hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
うつ病の標準的な薬物療法における費用対効果に関する研究

本研究は、うつ病の辺縁疾患である月経前不快気分障害(PMDD)患者の質調整生存年(QALY)の喪失と、PMDDに対する薬物療法の費用対効果を調査することを目的とした。PMDD患者のQALYの予測損失は約0.2年と計算された。薬物療法によるQALYの予測改善は、約0.2年と計算された。薬物療法のQALYあたりの費用対効果は823,000円と算出されたことより、薬物療法はPMDDに対して費用対効果が高い治療法であると考えられた。費用対効果受容曲線解析では、QALYあたりの支払意欲が400万円を超える場合はエスシタロプラムが、200万円以下の場合はセルトラリンが、より優れている傾向があった。研究の開始にあたって、東京女子医科大学の病院倫理委員会へ申請を行い、承認を得た(承認番号:140615)。初年度(平成26年度)は、東京女子医科大学東医療センターの精神科外来と心療内科外来を研究の主たるフィールドとして、症例データ収集を中心に行う計画であった。倫理委員会の承認を得た後に研究を開始し、平成27年3月末日現在、エントリーした症例は2例であった。申請者(主任研究者)のほかにも、東京女子医科大学東医療センターの精神科と心療内科の初診外来を担当する5名の研究協力者を予定していたが、現在の研究協力者は、鎌形英一郎(精神科助教)、野田剛史(精神科)、山中学(心療内科准講師)、石川元直(心療内科助教)の4名である。また、研究開始後にも、協力を得られる医療施設がある場合には、研究施行施設を増やす計画を立てていたが、1ヶ所(国際医療福祉大学熱海病院精神科)から協力しても良いという申し出を受けている(現在、当該施設の倫理委員会に申請中である)。研究計画では、研究開始時(エントリー時)、開始6週間後、開始3ヶ月後、開始6ヶ月後の4時点において、自己記入式簡易抑うつ症状尺度(QIDS-SR)、EQー5Dを用いた質調整生存年(QALY)の算出、直接・間接コストなどの情報収集、副作用の有無、脱落の有無と理由等のデータの収集を施行する計画であった。エントリーした2症例は、いずれも研究開始時と開始6週間後の2時点において、データの収集を終えている。今年度は、エントリーした症例数は少なかったものの、研究を開始することができた。平成27年度は、初年度(平成26年度)に引き続き、東京女子医科大学東医療センターの精神科外来と心療内科外来を研究の主たるフィールドとして、症例データ収集を中心に行う計画であった。平成28年3月末日現在、エントリーした症例は5例であった。申請者(研究代表者)のほかにも、東京女子医科大学東医療センターの精神科と心療内科の初診外来を担当する、鎌形英一郎(精神科助教)、野田剛史(精神科)、山中学(心療内科准講師)、石川元直(心療内科助教)の4名の研究協力者がいる。また、研究開始後にも、協力を得られる医療施設がある場合には、研究施行施設を増やす計画を立てていたが、結局、1ヶ所からも協力は得られなかった。エントリーした5症例は、いずれも2時点以上(うち、3例は4時点全て)において、データの収集を終えている。また、初診患者の中に、うつ病の近縁疾患である月経前不快気分障害(PMDD)の患者が多かったことと、PMDD患者から得られたEQー5Dのデータも存在していたことから、PMDD患者における生活の質(QOL)の低下の程度と、治療によるQOLの改善の程度、治療の費用対効果を検討するための後方視的研究を行うべく、東京女子医科大学の倫理委員会へ申請を行い、承認を得た(承認番号:3850)。ミルタザピン追加群とアリピプラゾール追加群の各群は、3年間でそれぞれ50症例程度を目標としていることから、達成度としては、かなり遅れていると考えられる。理由としては、医師の退職等により研究協力者が少なくなったこと、協力医療施設が得られなかったこと、うつ病の初診患者が少なかったこと、エントリー可能な症例であっても研究参加の同意が得られなかったケースが多かったこと等が挙げられる。平成28年度は、前年度までに大うつ病性障害の診断基準を満たす症例のデータが予定をはるかに下回る数しか集まらなかったことより、同じ抑うつ障害群(DSMー5)の中でも比較的多くの症例のデータが集積した月経前不快気分障害(premenstrual dysphoric disorder:PMDD)の患者に対象を変更して、研究を継続した。具体的には、うつ病の近縁疾患であるPMDDのDSMー5の診断基準を満たす患者のうち、初診時に未治療であり、かつ初診時と6月経周期後(治療6ヶ月後)の双方においてEQー5Dのデータを取得できた43例を対象として、生活の質(QOL)の低下の程度と、治療によるQOLの改善の程度、治療の費用対効果を検討するための後方視的研究を行った。

