hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域医療における円皮鍼を用いた誤嚥性肺炎の予防効果に関する研究

研究実施計画:平成28年度における本研究内容については、東北大学病院倫理委員会の承認を取得した後、対照群に用いる盲検化のための医療機器の購入を行い、研究を行う準備を行う予定であった。また、参加施設を決定し参加者の募集を行い、一部ランダム化比較試験を開始する予定としていた。研究実績:本研究の倫理審査承認を得て、研究の準備を開始した。調査項目である嚥下潜時の測定に関する統一化を行い研究分担者間でのばらつきが生じないように調整を行った。また、複数の研究協力施設と会議を行い、協力を取り付けるとともに、組み入れ基準に該当する対象者の検索を依頼した。理由:進捗状況としては、平成28年度内に本研究内容について、東北大学病院倫理委員会の承認を取得し、対照群に用いる盲検化のための医療機器の購入を行い、研究を行う準備を行う予定であった。ランダム化比較試験の開始に当たり、研究協力施設毎の倫理審査が必要であり、複数の施設に申請を行ったが、承認に時間を要したため、実際の対象者の組み入れまでには至らなかった。また、一部研究を開始した施設もあるが組み入れ基準に該当する参加者の検索に時間を要したことも進捗がやや遅れた理由と考えられる。研究目的:超高齢化社会となった日本では、脳血管障害後遺症患者が急増しており、その死因の第一位である誤嚥性肺炎は再発を繰り返すため、患者のみならず介護者の負担も大きく社会問題となっている。誤嚥性肺炎の原因は脳血管障害に伴う嚥下反射、咳反射の低下である。申請者らは、これまでに高齢者における誤嚥性肺炎の予防戦略の一つとして、鍼刺激による嚥下反射の改善効果、さらに円皮鍼による嚥下反射改善効果を報告した。円皮鍼は簡便かつ持続的に体表面に鍼刺激を与えることができ、皮膚への接触のみで効果を発揮するため安全性が高く、地域医療、在宅医療でも使用が可能である。本研究では多施設共同のもと、誤嚥性肺炎再発予防に対する円皮鍼による長期的鍼治療の有効性を検討することを目的とする。研究実施計画:平成29年度における本研究内容については、研究協力施設において、組み入れ基準に該当する対象者の検索を行い、ランダム化比較試験を開始する。目標数に達するまで試験を継続し、目標数に到達した場合には、有効性評価項目(肺炎発症率、肺炎による死亡率、嚥下反射、食事摂取量、発熱回数、入院回数、抗生剤使用回数)について統計解析を行い、円皮鍼治療とコントロール間での群間比較を行う。また、安全性項目について一般的身体所見、採血項目についても同様に比較を行うことを予定していた。研究実績:研究協力施設における倫理委員会の承諾が必要であり、その一部を取得した。同時に、研究協力施設において組み入れ基準に該当する対象者の検索および検査項目および刺激部位にばらつきが生じないよう研究協力者に対して指導を行った。進捗状況としては、平成29年度には、研究協力施設における倫理委員会の承諾を取得し、取得後、組み入れ基準に該当する対象者の検索を行い、その対象者に対してランダム化比較試験を開始する予定であった。一部の研究協力施設で倫理委員会の承諾を取得し、組み入れ基準に準ずる対象者の検索を行った。また、研究力施設において、介入刺激のばらつきの発生を防止するために研究協力者に対して指導を行った。対象者の検索のために、研究協力施設を増やし、その施設における倫理委員会の承諾に時間を要したことが理由と考えられる。
副甲状腺ホルモンによる象牙質石灰化に対する促進作用の機序解明

CaあるいはビタミンD欠乏食で維持したラット(副甲状腺機能亢進症)および副甲状腺摘出を施したラット(副甲状腺機能不全症)では、血清Caレベルの著明な低下(5.54.5mg/dl)が認められるが、これらラットにおける切歯象牙質石灰化の状態を組織化学的に比較した。その結果、両者には明らかな相違が認められ、CaあるいはビタミンD欠食ラットの切歯には著明な粒状石灰化が観察された。この粒状石灰化は、副甲状腺機能の亢進による石灰化促進を示唆している。そこで、副甲状腺ホルモン(PTH)の石灰化に対する作用機序をマウス歯胚培養を用い、石灰化に関与するアルカリホスファターゼ(ALP)に対する作用を指標として検討するため、高感度なALP活性の測定法を開発した。ALPは、基質として一般にP-ニトロフェニルリン酸またはフェニルリン酸などの人工基質が用いられている。電気化学検出器は、フェノール性化合物の検出能が極めて高いので、HPLC/電気化学検出法を用い、ヒト唾液を酵素材料としてALPの高感度な測定法を検討した。ヒト唾液を5mMフェニルリン酸と共に50mM炭酸緩衝液(PH10.2)中、37°C、、30分間反応させた。生成したフェノールを除タンパク後、HPLC/電気化学検出法にて測定した。HPLCカラムにはODSを、検出器電位1.2Vを、移動相には30%メタノールを含む0.02M酢酸緩衝液(PH4.0)を用いた。フェノールのretention timeは7分であり他のpeakは認められなかった。唾液におけるALP活性は105.3±10.0ng/min/mlであり10μl以下の唾液サンプルにおいても測定可能であった。フェノールの検出限界は、0.2ngと高感度であり、測定の再現性も極めて高かった。この手法は、歯胚などの微量サンプルにおいての活性測定に有用な手段である。このHPLC/電気化学検出法により培養歯胚におけるALP活性を測定する事が可能となり、現在、この活性に対するPTHの効果について検討している。
南京事件研究-経験・神話・歴史としての南京事件-

