hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オンライン低温核偏極法による中性子過剰二重魔法数核の核構造研究

原子核の陽子数及び中性子数が魔法数になる領域では核子が閉殻形成するため非常に安定になる。このような安定な領域では原子核内の微小な効果が見やすくなる。これまで安定核が中心だった研究を中性子過剰領域に進め、中性子過剰二重魔法数原子核48Ca近傍での原子核の電磁気構造を調べるため短寿命核49Sc(半減期57分)の磁気モーメントをオンライン低温核偏極法で測定した。得られた結果と原子核理論計算との比較から中性子過剰な48Ca近傍における理論計算の妥当性及び安定な二重閉殻近傍殻での理論の精密化の必要性を示した。本研究では中性子過剰の48Ca近傍での原子核の電磁気構造を調べるため、これらの電磁気モーメントをオンライン低温核偏極法で測定することを目的とする。現在この研究が可能なのはCERN研究所ISOLDE施設のオンライン低温核偏極装置NICOLEが唯一であり、我々はOxford大、Tennessee大、Leuven大等との国際共同研究グループを作り不安定核の電磁気モーメント測定を進めている。本年度は昨年度に引き続き、NICOLEで発生した真空トラブルのため、主に修復のため原因調査を行ってきた。昨年度作成した真空冶具等を用い、5月に再調査を行った。このときにはこれまで行っていなかった液体窒素を用いた低温下でのテストを行った。その結果いくつかのリークは見つかったがテスト環境が不十分であったため、最終的にOxford社に低温テストを依頼することを決定した。さらに移送梱包のため12月に再び渡欧し作業を行った。平成25年1月にCERNからOxford社に移送し、現在Oxford社において原因調査中である。これまで行った結果のうち、49Scについて磁気モーメントの初測定と48Ca二重閉殻近傍核の磁気モーメントに対する高次効果についてまとめPhysical Review Letterに発表した。平成25年度はISOLDEにおけるNICOLEの新しい国際共同研究グループの申請と、これまでの成果の報告を行った。新しい国際共同研究グループはテネシー大学(米)、ノビサボ大学(セルビア)、ILLグルノーブル(仏)、マクマスター大(加)、CSNSMオルセー(仏)及び新潟大からなり、新潟大学は電磁気モーメント測定研究及びNICOLEシステムの運用を担っている。ビームタイム申請では低温核偏極状態からのβ崩壊後に放出される中性子角度分布測定による中性子過剰核137,139I及び87,89Brの不安定核構造研究をテーマとしている。ここでは安定した偏極核の生成が極めて重要であり、NICOLEシステムはこれを実現することができる。成果報告は新潟大が49Scの磁気モーメント測定をテネシー大学がHfの励起状態の磁気共鳴観測について行った。ISOLDEのアップグレード改修に伴い、分離移動されているNICOLE本体及び、Oxford社より真空漏れ修理から戻ってきたメインユニットの組立てのための調査のため、3月にCERNに滞在した。、NICOLE本体部品を確認、アップグレード改修によるNICOLE周辺の状況について確認した。帰国後、組み立て計画を立て、平成26年度の5月に本体組み立てを、夏季に真空冷却テストを行う予定である。次年度以降のNICOLEシステム復帰への見通しを確認できた。本年度は主にNICOLEで発生した真空トラブルのため、主に修復のため原因調査を行ってきた。新潟大学にもある低温核偏極装置と異なりNICOLEでは短寿命核の測定を可能とするため不安定核分離装置ISOLDEと真空系で接続されており、生成した不安定核をオンラインで10mKの超低温下で注入できるようになっている。このため真空接続系の構造が複雑であり、また真空テスト用の冶具等の製作が必要となった。こんため原因調査のための渡航が9月及び12月の二度になった。結果としてはトラブル原因の概要は判明したが詳細な発生箇所の特定には至らず、引き続き24年度にも調査修理を行う。このような状況のため今年度はビームを用いた実験は行っていないが、これまでの実験データについては解析をすすめており、49Scについては偏極生成及び磁気モーメント測定について取りまとめの段階になっている。本研究で使用するCERN研究所ISOLDE施設の低温核偏極装置NICOLEについて真空トラブルのため現在修復中である。平成24年度はこの修復調査のため5月に大坪及び武藤が現地に滞在した。

そこで移送梱包のため12月に再び渡欧し作業を行った。この際研究分担者武藤豪氏も同行する予定だったが、直前に検査入院が必要となったため動向は断念し、大坪と国際共同研究者とで作業を行った。平成25年1月にCERNからOxford社に移送し、現在Oxford社において原因調査中である。データ及び制御システムの開発については、NMR用周波数シンセサイザを制御するためのシステムを開発中である。研究に関しては、これまでにNICOLEで行った49ScのFe中での共鳴実験の解析を進め、初の磁気モーメント測定としてPhysical Review Letterで発表した。本研究で使用するCERN研究所ISOLDE施設の低温核偏極装置NICOLEについて真空トラブルのため現在修復中である。平成23年度はこの修復調査のため9月及び12月に大坪及び武藤が現地に滞在した。NICOLE装置は通常の核偏極装置と異なり加速器施設に真空ラインで接続しており、装置分解及びテストのために新たに真空フランジを作成する必要があっり、9月の状況確認の後、12月に再度テストを行った。これらの作業の結果、トラブルの状況は確認できたが、問題部位に確定まではいたらず、引き続き24年度も修復作業を続ける。データ及び制御システムの開発については、NMR用周波数シンセサイザを制御するためのシステムの開発を始めている。研究に関しては、これまでにNICOLEで行ったSc同位体のFe中での共鳴実験の解析を進めており、取りまとめ次第、成果発表を行う予定である。昨年度に引き続き本年度もNICOLEシステムの修復に集中する。低温テスト完了後、CERNに移送し、再組み立て稼動までを目標とする。また修復後の実験のため、引き続きデータ及び制御システムの開発を進める。先に述べたとおり、現在NICOLEがトラブルのため、本年度はNICOLEシステムの修復に集中する。24年5月に修復のための滞在を予定している。また修復後の実験のため、データ及び制御システムの開発を進める。次年度はNICOLEシステムの低温テスト及び修復を予定しており、このための国際共同グループの分担金に研究費をあてる予定である。また再設置時にCERN研究所の滞在する予定であり、旅費の使用も予定される。なお不足分については研究代表者の研究費で補充する予定である。次年度はNICOLEシステムの修復のため、CERN研究所の滞在が複数回にわたると予想される。このため、滞在のための旅費の割合が高くなる予定である。また、23年度購入予定であったNMR用周波数シンセサイザについては納入は年度内に行われたが年度末だったため、支払い手続きは次年度に行われる予定である。
シオミズツボワムシ大量培養槽における原生動物および細菌の機能

