hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大食細胞への微粒子の付着・取込のメカニズム解明と制御技術の開発

昨年度までの研究成果によって、マクロファージ様細胞(J774.1細胞株)への微粒子の付着現象は、粒子の被覆タンパク層の種類(ウシ血清アルブミン(Ab),免疫グロブリンG (IgG),フィブロネクチン(Fn)、ウシ胎児血清タンパク質)に大きく影響されることが明らかになった。今年度は、タンパク質で表面被覆された粒子だけではなく糖鎖(マンノース誘導体(Man),ガラクトース誘導体(Gal))で表面修飾された粒子を作製し、粒子表面の被覆「タンパク質」および修飾「糖鎖」の種類がマクロファージ様細胞への粒子の付着・取込の「力」、「個数」、「速度」、「メカニズム」に対する影響を検討した。主に得られた研究成果は、以下の通りである。(1)コロイドプローブ原子間力顕微鏡法(cpAFM)により、タンパク質で表面被覆または糖鎖で表面修飾されたシリカ粒子(直径5 μm)のマクロファージ細胞表面に対する付着力を測定した。その付着力は、Fn > IgG > Man ≧Gal > Abの順に大きかった。(2)培養細胞に対する蛍光ラベル化シリカ粒子(直径1 μm)の曝露方法を工夫した上でフローサイトメトリー(FCM)解析した結果、マクロファージ細胞表面に対する粒子の付着量に対する粒子の表面被覆および表面修飾の物質の序列は、上記(1)の結果と一致した。(3)走査型電子顕微鏡観測およびFCM解析を行った結果、タンパク質で表面被覆または糖鎖で表面修飾されたシリカ粒子がマクロファージ内部に取り込まれる速度は、Man > (Fn, IgG, Gal) > Abの順に大きかった。これらの結果は、マクロファージ細胞表面に対する粒子の「付着力」と「付着量」の間には高い相関関係が認められること、これら付着力・付着量はマイクロファージ内部への粒子取込速度の高低と必ずしも相関しないことを意味する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。培養細胞に対する微粒子の曝露方法を工夫した上で、新規導入したフローサイトメーターを駆使して解析することによって、細胞表面への微粒子の付着量を単一細胞レベルで評価する手法を確立した。微粒子として、蛍光ラベル化された100 nmの無修飾シリカ粒子を用い、大食細胞としてマクロファージ様細胞株(J774.1)を用いた。生体由来タンパクとしてウシ血清アルブミン(Ab)、免疫グロブリンG (IgG)、フィブロネクチン(Fn)、人工高分子としてポリエチレンイミン(PEI)をそれぞれ用いた。これらの強固なタンパク層(または人工高分子層)で被覆されたシリカ粒子の懸濁液を調製した。異なる表面被覆物質をもつシリカ粒子の大食細胞への付着量は、IgG > Fn > PEI > Abの順に大きかった。この結果は、IgG被覆粒子を除けば、コロイドプローブ原子間力顕微鏡法によるマイクロ粒子の接着力の測定結果(Fn > PEI > IgG > Ab)と一致した。Ab被覆粒子が最小の接着力・付着量を示した原因として、Abは生物的に不活性のため細胞表面と結合しにくかったことが考えられる。FnとPEIによる被覆粒子が大きい接着力・付着量を示した原因として、Fnは細胞接着性タンパク質の一種であるため細胞表面に存在するインテグリンと特異的に結合したこと、PEIは正電荷を有し、負帯電している細胞表面と静電引力が働くこと、が考えられる。IgG被覆粒子があまり大きくない接着力を示したものの、最大の付着量を示した原因として、IgGは細胞表面に存在するFc受容体によって認識されるが、その結合力は(細胞接着に関与する結合と比較すると)強くないことが考えられる。これまでは、粒子径515 μmの単一粒子がカンチレバー先端に固定化されたコロイドプローブと原子間力顕微鏡を駆使して、「培養細胞がマイクロ粒子に対して示す初期の接着力」を測定し、この接着力に影響する種々の因子(細胞の種類、細胞周期、粒子の表面官能基や表面被覆タンパクの種類)を検討してきた。このコロイドプローブ原子間力顕微鏡法の最大の利点は、粒子ー細胞間相互作用力の単一粒子・単一細胞レベルの直接測定が可能であることである。一方、その欠点として、実験者には熟練した技能が要求されること、熟練した実験者であっても測定までの準備と実際の測定には長時間を要すること、粒子径が数μm以下のサブミクロン粒子やナノ粒子を1個だけカンチレバー先端または探針先端に固定化することは不可能ではないものの極めて困難であること、などが挙げられる。本研究課題では、培養細胞に対する微粒子の曝露方法を工夫した上で、フローサイトメトリーを駆使して解析することによって、「細胞表面への微粒子の付着量」および「細胞内部への微粒子の取込量」を単一細胞レベルで効率的に評価できる技術を確立した。昨年度、我々は培養細胞に対する微粒子の曝露方法を工夫した上で、導入したフローサイトメーター(FCM)を駆使して解析することによって、「細胞表面への微粒子の付着量を単一細胞レベルで評価するFCM技術」を開発した。その際、小さなサイズの蛍光粒子(粒子径100 nm)を用いたため、FCMでは粒子1個1個を識別できず、細胞の自家蛍光値を差し引いた細胞1個あたりの蛍光強度値、すわなち「付着量に比例する値」しか得ることができなかった。今年度は、我々のFCM技術を単一粒子レベルの分解能にまで到達させることなどを目指した。