セルトラリンやエスシタロプラムなどの選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)などによる、6ヶ月間にわたる薬物療法を行うことにより、1月経周期あたりのEQー5D得点は、薬物治療開始前と比較して0.190の増加を認めた。すなわち、PMDDの患者に対して薬物療法を行うことによって、質調整生存年(QALY)は平均で約0.2年の改善を認めると予測された。また、1年あたりの平均直接コストは、約156千円/患者であった。PMDDを治療することによる社会的効用は、約823千円/QALYと計算された。治療薬として多く用いられた薬剤はセルトラリンとエスシタロプラムであったことから、増分費用対効果(ICER)のブートストラップ推定と費用対効果受容曲線(CEAC)の描出はこれら2つに薬剤に関して行った。治療による効果と治療によってかかった直接コストから得られたICERをもとにCEACを描出したところ、1QALYあたりのwillingness to pay(支払意思額)が400万円を超える場合はエスシタロプラムが優れ、200万円を下回る場合はセルトラリンが優れる傾向が示唆された。本研究は、うつ病の辺縁疾患である月経前不快気分障害(PMDD)患者の質調整生存年(QALY)の喪失と、PMDDに対する薬物療法の費用対効果を調査することを目的とした。PMDD患者のQALYの予測損失は約0.2年と計算された。薬物療法によるQALYの予測改善は、約0.2年と計算された。薬物療法のQALYあたりの費用対効果は823,000円と算出されたことより、薬物療法はPMDDに対して費用対効果が高い治療法であると考えられた。費用対効果受容曲線解析では、QALYあたりの支払意欲が400万円を超える場合はエスシタロプラムが、200万円以下の場合はセルトラリンが、より優れている傾向があった。ミルタザピン追加群とアリピプラゾール追加群の各群は、3年間でそれぞれ50症例程度を目標としていることから、達成度としては遅れていると考えられる。理由としては、倫理委員会の承認を得るまでに時間を費やしたこと、退職等により研究協力者が少なくなったこと、協力医療施設が得られなかったこと、うつ病の初診患者が少なかったこと、エントリー可能な症例であっても研究参加の同意が得られなかったケースが多かったこと等が挙げられる。今後の推進方策としては、一応、当初の計画通りに進めていく予定である。すなわち、平成28年度も、平成26年度、平成27年度に引き続き、原則として症例データ収集を中心に行うが、集積した研究データをもとに、研究代表者がコンピューターによるシミュレーションを利用し、増分費用対効果(Incremental Cost-Effectiveness Ratio:ICER)のブートストラップ推定を行う。アプリケーションは、IBM社のSPSSとブートストラップ法モジュールを用いる。増分費用と増分効果のペアを点で描く散布図と、それを利用し描出する費用対効果受容曲線(Cost-Effectiveness Acceptability Curve:CEAC)を用いて結果を示す。同時に、うつ病の近縁疾患である月経前不快気分障害(PMDD)の患者から得られたEQー5Dのデータやコスト(主に、PMDDの治療のために支払われた、診察費用、検査費用、処置費用、薬剤費用などの直接コスト)をもとに、PMDD患者における生活の質(QOL)の低下の程度と、治療によるQOLの改善の程度、治療の費用対効果を検討するための後方視的研究を行う。可能であれば、PMDDに用いられる治療薬剤別の増分費用対効果(ICER)のブートストラップ推定を行い、費用対効果受容曲線(CEAC)を用いて結果を示すことを目標とする。
家畜海外悪性伝染病の病態解明と新規制御技術創出への応用展開

家畜の悪性伝染病では免疫抑制が認められるが、その機序については明らかになっていなかった。本研究では、海外で甚大な経済的被害を与えているアナプラズマ症、東海岸熱、スーラ病、牛結核、ヨーネ病、牛白血病、ウマ伝染性貧血などの悪性伝染病の免疫抑制機序について解析を行った。その結果、Programmed death 1 (PD-1)やProgrammed death-ligand 1 (PD-L1)などの免疫抑制因子(免疫チェックポイント因子)が病態に深く関与することが明らかとなった。また、抗体などで免疫抑制因子を阻害すると、抗病原体免疫が回復することを明らかにした。アフリカ大陸、アジア、南米などに生息する在来種家畜や野生動物は、種々の疾病に対して抵抗性を示す。これまでの本研究により、外来種家畜が致死的である原虫やウイルスに感染しても在来種家畜や野生動物はサイトカインストームを起こさず無症状であることが明らかとなった。今年度は牛難治性疾病の病態解明を目的に、フィリピン共和国において牛難治性疾病の分子疫学調査を実施し、在来種家畜や外来種牛の免疫学的解析を行った。疫学調査の結果、フィリピン国内では、日本では法定伝染病に指定されている悪性伝染病(牛結核、ヨーネ病、バベシア病、タイレリア病、アナプラズマ病)が蔓延していることが明らかとなった。ヨーネ病については、本調査によりフィリピン国内で初めて感染牛の存在が確認された。野外調査の成績より悪性伝染病罹患牛から採材を行い、リンパ球上の免疫抑制因子Programmed death-1 (PD-1)、Programmed death-ligand1 (PD-L1)の発現量をフローサイトメトリー(FACS)により解析した結果、結核罹患ウシのCD4+T細胞において、PD-1の発現量が増加していることが初めて明らかになった。