海産生物の初期餌料として必要不可欠なシオミズツボワムシ(以下ワムシ)の培養時にしばしば起こる大量斃死、増殖不良現象を解明する一環として、槽内に形成される微小生物生態系の機能を定量的に解析した。I食物連鎖における原生動物および細菌類の機能の評価ワムシ培養槽において、培養全期間および日間の窒素収支を評価した結果、培養全期間の餌料転換効率が53.870.8%という、異常とも言える高い値になった。また、日間の窒素収支は、給餌量(1.89X10^<ー8>gN/日個体)<{成長量(1.42)+排出量(2.69)}となり、人為的に与えた餌料以外に、ワムシは他の有機物も摂餌していることが予想された。そこでバ-ティクルカウンタ-を用いて調べたところ、ワムシの排泄物を利用する細菌がフロック状態になった後、窒素量にして1.037x10^<ー7>gN/個体と、一般的な餌料とほぼ等しい値で摂食されていた。また、ワムシの増殖を著しく促進するPseudomonas属の細菌が存在した。II増殖阻害因子としての細菌ワムシ大量斃死時に分離された細菌株は、ワムシに対して強い致死毒性を示し、従来原因不明とされてきた突然の大量斃死の一因となっていることが示唆された。本菌株はVibrio alginoliticusに同定された。III培養槽内の物質循環における細菌の機能ケモスタット内で、安定同位体^<15>Nを用いて窒素の流れを定量した結果、ワムシは体内に取込んで窒素の70ー80%を有機態のまま水中に出していることが明らかになった。水中では、それらの約20%は細菌に取込まれ、再びワムシに摂食される。また、ほぼ同量が細菌によって無機化されアンモニアとなった。残りがPONとして蓄積し、あるレベルを超えるとワムシの急落、増殖不良をもたらす。シオミズツボワムシ培養時に出現する細菌及び原生動物の機能を解析するにあたって、実際の種苗生産現場でそれらの消長を観測し、あわせて室内実験で検証した。ワムシ大量培養槽中の原生動物及び細菌の動態観測神奈川県栽培センタ-の150トン間引き式培養槽において、毎日定時観測を行なった結果、細菌数は10^7ー5_x10^3/mlであまり変化がなかったが、鞭毛虫は全く検出されない状態から8_x10^4間で変化し、その変動はワムシの増殖と逆相関を示したことから、鞭毛虫がワムシに捕食されていることが示唆された。食物連鎖における原生動物および細菌類の機能の評価上記現場での大量培養を模した31規模の培養を室内で行なったところ、実験開始時に10^7/ml存在した細菌は、終了時には10^6/mlにまで減少し、また、形態組成は、ワムシの増加とともに桿菌の占める割合が減少し球菌が優占した。桿菌の密度およびワムシ密度の間には負の相関が認められたことから、ワムシは、球菌よりも体積の大きい桿菌を摂餌することが示唆された。また、鞭毛虫は0ー10^4/mlの範囲で大きく変動し、培養の初期にはワムシの餌料としての意義が示唆されたものの、中期以降は出現が突発的になり解析が困難になった。

ワムシ、原生動物、細菌間の食物連鎖網の定量は、各生物のエネルギ-摂取量と排泄量、増殖量を知る事によって行なう計画であったが、このために最も優れた方法であるケモスタットの運転に成功したので、今後、環境項目の設定値を段階的に変えて実験を行なう予定である。食物連鎖における原生動物および細菌類の機能の評価ワムシ培養槽において、培養全期間の窒素収支および日間窒素収支について評価した結果、培養全期間の餌料転換率が53.870.8%という、異常ともいえる高い値になった。また、日間の窒素収支については、給餌量(1.89)〈{成長量(1.42)+排出量(2.69}×10ー8gN/日/個体となり、ワムシは人為的に与えた餌料以外に、培養水中の微小動物等を摂餌していることが予想された。そこで、パ-ティクルカウンタ-を用いてワムシ培養水を調べたところ、ワムシの排出物を利用して増殖する細菌はフロック状態になった後、窒素量にして、1.037×10^<-7>gN/日/個体で摂食され、現在培養に用いられている餌料とほぼ等しい値となった。また、ビタミンB_<12>産生性からは説明できない、著しい増殖促進効果をワムシに対して示す、Pseudomonasに属する細菌が存在した。増殖阻害因子としての細菌ワムシ大量斃死時に分離した細菌Y5株は、ワムシに対し強い致死毒性を示し、従来原因不明とされてきた突然の大量斃死の一因となっていることが示唆された。本菌株は、Vibrio alginolyticusと同定された。培養槽内の物質循環における細菌の機能ケモスタット内で、安定同位体^<15>Nを用いてワムシ体内における窒素の流れを定量した結果、ワムシは餌として体内に取込んだ窒素の70ー80%を有機態のまま水中に出していることが明らかになった。水中では、それらの約20%は細菌類に取込まれ、再びワムシに摂食される。また、ほぼ同量が細菌によって無機化されアンモニアとなった。PONとして残る部分が蓄積し、あるレベルを超えるとワムシの急落、増殖不良に至る。
マウス血清の抗HIV活性、活性物質の同定と作用機構

マウス血清中にHIVー1の感染性を抑制する物質が存在することを見出し、その物質的性状に関して以下の結果を得た。1、ウイルス(Kenya株)と同時に階段希釈したマウス血清を培養中に添加すると、少なくとも1:128培の希釈で、5日後におけるMOLT4細胞の細胞融合の発現やTAII1細胞での蛍光抗体染色陽性の感染細胞の出現が、ほぼ完全に抑制された。2、本抑制活性は正常マウス(BALB/c、CBA/J、C3H/HeN、C57BL/6ByA、C3HeB/Fej)の他に、C5欠損マウス(A/J、AKR/N、DDD/1、DBA/2)、ヌ-ドマウス(KSN)、SCIDマウス血清中にもほぼ同等に認められた。3、マウス血清はHIV細胞への吸着には影響を与えなかった。しかし、細胞に対してよりはウイルス粒子に直接作用をしていることが示唆された。4、抑制活性は56°C30分処理、EDTA及びEGTA処理、トリプシン処理によって消失した。5、透析、補体を消費するcobra venom factor処理では、折制活性は消失せず、血清によるvirolysisも見られなかった。6、マウス血清をイ-ストマンナで前処理すると抑制活性は消失した。以上により、マウス血清中のHIVー1抑制物質はマンノ-ス結合蛋白質(MBP)であることが示吸された。現在、マウスMBPの単離精製、その抗ウイルス活性をヒト、ラットなど他種MBPと比較することを行っている。
ロボットマニピュレータのロバスト制御