(1)種々の蛍光粒子(粒子径: 200, 300, 500, 1000nm;粒子材質:ポリスチレン,シリカ)に対して、単一粒子レベルのFCM解析を試みた結果、粒子径が300 nm以上であれば可能であること、媒体である水との屈折率の差が大きいポリスチレン粒子の方が容易であることがわかった。(2)粒子径1000 nmのカルボキシル修飾ポリスチレン(PS-COOH)粒子、粒子表面を被覆するためのタンパク質(ウシ血清アルブミン(Ab),免疫グロブリンG (IgG),フィブロネクチン(Fn))、マクロファージ様細胞株(J774.1)を用いて実験をおこなった結果、異なる表面被覆物質をもつPS-COOH粒子のJ774.1細胞表面への付着数は、Fn > IgG >無被覆> Abの順に大きかった。この結果は、粒子径6000 nmのPS-COOH粒子を用いてコロイドプローブ原子間力顕微鏡(AFM)によって得られた付着力に対する粒子の表面被覆物質の序列と一致した。粒子径300 nm以上の蛍光粒子に対して、「細胞表面への微粒子の付着数」を単一細胞・単一粒子レベルで効率的に評価できるFCM技術を確立した。このFCM技術から得られる「微粒子の付着数」は、コロイドプローブAFM技術から得られる「細胞表面への微粒子の付着力」と非常に良い相関関係を示した。昨年度までの研究成果によって、マクロファージ様細胞(J774.1細胞株)への微粒子の付着現象は、粒子の被覆タンパク層の種類(ウシ血清アルブミン(Ab),免疫グロブリンG (IgG),フィブロネクチン(Fn)、ウシ胎児血清タンパク質)に大きく影響されることが明らかになった。今年度は、タンパク質で表面被覆された粒子だけではなく糖鎖(マンノース誘導体(Man),ガラクトース誘導体(Gal))で表面修飾された粒子を作製し、粒子表面の被覆「タンパク質」および修飾「糖鎖」の種類がマクロファージ様細胞への粒子の付着・取込の「力」、「個数」、「速度」、「メカニズム」に対する影響を検討した。主に得られた研究成果は、以下の通りである。(1)コロイドプローブ原子間力顕微鏡法(cpAFM)により、タンパク質で表面被覆または糖鎖で表面修飾されたシリカ粒子(直径5 μm)のマクロファージ細胞表面に対する付着力を測定した。その付着力は、Fn > IgG > Man ≧Gal > Abの順に大きかった。(2)培養細胞に対する蛍光ラベル化シリカ粒子(直径1 μm)の曝露方法を工夫した上でフローサイトメトリー(FCM)解析した結果、マクロファージ細胞表面に対する粒子の付着量に対する粒子の表面被覆および表面修飾の物質の序列は、上記(1)の結果と一致した。(3)走査型電子顕微鏡観測およびFCM解析を行った結果、タンパク質で表面被覆または糖鎖で表面修飾されたシリカ粒子がマクロファージ内部に取り込まれる速度は、Man > (Fn, IgG, Gal) > Abの順に大きかった。これらの結果は、マクロファージ細胞表面に対する粒子の「付着力」と「付着量」の間には高い相関関係が認められること、これら付着力・付着量はマイクロファージ内部への粒子取込速度の高低と必ずしも相関しないことを意味する。本年度の研究成果によって、大食細胞への微粒子の付着・取込は、粒子の被覆タンパク層の種類に大きく影響されることがわかった。
MIMトンネル接合を用いた新規電子触媒創製

本研究は金属/絶縁体/金属(MIM)トンネル接合における量子論的電子トンネル現象を基本原理として、バイアス電圧により材料表面特性を制御することを目的とした。より具体的には、MIMトンネル接合の作製条件最適化を踏まえ、バイアス電圧印加時に上部電極最表面に発生するホットエレクトロンを表面反応の駆動力として利用することを目指した。MIMトンネル接合上部電極表面に吸着したパラ、およびオルトニトロ安息香酸イオンのバイアス電圧による変化を表面増強ラマン分光法により検討した結果、AgやAuなどの自由電子金属を上部電極に用いると電極表面に表面プラズモンポラリトン(SPP)が励起され、吸着イオンの表面縮重合反応が促進されることを明らかにした。またこの表面反応のバイアス電圧依存性はAgおよびAuではが異なることを示した。本研究は、金属/絶縁体/金属(MIM)接合中における量子論的電子トンネル現象を基本原理とした材料中、なるいは材料表面の特性制御を目指す。より具体的にはホットエレクトロンを表面素過程の駆動力として用い、その制御を行うための金属・絶縁体・金属トンネル流説号の作製と、上記制御のための最適条件を明確化することを目指す。トンネル効果を利用した電子デバイスの一つであるMIMトンネル接合に対して電圧を印加すると、上部電極表面にホットエレクトロン(HE)と呼ばれるフェルミ準位よりも高いエネルギー状態にある電子が到達する。本年度は、Ag電極表面に吸着したパラニトロ安息香酸(PNBA)のバイアス電圧印加による変化を表面増強ラマン散乱(SERS)法により検討した。真空蒸着装置を用いAg/AlOx/Alトンネル接合を作製した。各電極の膜厚は水晶振動子法により評価した。PNBAはスピンコート法を用いて上部電極表面(Ag)にを吸着させた。トンネル接合に電圧を印加しHEを上部電極表面に作用させると、未反応の吸着PNBA分子のイオン化が促進される。さらに還元カップリング(RC)反応によりアゾ化生成物の生成を示唆するラマンスペクトルに変化する。このとき同時にPNBA分子自体に起因するラマンバンド強度が減少し、分子が分解することがわかる。Agの表面プラズモン振動数に対応する電圧は2.6Vであり、トンネル電流はファウラーノルドハイムトンネルにより2.3Vから急激に増加する。以上から、Ag電極上ではHEがSPPを励起しその結果PNBAのRC反応が促進されることを推定した。本研究は、ホットエレクトロンを表面素過程の駆動力として用い、その制御を行うための金属・絶縁体・金属トンネル流説号の作製と、上記制御のための最適条件を明確化することを目指した。トンネル効果を利用した電子デバイスの一種であるMIMトンネル接合に対して電圧を印加すると、上部電極表面にホットエレクトロン(HE)と呼ばれるフェルミ準位よりも高いエネルギー状態にある電子が到達する。本年度はAgおよびAu電極表面に吸着したパラニトロ安息香酸(PNBA)のバイアス電圧印加による変化を表面増強ラマン散乱(SERS)法により比較検討した。真空蒸着装置を用いAg/AlOx/AlおよびAu/AlOx/Alトンネル接合を作製した。PNBAはスピンコート法を用いて上部電極表面に吸着させた。トンネル接合に電圧を印加しHEを上部電極表面に作用させると、吸着PNBA分子自体に起因するラマンバンド強度が減少し分解反応が起きていることがわかる。このときPNBA分子間の還元カップリング(RC)反応によりアゾ化生成物が生成することに対応するラマンバンドが現れるが、その印加電圧依存性は上部電極がAgおよびAuの場合で異なる。この結果はAgおよびAu電極いずれもトンネル電流はファウラーノルドハイムトンネルにより2.3Vから急激に増加するのに対して、それぞれの表面プラズモン励起周波数が異なることが原因と考えられる。以上から、HEがSPPを励起しその結果PNBAのRC反応が促進されることを推定した。
前立腺癌におけるアンドロゲンレセプターの意義の新しいアプローチによる解析