結核罹患ウシ由来のリンパ球に抗PD-1抗体を添加して培養した結果、IFN-γの産生回復効果が認められ、本法が細胞性免疫の賦活効果を示すことが明らかとなった。今年度は牛難治性疾病の病態解明を目的に、2014年7月24日8月8日の間、モンゴル国において分子疫学調査を実施した。その結果、日本では監視伝染病に指定されている牛白血病、ヨーネ病、牛ウイルス性下痢症の存在が、本調査により始めて確認された。各起因病原体の陽性率は、牛白血病ウイルス(3.9%: 517頭中20頭陽性)、牛ウイルス性下痢症ウイルス(5.5%: 110頭中6頭陽性)およびMycobacterium avium subspecies paratuberculosis (0.8%: 356頭中3頭陽性)であった。牛白血病ウイルスについては、ロシアで分離されているウイルスと相同性が高かった。しかし、在来家畜(モンゴル土着牛やヤク)においては、感染後の臨床症状が認められなかったことから病原体および宿主双方の詳細な解析が必要であると考えられた。Trypanosoma evansiによって引き起こされるスーラ病は、フィリピン共和国においては感染症の中で2番目に被害が大きいが、病態発生機序は不明である。そこでフィリピン共和国内で分離したTrypanosoma evansi原虫強毒株をウシ(ホルスタイン種)に接種し、免疫応答について解析した。その結果、スーラ病における炎症病態の発生には制御性樹状細胞が関与し、その制御にはCCL8およびIL-10が重要であることが明らかとなった。2014年度にモンゴル国において行った分子疫学調査から得られた試料を用いて詳細な解析を行った結果、ウシ白血病ウイルスはロシア株に極めて近縁であることが確認された。ウシウイルス性下痢症ウイルスについては、1型および2型と同定され、モンゴル固有の1aおよび2a型の2種類の遺伝子亜型が流行していることが明らかとなった。アナプラズマ病においては、ウシ、ヤク、ヒツジおよびヤギにおいて高率でAnaplasma ovisに感染していること、また新規のAnaplasma属が感染していることも判明した。今後これらの病原性について解析する予定である。また同国で今回初めて確認されたヨーネ病については菌分離を計画中である。在来家畜(モンゴル土着牛やヤク)は、種々の病原体に感染しているにも関わらず臨床症状が認められなかった。そこで各種サイトカインおよび免疫制御因子の遺伝子多型解析を行っている。2014年度は難治性疾病であるヨーネ病、アナプラズマ病、東海岸熱および牛白血病の感染実験を行った。このうち細胞性免疫の低下を示すヨーネ菌持続感染牛は、免疫抑制因子が腸間膜リンパ節のCD8+ T細胞および末梢血中のCD4+とCD8+ T細胞において発現量が上昇していること、ヨーネ菌感染マクロファージにおいて、免疫抑制因子のリガンドが発現亢進していることが明らかとなり、ヨーネ病の病態発症機序にはヨーネ菌特異的T細胞の疲弊化が関与していることが明らかとなった。

日本国内では、解析が極めて困難なウシの悪性伝染病の免疫学的解析を行い、病態発症機序に関する新たな知見を得ることができている。これらの知見を新規疾病制御法として応用し、その効果について生体内で評価することが重要である。今後も実験感染などを行い、再現性を確認するとともに、さらに詳細な解析を行う応用研究を展開したい。Anaplasma marginaleの感染によって引き起こされるウシのアナプラズマ病は法定伝染病に指定され、世界中でも最も罹患率が高いダニ媒介性疾患である。A. marginale赤血球に感染するリケッチアで、急性期に重度の貧血を引き起こし感染牛の30%を死に至らしめるが詳細な病態発生機序は明らかにされていない。そこで米国ワシントン州立大学で感染実験を行い本病の病態解析を行った。ウシにA. marginale外膜蛋白を免疫してT細胞応答を誘導した後、同菌株を接種した結果、CD4+PD-1+LAG-3+疲弊化T細胞の割合が感染後に増加し、感染後5週目でピークに達した。その後抗原特異的T細胞応答は感染後5週以降著しく減弱し、菌血症と貧血を呈した。一方で、抗PD-ligand 1 (PD-L1)およびLAG-3に対する阻害抗体により疲弊化したCD4+ T細胞応答が再活性化された。このことからアナプラズマ病の発症機序には抗原特異的T細胞の疲弊化が関与していることが明らかとなった。法定伝染病に指定されるウシの東海岸熱は、感染ダニが媒介するTheileria parva原虫によって引き起こされる感染症である。感受性牛の致死率は70100%にも至り、アフリカ東部を中心とした発生国では深刻な被害をもたらしているが病態発生機序は明らかではない。ザンビア大学で行った感染実験より免疫チェックポイント因子が感染牛の原虫量ならびに臨床症状の深刻度と相関を示した。そこで英国ロスリン研究所で行った実験感染牛から持続感染細胞を樹立し、感染細胞上の免疫チェックポイント因子の発現解析を行った。その結果、T. parva感染リンパ球上においてPD-1ならびにPD-L1が抗発現し、autocrineまたはparacrine的に原虫感染細胞の排除を抑制していることが示唆された。家畜の悪性伝染病では免疫抑制が認められるが、その機序については明らかになっていなかった。本研究では、海外で甚大な経済的被害を与えているアナプラズマ症、東海岸熱、スーラ病、牛結核、ヨーネ病、牛白血病、ウマ伝染性貧血などの悪性伝染病の免疫抑制機序について解析を行った。その結果、Programmed death 1 (PD-1)やProgrammed death-ligand 1 (PD-L1)などの免疫抑制因子(免疫チェックポイント因子)が病態に深く関与することが明らかとなった。また、抗体などで免疫抑制因子を阻害すると、抗病原体免疫が回復することを明らかにした。