本研究プロジェクトの最終年度に、歴史としての南京事件を検討した。まず英・中・邦語文献で書かれている南京事件史の分析を行い、それぞれの異同、特に方法論の相違点などを明らかにすると同時に、それぞれの言語で書かれている南京事件史の長所・短所を明らかにすることを試みてきた。一次史料がどのように駆使されているか、歴史学方法の異同、神話としての南京事件との距離などといったテーマを考察した。なお、既に出版されたものなどに加え、以下の単著や編著を含む数々の研究の完成に取り組んできた。これらの単著や編著に加え、英語や日本語などによる数々の学術研究論文が公にされており、また複数の共著が出されている。本年度は、第一に多種多様な史料の蒐集に専念した。これらの史料の中でもとりわけ重要なものを史料集として出版する予定であるが、学生アルバイトを使って、史料のタイピングなどの作業にも着手した。第二に個々の研究プロジェクトにも精魂を傾けてきた。アスキューは2005年3月末に、アメリカはシカゴにて開催されるアジア研究学会の大会で南京事件を論議するパネルの一員として、文学作品における南京事件について発表をする予定である。この発表の準備に取り掛かっている。金丸は、主に上海と南京の文書館及び台北と北京における資料の分析を継続している。北村は、外務省外交史料館を中心に日本語の一次史料を再点検した。第三に、共同研究の成果として、英文のNanjing,1937-38を出版した。アスキューは英語・中国語・邦語における南京事件の研究史を追究しそれぞれの諸相・特徴・異同を明らかにした。また、もう一つの論文で、埋葬記録を徹底的に調べて、南京にてどのような組織が、報酬を幾らもらって、どのくらいの死体を実際に埋めたかを明らかにした。金丸は、日本、中国、そして台湾における、図書の略奪に関する記述を比較検討して、一種の神話の形成を日本側の論客や新聞記事に求めることができるということを明らかにした。北村は、一方のティンパリーの言説と、他方の中国側の国民政府のプロパガンダおよび東京裁判との関係を追って、南京事件について1938年に早くも英語で出版された著書は実はプロパガンダの産物であったことなどを明らかにしている。本年度も第一に多種多様な史料を蒐集した。これらの史料の中でもとりわけ重要なものを史料集として出版する予定であるが、学生アルバイトを使って、史料の整理やタイピングなどの作業も継続的に行ってきた。本年度、アスキューは、『生きている兵隊』を中心にする石川達三論を英語にて公にして、また英・中・邦語文献における南京論の諸相を日本語にて公にした。北村は、南京百人斬り論争に関するなど論考を公にした。金丸は、図書の略奪や電力産業の分析から、南京事件をいわば周辺的出来事から検討し、公にしている。同時に、幾つかの出版プロジェクトに精魂を傾けてきた。本年度は、研究代表者の所属研究機関が、代表者による海外出張をなかなか認めようとしないという問題が勃発し、学術研究をするには大変厳しい環境になってきたものの、分担者の助けもあり、研究はそれなりにはかどることができた。本研究プロジェクトにおける最近の主要な研究成果として、以下の単著や編著が挙げられる。(5)金丸裕一(監修・解説)『抗日・排日関係史料:上海日本商工会議所「金曜会パンフレット」』(ゆまに書房、全12巻、2005-2007年)がある。
教育政策の変化が人的資本の形成に与える効果

経済のグローバル化に伴い、労働市場における人的資本の重要性が増し、その形成に関わる教育政策に対しても実証的な分析が求められている。一方で、日本における教育効果の実証研究の蓄積は浅く、特に教育政策と人的資本の関係を示した分析は限定的である。これらの課題に対し、本研究は、国際学力調査(TIMSS)の個票データを用いて、教育政策の変化が人的資本の形成に与える効果を実証的に検証する。特に、日本の学校教育課程の基準である学習指導要領の変化に分析の焦点を当て、その改訂による授業時数・内容の変化が子どもの認知・非認知能力に与える影響を明らかにする。又、子どもの能力の段階によってその影響が異なるかという点に対しても検証を行う。最終的には人的資本の向上に寄与する教育政策について考察し、具体的な知見を提示する。具体的には、以下の問いを検証する。1授業時数、授業内容の変化は子どもの認知・非認知能力に影響を与えるか。2授業時数、授業内容の変化に対する影響は、子どものテストスコア(認知能力)や意欲(非認知能力)の段階によって異なるか。これまでに教育学や教育社会学で、個々の学校のケースに応じた授業効果の分析が蓄積されている。それらの研究と比較すると、本研究は、学習指導要領改訂による授業変化が、子どもの認知・非認知能力に与える影響を一般化、定量化して示す点で独自性を加えることができる。また、現在の学校現場で求められる「きめ細やかな指導」への対応を考えるために、子どもの異質性に対して、どのような授業が効果的であるかということを定量的に示し、人的資本の向上に寄与する授業のあり方を考察できる点も本研究の学術的な意義として挙げることができる。また、本研究のより広い社会への貢献として、人的資本と関わる将来の有効な教育政策をエビデンスに基づいて示す点を挙げることができる。分析の第一段階として、授業時数、授業内容を規定する学習指導要領の変遷を、各教科の授業に関する項目ごとにまとめ、実際の学校現場における運用状況についても調査した。学習指導要領は日本の公教育の基準であり、時代に合わせて、約10年ごとに改訂が行われている。この変化は、子どもの学習活動や学力に対して大きく影響すると考えられる。先行研究では、授業時数、内容の減少の効果を主に捉えているが、現行の学習指導要領における改訂は、授業時数・内容量ともに増加し、学力重視の方向に教育政策が変化している。学校教育における授業の分析を進めるにあたっては、これまでの改訂の詳細な比較が必要であると考えた。そのため、2000年代以降の学習指導要領の改定に焦点を当てて、授業時数、授業内容の変化を文部科学省HPや、国会図書館、各都道府県教育委員会資料にあたって収集・整理し、分析資料としてまとめた。また、国際学力調査であるTIMSSの日本の個票データをダウンロードして整理し、授業内容の変化に応じた分析データを構築した。授業と結びつく様々な要因の影響を取り除いた因果効果の推計のために、先行研究と同様に算数と理科の教科によるパネルデータを作成し、固定効果モデルの推計手法を採用した。推計では、教員の影響を取り除くために小学校4年生を分析対象とし、データとして最も分析に適していると判断したTIMSS1995,2003,2007の3カ年のデータを用いた。子どもの異質性に対応した分析としては、スコア別のグループに分けたサブサンプルの推計も行っている。認知能力の指標はテストスコアを、非認知能力の指標は授業への意欲を測る指標をアンケートより作成している。現在、第一段階の推計を終えて、授業時数の変化が子どもの学習に及ぼす影響に焦点を当てて、分析結果を論文としてまとめている。今年度の計画としては、以下の3点を中心に進める予定である。まず初めに、第一段階の推計結果として、授業時間と生徒の学力意欲の関係の分析を論文としてまとめ、学会や研究会において報告する。そこで得たコメントをもとに論文を更に精緻化して仕上げる。その際には、昨年以降に発表された新しい研究の分析結果についてもまとめて、現在記述している先行研究のまとめに加える。特に経済学分野以外の分析については、手法や測定指標を中心にその知見をまとめ直す。次に、現在分析中の授業時数の変化の推計に加えて、授業内容の変化の影響を捉えるために、データの整理を更に進める。具体的には、学習指導要領に記載される指導内容の変化と対応した問題項目データの整理を行う。TIMSSデータは設問項目毎に生徒の解答結果が示されていて、データにラベルを付けて各生徒の理解度を項目毎に整理していくことが可能である。データを整理し、授業内容の変化と生徒の学力や意欲の関係を、表や図によって掴み、最終的には推計を試みることを目標とする。最後に、生徒の学習効果を測る指標として、よりふさわしい指標を考察する。TIMSSは生徒のテストスコアと児童生徒・教師・学校質問紙の回答を結びつけたデータを作成でき、調査時期も日本の学年末に設定されているため、学校要因の一年間の効果としてアウトプットを捉えることができる。現在の分析では、認知能力については、標準化したテストスコアを、非認知能力については、アンケート項目の単純な数値化と主成分分析によって定量化した変数を作成して推計に用いている。学習効果の指標としてどのような変数を用いることがふさわしいのかという点について、先行研究を中心に確認し、必要があれば、新しい測定指標による分析を行う。