前立腺癌のレクチン組織化学による検討をすすめるためにヌードマウスでの前立腺癌転移モデルの作製を試みた。前立腺癌細胞株PC-93の尾動脈注射、前立腺への直接注射を行ない812週で転移の有無について検討したが(各群10匹)、肉眼的な転移病巣は認められなかった。臨床から得られた前立腺癌におけるレクチン組織化学について特に偶発癌を中心にしてさらに検討した。検討したレクチンはPNAとUEA-1で、DNAヒストグラムパターンおよび癌占有体積とレクチン染色性の関連性について検討したが、その結果1)前立腺偶発癌のDNA-histogramとレクチン染色性の関連性は認められなかった、2)偶発癌の高分化癌でのPNA結合部位は管腔側のapicalと核上部であるが、diploidでは管腔側のapicalのみに陽性所見を認めた症例が多く、nondiploidでは核上部に陽性所見を全例で認めた、3)レクチン染色性と偶発癌の癌占有体積との間にUEA-1染色で有意の正の相関を認めたが、PNA染色では有意な関連性は認められなかった。以上の結果から、前立腺癌のレクチン染色性は前立腺肥大症と異なり糖鎖の発現に両者間で相違を認め、特にPNA結合糖鎖はアンドロゲン作用との関連性が指摘されていることから今後アンドロゲン、アンドロゲンレセプターとPNA結合連鎖の発現に関する検討を行なうことにより前立腺癌の発症と進展に関する重要な知見を得られると考えた。またDNAヒストグラムパターンとレクチン染色性の関連性の検討は過去に報告がなく、本研究で得られた結果は前立腺癌における糖鎖の細胞表現と癌のmalignant potentialとの関連を示したもので有意義であり、今後の前立腺癌研究における一つの布石となるものと思われた。(1)アンドロゲンレセプタ-の塩基配列はシカゴ大学のChunらにより明らかとされ,それに対するモノクロナル抗体も購入することが可能となった。しかし本研究の目的はアンドロゲンレセプタ-の前立腺癌での量の変化,構造の変化を知ることを第一の目標としておりChunらの報告によりアンドロゲンレセプタ-の塩基配列が明らかとなっても,本研究の意義は大きいものと考えている。現在,前立腺肥大症組織から得たcDNAライブラリ-からアンドロゲンレセプタ-のcDNAをクロ-ニングしている。このクロ-ニングは平成3年度内に完遂する予定となっているが予定通りの進行状況である。(2)アンドロゲンレセプタ-に対するモノクロナル抗体をAffinityBioreagent社より購入し,前立腺肥大症,前立腺癌でのアンドロゲンレセプタ-に関する免疫組織学的検討を行なっている。結果は3年度の日本泌尿器科学会中部連合総会または4年度の日本泌尿器科学会総会で発表する予定である。前立腺癌はアンドロゲン依存癌の性格を有し初回内分泌療法に8090%の症例が反応する。しかしその後再燃したものの予後は不良であり、アンドロゲン非依存性となる機序の解明は重要である。また潜在癌が臨床癌へと進展する機序も不明であり、これらの解明が待たれている。本研究はこれらの機序を解明する一つのステップとしてアンドロゲンレセプタ-の前立腺癌での意義を明らかにする目的で計画されたものである。現在、前立腺癌におけるアンドロゲンレセプタ-の発現をこれに対するモノクロナル抗体を利用し免疫組織学的に検討しているが未だ結論を得るには至っていない。またアンドロゲンレセプタ-のcDNA作製については現在遂行中である。アンドロゲンレセプタ-自体に対する検討の他にアンドロゲンの作用により前立腺組織内で増加すると言われているPNA(peanut agglutin)結合物質を免疫組織学的に検討し、その結果を核DNA量解析結果と比較検討した。

その結果PNA結合物質は前立腺癌において前立腺肥大症より、またmalignant potentialの高いaneuploid癌でdiploid癌よりも多く発現していた。そして前立腺偶発癌を合併している肥大症組織におけるDNA結合物質の存在部位は癌を合併しない肥大症のそれと異なっていた。これらのことは、前立腺におけるアンドロゲン作用の発現とアンドロゲン依存性そしてアンドロゲンレセプタ-の存在は必ずしも同意義ではないものの、前立腺癌の発癌・進展の種々の状態においてアンドロゲンレセプタ-の作用と関連する変化が起っていることを示しているものと思われた。前立腺癌におけるアンドロゲンレセプター意義を解明するための研究の一環として、前立腺癌のレクチン染色性について検討した。使用したレクチンはPeanut Agglutinin(以下PNA)とUlex europaeus aggulutinin-1(以下UEA-1)で、対象は前立腺偶発癌32例、臨床癌52例であるレクチン染色性は-3+の4段階で判定した。PNA結合物質はアンドロゲンの作用により発現するとの報告がある。結果:(1)PNA染色性は偶発癌で高く、臨床癌で有意に低下していた。(2)リンパ節転移巣のPNA染色性は原発巣に依存していた。(3)UEA-1染色性は臨床病期A1で低く、A2、進行癌(臨床病期CとD)で有意に高かった。(4)リンパ節転移巣のUEA-1染色性は原発巣に依存していた。(5)ホルモン療法後の再燃癌のUEA-1染色性は全例(n=10)強陽性(3+)であった。PNA染色性が前立腺癌リンパ節転移巣で低下するとの報告があるが、今年度の研究ではPNA染色性は原発巣の染色性に依存している結果であった。ただし臨床病期の進行とともにPNA染色性は低下し、PNA結合物質はアンドロゲンに依存して発現するものと思われた。またUEA-1染色性は癌の進行とともに増強し、ホルモン療法後の再燃癌で染色性は強陽性であったことから、UEA-1結合物質はホルモン非依存性癌で特に発現するものと考えられた。当教室で樹立したヌードマウス可移植前立腺癌株PC-Kondoはホルモン療法にて骨転移巣の進行が停止したが、ホルモン非依存性に増殖した原発巣から樹立した株であるが、PNA染色ではheterogeneouslyに弱陽性に染色され、UEA-1染色では強陽性に染色された。PC-Kondoでのアンドロゲンレセプターの解析とPNA染色性、UEA-1染色性を前立腺癌転移モデルで検討することにより、アンドロゲンレセプターと前立腺癌の進行の関連性について知見を得られると考えた。
超微小で長時間の歯のくいしばりが与える咀嚼筋への悪影響