産業用や宇宙用のロボットマニピュレータの高速化・軽量化に伴い、柔軟性を考慮したロボットマニピュレータの制御が大きな問題となっている。柔軟マニピュレータの物理パラメータの不確実性や先端負荷の変動に対するロバストな制御系の設計は重要な問題である。本研究では柔軟ロボットマニピュレータのニューロファジイ状態空間モデルを導出し、そのモデルに基づいてファジイ制御則を提案し、実験によりその有効性を検証した。まず、1自由柔軟アーム実験装置を用い、実験により得られた実際の入出力データを用いて、Takagi-Sugenoタイプのニューロファジイ状態空間モデルを導出した。得られたモデルに基づいてPDC(Parallel Distributed Compensation)手法を用いて安定なファジイ制御則を構築した。ファジイ制御則の安定化条件はLMI(Linear Matrix Inequality)によって記述される。このLMIを計算機により数値的に解くことにより、安定性の判別が可能となるようにプログラム開発を行なった。次に、提案するファジイ制御則を実装し、1自由柔軟アーム実験装置を用いてその有効性の検証を行なった。関節角度を0°180°の範囲で変化させ、先端負荷は00,6Kgmの範囲で変化させ様々な条件で実験を行なった。実験結果からすべての関節角度と先端負荷変動に対して、提案したファジイ制御則は応答性をそれほど損なうことなく安定した閉ループ応答を達成することを確認した。本研究では,「ロボットマニピュレータのロバスト制御」といったテーマで,マニピュレータのモデリングとロバスト制御に関する理論的および実験的研究を行う.まず,ロボットマニピュレータのLPVに基づいたモデル,ニューロ・ファジィに基づいたモデル,ANNとLPVに基づいたハイブリッドモデルを導出する.次に,LMIに基づいたロバストファジィ状態フィードバック制御系,LMIに基づいたゲインスケジュール出力フィードバック制御系を設計する.提案する3つのモデルのそれぞれに2つの制御系を適用して制御性能を比較するため,シミュレーションを行う.さらに,実機を用いた実験を行い提案する制御則の有効性を検証する.以上の研究目的を達成させるために、16年度は以下の研究を実施した.1自由度柔軟マニピュレータのファジィ制御1.ニューロ・ファジィに基づいた状態空間モデルの導出2.Partial Swarm Optimization(PSO)を用いたパラメータの最適化3.ファジィ制御器の設計4.LMIを用いた安定性解析とフィードバックゲインの設計5.実機実験実機試験により提案したファジィ制御器の有効性が検証された.産業用や宇宙用のロボットマニピュレータの高速化・軽量化に伴い、柔軟性を考慮したロボットマニピュレータの制御が大きな問題となっている。
有限密度格子QCDシミュレーションによるQCD相図の解明

過去の我々の研究から,クォーク物質の相構造を解明するために,熱力学的な観測量のヒストグラムを用いて相転移次数を区別するヒストグラム法が,クォーク密度がゼロの場合には,有効であることが分かった。昨年度はこれらの方法を有限密度の場合に応用することを検討し,本方法を,特にクォーク質量が大きい領域において適応した。有限密度シミュレーションでは,符号問題があることが知られているが,クォーク質量が大きい領域では比較的軽度であることが予想されており,さらに,この領域では数値計算が容易であるため,方法のテストを行うことができると考え,実行した。我々の方法の大きな特徴はこのヒストグラム法に,キュムラント展開と再重み付け法と呼ばれる方法を組み合わせた点である。これらの一連の芳法によって,クォーク質量が大きい領域での有限密度臨界面を特定できることを確認した。また,これらの研究のクロスチェックを行うために,その他の観測量によって検証を行い,正当性を確認した。さらに,それに関する論文を英文紙Physical Review Dに投稿した。また,これらの一連の研究について,国際会議SIGN 2014にて,研究発表を行った。有限密度格量子色力学シミュレーションは符号問題を抱え,その有用性がゼロ密度シミュレーションと比較し,著しく制限されていると言える。符号問題は,確率分布が複素数となるために,モンテカルロ法による数値積分が破綻することを意味している。この状況を踏まえて,申請者は,モンテカルロ法とは異なる数値計算手法に関する研究について検討した。その一環として,ドイツのDESY Zeuthen研究所に拠点を移し, Dr. K. Jansen, Dr. K. Cichyらと議論し,格子ゲージ理論のハミルトニアンによる定式化について勉強を行った。また,その研究に関連し, Max Planck Institute of Quantum Opticsに滞在し,同ハミルトニアン形式による数値計算を行うために要するtensor network法の基本的な内容について学んだ。(抄録なし)申請者は,有限温度有限密度クォーク物質の相構造の解明を目的として,モンテカルロ法に基づく数値計算を行なった。相構造とは,温度や密度による様相の変化を系統的に示すもので,相構造を解明するためには,相転移次数を理解する必要なあり,特に,連続的な変化によって移り変わる場合(クロスオーバー)と,大きな変化を伴う一次相転移の境界となる臨界点を特定することが重要である。本研究では,ヒストグラムによる相転移次数の区別方法を用い,さらに,再重み付け法と呼ばれる数値解析法を組み合わせて,この相転移次数の解析方法を改良した。また,これらの方法を有限密度領域に応用した。有限密度へ応用するために,ここでは,キュムラント展開と呼ばれるもの(指数関数の期待値を,期待値で表される関数を指数関数の肩にのせたもので表す展開)を取り入れた。これらの手法を用いることによって,クォーク質量が大きい領域において,有限密度での臨界点を特定した。また,結果を複素化学ポテンシャルを用いた結果と比較し,定性的に妥当な結果が得られていることがわかった。以上の結果から,これらの手法が有効であることが確認できた。より現実の状況に近いのは,クォーク質量が小さな場合であり,この物理的な状況では,モンテカルロ法を元にした有限密度QCD(クォーク間に働く相互作用を記述する理論)の格子シミュレーションにおいて懸念されている符号問題は,より深刻であると考えられている。本研究では,符号問題は深刻ではないクォーク質量が大きい領域での解析を行なったが,この研究で用いたキュムラント展開による解析方法等は,符号問題解決に向けた新たな試みとして,重要な研究であると言える。

