では高い集積が見られることが明らかとなった。
「大気-植生-土壌」連続系のエネルギー・水輸送のモデル化

本研究では「大気-植生-土壌」連続系のエネルギー・水輸送における森林の役割を明らかにすることを目的とした。さらに森林内外のエネルギー・水輸送を現地観測、樹冠構造を考慮した数値モデルにより再現することを試みた。そのために、いくつかの樹種の森林における観測、および森林の特徴を明らかにするための畑地等における対比観測、を行った。観測は、放射収支(短波、長波、放射収支量)、エネルギー収支(顕熱、潜熱量)、風速や温湿度の林内の分布、樹体内の樹液流量、植物体の水ポテンシャルなどである。また同時に樹冠の構造等に関する調査も実施した。特に森林の樹冠上の顕熱フラックスの超音波風速温度計の直接測定結果に基づき、スペクトル解析を行って、森林の乱流輸送構造の特徴を明らかにした。また森林の樹幹構造に関しては、その空間分布構造を林木の成長の過程の中でとらえ、パターンの解析を行った。一方これらの観測解析結果をもとに、high order clousre理論による数値モデルを開発することを試みた。モデルの基本的な部分は完成したが、実測結果との対比によるモデルの改良は現在も作業を進めている。本研究では、「大気-植生-土壌」連続系のエネルギー・水輸送における森林の役割を明らかにすることを目的とし、森林内外のエネルギー・水輸送を現地観測、樹冠構造を考慮した「大気-植生-土壌」連続系の数値シミュレーションモデルを開発等を行った。今年度は、まず現地観測として、多摩丘陵にある東京農工大学波丘地試験地のスギ林、ヒノキ林および広葉樹林を対象し、エネルギーおよび水の輸送を微気象観測を実施した。観測項目は、エネルギー収支(短波収支、長波収支、純放射量)、風速分布、温湿度分布、顕熱輸送量直接測定、樹幹内の樹液流、植物体水ポテンシャル等である。また土壌中の水移動を明らかにするための、土壌物理特性の測定も行い、他の地域との比較も行った。一方樹冠構造についても葉・枝・幹の量的な測定だけではなく、その幾何的な位置関係についても計測した。また、野外測定開始と同時に、大気-植生-土壌連続系のエネルギー・水輸送に関する数値シミュレーションのための基本モデルを開発に取りかかっている。数値モデルとしては、森林内部の乱流構造を陽的に表現でき、特に森林に特有なcounter-gradient fluxの表現可能なHigher-order closure model、およびLagrangian modelについて検討を行った。モデル開発については、過去の文献の収集、およびアルゴリズムの検討が中心で、モデルの作成は現在進行中である。そのために、いくつかの樹種の森林における観測、および森林の特徴を明らかにするための畑地等における対比観測を行った。モデルの基本的な部分は完成したが、実測結果との対比によるもモデルの改良は現在も作業を進めている。
高齢者の障害進行予防のための医療・看護と介護サービスのあり方に関する疫学研究

1.目的要介護認定者の実態と医療・看護・介護サービスの科学的根拠を得ることである。2.対象および方法郡上市において2003年4月から2004年12月までの21カ月の問で1回でも要介護認定審査会で認定された2,345人をベースラインとし、基礎データ分析と1年後の生存分析をした。3.結果(1)疾患介護が必要となった主な原因は(1)循環器疾患,(2)筋骨格系及び結合組織の疾患,(3)精神及び行動の障害,(4)骨折を含む損傷,(5)神経系疾患の順であった。介護度が重度になるにつれて、割合が有意に高くなる疾患は脳血管疾患、認知症、呼吸器疾患で、低くなる疾患は関節疾患、糖尿病であった。認知症の有症率は男60.0%,女63.0%であった。症状の出現率が高い項目は、女は毎日の日課を理解できる,生年月日を言う,場所の理解,被害的,作話,幻視幻聴,同じ話をする,収集癖,火の不始末で、男は大声を出す,介護に抵抗するであった.(2)居宅世帯の介護保険サービス利用サービスの利用は世帯人数が多くなるほど高くなっていた。単独世帯では訪問系サービスが、高齢者夫婦世帯では訪問系サービスが、3世代世帯では通所系サービスが多かった。短期入所は家族員が多くなるほど利用が多かった。(3)1年目の生存1年目の追跡結果は死亡363人(男153,19.0%,女210,13.7%),認定および認定更新中1968人(男650,80.5%,女1318,85.7%),転出9人(男1,女8),非該当5人(男3,女2)であった。死亡についてCox比例ハザードモデルを用いて年齢,介護度の調整をした結果は、女性1に対して男性は1.79と高かかった。介護度は要支援を1として,要介護5では男3.93,女3.59と高くなっていた。目的は岐阜県郡上郡内に居住する要介護(支援)認定者を対象として、要介護(支援)認定区分の変化および研究の成果生命予後に関連する要因を明らかにすることを通して、介護サービス改善を図ることが本研究の目的である。15年度は4年の研究期間のうちの初年度として、ベースとなるデータの収集が目的である。1現地データ提供関係者との研究チームの結成郡上郡7町村長会、郡上医師会、郡上ケアメネージャー協議会、広域連合介護保険課、基幹型介護支援センターとの共同研究チームを結成し、研究への協力と今後の情報の提供の理解を得た。情報の入手先(1)要支援・要介護認定者の認定審査会情報:介護保険課(2)要支援・要介護認定者の3病名:郡上医師会(3)要支援・要介護認定者の介護者状況:郡上ケアメネージャー協議会2平成15年度に得られた情報(1)要支援・要介護認定者情報:15年4月1日16年月1末まで2041人の情報の入手(2)主治医の意見書:15年4月1日16年1月末までの2041人の情報入手(3)介護者情報:ケアマネージャー協議会より介護者状況を250人分入手3 16年度計画(1)要支援・要介護認定者