超微小で長時間の歯のくいしばりが顎関節症状を引き起こすか検証した。18名の健常者(24.0±4.3歳)が10%最大随意咬合力で2時間の歯のくいしばりを3日間連続して繰り返し行った。咬筋・側頭筋・顎関節に疼痛を生じ、ピークに到達した(0-10NRSで1.6±0.4, 1.6±0.4分, Day 1)。Day 2, 3には疼痛は消失しており、くいしばりのタスクにより疼痛は再発した。Day 2, 3の疼痛曲線下面積はDay 1より小さかった。超微小で長時間の歯のくいしばりにより疼痛は発生したが顎関節症様のものでは無かった。歯のくいしばりのみでは顎関節症状を誘発しないことが示唆された。顎関節症とは,開口障害や顎関節付近の疼痛を主症候とする疾患で,顎顔面領域の筋・筋膜疼痛症候群はそれら症状が咀嚼筋に発生した時のことをさす.一般的に「ブラキシズム」と呼ばれる歯のくいしばりや歯ぎしりが原因とされてきた.しかし我々を含め,数多くの検証実験を行ったが未だに科学的に解明されていない.そこで本研究は最近の国際学会で討論された病因仮説に基づいた臨床研究を行い顎顔面領域の筋・筋膜疼痛発生機序の一部を理解することを目的とする.具体的には「超微小で長時間の歯のくいしばり」を発揮している前・中・後の咀嚼筋,特に今回はヒト咬筋内の血流・血液組成動態を把握し,咀嚼筋疲労のメカニズムを理解する手がかりを得ることである.実験プロトコルについては平成24年11月下旬にデンマークより、本研究内容に精通している研究者を1名招聘し,完成した.本事業を完了するための1.咬合力計とその咬合力値を被験者本人にフィードバックする装置の開発,2.咬合力,咀嚼筋内血流量,咀嚼筋内血液組成変動,咀嚼筋活動量,自律神経反応度を同時に計測できる装置の開発は平成24年度に完了した.しかし装置の不具合により咀嚼筋内血流量は測定しないことにした.平成25年度に入り,予備実験へ入った.測定実施,結果収集,分析と一連の作業に問題なかったため,研究分担者,研究協力者と確認の後に本実験へ入った.平成25年9月に測定が終了した.その後分析を終了し,平成26年3月には論文執筆を開始し,また国際学会,国内学会にて発表する準備を行っている.超微小で長時間の歯のくいしばりが顎関節症状を引き起こすか検証した。顎関節症の一型である筋・筋膜性疼痛は咀嚼筋の慢性で持続性、低等度の疼痛で、開口障害を伴うことがある。一般的に「ブラキシズム」と呼ばれる歯のくいしばりや歯ぎしりが筋・筋膜性疼痛の原因であるとされてきた。しかし我々を含め数多くの検証実験を行ったが、未だに科学的に解明されていない。本研究は、筋・筋膜性疼痛における、国際学会で討論された最新の病因仮説に基づいた臨床研究を行い、筋・筋膜性疼痛発生機序の一部を理解する事を目的とした。具体的には本事業を実施するためには1.咬合力計とその咬合力を被験者本人にフィードバックする装置の開発、2.実験的ブラキシズム活動発生時の咀嚼筋内血流計と血液組成動態測定装置の開発、3.精神的ストレス度を推し量るための自律神経反応測定装置の開発、4. 1-3の装置を同時計測できるシステムの構築、が必要である。測定装置を極力自作にして経費を抑え、そのかわり連帯研究者(デンマーク、オーフス大学)の研究室に出向き、実験セットアップのための情報収集と研究打ち合わせを行った。そのため平成24年度中に実験セットアップが完了し、予備実験を開始する準備が整った。最終的に最大咬合力の10%程度という微小な筋活動で2時間という長時間に渡る持続的くいしばり(ブラキシズムを模写した実験的咀嚼筋活動)をバイオフィードバックを用いて行い、この時の咀嚼筋内の血液組成・血流動態と被験者の精神的ストレス状態を計測できるようになった。予備実験が完了し次第本実験に入る予定である。本研究は、「力と持続時間を規定した咬合力」を発揮している前・中・後の咀嚼筋、特に今回はヒト咬筋内の血流・血液組成動態を把握し、咀嚼筋疲労のメカニズムを理解する手がかりを得ることを目的とした。

本事業を完了するためには、1.咬合力計とその咬合力値を被験者本人にフィードバックする装置の開発、2.咬合力、咀嚼筋内血流量、咀嚼筋内血液組成変動、咀嚼筋活動量、自律神経反応度を同時に計測できる装置の開発、が必要であった。平成23年3月11日に発生した東北地方の災害により、内定額通りに補助金が交付されない可能性が出た。そのため申請備品の購入を控え、自作による測定装置の作製、研究代表者所有の既存品、部局外の共同研究施設の既製品の借用、により本事業を完了することにした。1.の咬合力計とそのフィードバックについては、平成24年5月中に研究連携者の在籍するデンマーク、オーフス大学を訪問し、測定装置とプログラムを自作で完成させた。咬合力計は片持ち梁二本を基本構造に用い、A/D(analogue/digital)コンバータを介してUSBコネクタよりコンピュータに入力、自作のソフトウエア上で咬合力を常時確認できるようにした。実験プロトコルについては平成23年11月下旬にデンマークとスウェーデンより、本研究内容に精通している研究者を1名ずつ招聘し、完成した。2.については、研究代表者、連携研究者(デンマーク、オーフス大学)、研究協力者(スウェーデン、カロリンスカ研究所)それぞれが保有している測定装置をデンマーク、オーフス大学に持ち寄って測定を行った。測定セットアップは平成24年度中に完了、平成25年度中に予備実験、本実験へ入り、完了した。平成26年度中に分析、学会発表(二回)、論文発表を行った。歯科補綴理工学実験計測を終了し,分析も終了している.進度は当初の実験計画書どおり,順調に進んでいる.平成24年度中に連携研究者と研究打ち合わせや、学会参加などで情報収集し、実験プロトコルの完成と実験セットアップの完了まで行い、予備実験に入られるようになったから。現在の進度を維持すれば,期間内に全てのステップを終了する.課題等は全く見受けられない.平成25年6月には予備実験が完了する予定である。予備実験が完了すれば直ちに本実験に入る。本実験に要する期間は半年程度と予想している。本実験測定と同時進行で発表論文のIntroductionとMaterials and methodsセクションを書き始める。該当年度購入した物品が予定より安価で入手できたため.小額であり,平成26年度に全額使用可能である.目的は成果発表に用いる(出版費や印刷代など).経費節約などで290,633円の未使用額が発生したが、予備実験結果について連携研究者と研究打ち合わせ、実験プロトコルの修正などをおこなうための旅費が必要となったため25年度の研究費と共に全額使用予定である。あとは分析のためのコンピュータやソフトウエア、ストレージでバイス、筋電計等の電極ジェルなど、消耗品の購入の予定。
生体内感応性化学種を模倣した金属錯体の開発