免疫グロブリン遺伝子における対立形質排除の分子機構

本研究は、抗原受容体遺伝子のV(D)J組み換えを制御する分子機構を解明する事を通して、最終的に対立形質排除の分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。申請者らは、Igκ軽鎖遣伝子のV-J組み換えを負に調節する、3'エンハンサー(E3')領域内のPU.1結合配列に会合し、PU.1の働きと拮抗する別の蛋白質がリプレッサーとして存在すると想定してスクリーニングを行い、B細胞に限局して発現するPU.1に類似の遺伝子prf(PU.1related factor)を単離した。そこでこの新規タンパク質Prfの生モ理的な機能を解明するために、prf遺伝子欠失マウスの樹立を試み成功した。このノックアウトマウスは、正常に成長し繁殖した。まずIgκ軽鎖遺伝子のV-J組み換え制御に関し遺伝子欠損の影響を調べたが、野生型と同様にV-J組み換えは厳密な制御を受けていた。引き続いて発現が限局しているB細胞を中心に詳細な解析を加えた。FACscanにより主としてB細胞の分化過程に異常がないか解析したが、野上型と大きな変化は見られなかった。また脾B細胞の種々の刺激に対する増殖応答活性にも野生型と大差はなかった。しかしprf遺伝子欠失マウスは無免疫状態において血清中に野生型より数倍高い量の抗体を含んでいることが明らかとなった。その抗体中には抗核抗体など自己抗体も含まれでおり、マウスを長期飼育しておくと自己免疫疾患様の症状を呈することが期待される。これまでの解析の結果において、遺伝子欠損の影響が余りみられなかった理由の一つに、Prfと類似の転写因子PU.1及びSpi-Bが、Prfの機能を相補していた可能性がある。よってprfとPU.1あるいはSpi-Bとの多重遺伝子欠損マウスを作製していく必要があると思われる。今後はprf遺伝子欠失マウスの解析を進めると共に、再度Igκ軽鎖遺伝子のV-J組み換えを負に調節するリプレッサー候補因子を単離する必要があり、現在新たなスクリーニング方法を導入し、遺伝子探索を試みている。当研究室のトランスジェニックマウスを用いた実験により、3'エンハンサー内のPU.1結合配列が、免疫グロブリンκ軽鎖遺伝子のVJ組み換えを抑制するのに必要であることが明らかにされていた。そこで、T細胞あるいはpro-Bという特定の分化段階にあるB細胞において、このPU.1結合配列に結合してκ軽鎖遺伝子のVJ組み換えを抑制する因子のスクリーニングを行った。方法は酵母one-hybrid法を採用し、3'エンハンサー内のPU.1結合配列近傍の配列をbaitとして、胸腺由来およびpro-B細胞株由来のcDNAライブラリーをスクリーニングした。その結果、DNAに結合するEtsドメインにおいてPU.1と非常に相同性の高いタンパク質をコードする新規遺伝子が得られた。よってこの遺伝子を、prf(PU.1 related factor)と命名した。ゲルシフト法により、PrfはPU.1結合配列にin vitroでも結合することが示された。また、prfはB細胞(pre-Bおよび成熟B段階)特異的に発現していることがノーザンブロットおよびRT-PCR法により明らかになった。そして、ルシフェラーゼアッセイにより、Prfは転写活性を有することも示された。現在Prfの生理的な機能を解析する目的で、ノックアウトマウスの樹立を試みており、このマウスにより、Prfがκ軽鎖遺伝子のVJ組み換えを抑制する因子であるかどうかが明らかになると予想される。またPrfは、PU.1およびその類似タンパク質Spi-Bとも相同性があり、互いに機能を相補している可能性あるいは標的遺伝子を奪い合って拮抗している可能性などが考えられる。よって、PrfノックアウトマウスもPU.1あるいはSpi-Bノックアウトマウスと交配することも視野に入れて、Prfの機能解析を行っていく。この様に、抗原受容体のV(D)J組み換えを制御する分子機構を解明する事を通じて、最終的には対立形質排除の分子メカニズムが明らかになるであろう。

これまでの解析の結果において、遺伝子欠損の影響が余りみられなかった理由の一つに、Prfと類似の転写因子PU.1及びSpi-Bが、Prfの機能を相補していた可能性がある。よってprfとPU.1あるいはSpi-Bとの多重遺伝子欠損マウスを作製していく必要があると思われる。今後はprf遺伝子欠失マウスの解析を進めると共に、再度Igκ軽鎖遺伝子のV-J組み換えを負に調節するリプレッサー候補因子を単離する必要があり、現在新たなスクリーニング方法を導入し、遺伝子探索を試みている。