一方で、日本における教育効果の実証研究の蓄積は浅く、特に教育政策と人的資本の関係を示した分析は限定的である。これらの課題に対し、本研究は、国際学力調査(TIMSS)の個票データを用いて、教育政策の変化が人的資本の形成に与える効果を実証的に検証する。特に、日本の学校教育課程の基準である学習指導要領の変化に分析の焦点を当て、その改訂による授業時数・内容の変化が子どもの認知・非認知能力に与える影響を明らかにする。又、子どもの能力の段階によってその影響が異なるかという点に対しても検証を行う。最終的には人的資本の向上に寄与する教育政策について考察し、具体的な知見を提示する。具体的には、以下の問いを検証する。1授業時数、授業内容の変化は子どもの認知・非認知能力に影響を与えるか。2授業時数、授業内容の変化に対する影響は、子どものテストスコア(認知能力)や意欲(非認知能力)の段階によって異なるか。これまでに教育学や教育社会学で、個々の学校のケースに応じた授業効果の分析が蓄積されている。それらの研究と比較すると、本研究は、学習指導要領改訂による授業変化が、子どもの認知・非認知能力に与える影響を一般化、定量化して示す点で独自性を加えることができる。また、現在の学校現場で求められる「きめ細やかな指導」への対応を考えるために、子どもの異質性に対して、どのような授業が効果的であるかということを定量的に示し、人的資本の向上に寄与する授業のあり方を考察できる点も本研究の学術的な意義として挙げることができる。また、本研究のより広い社会への貢献として、人的資本と関わる将来の有効な教育政策をエビデンスに基づいて示す点を挙げることができる。分析の第一段階として、授業時数、授業内容を規定する学習指導要領の変遷を、各教科の授業に関する項目ごとにまとめ、実際の学校現場における運用状況についても調査した。学習指導要領は日本の公教育の基準であり、時代に合わせて、約10年ごとに改訂が行われている。この変化は、子どもの学習活動や学力に対して大きく影響すると考えられる。先行研究では、授業時数、内容の減少の効果を主に捉えているが、現行の学習指導要領における改訂は、授業時数・内容量ともに増加し、学力重視の方向に教育政策が変化している。学校教育における授業の分析を進めるにあたっては、これまでの改訂の詳細な比較が必要であると考えた。そのため、2000年代以降の学習指導要領の改定に焦点を当てて、授業時数、授業内容の変化を文部科学省HPや、国会図書館、各都道府県教育委員会資料にあたって収集・整理し、分析資料としてまとめた。また、国際学力調査であるTIMSSの日本の個票データをダウンロードして整理し、授業内容の変化に応じた分析データを構築した。授業と結びつく様々な要因の影響を取り除いた因果効果の推計のために、先行研究と同様に算数と理科の教科によるパネルデータを作成し、固定効果モデルの推計手法を採用した。推計では、教員の影響を取り除くために小学校4年生を分析対象とし、データとして最も分析に適していると判断したTIMSS1995,2003,2007の3カ年のデータを用いた。
第2世代ビデオマイニング:パターンに基づく映像アーカイブの網羅的検索の実現

本研究では、データマイニング技術を映像処理に応用して、大量の映像が蓄積された映像アーカイブから、所望のイベントを効率的に検索するための3つの手法を開発した。1つ目は、ラフ集合理論と呼ばれる技術を用いて、所望のイベントに特有の特徴量(色、エッジ、動きなど)の組み合わせをパターンとして抽出する手法を開発した。2つ目は、イベント中に出現する概念(人、車、建物など)をビデオオントロジーとして体系化し、概念間の関係性に基づいて検索精度を向上させる手法を開発した。3つ目は、異常な編集パターンが使用されている映像区間を印象的なトピックとして抽出する手法を開発した。まず,主要な研究目的の1つである「映像中の多種多様なイベントを検索可能にする」点に関しては,申請書に記載した「部分空間クラスタリング手法」を「ラフ集合理論」に拡張して,検索性能以外の面では,ほぼ達成できたと言える.具体的には,ユーザから与えられた数個のイベントの例から,ラフ集合理論を用いて,イベント検索のためのパターン(モデル)を動的に生成する機構を開発した.これにより,どのようなイベントでも,数個の例さえあれば検索可能である.実験では,約120GBの映像アーカイブを対象として,「植物を背景に人が映っている」や「人がドアを開けている」といった,一般的なイベントから特殊なイベントにわたる合計24種類のイベントを検索し性能評価を行った.この結果は,世界的な映像検索コンテストであるTREC Video Retrieval Evaluation(TRECVID)2008で発表した.今後は,もう1つの主要な研究目的である「イベントオントロジーの構築」によって,検索性能の向上を図る予定である.また,異常な映像編集パターン(バースト)が使用されている映像区間を,印象的な「トピック」として検索する手法を開発した.具体的には,登場人物のアクションが時間長の非常に短いショットに細かく区切られている,もしくは時間長の非常に長いショットを用いてじっくり映されている映像区間をトピックとしている.この手法は, The 2-nd Intemational Conference on Mulitimedia and Ubiquitous Engineering(MUE2008)で発表した.さらに,この会議のSelected Paperに選出され,学術誌International Journal of Hybrid Infbrmation Technology(IJHIT)に掲載されている.前年度、「映像中の多種多様なイベントを検索可能にする」ことに関して、ラフ集合理論を用いて、数個のサンプル映像から、イベント検索に有用なパターンを動的に抽出する手法を開発したが、検索精度が低いという問題があった。この最大の原因は、従来のカテゴリカルなデータを対象としたラフ集合理論を使用するために、連続値データである映像の特徴量(色、エッジ、動きなど)を離散化していた点である。そこで、本年度は、類似度に基づいて、連続値データを直接的に処理可能な手法を開発した。また、検索精度を更に向上させるために、カラーレイアウト、エッジヒストグラム、リージョンシェイプといったMpeg-7準拠の特徴量の導入、領域分割による特徴量の空間情報の考慮、多重対応分析を用いたイベント検索に有用な特徴量の選択について検討した。最終的に、TRECVID 2008の映像データを対象として実験、評価を行い、前年度の手法と比べて、検索精度が大幅に改善されていることを確認した。そして、この研究成果に関して、1件の国際会議、1件の国内研究会にて発表を行った。また、「イベントオントロジーの構築」に関しては、"人"、"車"、"空"といった、映像の意味内容を構成する基本的な概念(合計374個)の中から、ユーザから要求されたイベントに適切な概念を選択するためのオントロジーを構築した。そして、オントロジーを用いて概念を選択した方が、374個の概念全てを用いた場合に比べて、大幅に検索精度が向上することを確認した。しかしながら、この研究成果に関しては、本年度内に研究発表することができなかった。
新規不斉ホスフィン配位子の開発と触媒的不斉合成反応への応用