研究分野の動向として,より物理的なクォーク質量が小さい領域における相転移次数の解明が求められるようになり,それに検討に取り掛かっているため,研究の進捗が全体的に遅れている。また,再重み付け法に有効範囲を特定する方法を検討する必要が新たに発生し,この議論を行なっているため,遅れが生じている。さらに,熱力学的な性質を調べるための状態方程式の計算を研究に取り入れており,そのための準備に時間を要している。数値解析に用いられている再重み付け法は,格子QCDシミュレーション分野では広く用いられており,有限温度有限密度QCD分野に限らず,広く注目されている手法である。まずは,この方法の有用性の確立を目指した。また,今年度より取り入れた状態方程式の計算に,この再重み付け法を取り入れ,研究を推進していきたいと考えている。(抄録なし)
電動アシストエルゴメーターのペダルスピードによる筋電図解析と透析患者の自覚症状

仰臥位用(SE)と自転車(BE)エルゴメーターを用いて姿勢の違いによる筋活動量への影響を検討した.被験者は男性11名とした.負荷量は10W,20W,30W,43W,75Wとした.筋電図より得られる内側広筋,大腿直筋,大腿二頭筋,前脛骨筋,腓腹筋外側頭,ヒラメ筋,脊柱起立筋,腹直筋の最大等尺性随意収縮(MVC)を用いて%MVCを求めた.結果,BE,SEともに負荷量が上がると%MVCも上がる傾向にあった.BEと比較すると前脛骨筋,内側広筋,脊柱起立筋でSEの%MVCの平均が有意に低かった.SEは下肢の筋力増強トレーニングとして利用できる可能性はあるが,筋力低下のある透析患者での検討が必要である。血液透析患者は週3回、1回5時間の透析と疾患による影響で、日常の活動量が減少したり、QOLや就業などを制限されたりすることが多い。このような血液透析患者の体力向上を目的とした運動療法の一つとして「電動アシスト付きエルゴメーター」が最近利用されている。しかし、ペダリングスピードや時間設定が曖昧で、さらに負荷がかからないため筋力に対する効果は明確でないのが現状である。そこで、本研究では、「電動アシスト付きエルゴメーター」のペダリングスピードの違いによる筋活動を検討することが目的とした。今年度は、現在の研究協力施設の血液透析患者の体力測定を行い、本施設の外来透析患者約100名の体力を検討した。また、若年者で「電動アシスト付きエルゴメーター」と「自転車エルゴメーター」と「てらすエルゴ(負荷量可変式)」の3種類のペダリング動作時の下肢および体幹の筋活動量を計測し、本実験のためのペダルスピードや筋電図計測部位を検討した。その結果、「電動アシスト付きエルゴメーター」は、筋活動量は全体的に少ないが、ペダルスピードを上げることで、筋活動量は増える傾向にはあった。「てらすエルゴ」と「自転車エルゴメーター」は負荷量を上げることで筋活動量は増える傾向にあり、前者と比較すると、明らかに筋活動量は大きかった。血液透析患者の運動療法の一つである「電動アシスト付きエルゴメーター」を駆動する際の姿勢や駆動スピードの違いが,下肢および体幹の筋活動にどのような影響を及ぼすかを検討した.また最近利用され始めている,「仰臥位用負荷量可変式エルゴメーター」と一般に利用されている「自転車エルゴメーター」をについても,同様の方法で筋活動の違いを検討した.透析患者での計測の前段階として,健常者でデータ収集を行い,下肢および体幹の8か所に筋電図の電極を貼付し,電動アシスト付きエルゴメーター,および自転車エルゴメーター,仰臥位用負荷量可変式エルゴメーターの3種類のペダリング動作時の筋電図を計測した.その結果「電動アシスト付きエルゴメーター」では,駆動時の筋活動は少なく姿勢や駆動スピードによる違いも見られなかった.また「仰臥位用負荷量可変式エルゴメーター」と「自転車エルゴメーター」では両者とも同じ負荷量で計測したが,前脛骨筋,脊柱起立筋,内側広筋で有意な差が認められ,それ以外では差は認められなかった.今後血液透析患者を対象に「仰臥位用負荷量可変式エルゴメーター」の筋活動および駆動時の心肺機能なども計測していく必要があると思われる.血液透析クリニックの患者に依頼して,筋活動以外のデータを収集する予定であったが,クリニックや患者との調整が間に合わず,データ収集ができていないため.近年,透析患者の運動療法として,透析中にペダリング運動を行っている施設が増えている.一般には,負荷量可変式エルゴメーター(SE)と電動アシスト付きエルゴメーター(AE)が利用されている.今回の目的は,健常者を対象として,SEとAEと座位の自転車エルゴメーター(BE)を用いて,負荷強度の違いと姿勢の違いが筋活動量にどのように影響するのかを比較,検討することである.仰臥位用負荷量可変式エルゴメーター(SE)と自転車エルゴメーター(BE)および電動アシスト付きエルゴメーター(AE)を用いて姿勢と負荷量の違いによる筋活動量への影響を検討した.〔対象〕男子学生11名とした.〔方法〕SEとBEの負荷量は10W,20W,30W,43W(BEは44W),75W(BEは76W)とした.AEは自動運動のため,回転数を26回/分,50回/分,72回/分の3種類とした.筋電図より得られる内側広筋,大腿直筋,大腿二頭筋,前脛骨筋,腓腹筋外側頭,ヒラメ筋,脊柱起立筋,腹直筋の最大等尺性随意収縮(MVC)を用いて%MVCを求めた.〔結果〕BE,SEともに負荷量が上がると%MVCも上がる傾向にあった.BEと比較すると前脛骨筋,内側広筋,脊柱起立筋でSEの%MVCの平均が有意に低かった.AEについては,ほぼすべてのスピードにおいて,数%の筋活動量と低い値であり,スピードによる違いは認められなかった.〔結語〕SEは下肢の筋力増強トレーニングとして利用できる可能性はあるが,筋力低下のある透析患者での検討が必要である。仰臥位用(SE)と自転車(BE)エルゴメーターを用いて姿勢の違いによる筋活動量への影響を検討した.