情報:15年4月1日16年3月末までのデータ解析(2)主治医の意見書:15年4月1日16年2月末までのものを解析(3)介護者情報:ケアマネージャー協議会より情報聴取、居宅介護支援事業所50カ所の調査分解析(4)追跡調査として引き続き要支援・要介護認定者の認定審査会情報調査、病名調査、介護者状況調査を行う。研究目的は岐阜県郡上市内に居住する要介護(支援)認定者を対象とするコホート研究により,要介護(支援)認定区分の変化および生命予後に関連する要因を明らかにすることである。研究方法は2003年4月から2004年12月までの間に要介護(支援)認定を受けた全ての1号保険者を「死亡」,「要介護(支援)認定区分の変化」と認定調査79項目,生活場所(施設か在宅),サービスの受給,要介護(支援)に至った診断名等との関連を観察する。死亡についてはKaplan Meierの累積生存分析で,死亡と死因別死亡実態を分析する。性,年齢,診断の情報を用いて多変量解析を行い,生命予後に関する総合的な分析を行う。変化する要因については比例ハザードモデルやGEEを用いて分析する。2年間で把握したベースライン対象者は2,345人(男807人,女1,538人)であった。そのうち在宅1,826人,施設入所者519人であった。要介護認定ランクは,要支援(15.3%),要介護1(32.8%),要介護2(14.1%),要介護3(13.0%)要介護4(12.0%)要介護5(12.2%)であった。特別な医療を受けている者は315人で,その内訳は点滴75人,酸素療法54人,疼痛の看護68人,経管栄養57人,褥そう48人,カテーテル45人であった。認知に関しては,短期記憶に問題がある者は917人(39.1%),コミュニケーションに障害がある者は35.0%が何らかの問題を持っていた。問題行動は24.0%の者が持っていた。【目的】岐阜県郡上市内に居住する要介護(支援)認定者を対象とするコホート研究により,要介護(支援)認定区分の変化および生命予後に関連する要因を明らかにすることである。【方法】2003年4月から2004年12月までの間に要介護(支援)認定を受けた全ての1号保険者を「死亡」,「要介護(支援)認定の変化」と認定調査79項目,生活場所(施設・在宅),サービスの受給,要介護(支援)に至った診断名等との関連を観察する。【断面結果】2年間で把握したベースライン対象者は2,345人(男807人,女1,538人),在宅1,826人,施設入所者は519人であった。1)要介護(支援)認定ランク:要支援15.3%,要介護1 32.8%,要介護2 14.1%,要介護3 13.0%,要介護4 12.0%,要介護5 12.2%であった。2)特別な医療を受けている者は315人で,その主な内訳は点滴75人,褥そう48人,カテーテル45人であった。3)認知症有症率:男60.0%,女63.0%,男女とも認知症(痴呆性老人自立度)が重度になるほど,又高齢になるほど要介護認定も重度化。認知症が悪化するにつれて意思疎通や問題行動ありの者が増加。女の出現率が高い項目は毎日の日課を理解,生年月日,場所理解,被害的,作話,幻視幻聴,同じ話,収集癖および火の不始末であり,男は大声をあげると介護への抵抗である。4)主な疾患は循環器疾患(65歳以上人口に対する割合8.6%)が最も多く,筋骨格系及び結合組織の疾患(5.6%),精神及び行動の障害(4.0%)の順であった。筋骨格系疾患では男女差はみられず,80歳以上で増加し,その主な部位は下肢(2.3%),脊椎(2.0%),骨粗鬆症(1.4%)であった。要介護度と部位別の関連はみられなかった。
貯血式および希釈式自己血輸血によるサイトカインの変化

下顎枝矢状分割咬合改善術(以下SSRO)は、術中輸血が必要になる症例があるため、同種血輸血回避の目的で、全例に自己血輸血を行っている。今回、SSROを術中無輸血で行った群(無輸血群)、術前に採血した貯血式自己血を術中に返血した群(貯血群)、麻酔導入時に自己血採血を行い、同時にその1.5倍量の代用血漿剤を投与し、術中に返血した群(希釈群)の3群に分け、生体への侵襲度の指標として、ACTH、サイトカインを測定し、各群のSSROへの適応を検討した。対象は、本研究について同意を得られたASAリスク1度のSSRO施行患者18名とした。測定項目は、Hct、ACTH、IL-6、IL-1βとした。測定時期は、術前、手術直後、第1病日、第7病日とした。統計処理は、術前との比較をStudent-T test、各群間を分散分析で行い、P<0.05で有意差ありと判定した。Hctは、無輸血群および希釈群で、術前に対し手術直後に有意な低下が認められ、第7病日まで持続した。貯血群では全経過を通して有意な変化は認められなかった。また、各群間では、手術直後および第7病日で、貯血群が他の2群に対し有意に高値を示した。ACTH、IL-6は、3群ともに術前に対し手術直後に有意な増加が認められなかった。なかでも希釈群において、他の2群に比べ有意な増加が認められた。IL-1 βは、3群ともに全経過を通して有意な変化を認めなかった。以上より、希釈群におけるACTH、IL-6の他の2群に対する有意な増加の原因として、急激な自己血採血操作のストレスが、炎症性サイトカインの産生を促した可能性が考えられた。平均出血量500m1程度の本手術の場合、希釈群と無輸血群と比較して術後のHctの回復に差は認められず、また、貯血群のHctの回復が他の2群に比べ有意に良いことから、SSROにおいて同種血輸血を回避するには、貯血式自己血輸血が生体への侵襲度、術後のHct回復の面から、最も適した方法であると思われた。自己血輸血による免疫系への影響を検討するため、口腔外科の下顎枝失状分割咬合改善術において、無輸血群、貯血式自己血輸血群(貯血群)、希釈式自己血輸血群(希釈群)の3群について、各群の血液中炎症性サイトカイン(IL-1 β、IL-6)、ACTHを測定した。採血は各群とも術前、返血後1時間(無輸血群では手術終了時)、術後1日目、術後7日目、術後10日目に行った。自己血輸血および採血は、患者に十分な説明をし同意を得たうえで行った。今回、貯血式自己血輸血および希釈式自己血輸血を行った症例について検討したところ1.炎症性サイトカインおよびACTH値はともに返血後1時間に最も上昇した。2.ACTH値は術後1日目には、術前値近くまで低下した。3.IL-6値は術後1日目に、返血後1時間の値より低下するものの、術前値よりは有意に高く、術後10日目ではほぼ術前値と同じまで低下した。4.IL-1β値はあまり変動は見られなかった。また、貯血群と希釈群とで比較したところ、返血後1時間でのIL-6値は貯血群に比べ希釈群で有意に高く、術後1日目でもその値は低下しているものの希釈群で高い傾向を示した。これは、希釈式自己血の採血自体が、生体への侵襲となり、炎症性サイトカインが増加したのではないかと考えられた。今後は、無輸血症例の検討を加え、自己血輸血症例との比較を行う予定である。