本年度の研究実施計画に従い,まず新規不斉アミノホスフィン配位子の合成に関する検討を行い,人工のキラル化合物であるエリトロー2-アミノ-1,2-ジフェニルエタノール(ADPE)を不斉原料としたアミノホスフィン配位子の合成経路を確立した。N,N-ジメチルADPEに対して,温和な条件下に塩化メタンスルホニルを作用させた後,カリウムジフェニルホスフィドを加えることにより,対応するアミノホスフィン(ADPEP)が40%程度の全収率で得られた。また,他のN,N-ジアルキルADPEについても同様の反応で合成し,この合成経路の一般性を示した。一方,ADPEP誘導体のX線結晶構造解析を行い,ADPEPがエリトロ体であることを確認し,置換反応がアミノ基の隣接基関与により完全に立体保持で進行していることを明らかにした。次に,ADPEPの触媒的不斉合成反応への適用を試みた。まずはじめに,ADPEP-ロジウム触媒を用いたケトンの不斉ヒドロシリル化反応について種々の条件を検討を行った。その結果,反応は円滑に進行するものの,得られたアルコールの不斉収率は最高31%eeであり,残念ながら満足のいくものではなかった。そこで次に,ADPEP-ニッケル触媒を用いた不斉Grignardカップリング反応について検討を行った。その結果,臭化フェニルエチルマグネシウムを臭化ビニルのカップリング反応については最高71%ee,またβ-臭化スチレンとのカップリング反応については94%eeという高い不斉収率を達成することができた。これらの結果から,本研究において合成した新規不斉アミノホスフィン配位子ADPEPは,触媒的不斉合成反応への応用が充分に可能であることがわかった。
口腔細菌が関与する小児肥満における病原メカニズムの解析

近年、アルコール非摂取者において過剰栄養摂取で生じる非アルコール性脂肪肝炎が注目されている。本研究では、非アルコール性脂肪肝炎モデルマウスにおいて、高脂肪食によって軽度の肥満を誘発した状態である種の歯周病原性細菌や齲蝕病原細菌を頸静脈より投与した。すると、肝臓において酸化ストレスや炎症誘発に関連するサイトカインの発現上昇が生じ、通常48週程度で認められる脂肪肝炎の症状が、8週程度という短期間で生じた。これらのことから、ある種の口腔細菌の血液中への侵入が、非アルコール性脂肪肝炎の病状を悪化させる可能性が示唆された。本学歯学部小児歯科に受診者のうち,研究への参加について保護者の同意が得られた小児において,身長および体重の測定を行い,各年齢に応じた成長発育指数をもとに肥満の評価を行った.その後,提供いただいた唾液サンプルからDNA抽出キットを用いて細菌DNAを抽出し,歯周病原性細菌10菌種およびう蝕の主要な病原菌であるStreptococcus mutansに特異的なプライマーを用いたPCRを行い,各菌種の保有率に関して分析を行った.その結果,肥満傾向の小児群において,いくつかの歯周病原性細菌種の保有率が高い傾向を示した.また,非アルコール性脂肪肝炎マウスモデルを用いた分析の結果では,菌体表層のコラーゲン結合タンパクおよびProtein Antigen(PA)タンパクの両方を発現しているS. mutans株をマウス頸静脈より感染させると,肝臓での脂肪の蓄積および炎症性細胞の浸潤および局所の線維化を生じることが明らかとなった.一方で、そのタンパクが1つでも欠落した株では、脂肪肝炎の悪化を生じないことが分かった。さらに,肝臓組織のマイクロアレイ解析から,アポリポタンパクおよびインターロイキン,インターフェロンガンマに関連するサイトカインの発現の上昇が認められ,病原メカニズムとの関連が示唆された.次年度も臨床サンプルの解析および非アルコール性脂肪肝炎マウスモデルを用いて,様々な視点から口腔細菌が関与する小児肥満における病原メカニズムの解析を進めていく予定である.これまでに、非アルコール性脂肪肝炎マウスモデルを用いた分析において,コラーゲン結合タンパクおよび菌体表層タンパクProtein Antigen(PA)の両方を発現しているS. mutans株を用いた分析を行った。その結果、酸化ストレス発生および炎症誘発に関連あるとされるメタロチオネインやインターフェロンガンマ等のサイトカインの発現の上昇が肝臓で認められた。そこで、肝臓組織の免疫染色を行うと、これらのサイトカインの発現が有意に認められた。さらに、肝臓培養細胞を用いて検討すると、病状を悪化させるS. mutans菌株は他の菌と比較して細胞への付着率が有意に高いことが明らかとなった。これらのことから、生体に侵入したS. mutans菌株が肝臓細胞へと付着し、様々な酸化ストレスや炎症誘発に関連あるサイトカインの発現を上昇させることで病状の増悪化を起こしている可能性が考えられた。小児歯科学計画通りにほぼ進んでいるため。当初の計画通り推進する。
概日時計システムの階層的自己組織化：振動細胞同期と振動体カップリング