被験者は男性11名とした.負荷量は10W,20W,30W,43W,75Wとした.筋電図より得られる内側広筋,大腿直筋,大腿二頭筋,前脛骨筋,腓腹筋外側頭,ヒラメ筋,脊柱起立筋,腹直筋の最大等尺性随意収縮(MVC)を用いて%MVCを求めた.結果,BE,SEともに負荷量が上がると%MVCも上がる傾向にあった.BEと比較すると前脛骨筋,内側広筋,脊柱起立筋でSEの%MVCの平均が有意に低かった.SEは下肢の筋力増強トレーニングとして利用できる可能性はあるが,筋力低下のある透析患者での検討が必要である。1.使用予定の現有機器である「筋電図計測システム」と「電気角度計」の設定に時間がかかり、予備実験までしか行う事ができなかった。2.研究協力施設の患者、約100名の体力測定を実施し、全外来透析患者の体力レベルを検討することに時間を要してしまった。3.「電動アシスト付きエルゴメーター」以外にも「自転車エルゴメーター(座位)」と負荷量を6段階に変えられ、背臥位または座位でも使用できる「てらすエルゴ」の3種類の比較を行ったことで、当初計画よりも解析に時間がかかってしまったため実際に「電動アシスト付きエルゴメーター」や「仰臥位用負荷量可変式エルゴメーター」を利用する透析患者に研究の参加について説明し,透析中の心肺機能および各エルゴメーター駆動前後の血流量の変化などを調べる予定.高齢者の理学療法1.若年者数名で、「電動アシスト付きエルゴメーター」と「自転車エルゴメーター」と「てらすエルゴ(負荷量可変式)」の3種類で、各3種類のスピードと8カ所(腹直筋、脊柱起立筋、大腿直筋、内側広筋、大腿二頭筋、前脛骨筋、腓腹筋、ヒラメ筋)の筋活動を計測する。2.血液透析患者で、「電動アシスト付きエルゴメーター」で上記の3種類のスピードでの駆動時の下肢・体幹の筋活動を計測する。血液透析患者でのデータ収集が行う予定であったが,当該クリニックおよび患者との調整が進まず,データを収集することができなかったため.当初購入を予定していた「超音波診断装置用リニアプローブ」を購入が不要になったため。1.血液透析患者でのデータ収集のため,データ収集にの際の補助者への謝金,患者の各種血液検査などの費用,血流測定や心肺機能の測定に必要な機器および消耗品の購入など.2.論文作成にかかる費用など次年度使用額は、平成27年度請求額と合わせて、主に消耗品や謝金に充てる。
インドのNGOがマイクロファイナンスの地域浸透と機能、女性の経済力に与えた影響

当該年度においては、インドのマハラシュトラ州オーランガーバード地区でNGOが行っているマイクロファイナンスプログラムがその利用者(女性)に与えた経済効果を、傾向スコア法や回帰分析といった統計的手法を用いて分析した。今回の研究では被説明変数として女性の所得を採用したが、同じマイクロファイナンスプログラムを利用している女性のレンディンググループであっても、グループ間で大きな差が生じていたことを発見した。つまり、マイクロファイナンスプログラムの利用によって所得が増加した女性グループもあれば、それほど増加していない女性グループもあることがわかった。なぜグループによる所得差が生じているのか、その原因を調べるため、新たにアンケート項目として、女性グループ内部の状況、例えば、信頼、規範、ネットワークといったソーシャルキャピタル(社会関係資本)を計測するための項目を追加し、当該年度末に現地で研究分担者が実施した。先行研究ではマイクロファイナンスのプログラム全体の平均的経済効果(所得や消費への効果)を分析している研究が多い中で、我々の研究ではマイクロファイナンスを利用しているグループにも注目し、そのグループ間で差異が生じていることを発見した点はそれなりに異議のあるものだったと考えられる。一般的にはマイクロファイナンスは貧困対策として効果があるとしている研究もあれば、効果がないあるいはマイナスとしている研究がある中で、実はグループ間で大きな格差がある、つまりマイクロファイナンスプログラム自体に成否の鍵があるのではなく、それをグループでどのように活用しているかが成功にとって重要であると示唆できたことは先行研究にあまり見られない大きな成果である。その成果はJournal of Food, Agriculture and Environmentに投稿され、2019年度の17巻2号に掲載された。インドのNGOが行っているマイクロファイナンスが女性の貧困対策として有効に機能してるかを調査するという目的で採択され、採択からちょうど当該年度が2年目にあたる。研究期間はすでに全体のうち3分の2を経過しているが、現在の段階で、マイクロファイナンスが平均でみればそれなりの効果を発揮している点を発見し、さらに女性グループ間で効果に違いが生じている点までも明らかになったことから、研究は当初の予定通り、おおむね順調に推移していると判断した。当該年度までで、NGOが提供しているマイクロファイナンスプログラムが平均でみればそれなりの効果を発揮している点を発見し、さらに女性グループ間で効果に違いが生じている点までも明らにした。今後は、当該年度に実施したアンケートおよびその集計結果を基に、さらなる研究を続ける。具体的には、まず、マイクロファイナンスプログラムの利用によって所得が増加した女性グループもあれば、それほど増加していない女性グループもあることがわかったが、なぜグループによる所得差が生じているのか、その原因を統計的に分析する。もう一つは数年にわたり現地でアンケートを実施してきたので、その経年的変化についても調べ、最終的研究成果をまとめる。インドのマハラシュトラ州オーランガーバード市マスラスワダ地区にあるDhangaonとWahegaonという2つの農村で実際に行われているマイクロファイナンスプログラムの実態を調べその効果を分析した。本研究の調査対象のマイクロファイナンスプログラムは現地NGOのInstitute for Integrated Rural Development (以下IIRD)によって1990年代から取り組まれものである。IIRDはSHGと呼ばれる30人くらいの女性グループを構成し、メンバー一人ひとりに毎月の貯蓄を義務づけ、グループリーダーがそれをまとめて商業銀行に預金する。そして、メンバーからの預金とIIRDからのグループ貸付金を原資に、SHG内部で少額資金を融資し合うというのが、IIRDのマイクロファイナンスプログラムの大きな流れである。分析のためのデータにはDhangaonとWahegaonの123人の女性からのアンケートによって集めたものを使用した。アンケートは43項目からなり、今回の研究で使用するのは主に年齢、学歴、家族構成、職業といった女性の属性に関わる項目と、資産や所得といった女性の経済力に関わる項目である。傾向スコア法や回帰調整法、操作変数回帰分析法によって、マイクロファイナンスの利用の有無によって、家計所得に差異が見られるのか検証したところ、利用している女性の方が利用していない女性より家計所得が大きいことがわかった。しかし、その一方でパフォーマンスの高いSHGと低いSHGの両方が存在することも判明した。なぜ、同じような地域で同じマイクロファイナンスを利用しながらも、このような違いが生じるのか、その原因が何であるかを今後調査する予定である。当初の計画通り、インドのマハラシュトラ州オーランガーバード市マスラスワダ地区にあるDhangaonとWahegaonという2つの農村で123人の女性を対象に、43項目(年齢、学歴、家族構成、職業といった女性の属性に関わる項目と、資産や所得といった女性の経済力に関わる項目)にわたるアンケート調査から収集したデータを使って分析することができた。なお、アンケート調査に対しては現地で唯一マイクロファイナンスプログラムを実施し、多くのSHGを組織している、NGOのInstitute for Integrated Rural Development(IIRD)と連携して行ったことも、申請書に書かれた通りである。「研究発表」の項目で改めて詳細を記載するが、先に記載した「研究業績の概要」についてに2017年度の日本マクロエンジンアリング学会の年次研究大会(東京日本工業大学)とEuropean Microfinance Platform 5th European Research Conference on Microfinance、University of Portsmouth, United Kingdomにおいて中間報告した。2017年度中に執筆が完了する予定であったが、現在それらをまとめたものを文書化し、学術雑誌に今年度中に投稿する予定である。以上のことから研究の進捗状況はおおむね順調に進展していると判断する。