なかでも希釈群において、他の2群に比べ有意な増加が認められた。IL-1 βは、3群ともに全経過を通して有意な変化を認めなかった。以上より、希釈群におけるACTH、IL-6の他の2群に対する有意な増加の原因として、急激な自己血採血操作のストレスが、炎症性サイトカインの産生を促した可能性が考えられた。平均出血量500m1程度の本手術の場合、希釈群と無輸血群と比較して術後のHctの回復に差は認められず、また、貯血群のHctの回復が他の2群に比べ有意に良いことから、SSROにおいて同種血輸血を回避するには、貯血式自己血輸血が生体への侵襲度、術後のHct回復の面から、最も適した方法であると思われた。
PAFの生合成並びに遊離に及ぼす食餌性脂質の効果

1.ビタミンE欠乏がラット腹腔多形核白血球のFMLPによるPAF生合成を増強することが明らかとなった。〔^3H〕アセチルCoAのアセチル基をlyso PAFに転換するアセチルトランスフェラーゼの活性はビタミンE欠乏ラットの白血球では2.28±0.07nmol/min/mg proteinであり、ビタミンE添加ラットで観察された酵素活性(1.06±0.10nmol/min/mg protein)より有意に高かった。しかし、〔^3H〕PAFを〔^3H〕lyso PAFに分解するアセチルヒドラーゼ活性は、ビタミンE欠乏とビタミンE添加群でそれぞれ、4.26±0.66と4.26±0.06nmol/min/mg proteinであり、両者には有意な差は認められなかった。ビタミンE欠乏ラットより調製した白血球にαートコフェロールを添加してもアセチルトランスフェラーゼ活性は抑制されなかったので、αートコフェロールが本酵素を直接、阻害する可能性は低い。ビタミンE欠乏群と添加群のアセチルトランスフェラーゼのKm値はほぼ同一であったが、前者のVmaxは後者の約2倍であることから、ビタミンE欠乏時には白血球のアセチルトランスフェラーゼ量が増加するものと思われる。2.ウサギ血小板形質膜における〔^3H〕PAFの膜内移行速度は〔^3H〕lyso PAFの移行速度よりも高いが、血小板をPAF受容体拮抗薬FR-900452で前処理するとPAFの膜内移行速度は低下した。逆に、血小板をあらかじめPAFで活性化しておくと、〔^3H〕lyso PAFの膜内移行は促進された。これらの結果より、少量のPAFが形質膜表面のPAF受容体を活性化し形質膜脂質バルク相の大部分の外因性PAF分子の膜内移行が亢進することが明らかとなった。静止状態並びに活性化状態のいずれの場合でも、膜内移行したPAFとlyso PAFは速かにかつ効率良くアルキルアシルグリセロホスホコリンへと代謝転換されることが明白となった。ビタミンE欠乏食あるいはビタミンE添加食で45ヶ月間,飼育したラットの腹腔内にカゼインを投与し,遊走してくる好中球をパーコール密度勾配遠心法を用いて単離した.得られた好中球を走化性ペプチドで刺激し,産生されるPAFをウサギ洗浄血小板の凝集能を利用する高感度の生物検定法で定量したところ, E欠乏ラットから得た好中球のPAF産生量はE負荷ラット好中球のそれに比べ,約2倍高いことが明らかとなった.両群のラット好中球のホモジネートを酵素源として, PAF生合成酵素(アセチルトランスフェラーゼ)とPAF分解酵素(アセチルヒドラーゼ)の酵素活性を測定した.E欠乏群のアセチルトランスフェラーゼ活性は2.279±0.066nmol/mg protein/minであり, E添加群の酵素活性(1.063±0.103)に比べて有意に高い値を示した.一方, E欠乏群とE添加群でのアセチルヒドラーゼ活性はそれぞれ, 4.256±0.709および4.258±0.066nmol/mg protein/minであり,両群には有意な差は認められなかった.E欠乏好中球ホモジネートにビタミンEを添加してもアセチルトランスフェラーゼ活性は全く影響を受けなかった.

反応速度論的解析より,ビタミンE欠乏群と添加群ではアセチルトランスフェラーゼのVmaxが異なることが判明した.以上の結果から,食餌性ビタミンEが炎症の化学伝達物質であるPAFの産生量を調節することにより,炎症が関係する各種疾患の予防に寄与しうることが示唆された.1.ビタミンE欠乏ラットの腹腔多形核白血球に40ng/mgあるいは400ng/mgのα-トロフェロールを添加してもアセチルトランスフェラーゼ活性は抑制されなかった。2.PAFの遊離機構の手がかり得るため、外因性PAFやそのリゾ体の膜内動態と代謝運命とを検討した。ウサギ血小板に添加したPAFは以下の過程を経て最終的にアルキルアシルグリセスホスホコリンに代謝されるものと思われる。(i)血小板形質膜の脂質がバルク相の脂質との混和、(ii)形質膜上のPAF受容体への結合、(iii) flip-flopよる膜内移行、(iv)アセチルヒドラーゼによるlysoPAFへの分解、(v)アシルトランスフェラーゼによるアルキルアシルグリセロホスホコリンへの代謝転換。上述の過程の関連を明らかにするため、〔3H〕PAF、〔^3H〕lysoPAF、〔^3H〕methylPAFの三種のプローブを用いることにした。lysoPAFの場合は前述の(ii)と(iv)の過程の寄与を欠き、methylPAFの場合は(ii)、(iv)および(v)の過程を考慮する必要がないので、これらのプローブはPAFの膜内動態の解析に有用である。本研究で明らかとなった知見を以下に示す。(1)血小板が活性化されると、PAF:lysoPAFとmethylPAFの膜内移行速度が増大する。(2)これらリン脂質の膜内移行速度は温度依存性であるが、その添加両には依存しない。(3)PAFとlysoPAFの膜内移行の過程がこれらリン脂質のアルキルアシルグリセロホスホコリンへの代謝の律速段階である。以上の結果より、上述のリン脂質はまず、速やかに形質膜脂質バルク相に侵入し、ゆっくりとflip-flop拡散により膜内移行し効率良く代謝されるものと思われる。血小板が活性化されると、このflop部位の数が増加するものと思われる。このPAFの膜内移行の機構に及ぼす食餌性脂質(ビタミンE:コレステロール、リン脂質)の効果について、次に検討する予定である。
成長期における咀嚼性刺激の変化が咀嚼筋及び下顎骨の性状に及ぼす影響

