hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膵切除後の残膵の再生促進と幽門輪温存術式の改良

1.実験的研究実験的に膵広範切除を施行し、これを全胃幽門輪温存群と胃全摘付加群とに分けて追跡したところ、前者では耐糖能、インスリン分泌ともに障害が軽く、残存膵のラ島の変性も軽度であった。またこれにTrypsin inhibitorを経口投与することにより、残膵の機能障害をさらに軽減せしめ、膵の機能的ならびに器質的再生を促すことができた。また胃より十二指腸総胆管開口部まで連続切除を施行すると、膵の体重100g当りの重量、DNA、RNA、蛋白含量は低値傾向を示したが、これにガストリンを外因性に投与すると上記指標はすべて有意の改善を示した。以上の成績より、膵切除に際して胃および十二指腸近位側を温存することによりガストリンを含む内因性物質などを介して切除残膵に対して栄養効果に似た好影響が及び、膵再生が促進助長される可能性が示唆された。2.臨床的研究膵頭十二指腸切除患者を術式別に比較したところ、幽門輪温存例では胃合併切除例よりもCCK、ガストリン(ともに膵再生促進作用をもつことが知られている)などの分泌パターンは健常者のそれに近く、膵外分泌機能も良好であり、残膵に全胃温存効果が作動していることが推察された。また幽門輪温存群と胃合併切除群の術後遠隔期における栄養指標を比較したところ、体重変動、血清蛋白、血清アルブミン値は両者間で差はなかったが、コレステロール、プレアルブミン、レチノール結合蛋白、トランスフェリンの各血清値の低下が幽門輪温存群においてより軽度に留まっていた。かかる栄養障害の改善機序のひとつとして残膵に基因する因子が関与している可能性も否定できないと思われた。周知のごとく胃と膵とは、ホルモンや神経を介して機能的に密接に結ばれている。膵広範囲切除後には膵機能障害がQOLを脅かしているが、全胃幽門輪温存下になされる膵頭十二指腸切除術は術後残膵の機能脱落防止上にも有用であろうことが次第に判明しつつある。そこで現行の幽門輪温存膵切除術式にさらに新しい創意と工夫を加え、もって膵患者のQOL向上を目的とする実験ならびに臨床的検索を行い、以下の成果をうることができた。1.実験的成績本年度購入した新しい実験動物手術器具を用い、ラットに膵広範囲切除を施行し、これを全胃温存群と胃全摘付加群とに分けて追跡したところ後者では耐糖能、インスリン分泌ともに障害が強く、残存膵のラ島の変性も高度であった。つまり全胃幽門輪温存下に膵切除を施行することにより残膵の内分泌機能に好影響が及ぶことが示唆された。そこでさらにtrypsin inhibitorを経口投与したところ、残膵の機能障害を一層軽減せしめうることができ、幽門輪温存術式を施行しtrypsin inhibitorを併用することは膵の機能的ならびに器質的再生上に有用であろうと思われた。2.臨床的成績膵頭十二指腸切除を施行し、術後安定期にある患者に対して試験食を負荷し、消化管ホルモン分泌動態を術式別に比較した。その結果、幽門輪温存例では、胃合併切除例よりもCCK、ガストリンなどの分泌は良好で、膵外分泌機能も良好であり、残膵の再生促進機序が作動していることが推察された。また胃内pHモニタリング法により術後の胃分泌動態を観察したが、その結果からみて、酸分泌抑制剤の併用は膵外分泌を抑制するのでその長期投与は問題があることなども判明した。

またこれにtrypsin inhibitorを経口投与することにより、残膵の機能障害をさらに軽減せしめ、膵の機能的ならびに器質的再生を促すことができた。しかしながらこのtrypsin inhibitorの服用を中止すると、一旦再生した膵は急速に退縮して、服用前の状況に近づいていくことも判り、同薬剤効果にも限界のあることを知った。従ってtrypsin inhibitorは術後安定期に亘るまでの変動期をのりきるために一過性に投与するのが合理的であろうと思われた。2.臨床的研究臨床的に膵頭十二指腸切除患者を検討したところ、幽門輪温存例では胃合併切除例よりもCCK、ガストリンなどの分泌パターンは健常者のそれに近く、膵外分泌機能も良好であり、残膵の再生促進機序が作動していることが推察された。次に幽門輪温存症例の術後の胃内pHモニタリングの成績を詳細に解析したところ、とくに夜間において平均pH値もpH holding timeも下降する症例があり、胃内pHからみて粘膜攻撃因子が増加傾向にあることが判明した。事実本術後の吻合部潰瘍を発生した例があり、術前高酸例に対して本術式を採用するときは慎重な配慮が必要であろうと思われた。またH_2ブロッカーに代表される酸分泌抑制剤の術後投与は、胃内容停滞の軽減や吻合部潰瘍予防上に極めて有用であったが、同時に膵外分泌を抑制するので膵再生機転からみても、その無批判なる長期投与は問題があることなども判明した。昨年度までの実験で、膵広範切除を施行し、これに胃全摘を付加すると、胃温存群に比して耐糖能もインスリン分泌もともに障害が強く、残膵のラ島変性も顕著であることを知った。また臨床例で幽門輪温存膵頭十二指腸切除(PPPD)後のガストリンおよびCCK分泌は従来の胃合併膵頭十二指腸切除(胃合切PD)後に比し有意に良好であることも明らかにした。今回はこれらの事実を別の角度から再確認すべく新しい検討を試みた。1.実験的検索雄性ウイスター系ラットの胃より十二指腸総胆管開口部まで連続切除をし、術後38日目に^3H thymidineを腹腔内投与して膵を摘出した。これら膵の体重100g当りの重量、DNA、RNA、蛋白含量を測定したところすべて対照群に比し低値を示した。一方同様膵摘出前10日間に亙りペンタガストリン1mg/kg/日の筋注を加えたところ上記全指標は有意な改善を示し、^3H thymidineの膵DNAへのとり込みも高値を示した。以上のように胃十二指腸を切除するとガストリンを含む内因性物質の欠落などを介して膵に退行性変化がもたらされ、この変化は外因性ガストリン投与により十分防止されることが判明した。以上の成績は、PDに際して胃より十二指腸近位側までを連続的に温存することにより切除残膵に対して栄養効果に似た好影響が及ぶ可能性を示唆するものである。2.臨床的検索PPPDまたは胃合切PD患者のうち、著明な合併症なく経過し目下再発所見もなくかつIVHを中止して少なくとも30日以上が過ぎて経口摂取のみで栄養を補給しているものを抽出し各種栄養指標を比較した。その結果両術式間で体重変動、血清蛋白、アルブミン値に差はないが、血清コレステロールおよびrapid turnover protein値の低下はPPPD群においてより軽度に留っており、かかる効果発現機序のひとつとして残膵因子が関与している可能性も否定できないと思われた。
野菜類における環境制御による硝酸代謝調節機構の解明と硝酸塩低減化技術への応用