今回の研究では被説明変数として女性の所得を採用したが、同じマイクロファイナンスプログラムを利用している女性のレンディンググループであっても、グループ間で大きな差が生じていたことを発見した。つまり、マイクロファイナンスプログラムの利用によって所得が増加した女性グループもあれば、それほど増加していない女性グループもあることがわかった。なぜグループによる所得差が生じているのか、その原因を調べるため、新たにアンケート項目として、女性グループ内部の状況、例えば、信頼、規範、ネットワークといったソーシャルキャピタル(社会関係資本)を計測するための項目を追加し、当該年度末に現地で研究分担者が実施した。先行研究ではマイクロファイナンスのプログラム全体の平均的経済効果(所得や消費への効果)を分析している研究が多い中で、我々の研究ではマイクロファイナンスを利用しているグループにも注目し、そのグループ間で差異が生じていることを発見した点はそれなりに異議のあるものだったと考えられる。一般的にはマイクロファイナンスは貧困対策として効果があるとしている研究もあれば、効果がないあるいはマイナスとしている研究がある中で、実はグループ間で大きな格差がある、つまりマイクロファイナンスプログラム自体に成否の鍵があるのではなく、それをグループでどのように活用しているかが成功にとって重要であると示唆できたことは先行研究にあまり見られない大きな成果である。その成果はJournal of Food, Agriculture and Environmentに投稿され、2019年度の17巻2号に掲載された。インドのNGOが行っているマイクロファイナンスが女性の貧困対策として有効に機能してるかを調査するという目的で採択され、採択からちょうど当該年度が2年目にあたる。研究期間はすでに全体のうち3分の2を経過しているが、現在の段階で、マイクロファイナンスが平均でみればそれなりの効果を発揮している点を発見し、さらに女性グループ間で効果に違いが生じている点までも明らかになったことから、研究は当初の予定通り、おおむね順調に推移していると判断した。2017年度は我々がDhangaonとWahegaonの両村で123人の女性からのアンケート調査に基づいて、傾向スコア法や回帰調整法、操作変数回帰分析法によって、マイクロファイナンスの利用の有無によって、家計所得に差異が見られるのか検証した。
軽元素を含む遷移金属カルコゲナイド化合物の合成と構造解析

昨年より継続して研究を行っているトンネル構造をもつCr-B-Si-Se系新化合物については,X線回析データ等より組成の推定を行い,Cr(B_<12>)Si_3Se_<12>・(B_2Se_3)_<1.33>であると結論された.また,新たな合成法により,不純物を含む試料であるが従来より100倍以上の収量を得ることに成功した.また,この合成法用いることにより,遷移金属としてクロム以外に,チタン,バナジウム,マンガン,鉄においても同様の化合物が得られることが粉末X線回折法により確認され,M(B_<12>)Si_3Se_<12>と言う構造が安定な構造であることが判明した.これによって,トンネル構造をもっセレン化物という新たな化合物群の存在が明らかとなり,今後,硫化物への展開が期待される.金属塩化物とリン酸水溶液を反応させ,得られたアモルファスな金属リン酸塩を石英封管中で温度勾配のある条件で加熱することによって,ケイ酸イオンとリン酸イオンの複合ネットワーク構造を持つ二つの化合物,Rh(SiOSi)(PO_4)_3およびIn_2(SiOSi)_<1/2>(PO_4)_3が得られた.これら二つの化合物は異なった組成をもつが,構造的にはきわめてよく似ている.すなわち,いずれの構造も,リン酸イオンはほぼ六方最密充填しており,その正八面体型の間隙に金属イオンおよびSiOSi単位が入っている.これらの構造で特に注目されるのは,Si-O-Siの結合角がほぼ180°になっていることである.ほとんどの縮合ケイ酸塩において,Si-O-Siの結合は曲がっており,これが曲がっているのは,SiOSiがリン酸イオンと結合していることによる電子的影響と考えられる.昨年より継続して研究を行っているトンネル構造をもつCr-B-Si-Se系新化合物については,X線回析データ等より組成の推定を行い,Cr(B_<12>)Si_3Se_<12>・(B_2Se_3)_<1.33>であると結論された.また,新たな合成法により,不純物を含む試料であるが従来より100倍以上の収量を得ることに成功した.また,この合成法用いることにより,遷移金属としてクロム以外に,チタン,バナジウム,マンガン,鉄においても同様の化合物が得られることが粉末X線回折法により確認され,M(B_<12>)Si_3Se_<12>と言う構造が安定な構造であることが判明した.これによって,トンネル構造をもっセレン化物という新たな化合物群の存在が明らかとなり,今後,硫化物への展開が期待される.金属塩化物とリン酸水溶液を反応させ,得られたアモルファスな金属リン酸塩を石英封管中で温度勾配のある条件で加熱することによって,ケイ酸イオンとリン酸イオンの複合ネットワーク構造を持つ二つの化合物,Rh(SiOSi)(PO_4)_3およびIn_2(SiOSi)_<1/2>(PO_4)_3が得られた.これら二つの化合物は異なった組成をもつが,構造的にはきわめてよく似ている.すなわち,いずれの構造も,リン酸イオンはほぼ六方最密充填しており,その正八面体型の間隙に金属イオンおよびSiOSi単位が入っている.これらの構造で特に注目されるのは,Si-O-Siの結合角がほぼ180°になっていることである.ほとんどの縮合ケイ酸塩において,Si-O-Siの結合は曲がっており,これが曲がっているのは,SiOSiがリン酸イオンと結合していることによる電子的影響と考えられる.
オープン・イノベーションと既存企業による起業エコシステムの活用