成長途中において、軟らかい食事から咀嚼性刺激の高い硬い食事に変更することで、顎顔面骨格の成長が硬い食事によって育った下顎骨の大きさや質に回復(catch-up)されるのか否かを検証した。成長期の早期に、食事を軟性から硬性に変化させると、硬い食事で育った下顎骨の成長と有意差ない大きさや形に育つことがわかった。しかし、軟らかい食事ばかりを続けると、有意に成長は小さくなることも示された。また、体重は軟らかい食事、硬い食事、軟性から硬性に食事を変化させたどのグループでも、成長終了時の重さに大きな違いはなかった。3週齢のWistar系雄性ラットを使用し、通常の固形飼料にて飼育した硬食群と粉末状の軟性飼料を与えて飼育した軟食群、5週目に軟食から硬食に変更するearly catch-up群で体重の変化をみると、硬食群と軟食群では、5週齢頃より若干の差が認められたが、ほぼ同様の増加を示し、12週齢時には差が再度縮まり、ほぼ同じ値となっていた。early catch-up群では、食事を切り替えるまでは軟食群と同様の体重増加を、食事を切り替えた翌週の6週目から硬食群の体重グラフに重なり、12週齢目では3群ともほぼ同じ値となった。また、硬食群と軟食群の下顎骨形態計測の結果では、軟性飼料群において有意に下顎枝高は小さく、下顎角は開大していた。顎関節の組織学的検討結果では、硬食群の下顎頭軟骨組織では、各軟骨層の区分が明瞭で成熟軟骨層における細胞が密に存在するのに対して、軟食群では、成熟軟骨層と肥大軟骨層の境界が不明瞭であり、成熟軟骨層における細胞数が減少していることが確認できた。また、硬食群の下顎頭中央部の全軟骨層の厚径を硬食群と比較した結果、軟食群の厚径は有意に小さい値を示した(p<0.01)。免疫染色像上で、下顎頭軟骨中央部の増殖軟骨層と成熟軟骨層における400 &micro;m×140 &micro;mあたりのIGF-1受容体陽性細胞数を計測した結果、軟食群のIGF-1受容体陽性細胞数は硬食群と比較して有意に少ない値を示した。切片の作成がうまくいかず、飼育した個体数の結果を得られなかった。また、切片の作成に手間取ってしまい、他の項目の解析が滞ってしまった。飼育に約3か月以上かかることは把握していたが、4群に分けた研究は初めてだったため、4群で研究するために必要な研究時間が予想を超えて必要だった。体調を崩してしまったこともあり、思うように研究を進めることができなかった。本研究では、飼料の性状による咀嚼性刺激が顎顔面骨格の成長発育に及ぼす影響を形態や機能的変化により比較検討し、食育効果の検証ならびに食育による顎骨への咀嚼性刺激の回復が顎顔面形態や顎口腔機能に及ぼす影響を評価し、食育指導の重要性に対し科学的な根拠を与えることを目的としている。硬食群、軟食群、early catch-up群(5週目より軟食から硬食に変更)の3群のラット下顎骨を三次元的画像に構築し、形態計測を行った。その結果、三次元的形態をみると、軟食群の下顎骨は硬食群よりも全体的に小さく、下顎頭の発達が劣っていることが顕著に示されている。その一方で、early catch-up群は両群と比較したときに、明らかなサイズの違いや形態の特徴をとらえることは難しかった。計測所見として、以前の所見と同様に、軟食群は硬食群と比較して、下顎枝高が有意に小さく、下顎角は有意に大きかった。Early catch-up群では、硬食群と比較して、下顎枝高が有意に小さい値を示したものの、その他の計測項目では、硬食群および軟食群と比較しても有意な違いを示さなかった。よって、今回の結果では、5週目で軟食から硬食に変えたことにより、成長が硬食に追いつくことはなく、軟食と硬食の中間ほどの成長になる、という結果であった。しかし、有意差はなかったものの、下顎骨体長を示す結果では、硬食群よりもearly catch-up群のほうが大きな値となった。検体数を増やし、さらなる検討が必要と考える。また、下顎歯列の幅径を測定することも成長や現代の小児に歯列不正が起こりやすい原因の究明に繋がるかと考えた。下顎骨に付着する咬筋、顎二腹筋、側頭筋の咀嚼筋の重量を測定し、3群間で比較してみるも、3群間で有意差を認めることはなかった。筋重量では、計測値にばらつきが目立ったため、検討ラット数を増やし、結果の信憑性を高める必要性がある。

ラットの飼育を継続して行い、個体数を増やしていく。また昨年度は軟食群と硬食群の2群を中心に飼育・解析を行っていたので、今年度はcatch-up群を中心に研究し、4群間での変化を検索・比較する。昨年度うまくいかなかった切片の作成に関しては、室温の変化等に注意して行っていく。29年度が最終年度であるため、記入しない。歯学29年度が最終年度であるため、記入しない。
直下型地震の深部過程としての領家変成帯の変形過程の解明