精神分裂病患者の家族心理教育に関する研究

外来患者の家族を対象に、精神分裂病の患者をもつ家族の状況を明らかにするための調査を行った。比較対照のために、ほかの精神疾患についても同時に調査を行った。方法と対象:愛媛大学精神神経科に通院中の患者家族に、あらかじめ作成した質問紙を手渡し、家族内の主たる援助者に無記名で回答していただいた上で、郵便にて返送された145例につきマイクロコンピュータを用いて解析を行った。質問の内容は、以下のような点を明らかにするように構成した。(1)患者と家族の基礎データ(病歴、年齢、性別、続柄など)(2)家族が患者の状態や疾患をどの様に認識しているか。(3)現在受けている治療内容と精神科医師への意見、要望(4)患者がいることで家族関係に起こった変化の内容(5)患者に対して家族がとっている対処行動と、その有効性(6)家族が必要としている知識、援助者、支援システムの内容結果:精神分裂病の患者家族は、(1)患者の予後について、2/3以上の家族がかなり改善するとの認識を持っている。(2)主治医の家族指導については評価は様々で、医師の指導が現困難であるとの認識や主治医交替希望も約1/3に認める。(3)主に家族の心理的支えとなるのは、宗教など絶対的存在、医師からの励まし、家族同志の協力の順である。(4)患者を持った9割以上の家族は精神障害を良く知り積極的に対処しようとの意欲を持っている。そのために家族同志が以前より密接に交流をしているが、患者との対応や将来設計についての意見の食い違いも多くなっている。(5)社会復帰のための制度の充実や職場への受入れと、気軽な相談相手を今後特に必要としている。
視・触感覚情報に基づく布の風合い設計システムの開発

感性に訴える新しい布の風合いを、特に表面特性のおもしろさからモデル的に構築することを試みた。主題として「鳩の羽のもつすべるような、かつ光沢のある表面」、「しいたけのかさの裏側の凹凸感」「岩石のざらざらした細かい充実感のある凹凸」を定めた。実際、鳩の羽、しいたけ、岩石の視覚、触覚によって20名の女子大学生が主観評価し、特徴を表現するイメージ形容詞を選び、SD法による官能検査を行った。次に布の試料集団から、イメージ形容詞を特に表現していると思われる布を各主題につき5から6枚づつ選びだし、KES-SE-S摩擦感テスターによって表面の平均摩擦係数、摩擦係数の平均偏差を調べた。また試作の摩擦試験機によって皮膚とこれらの布間の摩擦特性も調べた。布に触れた時の風合いに関連する布の力学的性質は、KES-FBシステムを用いて測定し、基本力学量を算出した。布の主観評価と主題との関係をみると、まず鳩の羽のもつイメージは、新合繊のフィラメント使いで、表面を起毛した布で比較的表現できるが、羽にさわった時のしっとり感は、表現がむずかしかった。同じ凹凸でもしいたけのような比較的規則正しい凹凸感と岩石表面の細かい凹凸では、人が触れた時の印象がかなり異なり、単なる布表面の凹凸だけでは表現できなかった。凹凸感の評価に関しては、皮膚と布の間の摩擦係数の特性値化、並びに官能値との関係を検討した。そして布に触れる時の圧力が凹凸感に及ぼす影響、また皮膚との付着の有無が摩擦係数に及ぼす影響が明らかとなった。主観評価をもとに、布の客観的データを組み合わせて、主題に近い特性をシュミレートした。しかし、繊維、糸の太さ、布の構造など布を構成する上で必要な細部のパラメターの検討を合わせて風合い設計にもちこむところまでには至らなかった。
事故耐性燃料棒のふるまいと溶融時の挙動解析研究

原子炉過酷事故の防止・抑制を目標に、燃料被覆管に炭化ケイ素(SiC)等を用いる事故耐性燃料(ATF)が検討されている。本研究では沸騰水型軽水炉(BWR)にこれら候補ATFを導入した場合の通常運転時、異常な過渡変化時、溶融事故時のふるまいを明らかにし、ATFが取りえる主要な状態(通常時、異常な過渡変化時、溶融事故時)のマルチスケールな挙動理解からATF導入のための要求や課題を明らかにした。本研究の目的は沸騰水型軽水炉(BWR)に導入が検討されている事故耐性燃料(ATF)の通常運転時、異常な過渡変化時、溶融事故時のふるまいを明らかにし、ATFが取りえる主要な状態(通常時、異常な過渡変化時、溶融事故時)のマルチスケールな挙動理解からATF導入のための要求や課題を明らかにすることである。そのために、以下の解析・計算機実験を行う:(1)通常運転時及び異常過渡変化時におけるATFふるまい解析(2)溶融ATF挙動のMPS法による計算機実験。研究目標(1)の達成に向け、本年度は軽水炉燃料ふるまい解析コードFEMAXI-7の整備および検証計算を行った。主要な解析モデルの検討の後、OECD/NEA Data BankのTFDB IFA-432 rod-2(8×8型燃料集合体用の燃料に近い設計)の測定データ(燃料中心温度、FPガス放出率、被覆管伸び)により解析結果の妥当性を検証した。その後、FEMAXI-7に改良ステンレス鋼(ODS-FS鋼)およびSiC被覆管の物性データを組み込んだ。これらのデータを組み込んだATF燃料の通常運転時のふるまいを試解析し、分析した。