生体反応系における感応性化学種の「機能モデル金属錯体」の開発を中心に研究を進めた。その結果、(i)光ネルギー変換において重要な役割を果たしている「光感応性化学種」および(ii)還元酵素における重要な中間体(感応性化学種)として知られている「低原子価金属種」の新規なモデル錯体を種々合成することに成功した。例えば、(i)拡張性が高く、酸素応答性を有する強発光性のテルビウム錯体や(ii)酸素分子の水への還元反応を触媒できる新規なニッケル-鉄錯体などである。本研究の目的は,「光・二酸化炭素等の外部刺激に応答する金属錯体」を開発し,光駆動型の人工酵素システムを構築することである。具体的なターゲット反応の一つは,二酸化炭素の還元反応(炭酸固定)であり,生体反応系における感応性化学種の「機能モデル金属錯体」の開発を中心に研究を進めている。特に,(1)光エネルギー変換において重要な役割を果たしている「光感応性化学種」,(2)還元酵素における重要な中間体(感応性化学種)として知られている「低原子価金属種」に着目し,これらのモデル金属錯体を合成するとともに本研究領域のA04班が目的として掲げる「人工酵素システムの構築」に挑戦している。さらに、領域内共同研究を通して、生体反応系における複合機能の解明や感応性金属錯体の新機能を開拓している。平成27年度は、当初の計画通り、新規金属錯体の開発・探索に重点を置いて研究を進めた。その結果、新規な光感応性金属錯体として、(a)拡張性が高く、酸素応答性を有する強発光性のテルビウム錯体(発光量子収率:91%)、(b)針状結晶が光誘起屈曲現象を示すロジウム二核錯体および(c)結晶状態で配位子由来の室温リン光を示すガドリニウム錯体の合成に成功した。さらに、低原子価種を経由して小分子を活性化する新規金属錯体として、(d)窒素を活性化するルテニウム錯体および(e)酸素を活性化するニッケル-鉄二核錯体の合成に成功した。上記成果および本研究遂行に伴い派生した成果は、錯体化学会第65回討論会で発表するとともに7報の学術論文としてまとめた。実施計画に沿って、新規金属錯体の開発・探索に重点を置いて研究を進めた。その結果、光感応性金属錯体として、3つの新規錯体の開発に成功した。さらに、低原子価種を経由して小分子を活性化する新規金属錯体として、2つの新規錯体の開発に成功した。上記成果および本研究遂行に伴い派生した成果は、5件の学会発表および7報の学術論文としてまとめた。本研究の目的は、「光・二酸化炭素等の外部刺激に応答する金属錯体」を開発し、光駆動型の人工酵素システムを構築することである。具体的なターゲット反応の一つは、二酸化炭素の還元反応(炭酸固定)であり,生体反応系における感応性化学種の「機能モデル金属錯体」の開発を中心に研究を進めてきた。特に、(1)光エネルギー変換において重要な役割を果たしている「光感応性化学種」、(2)還元酵素における重要な中間体(感応性化学種)として知られている「低原子価金属種」に着目し、これらのモデル金属錯体を合成するとともに本研究領域のA04班が目的として掲げる「人工酵素システムの構築」に挑戦した。さらに、領域内共同研究を通して、生体反応系における複合機能の解明や感応性金属錯体の新機能を開拓した。最終である平成28年度は、平成27年度に引き続き新規錯体の開発・探索(重点課題1および2)を進めるとともに、当初の計画通り、人工酵素系の構築および模倣にとどまらない新機能開拓(重点課題3および4)に関する研究を進めた。主な成果は以下の通りである。(1)酵素「ニトロゲナーゼ」によるアセチレン還元反応の機能モデルとなる無機クラスター、(2)酸素に応答する初めての発光性ディスプロシウム錯体の合成にそれぞれ成功した。さらに、(3)平成27年度に開発した「ガドリニウム錯体によるリン光性結晶」の発光色の制御、および(4)配位子の化学修飾によって、ランタニドイオンの配位環境の制御に成功した。上記成果および本研究遂行に伴い派生した成果は、2016年光化学討論会等で発表するとともに4報の学術論文としてまとめた。平成28年度は、平成27年度に引き続き新規錯体の開発・探索(重点課題1および2)を進めるとともに、当初の計画通り、人工酵素系の構築および模倣にとどまらない新機能開拓(重点課題3および4)に関する研究を進める。28年度が最終年度であるため、記入しない。錯体化学28年度が最終年度であるため、記入しない。
ストキャスティック磁場による高Z 不純物の遮蔽効果