直下型地震の深部過程を明らかにするため,地震発生深度の地質帯(領家変成帯)の岩石を用いて,卓越する変形機構の解明を目的として研究を行なった.これまで,その深度における岩石の変形は石英集合体の転位クリープによって代表されるとされてきたが,詳細な構造岩石学的解析の結果,石英集合体は拡散クリープによって変形することが明らかとなった.拡散クリープは転位クリープに比べ,3桁程度粘性率が低いため,地殻の強度はこれまで考えられていたよりも著しく小さい可能性が高く,地震の発生過程のモデル化や地殻のレオロジーにとって重要な知見を提供した.直下型地震の深部過程を明らかにするため,地震発生深度の地質帯(領家変成帯)の岩石を用いて,卓越する変形機構の解明を目的として研究を行なった.これまで,その深度における岩石の変形は石英集合体の転位クリープによって代表されるとされてきたが,詳細な構造岩石学的解析の結果,石英集合体は拡散クリープによって変形することが明らかとなった.拡散クリープは転位クリープに比べ,3桁程度粘性率が低いため,地殻の強度はこれまで考えられていたよりも著しく小さい可能性が高く,地震の発生過程のモデル化や地殻のレオロジーにとって重要な知見を提供した.本研究課題である、直下型地震の深部過程としての領家変成帯の変形過程の解明において欠く事の出来ないものは、変成帯形成期の変形とそれ以前(付加体形成期)の変形の識別である.そこで19年度は、領家変成帯の源岩と考えられている美濃・丹波帯における、付加体形成期(ジュラ紀)の変形作用の特徴を明らかにする事と、領家変成帯における変成作用期(白亜紀中期)の変形構造の認識に重点をおいた研究を行なった.研究対象地域は、美濃・丹波帯と領家変成帯が連続的に分布している、山口県笠戸島および京都府・奈良県県境に位置する和束地域とした.両地域において、詳細な地質調査と系統的な試料採取を行ない、採取された岩石試料(礫質泥岩、メタチャート)に含まれる砂岩礫や放散虫化石を歪みマーカーとした歪み解析を行ない、付加体形成期の変形と領家変成作用期の変形の識別を行なった.その結果、メタチャートに含まれる放散虫化石の変形は主に変成作用期のものであるのに対して、礫質泥岩に含まれる砂岩礫の変形は付加体形成期の変形と変成作用期のものが重複したものである事が明らかとなった.変成作用期の変形は平面歪み一軸圧縮型の歪みモードを示し、これは従来言われてきた事とは大きく異なり、領家変成帯の変形過程の解明において重要な発見となった.従来は、変成作用期の変形は一軸伸長型と言われてきたが、この一軸伸長型の歪みモードは、主要な変成作用後の鉛直摺曲作用が重複した結果であることも明らかにされた.また、平面歪み一軸圧縮型の変形作用における、歪みの最大伸長軸は変成帯の伸長方向(島弧方向)と平行であり、このような歪みモードや主軸の配置は、島弧に平行な剪断作用の結果であり、この剪断作用は白亜紀における中央構造線の発生と関連している可能性が高い事が明らかとなった.直下型地震の震源は地下10-20kmに位置しており,この深度において地殻の強度が最も高いためであるとされている,この地殻強度の深度方向の変化は,脆性変形領域で石英質岩の変形機構として摩擦すべりが卓越し,延性変形領域では転位クリープが優勢であるとするモデルに,石英質岩変形実験結果を適用することにより説明されている.しかし,地殻の強度断面において,その深度(地下10-20km)は地震学的・地熱学的見積りと調和的であるが,その強度値は一桁高いものとなり,この地殻強度の不一致が「地殻応力問題」と呼ばれ,長年議論されている。この不一致の原因には様々なものが考えられるが,その一つとして,すべての地殻条件において延性変形領域の変形機構が転位クリープであるのか不明であるということが挙げられる.本年度は,この石英質岩の延性領域の変形機構の解明を目指し,領家変成帯における中変成度地域(直下型地震の震源域)において細粒メタチャートの試料採集を京都府和束地域において系統的に行い,その変形機構を静岡大学機器分析センター設置のSEM-EBSD測定装置を用いて石英の格子定向配列を解析した.その結果,直下型地震の震源域の細粒メタチャートは従来考えられていたような転位クリープではなく,拡散クリープで変形しているということが明らかとなった.地殻の延性変形領域の一部が拡散クリープで変形した場合,その領域では著しい歪軟化(もしくは応力降下)が起きることが予想される.この応力降下が,長年論争の続いてきた「地殻応力問題」を解く可能性があることが示唆された.直下型地震の震源は地下10-20kmに位置しており,この深度において地殻の強度が最も高いためであるとされている.この地殻強度の深度方向の変化は,脆性変形領域で石英質岩の変形機構として摩擦すべりが卓越し,延性変形領域では転位クリープが優勢であるとするモデルに,石英質岩変形実験結果を適用することにより説明されている.しかし,地殻の強度断面において,その深度(地下10-20km)は地震学的・地熱学的見積りと調和的であるが,その強度値は一桁高いものとなり,この地殻強度の不一致が「地殻応力問題」と呼ばれ,長年議論されている.

この不一致の原因には様々なものが考えられるが,その一つとして,すべての地殻条件において延性変形領域の変形機構が転位クリープであるのか不明であるということが挙げられる.この石英質岩の延性領域の変形機構の解明を目指し,領家変成帯における中変成度地域(直下型地震の震源域)において細粒メタチャートの試料採集を京都府和束地域において行い,その変形機構を静岡大学機器分析センター設置のSEM-EBSD測定装置を用いて石英の格子定向配列を解析した.その結果,直下型地震の震源域の細粒メタチャートは従来考えられていたような転位クリープではなく,拡散クリープで変形しているということが明らかとなった.地殻の延性変形領域の一部が拡散クリープで変形した場合,その領域では著しい歪軟化(もしくは応力降下)が起きることが予想される.この応力降下が,長年論争の続いてきた「地殻応力問題」を解く可能性があることが示唆された.
エイズ相談の利用を促進する予防的介入方法の開発と評価