従来のジルカロイ(Zry)被覆管に比べクリープ強度が高いため、ペレットと被覆管の間のギャップが保たれ、燃料温度がやや高温になるが、通常運転時に問題となるようなふるまいは認められなかった(2016年春(2015年度)の原子力学会口頭発表2G01)。研究目標(2)の達成のためには溶融物の伝熱流動等を考慮した金属容器のアブレーション(侵食)をMPS法により予測する必要がある。そこで、本年度は過去に電力中央研究所で実施された鉛ビスマス半球容器アブレーション実験を対象にMPS法による3次元解析を実施した。アブレーションによる容器の破損の様子を定性的に良く再現することに成功し、学術論文誌にて発表した。本年度の当初の計画は主にFEMAXI-7コードの整備と基礎モデルの検証と、MPS法による溶融物挙動解析コードの整備であった。前者はおおむね順調に進捗し、予定通り、FEMAXI-7の基礎解析モデルの検討と解析結果の妥当性を検証し、ATFの物性モジュールの追加も行った。試解析を行い、通常運転時のATFふるまい解析の結果を年度末の学会にて口頭発表した。一方、後者の進捗は当初の計画をやや上回った。MPS法のRPV下部ヘッドでのアブレーション現象の解析能力を検討するため、鉛ビスマス半球容器のシリコーン油によるアブレーション実験をMPS法により解析した。新たに検討し、理論解と検証した熱伝導モデルにより容器破損の有無を正しく予測できた。解析では流体の自然対流が過大評価されている可能性があり、今後、粘性をパラメータに感度解析の必要性について検討する。本成果は国際会議にて発表し、その後、学術論文誌に投稿し、掲載された。本研究の目標は以下である:(1)通常運転時及び異常過渡変化時におけるATFふるまい解析(2)溶融ATF挙動のMPS法による計算機実験。研究目標(1)の達成に向け、H28年度は軽水炉燃料ふるまい解析コードFEMAXI-7の高度化により、従来のFEMAXI-7では不可能であった照射に伴う被覆管のスエリング(照射による肉厚方向への膨張)を解析できるようにした。このため、被覆管の熱膨張解析モジュールを改変し、新たに中性子照射量(フルエンス)の依存項を加えた。SiC被覆管を例に実施した試解析では照射スエリングを無視した従来解析モデルを用いると、燃料温度を過大評価することが明らかになった。研究目標(2)の達成のためには溶融物の物性および溶融時の初期条件に応じた、原子炉圧力容器(RPV)内流路の閉塞の有無、RPV外の原子炉格納容器(PCV)床面に放出された溶融物の広がり挙動、さらに床面のコンクリートとの反応(MCCI)による床面の浸食を機構論的に予測するための課題を明らかにする必要がある。そこでH28年度は過去に米国および仏国で実施された流路閉塞に関わるXR2実験、PCV床面の溶融物広がりに関わるVULCANO実験、PCV床面コンクリートの浸食に関わるSURC実験を対象にMPS法による解析を実施し、これらの機構論的な予測のための課題を明らかにし、それぞれ国際会議(口頭発表および査読付きProceedings)にて発表した。これらの研究から、MPS法の解析に用いる溶融物の流入境界、解析に用いる粒子径(解像度)、溶融物の流動停止に寄与する溶融物の凝固現象、溶融物とコンクリート等との界面に生じるガスが界面熱伝達率におよぼす影響の考慮が重要であることが明らかになった。本研究はFEMAXI-7コードの整備と基礎モデルの検証と燃料ふるまい解析、およびMPS法による溶融物挙動解析コードの整備と計算機実験から構成される。

前者については、当初の計画通りに進捗しており、H27年度までに実施したFEMAXI-7の基礎解析モデルの検討と解析結果の妥当性検証の継続に加え、H28年度はFEMAXI-7の高度化を図り、これまでFEMAXI-7の解析では不可能であった被覆管の照射に伴うスエリングのモデル化に成功した。事故耐性燃料用被覆管の候補材料であるSiCを対象に試解析を実施し、被覆管のスエリングが燃料ふるまいにおよぼす影響を妥当に評価できていることを示した。一方、後者の進捗は当初の計画をやや上回った。H28年度の当初の計画はMPS法による原子炉制御棒案内管流路等で金属溶融物が凝固し、流路を閉塞する機構を検討することであったが、当初予定した検討は予定通り成果をまとめ国際会議(査読付Proceedings)で発表した。さらに、同現象の後に生じることが予想される原子炉圧力容器(RPV)から格納容器(PCV)床面に放出される溶融物の広がり挙動および溶融物と床面コンクリートとの相互作用(MCCI)のMPS法による機構論的な解析のための課題を明らかにした。これらの成果をそれぞれ国際会議(査読付Proceedings)で発表した。本研究の目標は事故耐性燃料(ATF)のマクロなふるまいの予測(課題1)と、基本的物理現象のモデルで構成された機構論的解析法を用いた溶融燃料物挙動の計算機実験(課題2)により、ATF導入のための要求や課題を明らかにすることである。課題1の達成のため、平成29年度は前年度(平成28年度)までに高度化した軽水炉燃料ふるまい解析コードFEMAXI-7を用いて、照射試験炉でATFのような新型燃料を照射するための照射マトリックスの新たな考え方を検討した。