既存企業がオープン・イノベーションを目指して起業エコシステムの活用を図る際に直面する問題やその克服のプロセスについて,組織能力と制度ロジックの概念枠組みをベースとして分析し,既存企業とスタートアップ,VC,大学などの各プレイヤーの行為のメカニズムを概念化して理解を深めるというのが,本研究の目的である。研究方法としては,概念や理論の生成を目的とした定性研究を採用し,インタビュー調査を主たるデータ収集の方法として実施する。
回転コヒーレンスと質量分析を組み合わせたアイソトポマー存在比計測法の開発

本代表者らが考案し、実証した回転コヒーレンス同位体分離を応用することで、イオン化による回転コヒーレンス測定を利用したアイソトポマー(同位体分子種)存在比計測を実現する。その原理実証、およびその有用性を明らかにすることが、本研究の目的である。同じ質量数のアイソトポマーや、同位体の分子内位置だけが異なる同位体位置異性体を有する分子に対しては、既存の計測手法では計測精度・感度に限界がある。本研究では、最先端のレーザー分子制御手法を適用することで、高い検出感度および質量識別能力を有する質量分析法と、同質量数のアイソトポマーや同位体位置異性体の識別能力を有する分子分光分析法の、双方の利点を兼ね備えたアイソトポマー存在比計測手法を確立し、その性能を定量的に評価する。前年度までに購入した物品の、既存装置への組み込みを行い、計測システムの高繰り返し化、および高速データ取得・データ処理用プログラム開発を一通り完了した。当該装置を用いて、実験サンプルであるN2Oガスでのイオン計測を行い、計測精度の向上のための条件最適化を開始した。まずはガス導入パラメータの条件最適化を進め、同時に、真空ポンプ増設などの真空チャンバー改良作業、計測プログラムの改良作業を行い、計測精度向上を図った。さらに、次年度以降の実験効率化のために、混合ガス作成を効率よく実施するための、排気・混合用ガスライン作成に向けた物品手配、および構築準備を行った。当初計画通り、実験システムの高繰り返し化等の作業を完了し、計測精度向上のための条件最適化に着手している。当初の研究計画に則って研究を実施する。研究協力者や、関連分野の研究者と情報共有を行い、研究をさらに推し進める。既存の計測システムの高繰り返し化に向け、高繰り返しパルスバルブ、高精度12ビット型オシロスコープ等の物品購入手続き、並びに、真空チャンバーの改良部品の設計・発注、実験サンプルであるN2Oガスの手配を行った。また、物品納品までの期間を利用して、計測精度の向上に必要な、高い分子整列度を実現するための基礎データ取得を開始した。既存システムを用いて、ガス導入パラメータの条件最適化試験を着手した。2原子分子(ヨウ化臭素)を対象に、分子整列度のサンプル希釈用の希ガス種依存性を測定し、N2Oでの条件最適化に向けた予備的データ取得を行った。また、物品が納入されるのに伴い、既存システムの高繰り返し化作業を開始した。当初計画通り、物品の手配等が完了し、当該システムの高繰り返し化に着手している。
全身性エリテマトーデスにおける脳^1H-MRSの検討

対象は当院内科に入院中で頭部MRIにて異常所見を認めないSLE患者13例(平均年齢33.1±12.2歳)および健常者4例(平均年齢32.4±12.4歳)である。精神症状を認めたSLE患者は5例であった。^1H-MRSについては全例にインフォームドコンセントを得た。結果としては、右前頭部におけるSLE患者群のNAA/Crの平均(1.27±0.15)は有意に(p<0.05)正常対照群(1.53±0.15)より低かった。SLE患者ごとの左右前頭部間でのNAA/Crの差を求めそれを比較したところ、精神症状のあるSLE患者群(0.40±0.23)では精神症状のないSLE患者群(0.20±0.08)より有意に(p<0.05)その差は大きかった。精神症状のあるSLE患者5例中4例では右前頭部におけるNAA/Crが左前頭部より低かった。SLE患者の右前頭部でNAA/Crの低下が認められたが、これはこの領域での神経細胞活動性が低下している可能性を示している。最近のPET研究において右前頭葉は注意の持続に関与している可能性が示されていること、SLE患者では注意集中障害があるとの報告があることから、NAA/Crの低下で示される右前頭部での神経細胞活動性の低下はSLE患者の注意障害に関連していると考えられる。精神症状のあるSLE群でNAA/Crの前頭部における左右差が、精神症状のない群より有意に大きかった。このことから、SLE患者においては前頭葉における神経細胞活動性の左右差が大きいほど精神症状が発現しやすくなるという可能性が考えられる。
高輝度近紫外LEDを用いた高圧力環境下での光触媒

高圧力環境下は、表面反応において気泡が発生しないという特徴を持っている。その特徴は電極反応において有用なことである。しかし、高圧耐圧容器は金属による密閉系であること、自然の高圧力環境である深海は光が届かないことなどから、高圧力と光反応の関係は無視されてきた。近年、固体光源であるLEDの発展により、様々な波長のLEDが開発され、樹脂硬化などの応用面から、短波長のLED光源が活発に開発されている。本申請者は、LEDが圧力に対して非常に安定であることから、高圧力にたえうるLEDアレイを構築し、酸化チタン光触媒に高圧力環境下で光照射し、高圧耐圧容器内の光触媒反応を検討し、閉鎖空間内における浄化作用の効果を検討することを目的とした。365-380nmのピーク波長を持つ紫外線LEDを石英セル中に固定し、コンペンセーターを接続させ、圧力による電気回路の故障を防ぐ工夫を施し、LEDアレイを作成し、閉鎖高圧力空間における、水の浄化作用の効果を検討した。その結果、閉鎖高圧力空間における汚濁の進行を、遅らせる効果があることが確認できた。高圧力環境下では、容易に循環加圧水を交換できないため、光触媒による補助的な遅延効果は、深海生物の飼育に適していると考えられる。現在、サンプリングしてきた深海生物を実際に入れ、効果を再検討中である。本申請者は、LEDが圧力に対して非常に安定であることから、高圧力にたえうるLEDアレイを構築し、酸化チタン光触媒に高圧力環境下で光照射し、高圧耐圧容器内の光触媒反応を検討し、閉鎖空間内における浄化作用の効果を検討することを目的とする。これまでは面積が小さく十分な成果が得られなかった。365-380nmのピーク波長を持つ紫外線LEDを石英セル中に固定し、圧力による電気回路の故障を防ぐLEDアレイを作成した。これらの電気回路は、耐圧力対策をとった。石英セル表面には、活性炭を含む酸化チタン担持膜を設置し、還流により有機物を固定させ、酸化チタン担持膜上で、物質分解を促進させる試みを行った。
金属バイオマテリアルのナノ構造複合表面処理による生体・金属界面最適化