本研究の目的は、エイズ相談利用を促進する介入策を開発し、その効果を評価することである。研究では、エイズ相談利用の規定要因として「エイズ相談利用の利益性・障がい性認知」に着目して尺度開発を行った。結果、下位尺度の1つである「利益性認知」とエイズ相談への被援助志向性との間で正の相関があることが明らかとなった。この成果に基づき、中高年の成人に、利益性認知の変容を意図して作成したリーフレットを読ませ、各指標との変化を検証した。結果、相談経験者の「利用してよかった」ことが記載されたリーフレットを読んだ群において、エイズ相談への被援助志向性,援助要請意図が高まることが明らかになった。平成26年度は、A県の当局の全面的協力を得て、2014年9月から同年12月までの間(三ヶ月間)、同県内の全保健所のエイズ相談・検査利用者の全数に調査票を配布した。同調査では、利用後の「ポジティブ・ネガティブな結果」について自由記述式アンケートを配布した(調査1)。これは、「エイズ相談利用の利益性・障がい性認知尺度(仮)」作成のための項目収集を目的とした。郵送によって回収された47名分の自由記述文を、飯田・佐柳(2014)の仮説的な分類基準に基づいて分類した。そして、その反応頻度と回答内容を検討した。一方で、初年度研究を進めていくなかで、本尺度の項目収集の段階から未利用者からも回答を収集することが有益であると考えられたため、当初の実施計画を修正することとした。具体的には、エイズ相談・検査利用者調査とほぼ同様の質問紙を用いて、未利用者を対象とした調査を行った。質問紙は利用者を対象として作成されたものであるために、まず、未利用者にこの質問紙が適用可能かの検討後(調査2)、次の調査として、調査1における調査協力者と同年代の者を対象として調査会社が保有する調査サンプルの600名からの協力を得てWEBでのアンケート調査を行った(調査3)。その結果、20代から60代のほぼ均一の取れた年齢層から回答を得ることができた。現在、利用者と未利用者の反応頻度及び回答内容を比較中である。平成26年度は、以上3つの調査を行った。当初の研究計画からを若干修正する必要はあったが、エイズ相談・検査利用者だけではなく、未利用者をも含めた大規模な調査を行ったことで、より精緻化された「エイズ相談利用の利益性と障がい性認知」尺度の作成が可能となった。平成27年度は、前年度実施の調査結果の解析、所属関連学会および発表会等での研究発表、論文の執筆、新たな調査(調査4)を実施した。とりわけ、現在、エイズ相談の利用の規定要因として着目している「エイズ相談利用の利益性・障がい性認知」概念の研究を進めた。昨年度までの調査のうち、調査1および調査2については、学術論文としてまとめ、既に公刊されている。現在、調査3の解析結果をまとめ、論文執筆をし、まとまり次第順次投稿する予定である。今年度実施した新たな調査(調査4)は、これまで検討してきた新たな概念である「エイズ相談利用の利益性・障がい性認知」を量的に測定可能なものとする尺度の原案を作成した。その原案を用いて、本邦の30代から60代の世代男女に調査を行い、得られた結果に対して解析を進めた。因子分析等を中心とした解析の結果、尺度としての妥当性、信頼性は概ね良好であった。さらに、本尺度と、エイズ相談・検査の利用意図や被援助志向性等との関係を検討した結果、エイズ相談の利用に対して利益性を強く認識している者は、エイズ相談を利用しやすい、という仮説を支持するものであった。本尺度は、本邦におけるHIV/AIDSに関する言説(文化的、歴史的文脈)に基づいて形成されている認知の諸側面に着目したものである。また、上記の検討結果は、関連学会での発表や、当該分野における第一人者である研究者との会合等で発表を重ねている。これらの実績から、次年度における、エイズ相談利用促進の為の資材を作成する準備が概ね整いつつある。平成28年度は、本研究課題である、エイズ相談利用の促進という意味で、教育的メッセージとして、どのようなものが効果的、そして、適切かについて実証的、具体的に論じたものであって、本邦のこれまでに無い知見が収集されつつある。当初の調査計画から若干の修正があったものの、順調に進んでおり、今年度は目標を達成する見込みである。このことから、上記評価とした。3年度目(最終年度)となる今年は、1つの調査研究、1つの介入研究を行った。調査研究では、前年度に作成した「エイズ相談利用の利益性・障がい性認知尺度」の信頼性・妥当性の検討を行った。インターネットの調査会社が保有するマスターサンプル(7630名)を対象として、アンケートを配信し、1098名が回答した。回答が全て同じサンプルをカットし,日本の同世代における人口分布の割合に応じて無作為にサンプルカットをし、成人男女690名(男性345名,女性345名)の回答を解析の対象とした。調査では、上記尺度に加え、「エイズ相談の存在認知」「利用経験」を尋ね、得られたデータに基づいて、変数間の関係を多変量解析によって検討した。それらの成果は、関連学会で発表し、その後、学術論文としてまとめ、査読のある学会雑誌に投稿・審査中である。

結果の概要としては、作成した尺度は、一定の信頼性と妥当性を有するものであった。さらに、同上サンプルを対象として、2週間後に再調査を行い、尺度の時間的安定性についても検討し、概ね仮説通りの結果を得た。1つの介入研究では、1年目、2年目の調査で収集した、実際のエイズ相談「利用者」の、エイズ相談利用で獲得した「利益」を広報資料として用い、エイズ相談への被援助志向性と、現在の援助要請意図の向上と、「エイズ相談利用の利益性・障がい性認知」の変化を検証した。解析の結果、概ね、仮説通りの結果を得た。現在、査読のある雑誌への論文投稿をすべく執筆中である。本研究は、エイズ相談利用を促進するための啓発メッセージ(介入方法の開発と評価)のための研究であって、研究計画立案時に期待した成果と、ほぼ同等の結果が得られたと考えられた。本研究の目的は、エイズ相談利用を促進する介入策を開発し、その効果を評価することである。研究では、エイズ相談利用の規定要因として「エイズ相談利用の利益性・障がい性認知」に着目して尺度開発を行った。結果、下位尺度の1つである「利益性認知」とエイズ相談への被援助志向性との間で正の相関があることが明らかとなった。この成果に基づき、中高年の成人に、利益性認知の変容を意図して作成したリーフレットを読ませ、各指標との変化を検証した。結果、相談経験者の「利用してよかった」ことが記載されたリーフレットを読んだ群において、エイズ相談への被援助志向性,援助要請意図が高まることが明らかになった。初年度計画の修正はあったが、大人数からの調査協力が得られたことにより、質的研究法だけではなく量的研究法をも用いて「エイズ相談の利用に際して利益あるいは障がいと捉えやすい認知特徴」を検討することが可能となった。このことは、本研究の目的からして、今後の二年間にわたる本研究のスピードを、より加速化させ、さらに、より精緻化させることにつながると考えられる。以上のことから、達成度として、「おおむね順調に進展している」と自己申告する。平成28年度早々には、作成した尺度に対して、エイズ相談の利用者と未利用者の比較調査を行う予定である。それらの解析結果に基づいて、予防的介入[エイズ相談の利用促進]のためのリーフレットを作成し、その効果や検討課題について論じる。臨床心理学2015年5月中にこれまで収集したデータの解析が終了する見込みである。エイズ相談利用の利益性・障がい認知尺度のβ版作成あ、現在最終段階にある。6月には、予備的調査によって、β版の項目表現のチェックし、その後7月に大人数を対象とした質問紙調査を行いうことで、尺度の信頼性と妥当性を検討する予定である(研究1)。さらに、10月までに、エイズ相談利用に係る規定要因の解明に関する研究として、先行研究で関連が指摘されてきた変数ととともに、上記尺度を加えたアンケート調査を未利用者と利用者を対象とした調査に着手する(研究2)。調査期間終了後、そこでの解析結果に基づいて、研究3である予防的介入のためのリーフレット(原案)作成に着手する(研究3)。大きな理由としては、研究手法の修正により人件費が縮小したためである。今年度、昨年度研究成果に基づいて複数の学会で発表予定であるとともに、複数の調査計画がある。次年度使用額については、これに充当させたい。
RFID技術を活用した個人線量計装着検知システムの構築