哺乳類の概日時計中枢である視交叉上核(SCN)細胞が、安定した概日リズムを発振し、全身の末梢時計を統合して高精度の中枢時計を形成するに至る階層的自己組織化メカニズムを、時計遺伝子や伝達物質のノックアウトマウス、発光レポーターや蛍光センサー導入を用い検討した。その結果、中枢時計がCryの作用により発達過程で細胞間同期因子を変化させること、VIPとバゾプレッシンがリズム同期による自己組織化に関わること、GABAは、神経活動を介したリズム出力のノイズを抑制すること、Per1リズムが部位特異的振動体の位相関係を変化させ広範囲な光周期への同調を可能としていることを明らかにした。離乳期に細胞振動が脱同期し自己組織化が崩壊する時計遺伝子CRYの欠損マウスを用い、リズム同期に関わる液性因子を検討した。CRY1/2に加えVIP受容体を欠損するトリプルノックアウトマウスでは新生児SCNにおいても同期が欠損していることを発見し、新生児期の細胞同期にVIPが決定的に関わることを明らかにし、さらに、VIP受容体下流のシグナル伝達の薬理的抑制実験でも同様の結果を得て、VIPの機能を確認した。AVPの役割については、AVP-ELUCノックインマウスのホモ接合体がAVP合成を欠損することを利用し、CRY1/2欠損マウスにおけるAVP遺伝子発現について検討した。その結果、時計遺伝子の分子ループ仮説からは転写亢進が予測されるにも関わらず、遺伝子発現が新生児期においても、成獣においても極めて低下し、サーカディアンリズムもほぼ消失していることが分かった。CRY欠損においては何らかのメカニズムによりAVPの転写が抑制されること、しかしVIPがあれば新生児SCNにおける同期は維持されること、成長に伴いVIPの機能が変化することが明らかとなった。SCNの中枢時計の発達においてはVIPとAVPが時期特異的に重要な鍵を握ることを明らかにすることができた。また、行動開始と終了を司る2振動体間の局在については、長日と短日の照明条件に同調したマウスの水平断SCN切片を用い、Per1とPer2の発現パターンの経時的発光イメージングを行った。さらに、ドロネー分割を利用して各切片を同一形態に変換することでピクセルレベルでのリズムパラメーターの統計解析を可能とした。その結果、SCNにおいてPer1発現に光周期特異的部位、活動開始制御、活動終了制御の3振動体の局在を明らかにした。一方、Per2発現では、これら変化が極めて小さいことから2遺伝子の機能的差異を明らかとなった。H27年度より動物施設の管理体制が変わり、施設の職員による飼育管理が始まり、CRY欠損マウスの繁殖率が極端に低下した。6月に入り、繁殖を教室雇用の技術補助員に任せてもらい8月ごろより順調に産仔が得られるようになった。このような技術的な遅延があったにもかかわらず、研究成果は順調に進み、Neuron, Sci.Repをはじめ、一流誌への発表ができた。特に新生児期のCRY非依存性の細胞リズム同期がVIPによることを明らかにした点は重要な発見である(投稿中)。他に、投稿中の論文、投稿直前の論文が複数あり、液性因子による同期メカニズムについては当初の予定を超える成果が得られた。一方、平成28年度の実験のために、VGATノックアウトfloxマウスを用い、アデノ随伴ウィルスによるCreリコンビナーゼ発現によりSCN特異的GABAノックアウトマウスの作成を予定していたが、ウィルスの力価が十分に上昇せず、また、成獣へのウィルス注入に問題があり成功していない。本実験は、来年度のための準備とはいえ、予定したGABAの予備実験が順調に進まなかったため、全体としては、おおむね順調と判断した。哺乳類生物時計視交叉上核(SCN)における階層性多振動体構造の自己組織化に関わる分子、細胞、ネットワークメカニズムについて、本年度は、以下の2つの研究を行った。1.中枢時計自己組織化におけるGABAの役割:GABAノックアウトマウスは出生後直ちに死亡するため、胎生末期のマウスのSCNを培養することで、SCNにおけるGABAの機能を検討した。2種のGABAノックアウト(vesicular transporter欠損とGAD65/67ダブル欠損)マウスを作成し、電気活動と遺伝子発現リズムを計測したところ、GABA欠損により24時間を通して電気活動に数分間隔でバーストが生じるが、時計遺伝子発現リズムは野生型と何ら変化がないことが分かった。GABAはサーカディアンンリズム発振に関与しないが、出力ノイズを減らし、リズム出力を安定化させる機能をもつことを明らかにした。2.細胞間リズム同期の生後発達:自己組織化による組織時計形成には細胞間リズム同期が必須であるが、細胞時計の同調因子は生後発達の過程で変化する。離乳期にこの組織化に障害が生じるCRY欠損マウスを用い、生後発達の各段階における同調因子を探索した。その結果、CRYマウスでは、生涯を通じSCNにおけるAVPの産生が著しく減弱していること、CRY1/2/VIP受容体のトリプルノックアウトマウスのSCNでは新生児期にも細胞リズム同期みられないことが分かった。新生児期における同期にはVIPとAVPの双方が関与していること、CRY1/2ダブルノックアウトマウスの新生児期におけるリズム同期はVIPによって行われることが明らかとなった。一方、成獣SCNではAVPにより細胞間リズム同期が生じることを、共培養での薬理実験、AVP分泌を欠損するAVP-Elucレポーターマウスとの共培養などの検討で明らかにした。哺乳類中枢時計である視交叉

上核(SCN)が、ダイナミックで広範な適応と安定したリズム発振を同時に可能とする階層性多振動体構造の自己組織化に関わるメカニズムを2つの研究で検討し、両実験を通じ、約24時間という長い周期のリズム同期には、SCNにおける神経ペプチドが重要な役割を果たすこと、GABAは速い情報伝達に関与するが24時間リズムには関与しないこと、GABAは24時間どの位相においてもバースト発火を抑え、24時間時計としての精度を上げていることを明らかにした。SCNのGABAについては、これまで、常に抑制性に作用する、1日の位相によって、あるいは部位によって、抑制性、興奮性の作用機序が変わる、などの対立する報告が多数あった。今回ノックアウトマウスを用いることで、他の脳部位とは異なりバーストフリーの時計組織の形成に関与することを明らかにした。また、リズム同期については、発達の過程でAVPによる振動細胞クラスター、VIPによる振動細胞クラスターが生じこれらがカップリングしていくという新たなモデルも提唱することができた。これらの成果を英文原著論文5編で発表することができ、また国際会議の教育講演をはじめとする招聘講演で発表することができた。しかし、GABAの研究成果は、査読者より、胎生期のみのデータであること、培養下でのみの計測であることの問題指摘があり、追加実験を行っている。このため、総合的に判断し、おおむね順調に進捗していると判断する。本年度は、以下の2つの研究を行った。1.中枢時計自己組織化におけるGABAの役割:2種のGABAノックアウトマウスを用い、SCNスライスをマルチ電極ディッシュ上に培養し、発光・蛍光イメージングを行った。PER2::LUC、自発発火、細胞内カルシウムレベルの3機能の同時計測系を構築し、長期計測を行ったところ、数分間隔で繰り返す神経発火バーストに同期した細胞内カルシウムの上昇を観察した。さらに、VGAT floxmiceのSCNにSynapsin-Creをアデノ随伴ウィルスを用いて導入し、部位特異的GABAノックアウトマウスを作成した。その結果、行動リズムの断片化が観察された。今後、ノックアウトの程度と表現型との相関を検討する。さらに、薬理的操作によるSCN概日時計自己組織化におけるGABAの役割を検討した。その結果、野生型マウスSCNへのGABA受容体拮抗剤の投与、および、GABA欠損マウスSCNスライスへのGABA投与により、それぞれの表現型が生じることを明らかにし、SCNにおけるGABAの機能を確認した。2.神経ネットワークと細胞リズムの相関:細胞内カルシウムリズムの発振メカニズムを時定数の異なる2種のカルシウムセンサーGCaMP6fとGCaMP6sを用いて検討し、SCN細胞にはCalcium transientsがみられないことを示し、カルシウムレベルの概日リズムは細胞内カルシウムのBasal levelの変動であることを明らかにした。
光励起下にある溶存金属錯体の構造