現在、核融合炉実現のために注目を集めている周辺ストキャスティック磁場(統計的に乱れた磁力線構造領域)における不純物の輸送を調べるため、3次元数値シミュレーションと分光計測を用いて両者の比較・解析を行った。高密度プラズマ運転時における不純物遮蔽効果を立証する解析結果を得た。また、高い荷数を持つ不純物(鉄)においても遮蔽効果を確認した。これら遮蔽効果は、ストキャスティック磁場の幾何学的構造に起因していることを明らかにした。平成24年度は既存の真空紫外分光器による鉄からの発光計測と、3次元数値シミュレーションとの比較を行い、ストキャスティック磁場による鉄不純物(高Z不純物)の遮蔽効果を調べた。プラズマ閉じ込め領域への外部からの不純物流入という観点から、閉じ込め領域と周辺プラズマとの境界付近に位置すると考えられる鉄の15+イオンについて着目した。磁気面に沿ってプラズマパラメータが一定であると仮定してアーベル変換を行い、実験で得られた発光量から鉄15+イオンの密度を評価した。その結果、背景プラズマの密度上昇に伴い、鉄15+イオンの密度が減少することがわかった。数値シミュレーションとの比較により、その密度依存性が従来のモデルで比較的良く再現されることがわかった。但し、今回の計測では、鉄の発生量の同定に至らなかったため、その定量評価は今後の研究課題として残されている。また、実験データとシミュレーションの比較において、実験で得られた温度分布がシミュレーションによってうまく再現できない領域があることがわかった。その理由の一つとして、磁力線を横切る方向の輸送係数が空間的に変化していることが考えられる。既存のシミュレーションコードではこの輸送係数は全計算領域で一定となっている。これを解決するために、空間的に変化する輸送係数を取り扱えるように計算コードの改良を行った。今後は、改良された計算コードを用いて、さらに精密な議論を行っていく予定である。また、ストキャスティック磁場領域における不純物遮蔽効果について、磁場構造の違いに着目してそのメカニズムを考察するために、磁力線構造が大きく違うトカマク装置との比較を行った。その結果、遮蔽効果はストキャスティック磁場領域で半径方向の輸送が促進されることにより、背景プラズマの外向きの流れと不純物の間の摩擦力が有効に働き、結果として遮蔽効果が効果的現れることが明らかになった。平成23年度の成果は以下の2点である。(1)ダイバータ部に特化した分光計測の立ち上げを行い、これによるデータ収集を行った。(2)炭素に加え、ネオンパフ実験を行い、不純物輸送の不純物種依存性に関するデータを取得した。また輸送計算コードのネオンへの拡張を行し、実験との比較を行った。(1)については、当初の予定通り、コアプラズマを通らずに直接ダイバータ部を見込む視野を確保し、光学系の設計を行い、実験データを取得した。データは200700nmまでの可視域から紫外を含む領域を確保しており、これにより炭素の発光線CII, CIII, CIV, CVが観測可能となった。また化学スパッタリングによるCHバンドの計測も可能になった。光学系の視野は、ダイバータ板からストキャスティック層、最外殻磁気面までを一度に計測することが可能となっており、輸送解析に有用なデータとなる。分光器の絶対較正はほぼ終了し、当初の目標の炭素の発生量の定量評価を残すのみとなっている。(2)については、当初の研究計画にあった輸送の不純物種依存性についての研究の一つとして実施した。新たに立ち上げた分光計測により、ネオンパフ時の発光スペクトルを得た。更に、既存のEUV,VUV分光器により、NeVIIIの分布計測を行った。この発光線の線強度比からNe7+の存在領域の電子温度を評価した。これに対応して、プラズマ輸送計算コードをネオン不純物に拡張し、Ne7+の分布計算を行い、実験同様の視野で発光線強度比を計算して比較を行った。この結果、実験で得られたNe7+は計算に比べて高い温度領域に分布することがわかった。輸送モデルの改善に関する重要なデータを取得した。当初の計画では、新たに立ち上げた分光計測で炭素発生量と閉じ込め領域への侵入量の定量評価を掲げていたが、これがまだ達成されていない。ただし、計測系の立ち上げと絶対較正・データ収集は終わっており、あとは解析を残すのみである。間もなく当初の目的を終了できる。一方、不純物種依存性を見るという点では、新たにネオンに関する実験と計算が進展しており、輸送モデルの検討が進んだ。炭素の発生量と閉じ込め領域への浸入量の定量評価を行う。また、磁場配位を変化させた実験を行い、輸送と磁場構造依存性の関係を調べる。更に、平成23年度に立ち上げた光学系の基礎データをもとに、光ファイバーのチャンネル数を40に増やし、新たに2次元分布測定を行う。これにより、炭素をはじめとした各種不純物の発光位置と磁力線構造との関係をより詳しく観察する。

また、高Z不純物の輸送研究として、キセノン、クリプトンを入射してその挙動を観測し、計算コードとの比較を行う。これまで進めてきた鉄の輸送解析と合わせ、高Z不純物の輸送過程についてモデルの妥当性を検証する。新たに設置する2次元分布測定用の光ファイバー、レンズユニット、真空窓、シャッタの購入を行う。これらはすでに発注済で平成24年度4,5月に納品予定。また、光学系調整のためのレーザー発振器を購入する。
中学校数学におけるルーブリックを用いたノート指導による論理的思考の育成

研究目的申請者の勤務する岐阜大学教育学部附属小中学校においては,「確かな論理を創り出す生徒の育成」を主題として「かく活動」を基盤とした論理的思考の育成に継続的に取り組んできた。小学校,中学校と発達段階に応じて「かく内容」の量は変わってくるものの,「かく活動」ではノート指導において,文章記述からグラフィカルライティングへと導くことで,線形的思考から平面的思考の方法を獲得させ,論理の関係性に着目させるため思考プロセスの図式的表記と矢線による関係性表記を指導してきた。グラフィカルライティングにより,「話す活動」として実施している交流活動においても,互いの論理的思考を共有して思考することが可能となり,自らの論理の確認においても効果的となることを確認してきた。本研究では,グラフィカルライティングによる数学ノートに示された論理的思考のパフォーマンスを評価するルーブリックを教師及び生徒が共有した教授学習活動により,論理的思考の変容を明らかにした。実施内容(1)小学校算数・中学校数学のルーブリックを数学教師集団で開発し,「振り返り」の自己評価及び教師評価において継続的に活用した。→単位時間の終了に,児童生徒のノートを回収し,評価とともに,児童生徒の記述の変容を観察していった。また,算数・数学通信を通して,模範となるノート記述の紹介などを繰り返し行っていった。(デジタルカメラの使用)(2)「かく活動」と「話す活動」の関係をノート及びグループ会話記録から分析する。→交流時間における児童生徒の会話のやり取りから,論理の深まりの段階を分析したり,ノート記述との関連を見ていったりした。(ビデオカメラ,ICレコーダー,ストップウォッチの使用)(3)小学校算数,中学校数学において,発達段階における「かく活動」と「話す活動」が確かな論理を創り出すために,どのような影響を与えているのか分析し,ルーブリックの在り方を検討した。(デジタルカメラ,ビデオカメラ,ICレコーダーの使用)研究目的申請者の勤務する岐阜大学教育学部附属小中学校においては,「確かな論理を創り出す生徒の育成」を主題として「かく活動」を基盤とした論理的思考の育成に継続的に取り組んできた。(デジタルカメラ,ビデオカメラ,ICレコーダーの使用)
大動脈瘤に対する間葉系幹細胞エクソソーム療法の試み