2017年厚生労働省は,個人線量計を適切な位置に装着しているか確認するよう基安発0418第2号を通達した.現在,個人線量計を適切な位置に装着しているか確認することは非常に重要な課題である.本研究の目的は,防護エプロンを着用した医療従事者の個人線量計に対して,貼付したRFIDタグのパターン検知によって,適切に装着していない職員に知らせるシステム構築の検討と不適切な装着の改善効果を検証する.2018年度は,試作システムである対向型アンテナについて,1個人線量計への最適なRFIDタグ貼付位置と電波出力設定値の検討2RFIDタグを貼付した個人線量計を防護エプロンの内側と外側にそれぞれ装着した場合の個人線量計装着状況パターン検知精度を評価した.結果は,1個人線量計へのRFIDタグ貼付位置は,線量計の前面に貼付すると電波出力値は大きく,線量計の側面に貼付すると電波出力値は小さく設定できた.2個人線量計の前面にタグを貼付するとパターン検知精度は最も高かった.しかし,電波出力値を若干上下させるだけで検知精度は著しく低下した.これは,防護エプロン外側と内側にあるRFIDタグ応答波の強度差が殆ど無いことが実験から推察され,今回使用した金属対応RFIDタグが原因と考えられた.初年度は,試作システムに対してRFIDタグを一種類しか使用していないため,十分な検討には至らなかった.次年度は,RFIDタグ種類の変更,アンテナ設置位置の変更及びRFIDプログラムの調整を行いシステムの要件を検討する予定である.今後,開発したシステムを臨床で応用する際,その検知能を検証するため,過去の当院個人線量記録を検証し,個人線量計装着状況推定法について論文を作成中である.これに基づいて試作システムでの検知能評価を行う予定である.試作システム構築の検討は予定通り進行している.システム構築に必要な要件は明らかであり,RFIDタグ種類の変更とアンテナ設置位置変更のための機材の選定を終えたことから,研究計画はおおむね順調に進展していると考える.2019年度は,新たなRFIDタグ,アンテナ設置位置に対してRFIDプログラムを調整し,2018年度の実験を同様に行い,試作システムの可用性を検討する.2017年厚生労働省は,個人線量計を適切な位置に装着しているか確認するよう基安発0418第2号を通達した.現在,個人線量計を適切な位置に装着しているか確認することは非常に重要な課題である.本研究の目的は,防護エプロンを着用した医療従事者の個人線量計に対して,貼付したRFIDタグのパターン検知によって,適切に装着していない職員に知らせるシステム構築の検討と不適切な装着の改善効果を検証する.2018年度は,試作システムである対向型アンテナについて,1個人線量計への最適なRFIDタグ貼付位置と電波出力設定値の検討2RFIDタグを貼付した個人線量計を防護エプロンの内側と外側にそれぞれ装着した場合の個人線量計装着状況パターン検知精度を評価した.結果は,1個人線量計へのRFIDタグ貼付位置は,線量計の前面に貼付すると電波出力値は大きく,線量計の側面に貼付すると電波出力値は小さく設定できた.2個人線量計の前面にタグを貼付するとパターン検知精度は最も高かった.しかし,電波出力値を若干上下させるだけで検知精度は著しく低下した.これは,防護エプロン外側と内側にあるRFIDタグ応答波の強度差が殆ど無いことが実験から推察され,今回使用した金属対応RFIDタグが原因と考えられた.初年度は,試作システムに対してRFIDタグを一種類しか使用していないため,十分な検討には至らなかった.次年度は,RFIDタグ種類の変更,アンテナ設置位置の変更及びRFIDプログラムの調整を行いシステムの要件を検討する予定である.今後,開発したシステムを臨床で応用する際,その検知能を検証するため,過去の当院個人線量記録を検証し,個人線量計装着状況推定法について論文を作成中である.これに基づいて試作システムでの検知能評価を行う予定である.試作システム構築の検討は予定通り進行している.システム構築に必要な要件は明らかであり,RFIDタグ種類の変更とアンテナ設置位置変更のための機材の選定を終えたことから,研究計画はおおむね順調に進展していると考える.2019年度は,新たなRFIDタグ,アンテナ設置位置に対してRFIDプログラムを調整し,2018年度の実験を同様に行い,試作システムの可用性を検討する.2018年度は,実験の準備・実施と重なり学会に参加出来なかった.2019年度の使用計画として,RFIDゲート自立台は,システム変更に対応するためデモ機を借用していたが正式なシステム構成機器として購入する.新たなRFIDタグ,アンテナ設置位置変更に関わる追加器材,プログラム調整などの費用,国内外での学術発表や専門家と情報交換を行うための旅費,学術成果発表のための英文校正費として使用する予定である.
融合マテリアル形成および機能発現のための制御分子の設計と合成