[Cu(dmphen)_2]^+錯体はMLCT状態からリン光を発する。最低の光励起状態がCu(I)からdmphenへの電荷移動状態であれば、光吸収によって錯体の構造の変化が期待される。オパ-ルグラス法を用いて測定した[Cu(dmphen)_2]ClO_4と[Cu(phen)_2]^-ClO_4の固体の吸収スペクトルを比較すると、[Cu(phen)_2]ClO_4では最低のMLCT吸収帯が二本に分裂している。また[Cu(dmphen)_2]C10_4錯体は発光するが、[Cu(phen)_2]C10_4錯体は発光しない。X線構造解析によれば、[Cu(dmphen)_2]C10_4の二つのdmphenがなす角(二面角)は82゚であり、[Cu(phen)_2]C10_4のときは49.9゚である。これらの二つの錯体の固体の吸収スペクトル及び発光の性質は二面角の違いによることが明らかになった。DVーXα分子軌道法を用いてモデル錯体[Cu(αージイミン)_2]^+のエネルギ-準位を二つのジイミンのなす角を変えて計算した。D_<2d>対称(二面角90゚)のときHOMOは二重に縮重したdπ軌道であり、LUMOは二重に縮重した配位子π^*軌道である。二面角が90゚から0゚に変化するにつれて、HOMOは縮重が解け二つのd軌道に分裂する。また二面角が90゚から減少するにつれて、禁制遷移状態が最低励起状態になる。[Cu(αージイミン)_2]^+の最低励起状態はMLCT状態であり、1Ob_2(Cud_<XZ>)から11b_3(ジイミンπ^*)への許容電荷移動遷移は配位子の短軸方向を向いており、また二面角の減少につれて赤色シフトする。これらの結果は固体の吸収スペクトル及び発光の性質をよく説明することができる。溶液中での発光の温度依存性からも光吸収による錯体の変形が示唆される結果を得た。
大規模医療データの計量分析及び政策評価に関する研究

本研究では、大規模個票医療データの分析を行ったにおける在院日数等の分析を行った。まず、データベースの整備を行った。次いで、データ分析のために必要な手法の開発を行った。ボックス・コックス変換モデルの推定には、誤差項に正規分布を仮定した最尤推定量(BC MLE)が用いられるが、一般的には、一致推定量とはならない。ここでは、一致性を有する推定量の開発に成功した。また、BC MLEに関する検定方法を新たに提案した。これらに基づき、白内障および糖尿病における在院日数・診療報酬費の分析を行った。その結果、傷病の種類や患者の属性の影響を取り除いた後においても、病院ごとに非常に大きな差があることが認められた。本年度は、まず、東京医科歯科大学大学院医療経済学分野で管理されているDPCデータベースの整理拡張を行った。次に、新たな分析モデル、その推定方法の開発を行った。これらにおいてはこれまで対象とされてこなかった多数の病院が存在する場合の分析モデルについての研究を行った。準備病院も含めDPC対象病院数はすでに1,600病院を超えており,対象病院が千以上といっ要が生じている。すなわち,患者数ばかりでなく,病院数が無限大となっていく場合の漸近理論等を含めた場合のデータを分析する必た分析が必要となっているが、今年度はこの課題について重点的に研究を行った。さらに、拡張されたデータベースおよび分析モデルを用いて、DPC導入の白内障の在院期間への影響の分析を行った。この結果、DPC導入は在院期間の長い病院に対しては大きな影響があったが、短い病院に関しては殆ど影響がなかったという分析結果を得た。次に、糖尿病データの分析を行った。糖尿病は我が国において国民病ともいうべき疾病となっており,また,糖尿病は,他の重大な疾患の原因となることも多い。このため,医療政策への適切な提言を考える上でもその分析は重要となっている。糖尿病の入院患者の医療費のかなりの部分は、在院日数に依存する。本年度は、在院日数に影響を与える要因の分析を行った。この結果、病院ごとの在院日数は、患者の要因をコントロールしても大きく異なることが示された。これは、医療の効率化・標準化による在院日数の短縮の可能性が示されたと考えられ、今後の医療資源の効率的な利用にとって重要な提言となると考えられる。また、分析におの分散が大きく異なり、新規モデルの重要性が示された。さらに、大腿骨骨折のデータ分析を行った。こいては、病院ごとの結果、新たにDPCを導入した場合、在院日数は減少するものの診療報酬支払額には影響しないことが示され、DPC/PDPSにおける支払制度の在り方についての問題点が強く示唆された。これらの研究成果は、計6編の査読付き論文として学会誌に掲載されている.また、数本の論文を投稿中である。平成25年度は、前年度までに引き続き、東京医科歯科大学大学院医療経済学分野によってこれまで(全国各地の病院から収集されたデータによって)構築されてきたデータベースに新たに得られたデータを加え、その整備・拡張を行なった。併せて,データベースをより使いやすくするための改良、そのためのプログラム開発をおこなった。次に、分析用モデルの研究・開発を行なった在院日数のようなデータの分析には、Box-Cox変換モデルなどが幅広く使われているが、このモデルは一致推定量とならないなどの問題点がある。平成25年度は、これらの問題を解決する新たな推定量を提案し、また、Box-Cox変換モデルの妥当性に関する新たな検定方法を提案し、モデルの推定・検定のための仮定・コンピュータプログラムの開発を行った。さらに、これらの成果に基づき、医療データ分析・評価・医療政策への提言に関する研究を行なった。具体的には,まず、2006年度の診療報酬改定にともなうDPC/PDPSの白内障の在院日数への影響の分析を行った。次いで、糖尿病における在院日数の分析をおこなった。また、糖尿病は、他の疾病と異なり、通常の治療目的の他、入院目的が教育のための入院患者が多数存在する。これらの特徴を踏まえた分析も重要となっている。しかしながら、白内障や糖尿病の在院日数に影響を与える要因の分析はほとんど行われておらず、限られたものとなっており、多数の病院の患者のデータを使った、より複雑な計量モデルによる分析はほとんど行われていなかった。平成25年度に行なった研究は、多数の病院から得られた大規模個票データを使った数少ない研究となっており、医療資源の効率的な利用のためも大きな成果をあげたものと考えられる。これらの成果は、合計11編(内査読付き論文8編)や5回の学会発表などとして公表されている。