本研究は,慣行の施肥方法で養液栽培したホウレンソウを,収穫直前に連続照明することによって植物体内の硝酸代謝活性を維持し,品質を保持しながら植物体内に残存する硝酸塩含量を低下させることを目的とした。ホウレンソウの収穫直前に夜間照明を継続すると可食部の硝酸塩含量が低下するとともにアスコルビン酸およびカロテン含量が増加した。一方、ホウレンソウ特有の有害成分であるシュウ酸含量も連続照明処理によって低下したが、低下程度は極わずかであった。そこで次に、夜間照明処理とシュウ酸代謝の主要経路である光呼吸系を抑制する高CO_2処理を組み合わせ、硝酸とシュウ酸を同時に低減することを試みた。その結果、ホウレンソウの光合成速度は、通常大気条件からCO_2濃度を高めるにつれて上昇し、処理濃度である900ppm条件下では、通常大気条件下の約1.6倍に増加した。また、光呼吸速度は、光合成速度とは逆に、CO_2濃度を高めるにつれて低下し、900ppm条件下で完全に抑制された。対照区の硝酸塩含量は、明期に入ると徐々に低下したが、高CO_2処理によって対照区に比較して大幅に低下し、処理開始9時間目には対照区の約54%の値となった。シュウ酸含量は、対照区ではほぼ一定の値で推移したが、高CO_2処理区では経時的に低下する傾向となり、処理開始9時間目には対照区と比較して14%ほど低下した。アスコルビン酸含量は、両処理区で増加する傾向となったが、処理間差は明確ではなかった。以上より、高CO_2処理によって光合成が高まることで硝酸低減およびアスコルビン酸増加効果が維持され、さらに光呼吸が抑制されることでシュウ酸代謝が抑制され、ホウレンソウの有害成分を軽減しながら有効成分を高める効果があることが明らかとなった。本研究は,慣行の施肥方法で養液栽培したホウレンソウを,収穫直前に連続照明することによって植物体内の硝酸代謝活性を維持し,品質を保持しながら植物体内に残存する硝酸塩含量を低下させることを目的としている.光強度150μEm^<-2>s^<-1>条件下の照明付きインキュベータ内で生育させたホウレンソウにおいて,収穫1日あるいは2日前から夜間照明をすることによって,夜間暗黒条件下で生育させたものに比較して植物体の硝酸塩含量が最大20%低下することを認めたが,夜間照明を行っても,目標値である3000ppmより高く,さらに硝酸塩を低減化させる条件の検討が課題となった.次に,連続照明処理による硝酸塩低減化効果をさらに高めるため,収穫直前の光条件(光強度および光質),温度条件(地温条件)を変化させて試験を行った.夜間連続照明の光質を,白色光を基本とし赤色と青色のLED光源を組み合わせて変化させた場合,連続照明を行わない対照区に比較して硝酸塩含量が低下するものの,白色光のみで連続照明させた区よりも高く,光質を変化させても硝酸塩低減化効果が高まることなかった.また,収穫7日前より,地温を10°C高め30°Cとした試験区の硝酸塩含量は,20°Cの対照区に比較して高まり,この傾向は連続照明を行っても変わらなかった.光強度400μEm^<-2>s^<-1>条件下の人工気象室内で生育させた場合,連続照明を行っても硝酸塩低減効果は認められなかった.連続照明による硝酸塩低減効果のある照明付きインキュベータは,光が側面から入射される方式のものであり,光が植物群落内に十分に透過されるが,効果のない人工気象室は,光が上部から照射される方式であり,植物体上部の光強度は高いものの植物体下部には光が透過しにくい.

したがって,硝酸塩低減効果に影響を及ぼす要因は,植物群落内に透過した光強度であることが考えられる.前年度までに,ホウレンソウの収穫直前に夜間に照明を継続する連続照明処理を行うと可食部の硝酸塩含量が低下するとともに葉のアスコルビン酸含量が高く維持されることを明らかとした。本年度では,連続照明処理による硝酸塩低減効果を高めるため、連続照明処理中の光強度を2段階(150μmolm^<-2>s^<-1>:150PFD,400μmolm^<-2>s^<-1>:400PFD)に設定し,硝酸とアスコルビン酸含量の日周変動を調査するとともに,その他の品質の変化を同時に調査し,収穫直前の連続照明処理によるホウレンソウの高品質化の可能性について論議した.硝酸塩含量は,光照射後徐々に低下し,光消灯後徐々に増加する日周変動を示した.連続照明処理によって光消灯時の硝酸塩含量の増加が抑えられたが,150PFDの方が400PFDよりも強い硝酸塩含量増加抑制効果を示した.アスコルビン酸含量は,硝酸塩とは逆に光照射後に徐々に増加し光消灯後徐々に低下する日周変動を示したが,400PFDの方が150PFDに比較して高く推移する傾向となった.また,連続照明処理によってアスコルビン酸含量は処理期間をとおして高く維持された.シュウ酸含量は,収穫直前の2日間で410mg・g^<-1>DWで変動したが光照射・消灯による一定の日周変動は認められなかった.また,シュウ酸含量は,150PFDでは連続照明処理によってやや低下する傾向となったが,400PFDでは,連続照明処理の影響をほとんど受けなかった.クロロフィルとカロテン含量は,両PFDともに連続照明処理でやや増加する傾向となったが,その増加効果はさほど大きいものではなかった.以上より,連続照明処理によってホウレンソウの有効成分が上昇するとともに有害成分が減少し,品質が高まることが明らかとなった.しかし,連続照明処理中の光強度を高めても品質向上の効果は高まらなかったので,さらに効率よく品質を高める環境条件の探索が今後の課題である.ホウレンソウの収穫直前に夜間照明を継続すると可食部の硝酸塩含量が低下し,アスコルビン酸含量が増加するが,シュウ酸含量の低下が極わずかであった。そこで,本年度では,夜間照明処理とシュウ酸代謝の主要経路である光呼吸系を抑制する高CO_2処理を組み合わせ,硝酸とシュウ酸を同時に低減させる技術開発のための基礎データを得ることを目的とした。ホウレンソウの光合成速度は,通常大気条件からCO_2濃度を高めるにつれて上昇し,処理濃度である900ppm条件下では,通常大気条件下の約1.6倍に増加した。また,光呼吸速度は,光合成速度とは逆に,CO_2濃度を高めるにつれて低下し,900ppm条件下で完全に抑制された。対照区の硝酸塩含量は,銘記に入ると徐々に低下したが,高CO_2処理によって対照句に比較して大幅に低下し,処理開始9時間目には対照区の約54%の値となった。シュウ酸含量,対照区ではほぼ一定の値で推移したが,高CO_2処理区では経時的に低下する傾向となり,処理開始9時間目には対照区と比較して14%ほど低下した。アスコルビン酸含量は,両処理区で増加ずる傾向となったが,処理間差は明確ではなかった。以上より,高CO_2処理によって光合成が高まることで硝酸低減およびアスコルビン酸増加効果が維持され,さらに光呼吸が抑制されることでシュウ酸代謝が抑制され,ホウレンソウの有害成分を軽減しながち有効成分を高める効果があるごとが明らがとなった。
ヨードトランスポータの構造と機能の解析