本研究はバイオミネラルの形成機構に見られる「分子制御」に倣い、融合マテリアル創製のための基礎技術の確立および機能開拓を進めた。多様な精密機能を示す合成有機化合物群と豊富に存在する無機元素群を高度に融合することにより、自然調和型構造材料・動的融合機能材料などの融合マテリアルを創製した。そのための機能性高分子・機能性制御分子の設計および精密合成を行ない、分子配列技術・超分子化技術・分子間相互作用制御技術を駆使した。特に、具体的には制御分子として光機能性高分子・機能性ペプチド・液晶・高分子ナノファイバー・超分子ポリマーなどを設計・合成し、それらによる新しい自然調和型融合マテリアルを創製した。本研究は、バイオミネラルの形成プロセスにみられる「分子制御」による融合マテリアル創製のための基礎技術の確立および高機能性の付与を目指している。平成22年度は、研究代表者らのもつ専門的な技術を活かした、結晶成長を制御するための有機高分子の開発と、融合材料を機能化するための液晶材料について研究を進めた。結晶成長の基板となる高分子マトリクスの検討を進め、光架橋反応性マトリクスを用いた結晶成長制御についても研究した。マトリクスの架橋度を光照射によって制御することにより、これまでにない階層的な自己組織化構造を有する複合薄膜が得られた。また、人体の骨や歯を形成するヒドロキシアパタイトの結晶成長について研究し、アパタイトと生分解性高分子がナノメートルレベルで複合化した薄膜の作製に成功した。さらに層状無機化合物の層間に、イオン液体を導入した複合化材料の構築にも成功した。これらの成果は結晶成長を分子制御し、自己組織化によって機能を生み出す階層的な融合構造を作製する研究目的の上で重要であり、研究計画を進める重要なステップである。また、融合マテリアルに高機能性を付与する分子として、発光性や電気伝導性、イオン伝導性を示す液晶材料を開発した。力学的刺激に応じて三色に発光する液晶は、力学的刺激や加熱によって応じて発光部位の集合状態が変化し、発光波長が変化する。これらを融合することにより、高機能性が付与されることが期待される。平成23年度は、平成22年度の成果を踏まえ、融合マテリアルの構造制御と、融合材料を機能化する液晶材料について研究した。まず、ザリガニ由来のペプチドに着想を得た人工ペプチドを用いた炭酸カルシウム結晶成長について研究した。遺伝子工学的手法を用いてペプチドの構造を変化させ、ペプチド中の酸性アミノ酸の連続配列の長さが、形成する結晶の配向に大きく影響することがわかった。さらに、有機合成的手法でオリゴペプチドやポリペプチドを合成し、それらを利用した結晶配向の制御を達成した。これは、分子制御された自己組織化によって機能を生み出す階層的な融合構造を作製する研究目的の上で重要な成果である。融合マテリアルに機能性を付与する分子として、発光性や電気伝導性を示す液晶材料を開発した。発光性液晶は、ピリジニウム骨格やピリミジニウム骨格を含むトリポッド型の構造をしたイオン液晶であり、分子構造のチューニングによる多様な発光色の実現に成功した。また、導電性液晶として、電子アクセプター性のコア部とドナー性のアーム部からなるカラムナー液晶を開発した。カラムの中心部を電子が、周辺部をホールが流れるユニークな電気伝導性を示した。これらは機能性部位の自己組織化による高機能性の付与という研究目的の上で重要な成果である。また、液晶性機能融合材料として、低分子ゲル化剤とネマチック液晶からなるディスプレイ材料について、研究を行なった。ランダムな分子ファイバーが形成するミクロセグメント中のネマチック液晶は良好な光散乱特性を示した。また、ゲル化剤に重合基を導入し、光重合によってファイバーを重合することにより、分子ナノファイバーの安定化し、さらに電気応答特性を向上させることにも成功した。平成25年度は、これまでの成果を踏まえ、セルロースナノファイバーを用いる新規融合マテリアルの開発と、シミュレーションによる融合マテリアルの形成機構の解明について研究した。自然界に見られる有機無機複合材料(バイオミネラル)の形成機構を考察するために、本年度はマグネシウムイオンを制御分子に用いる融合マテリアルの合成手法の確立と計算科学による形成機構の考察を行った。マグネシウムイオン存在下、炭酸カルシウムの過飽和水溶液を作製すると、マグネシウムイオンがアモルファス炭酸カルシウムを安定化し、PVA上に薄膜状の炭酸カルシウムが形成することを見出した。また、実験と同じ条件のシミュレーション計算を行うことにより、結晶前駆体中においてマグネシウムイオンが結晶前駆体を安定化している事がわかった。さらに超分子構造の動的な性質についても調べ、ポリロタキサンの高分子効果が形成途中に経由する無機結晶前駆体の安定に寄与していることを明らかにした。

さらにバイオミネラルに学ぶ透明かつ強靱な融合材料の開発に成功した。セルロースナノファイバーとアモルファス炭酸カルシウムが分子レベルで融合した材料を合成し、セルロースナノファイバーの表面を修飾することで力学特性や光学特性が大きく向上することを明らかにした。また、動的機能を有する制御分子の開発のため発光性分子集合体の構築に関する研究を行い、溶媒の極性に応答して発光する分子を設計・合成し、その発光挙動をA03長谷川グループと共同で報告した。本研究は、バイオミネラルの形成プロセスにみられる「分子制御」による融合マテリアル創製のための基礎技術の確立および高機能性の付与を目指している。平成24年度は、これまでの成果を踏まえ、マンガンを用いる新規融合マテリアルの構造制御と、融合材料を機能化する刺激応答性液晶材料について研究した。機能性融合マテリアルの開発のため、キャパシタなどに利用される水酸化マンガンおよびその前駆体の酸化水酸化マンガンを作製した。バイオミネラリゼーションに学ぶ温和な結晶成長手法を用いて複合体が得られる事が明らかになった。また、帯状モルホロジーを持つ酸化水酸化マンガンが基板一様に得られ、さらにその構造を保持したまま水酸化マンガンに転移させることに成功した。一方、機能性制御分子の開発のため、刺激応答性発光液晶を設計・合成し、その発光特性と機械的刺激に対する応答性について調べた。中央にアントラセンを有し、側鎖にメソゲンを持つ分子を合成したところ、室温を含む広い範囲において、スメクチック相を示すことがわかった。この液晶に機械的刺激を印加したところ、相転移を示した。それに伴い分子中央に位置するアントラセン(発光部位)同士の相対距離の変化により、エキサイマー形成に基づく発光強度がかわり、発光色が変化した。集合構造を分子レベルで設計し、それを制御した本研究の結果は、機能性制御分子の開発につながる。本研究は、バイオミネラルの形成プロセスにみられる「分子制御」による融合マテリアル創製のための基礎技術の確立およびその高機能化を目指している。平成26年度は、これまでに得られた融合マテリアルの形成機構に関する知見をもとに、炭酸カルシウム結晶前駆体に着目した自然調和型構造材料の創製、および刺激に応答して機能を発現する動的融合機能材料の開発などを行った。薄膜状融合マテリアルのさらなる構造制御を目指し、温度に応答して相変化する高分子ブラシを用いる融合マテリアルの開発を行った。Poly(N-isopropylacrylamide)高分子ブラシをポリアクリル酸存在下、炭酸カルシウム結晶成長溶液に浸漬すると、薄膜状のバテライトが成長した。さらに結晶成長温度の違いによって、結晶のモルホロジーや結晶配向が大きく変化した。20°Cで結晶成長を行うと、結晶c軸が基板に対して垂直に配向した薄膜が得られ、40°Cではc軸は放射状に配向する。