本研究は、生体適合性を向上させる規則的ナノ構造を付与した生体用金属材料に対し、骨親和性向上のためアパタイト被覆あるいはナノ構造中に薬剤固定を行うことにより、さらなる金属バイオマテリアルの生体・金属界面最適化を試みた。アパタイト被覆は、陽極酸化によって表面にナノホール構造を付与したステンレス鋼に対し、陰極電解法により実施した。その後、SBF(模擬体液)浸漬試験によって骨親和性向上を確認した。ナノ構造中への薬剤固定のプラットホームとして、陽極酸化によって構造制御したTiO2ナノチューブを作製した。インドメタシンを用いた薬剤放出速度試験により、構造制御したTiO2ナノチューブの有用性が示唆された。本研究は、生体適合性を向上させる規則的ナノ構造を付与した金属材料に対し、細胞にとって有用な物質をコーティングおよびナノ構造中に薬剤固定を行うことにより、さらなる金属バイオマテリアルの生体・金属界面最適化を行うことを目的としている。平成25年度は陽極酸化により表面にナノホール構造を付与したステンレス鋼ナノホールアレイ試料を作製し薬剤導入を試みるとともに、アパタイト被覆のための陰極電解条件の探索を行った。基板として作製したステンレス鋼ナノホールアレイ試料のホール径およびホール深さはそれぞれ電解電圧20 Vのとき約25 nm、5 nm、電解電圧40 Vのとき約180 nm、20 nmであった。これらの基板に対し薬剤導入を実施した。キャップ剤を用いず薬剤導入のみを行った場合、ナノホール試料と鏡面研磨試料との間で薬剤導入量に有意な差は認められなかった。一方で、コラーゲンをキャップ材として用いた場合、コラーゲン有り試料ではコラーゲン無し試料に比べ薬剤担持量は有意に増加していた。また、コラーゲン有り試料のうちナノホール形状を付与した試料では初期の薬剤放出量の抑制が認められた。なお、今回用いた2種類のナノホール径の試料間では薬剤放出過程において特に差は認められなかった。アパタイト被覆のための陰極電解条件の探索のため、まずはナノ構造を付与していないステンレス鋼に対するアパタイト被覆条件の検討を行った。陰極電解の際の溶液条件や電気化学的条件の検討を行い、アパタイト被覆に適した条件を決定し、試料表面に均一なアパタイトの被覆を可能とした。未処理およびアパタイト被覆後の試料を擬似体液に浸漬させ骨親和性評価を実施した結果、未処理試料では試料表面にアパタイトの析出が認められなかったのに対し、アパタイト被覆試料は更なるアパタイトの沈着を確認したことから、ステンレス鋼に対する骨親和性付与が可能となった。本研究は、生体適合性を向上させる規則的ナノ構造を付与した生体用金属材料に対し、骨親和性向上のためアパタイト被覆あるいはナノ構造中に薬剤固定を行うことにより、さらなる金属バイオマテリアルの生体・金属界面最適化を行った。骨親和性向上のためのアパタイト被覆は表面にナノホール構造を付与したステンレス鋼に対し、陰極電解法によりアパタイト被覆を実施した。ナノ構造中に薬剤固定化は、LDDS(Localized Drug Delivery System)のプラットホームとして陽極酸化によってTi基板表面に構造制御したTiO2ナノチューブを作製した。TiO2ナノチューブの径および長さは電圧に比例することが知られており、従来のTiO2ナノチューブは印加電圧を一定に保持することで垂直方向に直線的に成長した構造を有する。高電圧で作製したチューブは径が大きく長いため多くの薬剤を担持可能であるが初期に大量の薬剤放出が発生する。一方で、低電圧で作製したチューブは径が小さく短いため初期の薬剤放出は抑制できるものの薬剤担持量は少量となる問題があった。そこで本研究では、チューブ作製過程の印加電圧を任意に変化させることで、チューブ底部の径を大きく、開口部の径を小さくなるように構造制御したテーパー型TiO2ナノチューブを作製し、インドメタシンを用いた薬剤放出速度試験により、構造制御したTiO2ナノチューブによる薬剤放出制御の有用性を明示した。さらに、試料表面での細胞増殖試験を行い、鏡面研磨試料や径の大きなTiO2ナノチューブと比較し細胞増殖性の向上が認められた。つまり、構造制御したTiO2ナノチューブを作製することで、細胞親和性向上と薬剤放出速度制御の双方を可能としたLDDSのプラットホームの作製に成功した。生体材料学本年度は金属表面ナノ構造へのコーティング剤固定化の検討を行った。薬剤徐放性インプラント作製のための薬剤導入・固定化には、ナノ構造上に徐放スピード制御のためのキャップ剤としてコラーゲンを固定化することを検討し、その際の溶液濃度、浸漬時間の検討を行い、コラーゲン固定化の最適条件を決定した。その結果、コラーゲンをキャップ剤として用いた際には薬剤導入量が増加するとともに、薬剤徐放性を高めるというナノ構造付与の効果が顕著となった。

ナノ構造上へのアパタイトコーティングに必要とされる電解液条件の検討については、電解液のみならず電気化学的条件の検討をも行うことによって、アパタイトの陰極電解に適した条件を決定した。理論上、アパタイト析出量は電気量が大きいほど多くなるため、陰極電解時の電気量は大きいことが望ましい。しかしながら、電流密度が一定値を超えると試料表面での水素発生が盛んになることで試料表面へのアパタイトの均一被覆が困難となることが認められたことから、発生した水素が表面被覆を妨げない電流密度を決定した。陰極電解によるアパタイト被覆のための溶液および電気化学条件を決定できたので、今後は実際にナノ構造基板に対し陰極電解を実施し、アパタイト析出量や微細構造についての検討を行う予定である。また、作製したアパタイト被覆試料を模擬体液に浸漬させることで、その骨親和性評価を行いたいと考えている。さらに、表面をアパタイト被覆した基板上で細胞培養を行い、細胞増殖性やALP活性評価を行うことで、アパタイト被覆ナノ構造基板の細胞への影響を検討する。薬剤徐放性インプラント作製のための薬剤導入・固定化は、用いる薬剤およびコーティング剤の変更を予定している。薬剤はナノ構造への進入がよりスムースになるよう、分子量がアルブミンよりも小さいインドメタシンを用いることを予定している。また、コーティング剤には、生体分解性高分子であるPLGAを用いる。PLGAはPLAとPGAの混合比を変化させることで分解速度が制御可能な物質であり、分解速度を段階的に変化させた薬剤徐放の検討を予定している。