動脈硬化の終末像である大動脈瘤に対する外科的治療には限界があり、新たな治療法の開発が望まれる。本研究では、間葉系幹細胞(MSC)から産生されるエクソソームを利用した新たな大動脈瘤治療法の可能性を探った。In vitroでは、MSC由来エクソソーム添加によりマクロファージ中の炎症性遺伝子発現が低下した。in vivoでは、マウス大動脈瘤モデルにMSC由来エクソソームを静脈内投与したところ、生食群に比べエクソソーム群で瘤径の縮小、瘤存在率の低下、エラスチン変性分解の抑制、MMP-2, -9活性の低下がみられた。これらの結果から、MSC由来エクソソームによる大動脈瘤治療の可能性が示唆された。【背景・目的】これまでに間葉系幹細胞が有する抗炎症作用・免疫抑制能を利用した細胞投与による大動脈瘤治療効果を明らかにしてきた。一方、近年では間葉系幹細胞が分泌する「エクソソーム」にも抗炎症作用や免疫抑制能を有しているとの報告があることから、本研究では、間葉系幹細胞から産生されるエクソソームを利用した、細胞を用いない、新たな大動脈瘤治療法の可能性を探る。【実験】マウス大腿骨から骨髄を採取し、骨髄由来間葉系幹細胞(BM-MSC)を樹立した。80-90%コンフルエントの時点で血清不含培地に変えて48時間培養したのち、培養上清を回収して超遠心法にてエクソソームを分離した。得られたエクソソームは、フローサイトメトリーにて特異的表面抗原の同定、および透過型電子顕微鏡にて形態観察を行った。次に、活性化マクロファージまたは血管平滑筋細胞の培養培地にPKH26でラベルしたエクソソームを添加し、細胞内への取り込みの様子を顕微鏡で観察した。また、定量リアルタイムPCRにて各細胞の遺伝子発現変化について検討した。【結果】約100nm前後のエクソソームの存在が観察され、特異的表面抗原CD9, CD81陽性が同定された。また、培養培地に添加したエクソソームは、活性化マクロファージおよび血管平滑筋細胞どちらにおいても12時間後で細胞内に取り込まれている様子が確認され、細胞形態に大きな変化は見られなかった。遺伝子発現では、活性化マクロファージにおいて、エクソソーム無添加群に比べてエクソソーム添加群でIL-1beta, TNF-alpha, MMP-2, MMP-9遺伝子発現が有意に低下した。一方、血管平滑筋細胞では、エクソソーム無添加群に比べてエクソソーム添加群でCystatin C, TIMP-2, MMP-2遺伝子発現が有意に上昇した。【背景】大動脈瘤に対する外科治療は侵襲が大きく、新たな低侵襲治療の開発が望まれる。これまでに骨髄由来間葉系幹細胞(BM-MSC)が持つ抗炎症作用、組織修復能を利用して大動脈瘤に対するBM-MSC静脈内投与を行い、瘤の縮小効果を証明した。今回我々はBM-MSCからエクソソームを分離・同定しエクソソーム静脈内投与による新たな大動脈瘤治療について検討した。【方法】24週齢以上、雄のapolipoprotein E遺伝子欠損マウスに、4週間持注による大動脈瘤誘発後、特異的表面抗原CD9, CD81陽性のマウスBM-MSCエクソソームを経静脈投与した(E群)。対照群には生理食塩水を投与した(S群)。投与1週間後に犠牲死させ、超音波測定装置による継時的瘤径測定、瘤発生率、EVG染色による組織学的評価を行った。【結果】瘤径は両群ともにATII持注4週間後に有意な大動脈径拡大認めたが、投与1週間後では、S群に比べE群で有意に瘤径縮小を認めた(E群vs S群= 1.63 ±0.11 vs 2.2 ±0.13, p < 0.05)。瘤発生率はE群20%, S群100%とE群で有意に低下した(p < 0.05)。組織学的所見では、S群に比べてE群でエラスチン繊維の変性分解が抑制されている所見が観察された。【結語】エクソソーム静脈内投与によって大動脈瘤の縮小効果がみられ、大動脈瘤治療の可能性が示唆された。エクソソームの分離方法はいくつか論文報告があり、当初は市販抽出キットで試みていたが分離効率や純度が低かった。また、今後のアプリケーションを考慮すると、キットに含まれる未知試薬による影響を排除できないため、分離方法を超遠心法に変更した。この方法で分離・同定まで遂行することが可能となった。

平成26年度では、エクソソーム取り込みに際する細胞への影響(形態や遺伝子発現変化)、エクソソーム内含有RNA,タンパクの網羅的解析を行う予定で、形態および遺伝子発現まで解析できたことから、おおむね順調に進展していると評価した。27年度が最終年度であるため、記入しない。心臓大血管外科学今後の予定では、平成26年度で遂行できなかったエクソソーム内含有RNA,タンパクの網羅的解析を行う。加えて、マウス大動脈瘤モデルを用いたエクソソーム静脈投与による大動脈瘤発症予防および治療検討を行い、その有用性を明らかにする。
環境適応型高効率自動ごみ燃焼処理手法の開発

本研究は、近年問題となっている地球環境問題、その中でも特に関心の高いごみ燃焼時のダイオキシン発生の問題を解決するため、最適なごみ燃焼システムを考案するものである。昨年度までに、焼却場の過去のデータを入手し、それをデータベース化すること、および、ごみ焼却制御システムをビジュアルベーシックによってプログラミングし、実際のごみ焼却場へ応用することを行った。本年度は、まず、データベースの構築に必要な自動手書き文字認識プログラムを改良し、昨年までの認識率2050%から現在の認識率は4070%まで向上させた。現段階では、まだ十分な認識率は得られておらず、このシステムに組み込むことはできないが、改良を加えることにより十分な認識率が得られると期待できる。また、きめ細かな制御を行うため、データを取り込む際に、チャンネル数を8から48へ向上させ、さらにマルチプレクサを利用して高速化を図った。また、データ記録・記録間隔を1時間から最小1分おきに記録するように短縮させた。その結果、以下のことが明らかになった。1)ダイオキシンと相関のあると言われている炭酸ガス濃度は、再燃焼室の温度に深い関係があることが分かった。2)炭酸ガス濃度は、運転開始時と停止時に大きな変動が発生することが判った。これは、(1)炉の始動時にCO濃度と深い関係のある炉内温度が十分な温度に達していない。(2)炉の始動時に、十分な空気(酸素)が供給されていない。(3)炉の出口付近の空間が再燃焼に必要なだけの容積が確保されていない。等の問題点のためだと考えられる。3)上記の欠点を補うためには、(1)始動時にはバーナーを用い、炉内を暖めて850°C以上の温度で燃焼させる。(2)各ストーカでの燃焼温度上げ、再燃焼時の温度を確保する、等の対処によりほぼ定常運転時程度にまで炭酸ガス濃度を押さえられることが判った。本研究は、近年問題となっている地球環境問題,その中でも特に関心の高いごみ燃焼時のダイオキシン発生の問題を解決するため、最適なごみ燃焼システムを考案するものである。本年度は、焼却場の過去のデータを入手し,それをデータベース化して時系列データのグラフ化を行う(データベースの構築)こと。これらのデータをもとに、ごみ焼却制御システムをビジュアルベーシックによってプログラミングし、実際のごみ焼却場へ応用すること(燃焼プログラムの構築)、ごみ発電による資源の再利用の高効率化(燃焼熱の再利用)を考えた。その結果、以下のことがわかった。1)昨年度までの、佐世保市内のゴミ焼却場の運転日報をもとにダイオキシン発生に相関がある作業工程を調べた。その結果、ダイオキシンと相関のあると言われている炭酸ガス濃度は、再燃焼室の温度に深い関係があることが分かった。2)データベースの構築に必要な手書き文字認識プログラムを開発した。運転日報は罫線が多く、記入者もばらばらであるので、現在の認識率は2650%である。3)これまでのごみ焼却プロセスにおける熱収支を計算した。その結果、余剰熱は発電等に有効利用できることを明らかにした上記の結果は、これまでの観測を元に得られたものであり、1時間おきに記録されたものである。さらにきめ細かな制御を行うため、データを取り込む際に、チャンネル数を8から48へ向上させ、さらにマルチプレクサを利用して高速化を図った。現在、このシステムでの動作チェックと、実際の燃焼システムでの試運転を行っている。これまでの数回の使用では誤動作は確認されていない。