その結果、従来の経験則に基づく照射プランの作成が困難なため、FEMAXI-7による燃料ふるまい解析(査読付国際会議Proceedingsで発表)により得られる燃料温度やFPガス放出挙動に着目し、照射マトリックスプランを作成するための新たな考え方(燃料-被覆管ギャップ相互作用及び被覆管の照射変形モデルに着目した考え方)を示すことに成功した。課題(2)の達成のため、事故時溶融燃料の原子炉格納容器(PCV)床面における広がり挙動、さらに床面のコンクリートとの反応(MCCI)による床面の浸食を機構論的に予測するための課題を明らかにした。これらの課題に共通する、溶融物とクラストの固液相互作用をMPS法により機構論的にモデル化するため、従来のMPS法にあった数値的クリープ現象を伴わない、新たなクラストモデルや、新たなMPS法アルゴリズムの提案に成功した。改良MPS法による解析により、溶融物広がり挙動の停止機構(溶融物の伝熱に伴う固相率の増大により生成されるクラスト固着現象)や、MCCIによるコンクリートの非等方浸食機構(固液界面のクラスト安定性の違いがもたらす界面浸食現象の違いを示すことに成功し、それぞれ、査読付学術論文誌にて発表した。原子炉過酷事故の防止・抑制を目標に、燃料被覆管に炭化ケイ素(SiC)等を用いる事故耐性燃料(ATF)が検討されている。本研究では沸騰水型軽水炉(BWR)にこれら候補ATFを導入した場合の通常運転時、異常な過渡変化時、溶融事故時のふるまいを明らかにし、ATFが取りえる主要な状態(通常時、異常な過渡変化時、溶融事故時)のマルチスケールな挙動理解からATF導入のための要求や課題を明らかにした。
局所麻酔薬中毒の中枢神経症状に対するLipid Rescueの作用機序の解明

局所麻酔薬中毒の中枢神経症状に対する脂肪乳剤治療(lipid rescue)の効果を、局麻薬静注による痙攣誘発ラットで検討した。局麻薬リドカインあるいはレボブピバカイン静注後、脂肪乳剤20%脂肪乳剤または生理食塩水を静注し、痙攣持続時間を比較した。痙攣持続時間はリドカイン群、レボブピバカイン群とも生食群と差がなかった。局麻薬静注前に脂肪乳剤を静注した場合、リドカイン群では、半数で痙攣が誘発されず、痙攣持続時間は有意に短かった。レボブピバカイン群では、90%で痙攣が誘発されかった。脂肪乳剤前投与は局麻薬中毒による痙攣を抑制したが、痙攣誘発後の脂肪乳剤投与は痙攣治療効果がなかった。局所麻酔薬の重篤な副作用として心毒性や中枢神経症状などの局所麻酔中毒がある。近年、局所麻酔薬による心毒性に対してLipid Therapyの有効性が動物実験や臨床報告で示されているが、中枢神経症状に対する報告や研究は少ない。脂肪乳剤の投与で中枢神経における局所麻酔薬の濃度の低下が起これば、抗痙攣薬の投与より根本治療となる可能性がある。本研究の目的は経静脈的に投与した脂肪乳剤が、局所麻酔薬によって誘発された痙攣を抑制できるかを検討し、抑制するとすればどのような機序に基づくのかを明らかにすることである。本年度は、代表的な局所麻酔薬であるリドカインによって誘発される痙攣に対して、脂肪乳剤に抑制効果があるか否かを検討した。810週齢の雄性Sprgue-Dawley ratを使用し、脳表に脳波測定用の電極を植え込み、脳波を測定しながらリドカイン20mg/kgを尾静脈からボーラス投与し痙攣を誘発した。リドカイン投与後直ちに人工呼吸を開始し、尾静脈から20%イントラリピッド(リピッド群)または生理食塩水(生食群)を3ml/kg/minで5分間投与した。また、リドカインの投与の前に20%イントラリピッドを3ml/kg/minで5分間事前投与した(リピッド前投与群)。各群10匹のラットで、それぞれ脳波上の痙攣波持続時間を測定した。リピッド前投与群では10匹中5匹で痙攣が発生しなかった。痙攣時間は、生食群80.5(中央値)(74.589.5(2575パーセンタイル)分、リピッド群76.5(59.591)分、リピッド前投与群19(047.3)分となり、リピッド前投与群は他の2群に比べて短かった(p<0.001)が、リピッド群と生食群には有意差がなかった。リドカインによって誘発される痙攣に対して、脂肪乳剤は前投与では予防効果を示したが、痙攣発症後では治療効果がなかった。当初の計画では、各種の局所麻酔薬によって誘発される痙攣に対して、脂肪乳剤の効果を検証する予定であったが、死亡にに至らずに安定して十分な痙攣持続時間を示す投与量の設定が容易でなく、代表的で最も臨床使用頻度が高いと思われるリドカインによる痙攣に対してのみしか実験を行えなかった。局所麻酔薬の重篤な副作用である心毒性に対して近年Lipid Rescueの有効性が動物実験や臨床報告で示されているが、中枢神経症状に対しては一定の見解が得られていない。本年度は、代表的な脂溶性局所麻酔薬であるレボブピバカインによって誘発される痙攣に対して、脂肪乳剤に抑制効果があるか否かを検討した。810週齢の雄性Sprgue-Dawley ratを使用し、脳表に脳波測定用の電極を植え込み、脳波を測定しながらレボブピバカイン6mg/kgを尾静脈からボーラス投与し痙攣を誘発した。レボブピバカイン投与後直ちに人工呼吸を開始し、尾静脈から20%イントラリピッド(リピッド群)または生理食塩水(生食群)を3ml/kg/minで5分間投与した。また、レボブピバカインの投与の前に20%イントラリピッドを3ml/kg/minで5分間事前投与した(リピッド前投与群)。リピッド前投与群では10匹中9匹で痙攣が発生しなかった。痙攣時間(中央値(範囲))は、生食群145.5(117225)秒、リピッド群143.5(109209)秒、リピッド前投与群0(027)秒となり、リピッド前投与群は他の2群に比べて有意に短かった(p<0.001)が、リピッド群と生食群には有意差がなかった。レボブピバカインによって誘発される痙攣に対して、前年度に検討したリドカインによる痙攣と同様に、脂肪乳剤は前投与では予防効果を示したが、痙攣発症後では治療効果がなかった。