ヨードは環境中0.0001%しか存在しない稀少元素で、中枢神経系発育や全身代謝調節を司る甲状腺ホルモンの重要な構成要素である。ヨードトランスポータニナトリウム・ヨードシンポータ(NIS)は、甲状腺ホルモン合成の最初でかつ律速段階である、甲状腺細胞へのヨード取込を、能動的に行う分子である。NISは1996年に初めてクローニングされて一次構造が明らかとなり、分子解析が可能となった。しかし、3次元構造解析や発現調節などの情報は乏しい。そこでまず、ヨード濃縮障害におけるNISの構造と機能について解析した。ヨード濃縮障害は、これまでに世界で22家系、37症例が知られていたが、本邦症例において初めてNIS遺伝子変異(T354P)を同定し、表現実験にて直接の病因であることを証明した。1/3の症例が日本人だが、うち7例でT354Pホモ接合性変異を同定し、他の3例でも別の変異を同定し病因として証明した。本邦症例の半数以上を解析したことになる。T354P変異は、外国症例にはなく、本邦では高頻度である。しかし、甲状腺機能低下症の程度、甲状腺腫の有無などの臨床像は極めて多彩である。これは、NIS機能を大きく修飾する因子が存在することを示す。更に、18人の患者を有するヨード濃縮障害の世界最大家系を解析し、新たなホモ接合性変異を同定したが、これらの症例では全く甲状腺腫がなく、本邦症例と臨床的な違いが明らかになった。さらにスペイン人兄弟、アフリカ系フランス人、九州在住日本人で新たな特異な変異を同定した。このように、ヨード濃縮障害症例の全世界の約半数の解析を行った。NIS遺伝子導入による遺伝子治療は、^<131>I投与による放射線治療と総合させた集学的治療である。甲状腺癌のみならず、全ての癌にも応用可能である。乳癌細胞株でNISを強制発現させた株を樹立することに成功し、今後の治療研究への端緒を開いた。ヨードは環境中に0.0001%しか存在しない稀少元素であるが、中枢神経系の発育や全身の代謝調節をつかさどる甲状腺ホルモンの重要な構成要素である。ヨードトランスポータ=ナトリウム・ヨードシンポータ(NIS)は、甲状腺ホルモン合成の最初でかつ律速段階である、甲状腺細胞へのヨード取込を、electrochemical gradientに抗して能動的に行う分子である。NISは1996年に初めてクローニングされてその一次構造が明らかとなり、分子解析が可能となった。しかし、3次元構造解析や発現調節などについての情報は乏しいのが実情である。ヨード濃縮障害は、これまでに世界で22家系、37症例が知られていたが、本邦症例において初めてNIS遺伝子変異(T354P)を同定し、表現実験にて直接の病因となっていることを証明した。1/3の症例が日本人であるが、うち7例がT354Pホモ接合性変異、1例がT354P/G93R複合へテロ接合性変異、2例がG543Eホモ接合性変異であり、全て病因となっていることを示した。T354P変異は、外国の症例では見つかっていないが、本邦では高頻度である。

しかしながら、甲状腺機能低下症の程度、甲状腺腫の有無などの臨床像は極めて多彩である。これは、NIS機能を大きく修飾する因子が存在することを示す。更に、18人の患者を有するヨード濃縮障害の世界最大家系を解析し、新たなホモ接合性変異G395Rを同定したが、これらの症例では全く甲状腺腫がなく、本邦症例と臨床的な違いが明らかになった。このように、ヨード濃縮障害症例の全世界の約半数の解析を行った。さらにスペイン人兄弟で新たな特異な変異を同定した(未発表)。ヨードは環境中0.0001%しか存在しない稀少元素で、中枢神経系発育や全身代謝調節を司る甲状腺ホルモンの重要な構成要素である。ヨードトランスポータ=ナトリウム・ヨードシンポータ(NIS)は、甲状腺ホルモン合成の最初でかつ律速段階である、甲状腺細胞へのヨード取込を、能動的に行う分子である。NISは1996年に初めてクローニングされて一次構造が明らかとなり、分子解析が可能となった。しかし、3次元構造解析や発現調節などの情報は乏しい。そこでまず、ヨード濃縮障害におけるNISの構造と機能について解析した。ヨード濃縮障害は、これまでに世界で22家系、37症例が知られていたが、本邦症例において初めてNIS遺伝子変異(T354P)を同定し、表現実験にて直接の病因であることを証明した。1/3の症例が日本人だが、うち7例でT354Pホモ接合性変異を同定し、他の3例でも別の変異を同定し病因として証明した。本邦症例の半数以上を解析したことになる。T354P変異は、外国症例にはなく、本邦では高頻度である。しかし、甲状腺機能低下症の程度、甲状腺腫の有無などの臨床像は極めて多彩である。更に、18人の患者を有するヨード濃縮障害の世界最大家系を解析し、新たなホモ接合性変異を同定したが、これらの症例では全く甲状腺腫がなく、本邦症例と臨床的な違いが明らかになった。さらにスペイン人兄弟、アフリカ系フランス人、九州在住日本人で新たな特異な変異を同定した。NIS遺伝子導入による遺伝子治療は、^<131>I投与による放射線治療と総合させた集学的治療である。甲状腺癌のみならず、全ての癌にも応用可能である。乳癌細胞株でNISを強制発現させた株を樹立することに成功し、今後の治療研究への端緒を開いた。
有限次元ホップ代数の一般化としてのバイフロベニウス代数