本年度は、昨年度までの成果を踏まえ、データの解析において、従来、個票データの生存時間解析において幅広く使われてきたボックス・コックスのモデルの推定方法において誤差の分布に依存しない画期的な新分析手法の開発に成功した。同モデルはこれまで、正規分布を仮定した最尤推定量(BC MLE)が使われてきたが、BC MLEが一致推定量となるためには"small σ"と呼ばれる仮定が満足される必要があるが、その検定方法を開発した。さらに、この分野において幅広く使われているハウスマン検定には、大きな制約があり、これまでの研究の見直しが必要であることを示した。これらの分析手法を使って、DPCデータを用いて、糖尿病における在院日数の分析を行った。糖尿病はその直接の医療費が1.2兆円(全傷病中第3位)に達する他、糖尿病が合併症として存在する場合、在院日数や在院中の死亡率の増加などが報告されている重要な傷病である。当然のことながら、患者の症状が重い場合や高齢等で特別な場合、その在院日数は長くなるため、これらを考慮した分析が必要となる。分析の結果、患者の属性等を考慮しても病院ごとの在院日数に大きな差があり、在院日数の長い病院において在院日数を短縮することが可能であり、このためは、地方公共団体、保健所、患者会などを通した地域間の協力の重要性が示唆されることを示した。さらに、医療経済分野の研究として、大腿骨骨折後の患者や慢性病患者に対するに対するサポートの問題、看護師のキャリア形成、2014年度診療報酬改定の医業経営への影響等の分析を行った。また、本研究で開発された手法の応用として原子力発電所における請負労働者問題の分析を行った。これらの研究成果は本年度、合計6編の査読付論文、3回の報告、2編の著書として公表されている。26年度が最終年度であるため、記入しない。経済統計26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、DPCデータの分析を行い、データ・ベースの構築・拡張、新たな分析モデル等の開発等を通して、医療データの分析を行っており、今年度も白内障・糖尿病・大腿骨骨折に関して数多くの研究成果を発表してきた。しかしながら、さらに新たに得られたデータを加えた解析やその他の傷病の解析、そのためのモデルや推定方法の開発を行う必要がある。これまでの研究では、前年度に引き続き、東京医科歯科大学大学院医療経済学分野によってこれまで(全国各地の病院から収集されたデータによって)構築されてきたデータベースに新たに得られたデータを加え、その整備・拡張を行なった。併せて、データベースをより使いやすくするための改良、そのためのプログラム開発を行なった。このデータベースは数十万人以上の患者のデータが保存されており、我が国の医療の実態を知る上で貴重なものとなっている。次に、分析用モデルの研究・開発を行なった。例えば、在院日数のようなデータ、歪度・尖度が大きな値になるなど、長期間入院する一部の患者が存在する右側に裾の厚い分布となっている。このため、単純な最小二乗法などを使った分析は適当でないと考えられ、Box-Cox(1964)変換モデルなどのモデルが幅広く用いられる。しかしながら、Box-Cox変換モデルには、推定量が一致性を有しないなどの問題があることが知られていた。
任意深さ位置のコンクリート強度評価手法に関する研究

1.試験方法の確立1)任意深さ位置の強度測定を可能とした改良法によるプルオフ強度の変動係数を、骨材最大寸法と表層部に設けるコア直径との関係から明らかにした。2)改良法によるプルオフ強度は、圧縮強度、割裂強度、音速、反発度およびピン貫入深さと良好な対応関係にある。3)改良プルオフ法による圧縮強度の推定精度は、音速、反発度およびピン貫入深さなどの非破壊試験値による推定精度に比較して最も高い。2.各種コンクリート適用した場合の有用性1)改良プルオフ法は、コンクリートの調合、材齡、セメントの種類および含水率による強度変化を良好に反映する。2)改良プルオフ法は、仕上げ材と母材コンクリートの付着強度の判定に適用することが可能である。3)改良プルオフ法は、透水型枠工法による表層部の緻密化の程度を強度面から深さ毎に評価できる。3.劣化判定に適用した場合の有用性1)改良プルオフ法は、凍結融解作用を受けたコンクリートの劣化度を強度面から深さ毎に評価することができ、劣化深さを強度面から判定することが可能である。4.補修工法に適用した場合の有用性1)前項で述べた劣化深さは、補修深さ、即ち補修時の斫り深さを決定するための判断材料となる。2)改良プルオフ法は、断面修復材と母材コンクリートの付着強度の判定に適用可能である。1.試験方法確率に関する検討(1)試験値の変動係数は平均的にみると15%程度であるが、表面からの深さ、接着鋼片の直径、骨材最大寸法により異なり、接着鋼片の直径は骨材最大寸法の3倍以上とする必要がある。(2)含水率が60%80%程度であれば、試験値に及ぼす影響は小さい。(3)試験値は、水セメント比、養生方法、材齢、セメント種類による品質変化を良く反映する。(4)試験値は、圧縮強度、引張強度と高い相関を示すが、表面からの深さによって対応関係は異なる。(5)試験値は、反発度、音速、ピン貫入深さと高い相関を示すが、表面からの深さによって対応関係は異なる。(6)FEM解析による破壊機構の理論的検討は、現在進行中である。2.各種コンクリートへの適用(1)本試験は、低・高強度・軽量コンクリートへ適用した場合の強度変化を良く反映する。(2)本試験は、透水シート使用による表層部の緻密化を良く反映する。3.劣化判定への適用(1)本試験は、凍害による劣化深さを強度面から判定できる。(2)アルカリ骨材反応および火害を受けたコンクリートへの適用は、現在実験を継続中である。4.平成7年度の研究成果のまとめおよび発表平成7年度の研究成果をまとめ、成果の一部を発表した。1.劣化判定への適用炭酸化、凍結融解作用および火害を受けたコンクリートへ本試験手法を適用し、本試験手法は、コンクリートの劣化を強度面から深さ毎に評価しうる手法であることを検証した。アルカリ骨材反応への適用については、反応性骨材の収集に時間を費やし、実験が遅れたため、研究成果は平成9年度に公表する予定である。2.補修への適用凍結融解作用を受けたコンクリートおよび補修後のコンクリートに本試験手法を適用し、本試験手法は、コンクリートの補修深さ(劣化深さ)および補修部の性能を強度面から評価しうる手法であることを検証した。3.強度評価手法マニュアルの作成と提案次の4項目についてマニュアルの作成と提案を行った。(1)コンクリートの内部強度分布の評価手法(2)構造体コンクリートの圧縮強度・引張強度の判定手法(3)劣化深さ判定手法(4)補修部分の性能判定手法4.平成8年度の研究成果のまとめおよび発表平成8年度の研究成果をまとめ、成果の一部を発表した。5.研究の総括および報告書印刷研究を総括し、報告書を印刷した。
既存薬剤が効かないヒトバベシア病にも対峙できる併用治療法の開発

バベシア原虫(Babesia microti)の感染に起因するヒトバベシア病は、アメリカ、ヨーロッパ、アジアの国々で報告が広がっており、新たな新興感染症として注目されている。しかしながら、本原虫病に対する効果的で、低コストで、低毒性の治療薬が未だ確立されていない。そこで、マウス感染モデル評価系を用いて、既存薬剤(アトバコン:atovaquone)が効かないヒトバベシア病にも対峙できる併用治療法を開発する。具体的には、1)感染原虫を迅速に排除でき、2)安全に長期間の薬剤効果を持続でき、3)アドバコン治療から出現する耐性原虫に対しても効果を示し、かつ4)容易に耐性原虫の出現を許さない多剤併用治療法の確立を目指す。平成30年度では、本研究遂行に必要なバベシア原虫の試験管内培養評価法とマウス感染モデル評価系を整備した。さらに、バベシア原虫に対して増殖阻害効果を示す新たな3種類の治療薬候補(17-DMAG、nitidine chlorode、camtothecin)を明らかにし、その成果を国際学術雑誌に掲載した。平成30年度では、本研究遂行に必要な評価系を整備できたことと、バベシア原虫に対して増殖阻害効果を示す新たな3種類の治療薬候補を明らかにしたことから、概ね順調に進展していると考える。次年度では、抗バベシア効果が知られているクロファジミン(clofazimine)もしくはアジスロマイシン(azithromycin)が、アドバコン治療から出現する耐性原虫に対しても治療効果を示すか否かを、マウス感染モデルを用いて評価する。さらに、様々な治療薬の組み合わせによる併用治療効果をそれぞれ比較することで、容易に耐性原虫の出現を許さない多剤併用治療法の確立を試みる。
T細胞レパトア選択における胸腺ネオ・セルフ抗原の意義