以上の成果は,電気学会(日)や大気環境学会で報告する予定である。来年度は本年度できなかった、手書き文字認識プログラムの認識率を向上させ、より多くのデータを収集することと、作製したプログラムの信頼性を向上させる予定である。本研究は、近年問題となっている地球環境問題,その中でも特に関心の高いごみ燃焼時のダイオキシン発生の問題を解決するため、最適なごみ燃焼システムを考案するものである。昨年度までに、焼却場の過去のデータを入手し,それをデータベース化すること、および、ごみ焼却制御システムをビジュアルベーシックによってプログラミングし、実際のごみ焼却場へ応用することを行った。本年度は、まず、データベースの構築に必要な自動手書き文字認識プログラムを改良し、昨年までの認識率2050%から現在の認識率は4070%まで向上させた。現段階では、まだ十分な認識率は得られておらず、このシステムに組み込むことはできないが、改良を加えることにより十分な認識率が得られると期待できる。また、きめ細かな制御を行うため、データを取り込む際に、チャンネル数を8から48へ向上させ、さらにマルチプレクサを利用して高速化を図った。また、データ記録・記録間隔を1時間から最小1分おきに記録するように短縮させた。その結果、以下のことが明らかになった。1)ダイオキシンと相関のあると言われている炭酸ガス濃度は、再燃焼室の温度に深い関係があることが分かった。2)炭酸ガス濃度は、運転開始時と停止時に大きな変動が発生することが判った。これは、(1)炉の始動時にCO濃度と深い関係のある炉内温度が十分な温度に達してない。(2)炉の始動時に、十分な空気(酸素)が供給されていない。(3)炉の出口付近の空間が再燃焼に必要なだけの容積が確保されていない。等の問題点のためだと考えられる。3)上記の欠点を補うためには、(1)始動時にはバーナーを用い、炉内を暖めて850°C以上の温度で燃焼させる。(2)各ストーカでの燃焼温度上げ、再燃焼時の温度を確保する、等の対処によりほぼ定常運転時程度にまで炭酸ガス濃度を押さえられることが判った。
塩害による損傷を受けたコンクリート構造物の補修設計に関する研究

現在、コンクリート構造物の補修などによく用いられている合成樹脂材料によるコンクリートの表面処理をとりあげ、材料を含む仕様、膜厚などの処理量、環境湿度の違いなどによる酸素、水の透過性の相違を明らかにするとともに、ひびわれ追従性をも考慮したうえで、鋼材腐食に関する耐久性設計を例として、コンクリート構造物の耐久性設計、補修設計の基本的フローについて検討を行った。得られた主要な結果を以下に示す。1.鋼材腐食時の鋼材表面における酸素の消費とそれに伴う酸素の拡散をモデル化した実験によれば、コンクリート中での酸素の見掛けの拡散係数は10^<-5>10^<-6>cm^2/sの範囲にあった。2.ひびわれ追従性の小さなエポキシ、MMAおよびひびわれ追従性の大きなウレタンは低い物質透過性をもち、その効果はある程度以上の膜厚(エポキシ、ウレタンについては240μm)で顕著となる。3.シランおよびひびわれ追従性を考慮したシランとポリマーセメントモルタルを併用した仕様は、物質透過抑制効果はエポキシなどに比べて小さいものの、コンクリート中からの水分逸散を期待できる。なお、ウレタンについてもシランと同様の効果を期待できる可能性が高い。4.塩化物イオンがかぶりコンクリート中にすでに多量に蓄積されている場合、かぶりコンクリートをはつり取らずにコンクリート表面処理を補修用として施工しても、現在一般に用いられている仕様ではその補修効果は小さく、仕様の改善等、補修方法の検討を要する。近年数多く報告されているコンクリート構造物の塩害損傷事例は,コンクリート構造物が場合によっては必ずしも十分な耐久性を有していないことを明らかにした.塩害による損傷を受けたコンクリート構造物を補修するにあたって用いられる最も一般的な方法は,種々の合成高分子材料を用いたライニング工法である.62年度においては,塩害損傷に対するライニング工法に要求される性能として最も基本的な,水分および酸素の拡散性状に関する検討を行った.水分の内で,液体としての水の透過性については, JIS A 6910「複〓模様吹付材」に準じて透水試験を行った.気体としての水蒸気の透過性については,ウェット・スクリーニングしたモルタルを用い, JIS Z 0208「防湿材料の透湿度試験方法」を参考として試験を行った.さらに酸素については,コンクリート中に埋設した鋼板の限界電流密度を求めた.得られた主要な結論を以下に示す.1.鋼材腐食時の鋼材表面における酸素の消費とそれに伴う酸素の拡散をモデル化した実験におけるコンクリート中の酸素の見掛けの拡散係数は, 10^<-5>10^<-6>cm^2/sの範囲にあった.2.本研究では,エポキン,ウレタシ,シラン,およびMMAをライニング仕様として用いたが,前3者については低い物質透過性を持ち,その効果はある程度以上の膜厚(エポキシ,ウレタンについては240μm以上)で顕著となる.これに対し,シランおよびシランとポリマー・セメント・モルタルを併用した仕様は,物質透過抑制効果はエポキシなどに比べて小さいものの,コンクリート中からの水分逸散を期待できる.3.塩化物イオンがすでにコンクリート中に蓄積されている場合,現在の補修仕様では対応が困難である.現在、コンクリート構造物の塩害による損傷に対して補修工法としてよく用いられる合成樹脂材料によるコンクリートの表面処理をとりあげ、ひびわれ追従性の確認を伴うとともに、補修設計の基本的な考え方についてとりまとめた。1.塩害補修にあっては、塩害劣化機構から区分される劣化程度を考慮したうえで設計を行わなければならない。2.現在主として用いられている、塩害補修用ライニング仕様は、酸素の遮断をあまり期待できないため、かぶりコンクリートで塩化物イオンを処量に含む箇所でのはつり作業が極めて重要である。3.ひびわれ追従性能はライニング膜厚と使用材料の伸度によって指定が可能である。