バイフロベニウス代数は有限次元ホップ代数のある一般化として,2000年,土井・竹内により導入された.有限次元フロベニウス代数かつフロベニウス余代数であって,双方のフロベニウス構造がある条件で結ばれているものをいう.本研究においてはまず,バイフロベニウス代数の部分構造およびバイフロベニウス代数間の射の解析を行った.さらに体積元と呼ばれる特別な元が可逆のときは,半単純代数および既約指標の直交性がなりたつことを示した.次に,バイフロベニウス代数の重要なクラスである群環的代数の概念を導入した.体k上の有限次元代数A, Aからkへの代数射ε:A→k,ある指定されたk基底B,および基底間の置換S : B→Bからなる4つ組(A,ε,B, S)である条件をもつものとして定義される.これは有限群の群環を抽象化したもので,アソシエーション・スキームに付随するBose-Mesner代数を基本例として含んでおり,河田によるCharacter代数の非可換類似物と考えられる.アソシエーション・スキームの研究への新しいアプローチになっている.本研究で得られた成果として,・2次元と3次元の群環的代数をすべて分類した.また,5次元以下の群環的代数はすべて可換になることを示した.6次元で非可換なものが現れる.・群環的代数の拡大のうち,その差が1次元である拡大の構造を決定した.バイフロベニウス代数は有限次元ホップ代数のある一般化として,2000年,土井・竹内により導入された.有限次元フロベニウス代数かつフロベニウス余代数であって,双方のフロベニウス構造がある条件で結ばれているものをいう.本研究においてはまず,バイフロベニウス代数の部分構造およびバイフロベニウス代数間の射の解析を行った.さらに体積元と呼ばれる特別な元が可逆のときは,半単純代数および既約指標の直交性がなりたつことを示した.次に,バイフロベニウス代数の重要なクラスである群環的代数の概念を導入した.体k上の有限次元代数A, Aからkへの代数射ε:A→k,ある指定されたk基底B,および基底間の置換S : B→Bからなる4つ組(A,ε,B, S)である条件をもつものとして定義される.これは有限群の群環を抽象化したもので,アソシエーション・スキームに付随するBose-Mesner代数を基本例として含んでおり,河田によるCharacter代数の非可換類似物と考えられる.アソシエーション・スキームの研究への新しいアプローチになっている.本研究で得られた成果として,・2次元と3次元の群環的代数をすべて分類した.また,5次元以下の群環的代数はすべて可換になることを示した.6次元で非可換なものが現れる.・群環的代数の拡大のうち,その差が1次元である拡大の構造を決定した.バイフロベニウス代数とは体k上の有限次元代数かつ余代数Hとφ∈H^*, t∈H, S∈End(H)からなる組(H, φ, t, S)で6つの公理(BF1)-(BF6)をみたすもので,有限次元ホップ代数およびBose-Mesner代数の一般化になっている.つい最近土井・竹内によって導入された(BiFrobenius algebras, Contemporary Mathematics 276(2000), 67-97).1.定義から,Sの全単射が導ける.逆にSが全単射ならフロベニウス性に関する公理(BF3, 4)は他の(BF1, 2, 5, 6)から得られることがわかった.これにより与えられた例がバイフロベニウス代数になることのチェックが大変容易にできるようになった.2.バイフロベニウス代数(H,φ,t, S)の部分代数かつ部分余代数KがS(K)⊂Kをみたすとする.このKにバイフロベニウス代数の構造が入るとは限らない.Hがidのconvolution積による逆元σをもつ場合(多くの場合もつ,S=σを意味しない),あるφ'∈K^*, u∈Kが存在して(K, φ', u, S|K)がバイフロベニウス代数になるための条件およびそのときのφ', uの具体的表示を求めた.この結果はホップ代数の場合に対しても新しい知見を与える.3.2つのバイフロベニウス代数H, Lの間の代数射かつ余代数射F : H→LでSを可換にするものを射と考える.射FがφL(F(tH))≠0をみたすとき,像F(H)はLの部分バイフロベニウス代数の構造をもつ.これらの成果について投稿準備中.ただしP_<ij>^kは基底{b_0,b_1,...,b_d}に関する構造定数を表す.を用いてバイフロベニウス代数(A,Φ,t, S)が得られる.これにより群環的代数の研究にバイフロベニウス代数の理論が利用できることとなった.バイフロベニウス代数は有限次元ホップ代数のある一般化として,2000年,土井・竹内により導入されたものである.最終年度である本年は,バイフロベニウス代数のある重要なクラスである群環的代数(Group-like algebra)に焦点を絞って研究を進めた.群環的代数は有限群の群環を抽象化したもので,アソシエーション・スキームに付随するBose-Mesner代数を基本例として含んでおり,河田によるCharacter代数の非可換類似物である.本年度の成果は次の通り

.1.一般のバイフロベニウス代数において,体積元と呼ばれる元の可逆性から半単純性および既約指標の直交性を導いた.2.群環的代数の概念を導入しその基礎研究を開始した.3.2次元と3次元の群環的代数をすべて分類した.また,5次元以下の群環的代数はすべて可換になることを示した.4.群環的代数の拡大を考察し,差が1次元である拡大の構造を決定した.
生体表面の硬さ分布と硬結を画像として表示する計測機器の開発