T細胞の抗原認識レパートリーは、胸腺内に提示された自己ペプチドの認識にもとづく正/負の選択を通して形成される。胸腺皮質上皮細胞は、T細胞の正の選択に必要な自己ペプチドを生成するプロテアーゼ群を発現する。本研究では、皮質上皮細胞特異的プロテアーゼに、機能を変化させる遺伝子多様性(damaging variation)が多く存在することに着目し、遺伝子改変マウスを用いてそれらの免疫学的意義を検証する。また、胸腺の皮質と髄質の抗原提示を改変したマウスモデルを用いて、なぜ胸腺の皮質には「非自己」抗原ペプチドが生成される必要があるのかを明らかにする。
無損傷ナノ加工技術による窒化物半導体極限ナノ構造光デバイス基盤技術の開発

本研究は、申請者が提案する低損傷で極微細加工に適した新しい窒化物半導体ナノ加工技術であるHEATE法による極限ナノ構造作製技術の確立と光デバイス基盤技術への展開を目的としている。2018年度の主たる成果を以下に示す。1.水素にアンモニアガスを数10%添加した雰囲気でのHEATEにより、SiO2マスク下サイドエッチングが抑制され、GaNエッチング側面垂直性が向上することを見出した。この効果により高い制御性で極微細かつ高密度なナノピラー構造の作製が可能となった。また、アンモニア添加効果を利用し、幅20nm、深さ1500nmの高アスペクトトレンチ構造やホール型フォトニック結晶構造等の形成を実証した。2.オゾン水による表面酸化処理をHEATE法で作製した直径56500nmのInGaN/GaNナノ構造に適用し、直径200nm以下で室温発光強度と発光寿命時間の著しい増加が得られることを検証した。また、微細化に伴い室温発光寿命が長くなる興味深い現象を確認した。4. HEATE法で作製した未処理の直径392020nmのInGaN量子ディスクアレイの発光特性を系統的に評価し、直径が745から151nmに減少するに伴い内部量子効率が約2倍に増加すること、直径111nm以下では表面非発光再結合により急激に減少することを検証した。また、ナノ構造では励起光強度の低下に伴う発光量子効率の減少割合が量子薄膜に比べて大きく抑制されることを見出した。5. HEATE法を(010)面酸化ガリウム単結晶に適用し、垂直なエッチング側面を有するナノウォール構造をGaドロップレットの発生無しで容易に形成可能であることを見出した。また、窒化物ナノ構造と有機半導体を融合した新規ナノ構造光デバイスに向け、静電塗布法と低蒸気圧薄膜液体を組合わせた板状有機単結晶への分子ドーピング技術を開発した。2018年度は、交付申請書に記した14の計画が下記に示す通り順調に進展し、5が予定外の成果を含めて顕著に進捗したので「(1)当初の計画以上に進展している」と評価した。1InGaN極限ナノ構造作製技術と学術的理解:アンモニア添加HEATEによるGaNのエッチング条件依存性を調査し、幅40nm周期80nmの高垂直性ナノピラーアレイや幅20nm深さ1500nmの高アスペクト極微細トレンチなど、極微細ナノ構造作製技術が進展した。2InGaN/GaNナノ構造の表面非発光抑制:飽和オゾン水処理によるInGaN量子ディスク直径200nm以下における顕著な表面非発光再結合抑制効果と酸化膜厚さが約0.5nmであることを検証した。また、直径100nm以下でも微細化に伴う発光寿命時間の増加現象を確認した。3真のInGaN量子ドット(高さ3nm、直径3nm)への挑戦:HEATE法におけるエッチング条件やマスク形成条件を精査し、サイドエッチング制御により平均直径12nmの極微細InGaN単一量子ディスクアレイを作製し、直径分布の標準偏差4.0nmという高精度加工を実証した。4InGaN/GaN極限ナノ構造の物性評価:HEATE法で作製した高品質InGaN量子ディスクの発光特性の直径依存性を系統的に評価し、微細化に伴うキャリア局在効果の抑制現象や直径12nm以下のIn組成揺らぎの存在を検証した。また、微細化に伴う発光内部量子効率の増加(薄膜比2倍以上)、室温発光寿命時間の増加、低励起光強度での内部量子効率低下抑制などの興味深い現象を確認した。5InGaNナノ構造LEDと次世代光デバイスに向けた展開:HEATE法を酸化ガリウム単結晶に適用し、垂直なナノウォール構造を制御性良く形成可能であることを見出した。また、GaNナノ構造との複合化を目指した有機単結晶への分子ドーピング技術の開発と特性評価を行った。1InGaN極限ナノ構造作製技術と学術的理解:アンモニア添加HEATE時にマスク間隔が広い領域に生じる細線状残留構造の除去法を検討する。また、昨年度は研究室移転で実施が遅れたHClガス添加によるAlGaN層のエッチング可能性を検証する。熱力学解析手法を用いて、HEATE法によるGaNおよびAlGaNのエッチング特性の考察を行う。2InGaN/GaNナノ構造の表面非発光抑制:室温大気圧下の飽和オゾン水パシベーションの有効性を検証したが、直径100nm以下の表面積/体積比が増大する領域では表面非発光再結合が顕在化している可能性が高いので、より厚い酸化膜形成法として、高温高圧水蒸気酸化を検討する。SiO2やAl2O3による追加パシベーションの効果も調査する。3真のInGaN量子ドット(高さ3nm、直径3nm)への挑戦:アンモニア添加HEATE法で高アスペクト高垂直InGaN/GaNナノピラー形成後に、オゾン水と処理と酸化膜エッチングによる表面酸化デジタルエッチング法およびTMAH溶液によるウェットエッチングを用いて、直径30nm以下の精密サイズ制御による極微細化を行う。4InGaN/GaN極限ナノ構造の物性評価:3の極微細化技術と2の表面パシベーション技術を用いて高品質極微細InGaN量子構造を作製し、光学特性のサイズ依存性を系統的に評価する。特に、微細化に伴う室温発光寿命の増加現象や発光効率の励起光強度依存性に注目する。5InGaNナノ構造LEDと次世代光デバイスに向けた展開:ナノデバイス作製に向け、絶縁体埋込、頭出し、低抵抗電極形成、素子分離などのプロセス条件を順次確立する。