本研究の目的は、鍼灸師が診断や治療で重視する身体の表面の硬さ・軟らかさの分布を視覚的に表示するためのシステムを開発することである。6種のシリコンゲル、硬結包埋モデル、乳癌触診モデルを複数の硬さ計とバネ強度で測定し、主軸プローブバネ強度4.90NのPEK-1が硬さの多点計測システムに最も適していると考えた。生体での応用では、前腕を測定部位として、異なる指の動きをしたときの硬さ分布の変化と約3mm幅の腱の硬さが描出できることを確認した。また、外側上顆炎を疑う患者の罹患筋の弛緩時硬度、収縮時と弛緩時の硬度差が左右非対称性であることが観察された。I.多点計測を目的とした硬さ計測機の接触子の大きさ、接触圧、押込速度、測定面の角度の影響を確認することで硬さの検出力・再現性の基本情報の蓄積と、II.硬結モデルの試作を計画した。【目的】Iは、すでに押込速度、測定面の角度について詳細な検討を終えている生体用組織硬さ計(PEK-1、井元製作所)の先端機構を流用し、接触圧(主軸バネ強度)を検討した。IIは前腕筋肉モデルを作成するための包埋物を模索した。【方法】I.1)ヒト軟部組織を模した6種ゲルシート(刺鍼練習台5型、日進医療器)の硬さを、バネ強度200、300、400、500、600、700、800、900、1000gで測定し、同時に測定時荷重を計測した。2)シリコン硬結包埋モデル(中村ブレイス)と乳癌触診モデル(京都科学標本)の硬さをバネ強度200、500、1000gで測定し、分布図を作成した。II.人肌ウレタン土台に異なる大きさ・硬さの人肌ウレタン、シリコン、針金を包埋させてヒトの感覚で評価した。【結果・考察】1)硬さ弁別能は軟らかい物では弱いバネ、硬い物では強いバネが高かった。バネ強度500gの平均値が全測定レンジの中央に最も近く、レンジ幅が最も広かった。2)シリコン硬結包埋モデルの硬結はバネ強度によらず描出できたが、乳癌触診モデルでは500gでの描出が最も優れていた。乳癌触診モデルは曲面で構成され、単に硬い物体が包埋されているのではなく、えくぼ症候を伴う癌、皮膚陥凹を伴う癌、線維腺腫、乳腺癌の硬さが再現されている。えくぼ症候を伴う癌以外の三種は描出できたことから接触子の大きさも妥当だと判断した。ここまでで研究計画の計測器の開発(接触部の検討)と硬さ指標としての妥当性の評価と、硬結モデルによる硬結描出能の評価の一部が完了した。II.現時点では人肌ウレタン表面に紙加工物を付着させたものが候補となっている。【目的】硬さを連続的に測定し、同時に分布を表示するシステムを開発し、その有用性を筋収縮の違いによる硬さ分布の変化で確認した。【方法】測定部位は左前腕部とし、肢位は掌側面では肩・肘関節屈曲45度で前腕背側を台に接触した状態、背側面では肩関節屈曲45度、肘関節屈曲90度で手掌面を台上に接触した状態とした。長軸測定は上腕骨内側・外側上顆から手関節横紋中央を結ぶ線の近位315/24の13点、短軸測定は長軸線を中央とした5mm間隔点の掌側7点、背側9点上とし、掌側は点間を加えた13点測定も行った。測定は掌側弛緩位と対立位、背側弛緩位と小指・中指・第24指伸展位で行い、結果は原波形、強度、等高線、3D曲面グラフで表示した。また、背側近位点については超音波画像診断装置(HITACHI ALOKA F37)による撮影結果とも比較を行った。【結果】掌側では長掌筋の硬さ変化が全グラフに反映され、弛緩位の腱描出は短軸13点測定、対立位の筋描出は短軸7点測定が優れ、遠位の原波形には長掌筋腱と橈側手根屈筋腱の硬さが確認できた。背側では小指伸筋、総指伸筋の違いが捉えられていた。【考察】測定密度が高ければ描出力が優れるが、一定動作でも同一筋収縮状態の維持が困難であるため対象に合わせた測定数の設定が重要だといえる。表現法では3次元曲面と等高線グラフの組合せは全体像、原波形は硬さの断面、強度グラフは硬さ焦点の移動の観察に有用と考えられ、硬さの評価はグラフ間の比較だけではなく同一グラフ内での比較が可能となった。【目的】鍼通電で選択的単一筋収縮を制御した硬度勾配モデルや発揮筋力による硬度勾配モデルで生体応用を示す予定だったが、硬さ測定による電極鍼深度への影響、持続収縮による筋疲労と虚血痛、通電の痛みによる反射性収縮などで十分な再現性をもつ描出画像が得られなかった。そこで測定時短と再現性を考慮しつつ関節運動に伴う硬さ分布の左右差から硬さ連続計測の生体応用・臨床活用を検討した。【方法】硬さ測定は開発したシステムを用いた。

対象は疼痛誘発試験で明確な陽性反応が認められないが左上腕骨外側上顆炎が疑われる男性とし、長橈側手根伸筋、総指伸筋、橈側手根屈筋、前脛骨筋について中間位と背屈・掌屈位の左右の硬さ分布を測定・観察した。罹患筋と考えられる長橈側手根伸筋には動的測定を試みた。【結果】対照筋では中間位と背屈・掌屈位において左右で同様の分布を示し、罹患筋は背屈位で異なる分布を示した。動的測定では背屈で値が大きくなる点と小さくなる点があり、患側外側上顆より遠位4、5、6cmで対側に比較して顕著に大きな値になった。【考察】硬さ分布の左右差が明確な陽性反応が認められない上腕骨外側上顆炎における客観的な診断情報となる可能性を示唆する。動的測定は治療における変化表示に有用と考えられるが、関節運動や筋収縮で硬さの値が小さくなる場合や押圧力による影響など検討すべき課題が残されている。その他に、これまでの筋疲労時に弛緩時と収縮時の硬さの差が小さくなるという結果との矛盾も考えられ、現象については更に検討が必要である。【結語】障害や症状のない筋では硬さの左右分布が近似し、筋の付着部の障害が筋収縮時の硬さ分布の左右差で評価できる可能性が示唆され、硬さ観察点を決定するためのスクリーニングとして動的測定は一定の有用性を示した。単一筋の選択的収縮を鍼通電量で制御した硬度勾配生体モデルと発揮筋力による硬度勾配生体モデルの問題点を踏まえ、測定時短と再現性を考慮した生体応用の実験を追加したところ、硬さのライン分布における左右差が有用な診断及び効果判定情報となり得る可能性が示唆された。また、同時に動的硬さ計測への発展を示すものとなった。平成27年度の研究内容を学会発表するとともに、プログラムのデータ収録・解析を見直し、平成25年度研究実績で報告した測定機構の選択と最適バネ強度の選択についての内容をそれぞれまとめた。加えて、連続硬さ測定の臨床応用の研究として下記を実施した。【目的】筋疲労に対する鍼灸の作用を解明する基礎的研究として、骨格筋電気刺激(Electrical Muscle Stimulation)生起疲労モデルと筋疲労評価としての硬さの収縮・弛緩時連続測定の有用性を検討した。【方法】電気刺激装置にDELTAZERO(NIHON MEDIX)を用い、前脛骨筋上の足三里下方1寸と条口に電極を貼り、上巨虚を硬さ測定部位とした。電気刺激は20μsの二相性矩形波固定変調120mAで漸増1、持続5、漸減1、休止5秒を20分間繰り返し、周波数20、60、100Hzの持続と休止時の硬さを測定し、収縮時、弛緩時、硬度差について1分毎平均値を求めた。【結果】20、60、100Hzの二元配置分散分析の交互作用、時間と周波数の主効果は、弛緩時では有意差なし(P=0.1095、P=0.2937、P=0.3635)、収縮時と硬度差はすべて有意(P<0.0001、P=0.0005、P<0.0001)(P<0.0001、P=0.0005、P<0.0001)だった。測定開始後1分間を基準とした多重比較検定では、収縮時は20Hzで5分後、60Hzで2分後、100Hzで直後、硬度差は20Hzで5分後、60と100Hzで直後から有意に減少し、弛緩時は有意な変化はなかった。【考察】筋疲労発生と硬さ変化の過程は筋の収縮様式で異なり、収縮時硬度の変化傾向は筋張力を指標とした報告と一致した。【結語】収縮時硬度と筋硬度差減少は筋疲労を反映することと、筋疲労への介入研究にEMSによる筋収縮と弛緩時の硬さ連続測定が有用なことが示唆された。本研究の目的は、鍼灸師が診断や治療で重視する身体の表面の硬さ・軟らかさの分布を視覚的に表示するためのシステムを開発することである。6種のシリコンゲル、硬結包埋モデル、乳癌触診モデルを複数の硬さ計とバネ強度で測定し、主軸プローブバネ強度4.90NのPEK-1が硬さの多点計測システムに最も適していると考えた。
細胞の生理と物理に基づいた血管系のマルチスケールモデル

血管内皮細胞は循環系の恒常性維持に重要な役割を果たし、動脈硬化症の初期段階でその血流調整機能が低下することが知られている。FMD(Flow-Mediated Dilation)検査は、前腕部の駆血操作による反応性充血に起因する血管壁の拡張反応(FMD反応)を計測し、拡張度合いから内皮機能を評価するものである。FMD反応は血流刺激であるずり応力が内皮細胞を機械的に刺激し、血管拡張物質NOが産生され、中膜を構成する平滑筋細胞に作用することで引き起こされる。しかし、NO等を直接測定することに困難があり、一連の反応の詳細は、信号伝達経路の複雑さから不明な点も多い。一方、FMD検査は、血流速度や血管径を経時的に観測していることから、血管径の拡張度合いに留まらず多くの情報を含んでいると考えられる。本研究では、血管内皮細胞と平滑筋細胞の統合モデルを構築し、ずり応力から血管径までFMDの一連の反応の再現に取り組んでいる。これまで、内皮NO産生の生理学的メカニズムを詳細に記述した数理モデルの構築に成功した。このモデルは、広範囲なずり応力に対する細胞内の生理物質動態についてシミュレーションが可能である。平滑筋細胞モデルでは、内皮細胞で産生されたNOに対する4つの経路、血管壁応力モデルでは血管径や血管内血圧等の情報が組み込まれている。これらのモデルを統合することで、ずり応力による細胞膜変形量や血管径変化のようなマクロスケールと細胞内イオン動態のようなミクロスケールを組み合わせたマルチスケールなシミュレーション解析が行える新しいモデルが開発された。マルチスケールモデルのシミュレーション結果の妥当性は、FMD検査時の観測データと比較することで確認した。今後、このモデルを用いることで、内皮細胞と平滑筋細胞がFMDに及ぼす影響の解析や個々の生理反応の可視化などを進める予定である。本研究では、血管機能を解析するための技術開発を行うため、血管系について精密な数理モデルの開発とその評価を進めている。平成30年度は、前年度に引き続きマルチスケールモデルの開発を進め、その妥当性について、実験データに基づいた評価を行うことができた。FMD検査をはじめとする実験環境や数理モデル開発環境の整備も順調であり、研究は順調に進展しているといえる。血管系の数理モデリングを進めるためには、血管皮細胞に存在する血流センシングの仕組みをはじめ、血管皮細胞及び血管平滑筋細胞の細胞内情報伝達や細胞膜イオンチャネルの生理機構のモデル化が必要である。今後もこれら細胞の詳細な数理モデルの開発を進めていく。モデルの妥当性検証やパラメータ推定を行うため、培養細胞を用いた生理実験も進めていく。また、ヒトを対象としたFMD計測や血流計測等の非侵襲的な計測と細胞レベルの特性を結びつけ、計測データから生理・物理特性を数理的に推定するための新しい解析手法の開発も進めていく。動脈硬化症初期には血管の内膜を構成する血管内皮細胞の機能低下が起こると考えられる。従って、血管内皮機能評価は、動脈硬化の早期診断並びに予防の観点から重要である。非侵襲的な血管内皮機能の評価方法として血流依存性血管拡張反応検査(FMD検査)がある。しかし、この検査は駆血前後の動脈径の大きさを計測しているのみであり、血管内皮機能のどの部分に障害が発生しているかなど、内部の生理メカニズムを理解することは困難である。本研究は、こうした問題に対し、血管を構成する細胞の様々な特性に基づいたリアリスティックな数理モデルを構築し、シミュレーション解析によって血管の内部を可視化することを目指すものである。FMD検査時の血管物性を測定する実験では、血管弾性率が血管拡張時に安静状態よりも低下することが示されている。血流は血管の物理的特性の影響を受けることから、血流状態を連続的に計測することで、血流状態変化から血管の物理的特性を推定できることが示唆される。超音波ドップラー法による血流計測は、非侵襲的で簡易であり、FMD検査よりも容易に内皮機能を評価できる可能性がある。しかし、FMD反応に伴う血管物性の連続的変化が血流動態に及ぼす影響は明らかではない。そこで、血流・血管壁動態を同時にシミュレーション可能な数理モデルを構築し、FMD反応が血流に及ぼす影響を解析した。その結果、モデルを用いることで、直接計測が困難な血管パラメータを推定し、FMD検査時の動脈系の挙動を再現することに成功した。FMD反応時の血流波形シミュレーションの結果、血管壁動態の変化が血流波形の形状に影響を及ぼすことが予測され、超音波ドップラー法で実証した。今後、構築した数理モデルの精緻化を行い、FMD反応に伴う個々の生理機構の反応や変化の様子の可視化等、血流変化のダイナミックスを解明できる手法の開発を進める。本研究では、血管内皮機能を解析するための技術開発を行っている。そのため、血管系について精密な数理モデルの開発とその評価を行っている。平成29年度は、プロトタイプとなる血管系の数理モデルを用いて、FMD検査データを分析する手法を確立することができた。さらに、FMD検査ほど、実験を行う測定者の技術レベルが要求されない超音波血流検査から、血管内部の状態を推定し得る手法を提案でき、その妥当性を実証することもできた。血管内皮細胞のより精密なモデル化についても、そのための実験環境の整備も順調に進んでおり、研究は順調に進展しているといえる。

FMD(Flow-Mediated Dilation)検査は、前腕部の駆血操作による反応性充血に起因する血管壁の拡張反応(FMD反応)を計測し、拡張度合いから内皮機能を評価するものである。FMD反応は血流刺激であるずり応力が内皮細胞を機械的に刺激し、血管拡張物質NOが産生され、中膜を構成する平滑筋細胞に作用することで引き起こされる。しかし、NO等を直接測定することに困難があり、一連の反応の詳細は、信号伝達経路の複雑さから不明な点も多い。一方、FMD検査は、血流速度や血管径を経時的に観測していることから、血管径の拡張度合いに留まらず多くの情報を含んでいると考えられる。本研究では、血管内皮細胞と平滑筋細胞の統合モデルを構築し、ずり応力から血管径までFMDの一連の反応の再現に取り組んでいる。これまで、内皮NO産生の生理学的メカニズムを詳細に記述した数理モデルの構築に成功した。このモデルは、広範囲なずり応力に対する細胞内の生理物質動態についてシミュレーションが可能である。平滑筋細胞モデルでは、内皮細胞で産生されたNOに対する4つの経路、血管壁応力モデルでは血管径や血管内血圧等の情報が組み込まれている。これらのモデルを統合することで、ずり応力による細胞膜変形量や血管径変化のようなマクロスケールと細胞内イオン動態のようなミクロスケールを組み合わせたマルチスケールなシミュレーション解析が行える新しいモデルが開発された。マルチスケールモデルのシミュレーション結果の妥当性は、FMD検査時の観測データと比較することで確認した。今後、このモデルを用いることで、内皮細胞と平滑筋細胞がFMDに及ぼす影響の解析や個々の生理反応の可視化などを進める予定である。本研究では、血管機能を解析するための技術開発を行うため、血管系について精密な数理モデルの開発とその評価を進めている。平成30年度は、前年度に引き続きマルチスケールモデルの開発を進め、その妥当性について、実験データに基づいた評価を行うことができた。FMD検査をはじめとする実験環境や数理モデル開発環境の整備も順調であり、研究は順調に進展しているといえる。血管の数理モデリングには、血管内皮細胞に存在する血流センシングの仕組みとそれに続く血管内皮細胞及び血管平滑筋細胞の生理機構のモデル化が必要である。従って、今後も引き続き、これらの細胞のモデルの精密化を進めていく。モデル構築にあたっては、細胞の生理特性や機械的特性を明らかにする必要もあることから、培養細胞を用いた実験も行う。こうした細胞レベルの研究と共に、FMD計測や血流計測等の非侵襲的な計測と細胞レベルの特性を結びつけるため、計測データから生理・物理特性を数理的に推定するための手法の開発も進めていく。血管系の数理モデリングを進めるためには、血管皮細胞に存在する血流センシングの仕組みをはじめ、血管皮細胞及び血管平滑筋細胞の細胞内情報伝達や細胞膜イオンチャネルの生理機構のモデル化が必要である。今後もこれら細胞の詳細な数理モデルの開発を進めていく。モデルの妥当性検証やパラメータ推定を行うため、培養細胞を用いた生理実験も進めていく。
地産地消型バイオガス利用に向けたハイドレートスラリー流動型ガス分離プロセスの構築

本研究では,セミクラスレートハイドレートスラリーの性状に及ぼす影響因子を解明し,流動性を維持し効率的なガス分離が行える条件を明らかにすることを目的とした。電気伝導度法を用いてCO2吸収による固形分率変化を測定した結果,高温ほど増大した。Polyvinyl alcohol (PVA)は低重合度で適切な添加濃度にすることでより凝集緩和効果を得られることが示唆された。また,PVAはCO2吸収速度を低下させたが,スラリーの分散状態を維持させることで吸収量を増大させた。気泡塔型装置の場合,分離効率を向上させるためには気泡径を小さくするなどし,スラリーとの接触時間を長くすることが重要であった。本研究は,高分子分散剤がセミクラスレートハイドレート(SCH)スラリーの性状(固形分率,粒度分布,凝集性)に与える影響のメカニズムを解明し,流動性を維持しつつ高速分離可能なスラリーの開発を目的とする。これを達成するため,CO2存在下におけるSCHの固形分率測定法の開発,高分子分散剤がSCHスラリーの流動性および粒子径に与える影響,SCHスラリーへのCO2吸収機構,CO2存在下におけるSCHスラリーの流動性評価およびガス分離機構について検討した。その際,SCHのゲスト分子としてtetra-n-butyl ammonium bromide (TBAB)を用いた。平成28年度の検討では,まず電気伝導率を利用したSCHスラリーの固形分率測定法について検討した。スラリーの電気伝導率と固形分率の関係を明らかにし,その関係性を表現したモデルを構築することで大気圧下での固形分率測定を可能とした。続いて,高分子分散剤としてpolyvinyl alcohol (PVA)がSCHスラリーの分散性と分散安定性に与える影響を検討した。低重合度(1000以下)ものが架橋凝集を引き起こしにくいが,分散安定性は高重合度(2000程度)のものが高い結果となった。これより最適な添加濃度にすることで,重合度2000のPVAが適していることを明らかにした。SCHスラリーへのCO2吸収量に関しては,測定精度に問題があり,装置改良を行った。これにより測定の不確かさを半分程度まで低減させることに成功した。また,CO2吸収後のSCHスラリーを観測したところ,綿状固体の形成や壁面への付着が確認された。また,固形分率は増大した。これよりCO2吸収過程においてスラリーの性状が変化することを明らかにした。固形分率測定に関しては,CO2加圧下でのin-situ測定装置は開発できていないが,CO2加圧条件で作成したSCHスラリーを取り出し,電気伝導率利用の固形分率測定法を適用させることでCO2が固形分率に与える影響の定量化に成功している。また,ガス吸収量測定装置やガス分離装置,CO2加圧下でのSCHスラリー流通装置は5月に完成予定である。以上のことから概ね順調に進展していると判断した。ただし,制作した装置の動作確認は実施しておらず,測定精度等を考慮した実験方法や条件は確立していないため,妥当な結果が得られていることに留意しながら,研究を進める必要がある。もし不具合が判明した際には,その対応が求められる。また.PVAがSCHスラリーの分散性や分散安定性を向上させたメカニズムが明確になっていないため,けん化度や官能基を変えた高分子分散剤を用いて明らかにする必要がある。本研究は,高分子分散剤がセミクラスレートハイドレート(SCH)スラリーの性状に与える影響のメカニズムを解明し,流動性を維持しつつ高速分離可能なスラリーの開発を目的とする。これを達成するため,SCHの固形分率測定法の開発,高分子分散剤やCO2がSCHスラリーの流動性に与える影響,SCHスラリーのCO2吸収機構およびガス分離機構について検討した。平成29年度の検討では,SCHスラリーの流動性に及ぼすCO2の影響を検討した。開発したスラリー流動装置よりSCHスラリーの粘度測定を行った。固形分率12-19 vol%ではいずれも同等の結果が得られ,ビンガム流体であった。CO2加圧時の流体挙動も同様にビンガム流体であったが、降伏応力は増大し,凝集性が増大したことを示唆した。また,回転式粘度計を用いてCO2バブリングさせたSCHスラリーの分散安定性を評価した結果、分散安定性は低下した。以上より,CO2雰囲気下ではSCHスラリーの凝集性が増大するため,高分子分散剤を適切な条件で添加する必要があることを確認した。気泡塔型ガス吸収装置を開発し,SCHスラリーへのCO2吸収量および吸収速度を測定した。従来の攪拌槽型装置に比べ,ハイドレート相への吸収量割合が4倍程度増加したことから気泡塔型の優位性を確認した。PVAを添加することで吸収量割合が無添加時に比べ25%増大した。最大吸収速度は無添加時の方が大きいが,PVA添加時の方がCO2の吸収持続時間は長かった。これより,PVAはCO2吸収を阻害するが, SCHスラリーの凝集を抑えることを示唆した。また,本装置を用いてガス分離実験を行った。0.15 L/min以下であればCO2吸収は良好に行われ,分離可能であることを明らかにした。

本研究では,セミクラスレートハイドレートスラリーの性状に及ぼす影響因子を解明し,流動性を維持し効率的なガス分離が行える条件を明らかにすることを目的とした。電気伝導度法を用いてCO2吸収による固形分率変化を測定した結果,高温ほど増大した。Polyvinyl alcohol (PVA)は低重合度で適切な添加濃度にすることでより凝集緩和効果を得られることが示唆された。また,PVAはCO2吸収速度を低下させたが,スラリーの分散状態を維持させることで吸収量を増大させた。気泡塔型装置の場合,分離効率を向上させるためには気泡径を小さくするなどし,スラリーとの接触時間を長くすることが重要であった。固形分率測定に関しては,非平衡条件でもスラリーの固形分率測定が可能なことを確認した後,スラリーの形成機構や凝集機構解明に展開させる。また,CO2加圧下での固形分率in-situ測定可能な装置開発を行う。SCHスラリー流通装置に関しては,TBAB水溶液やSCHスラリーを大気圧条件下で流動させ粘度測定を行う。回転式粘度計との測定結果と比較し,流通装置での測定結果の妥当性を確認した上で,CO2がSCHスラリーの流動性に与える影響を検討する。SCHスラリーへのガス吸収量測定にて妥当な結果が得られることを確認した後,吸収速度の定量的な解析へと展開させる。これらの実験によりガス吸収機構の解明を試みる。また,ガス分離性能を実際に評価し,ガス吸収機構との関連性を調査する。これらの知見により,ガス分離手法の指針を構築し,ガス分離プロセスの設計を試みる。化学工学,環境化学,分離工学
ストレス耐性からみた大学生アスリートに対する心理サポート方法の探求

本研究は、ハーディネス(ストレスに対する性格特性)とレジリエンス(精神的回復力)の組み合わせのタイプ(1ハーディネス・レジリエンスともに高いタイプ、2ハーディネスは低く、レジリエンスは高いタイプ、3ハーディネスは高く、レジリエンスは低いタイプ、4ハーディネス・レジリエンスともに低いタイプ)によって心理的ストレス過程や、ストレス負荷時の身体反応表出とストレス状態からの回復力に違いがみられるのかを質問紙調査とストレス負荷実験から明らかにすることを目的とした。本研究では、ハーディネスとレジリエンスをストレス耐性と捉えている。初年度の2018年度は、ハーディネスやレジリエンスを含めたストレス耐性と心理的ストレス過程や心理的・身体的ストレス反応などについての関係を明らかにするために健康心理学やスポーツ心理学の学会や研修会に参加し、有意義な知見を得ることができた。2019年度は、当初の計画通り、質問紙調査と実験研究を開始する予定である。質問紙調査についてはすでにスタートしており、データの収集とデータ入力は滞りなく進んでいる。また、実験研究の準備にも取りかかっている。実験研究では、自律神経バランス、血圧、心拍数、唾液アミラーゼ濃度などの生理学的指標を測定するが、対象者に必要以上のストレス負荷がかからないように非侵襲性の測定機器での測定を計画している。最終年度は、それまでに得られた研究成果を学会や論文投稿において発表する計画を立てている。当初は、初年度に実験研究(2年目に実施予定)の対象者を募集する計画であったが、心理学的指標を測定する機器の納品に時間を要したためやや遅れているが、2019年度と2020年度で取り戻せる遅れである。現在、質問紙調査においてハーディネスとレジリエンスの2つの面を考慮したタイプ(1ハーディネス・レジリエンスともに高いタイプ、2ハーディネスは低く、レジリエンスは高いタイプ、3ハーディネスは高く、レジリエンスは低いタイプ、4ハーディネス・レジリエンスともに低いタイプ)によって心理的ストレス過程にどのような違いがあるのかについて明らかにするために、データを収集・分析中である。今後は、直接的なストレス(Trier Social Stress Test ; Kirschbaum et al, 1993)を受けた際に、ハーディネスとレジリエンスのタイプが心理学的・生理学的・行動学的指標と精神的・身体的回復力に及ぼす影響を明らかにするために実験研究を行い検討を進めていく。これらの調査や実験研究からハーディネスとレジリエンスのタイプによる違いが明らかになれば、大学生アスリートや一般人ひとりひとりに対する「ストレスマネジメント」に重きを置いたサポート方法の資料が得られることが期待できる。最終年度は調査研究および実験研究より明らかになった知見をまとめ、論文投稿や学会発表を積極的に行う。購入を計画していた機器を未購入であるため。また、参加を予定していた学会に参加できず、学会参加費や旅費等が不要となったため。

2019年度以降の使用計画は、実験での測定の際に対象者に負担がかからないように測定をスムーズに行う、待ち時間を少なくする等の理由から、現在すでに購入している機器(TAS9 VIEW(タスナインビュー))を追加購入する予定である。また、予定している学会へ参加し、学会参加費や旅費等に充てたい。さらに2019年度からは論文執筆に入っていく予定であるため、英文校正料等論文に関わる費用にも充てたい。
ジルコニア粒子分散柱状・ワラストナイト焼結体の作製と機械的熱的性質の研究

機械加工可能で高温でのセラミックス型材として材料開発が望まれているワラストナイト焼結体の高強度化と熱的安定性の向上を目的として、ジルコニア粒子分散ワラストナイト焼結体の作製を行なった。ゾノトライトに5-15体積%ジルコニア粉末を添加した混合粉末を空気中700°C-1150°Cで5時間焼成し、ジルコニア分散βーワラストナイト複合体を、1200-1400°C焼成でジルコニア分散αーワラストナイト複合体を作製した。ジルコニア分散ワラストナイト複合体では、700-1100°C焼成で、針状、柱状、板状ワラストナイトがマトリックス相を形成し、1150°Cの温度では、板状粒子は急激な粒子再配列によって緻密化した。1200-1400°C焼成では、焼結温度の上昇とともに等軸粒子の粒成長が顕著となった。分散ジルコニア粒子はワラストナイトマトリックス中の粒界に均質に分布し、ジルコニア粒子添加量の増加とともに、ワラストナイトの粒成長は抑制された。ワラストナイト単味の破壊強度は30MPaと低強度であるが、ジルコニア分散によって高強度化し、5体積%ジルコニア分散βーワラストナイト複合体で、150MPaと5倍向上し、15体積%ジルコニア分散αーワラストナイト複合体では80MPaとなった。このような強度向上は、ジルコニア粒子分散によるマトリックス粒子の微細化と相転移強化機構によるものと考えられる。ビッカス硬度はジルコニア添加によってもほぼ一定値を示した。ジルコニア分散ワラストナイトの熱衝撃抵抗は、ハッセルマンの熱応力破壊モデルにおける初期亀裂の大きいモデルに適合し、大きなサイズの空孔が熱応力破壊源となることが判明した。ジルコニア添加量が増加すると、マトリックス粒子は微細化し、その結果として耐熱衝撃性が向上し、600°Cの温度差でも約30MPaの強度を有し、ジルコニア無添加のワラストナイト単味焼結体と同程度の破壊強度となり、ワラストナイトへのジルコニア添加は有効であった。