当初の計画では、各種の局所麻酔薬によって誘発される痙攣に対して、脂肪乳剤の効果を検証し、局所麻酔薬の脳内濃度の推移を検討する予定であったが、代表的で最も臨床使用頻度が高いと思われるリドカイン、レボブピバカインによる痙攣に対しての脂肪乳剤の抑制、治療効果の検討は行えたが、脳内濃度測定に用いる高速液体クロマトグラフィの検量線作成が不調であったため、その実験が行えなかった。局所麻酔薬の過量あるいは誤投与による中毒の循環器症状には脂肪乳剤による治療(lipid rescue)が有用であることが動物実験や臨床報告で示されているが、中毒の中枢神経症状に対しての効果は定かでない。本研究では、局所麻酔薬の静注による痙攣誘発モデルを用いて、局所麻酔薬中毒の中枢神経症状に対する脂肪乳剤の治療効果を検討した。雄性Sprague Dawleyラットの脳表に電極を植え込み、脳波を測定しながら局所麻酔薬リドカイン20mg/kg、あるいは、レボブピバカイン6mg/kgを静注して痙攣を誘発した後、脂肪乳剤20%イントラリピッドを3ml/kg/分で5分間静注し、痙攣の持続時間を同量の生理食塩水を静注した対照群と比較した。その結果、脂肪乳剤を痙攣誘発後に投与した場合、痙攣持続時間はリドカイン群で中央値77(4792)秒、レボブピバカイン群で144(109209)秒と対照群(それぞれで83(5698)秒、146(125225)秒)と差がなかった。ラットに脂肪乳剤を上記と同量静注した後、局所麻酔薬リドカイン20mg/kg、または、レボブピバカイン6mg/kgを静注して、痙攣誘発の有無、痙攣の持続時間を検討した。脂肪乳剤を前投与した場合、リドカイン投与群では、半数で痙攣が誘発されず、痙攣持続時間は19(093)秒で上記の実験結果より有意に短かった(p<0.01)。レボブピバカイン投与群では、90%のラットで痙攣が誘発されず、痙攣持続時間(0(027秒)は上記の実験結果より有意に短かった(p<0.01)。脂肪乳剤の前投与で局所麻酔薬中毒による痙攣は抑制されたが、痙攣誘発後の脂肪乳剤投与では痙攣の治療効果はなかった。局所麻酔薬中毒の中枢神経症状に対する脂肪乳剤治療(lipid rescue)の効果を、局麻薬静注による痙攣誘発ラットで検討した。局麻薬リドカインあるいはレボブピバカイン静注後、脂肪乳剤20%脂肪乳剤または生理食塩水を静注し、痙攣持続時間を比較した。痙攣持続時間はリドカイン群、レボブピバカイン群とも生食群と差がなかった。局麻薬静注前に脂肪乳剤を静注した場合、リドカイン群では、半数で痙攣が誘発されず、痙攣持続時間は有意に短かった。レボブピバカイン群では、90%で痙攣が誘発されかった。脂肪乳剤前投与は局麻薬中毒による痙攣を抑制したが、痙攣誘発後の脂肪乳剤投与は痙攣治療効果がなかった。代表的で最も臨床使用頻度が高いと思われるリドカインによる痙攣に対しては脂肪乳剤の効果は認められなかったが、今後は、脂質溶解度が高く、痙攣などの副作用も長時間持続する局所麻酔薬レボブピバカインやロピバカインについて、本年度と同様の実験を行うとともに、当初の計画どおりに局所麻酔薬の脳内濃度測定を進める。当初の計画どおり局所麻酔薬の高速液体クロマトグラフィによる測定の検量線作成と脳内濃度測定を進め、脂肪乳剤が局所麻酔薬の脳内濃度変化に影響を及ぼすか否かを検討する。さらに得られた成果を学術誌に投稿する。麻酔科学次年度使用額は少額であり、ほぼ計画通りに使用したと考える。高速液体クロマトグラフィによる局所麻酔薬の脳内濃度測定が計画通りに進まず、検量線作成の段階に留まっており、動物を使用する実験が行えなかったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は少額であり、翌年度請求分の計画に合わせて使用する。次年度には、高速液体クロマトグラフィによる局所麻酔薬の脳内濃度測定を進め、検量線作成とともに、動物を使用する実験を行い、翌年度請求分の計画に合わせて使用する。
「細胞ファイバー」を基軸とした３次元生体組織の構築

本研究の目的は,センチメートルスケールの複雑な3次元組織を構築するためのビルディングユニットである「細胞ファイバー」を開発し,組織構築のための方法論を確立することである.細胞ファイバーは,二重同軸マイクロ流体デバイスにより連続的に形成するこに成功した.その際,コア部に細胞と一緒に封入するECMの選択が,細胞ファイバ形成に重要であることを見いだした.形成した細胞ファイバを用い,培養液の中で機械織りして3次元構造を構築すること,また束ねることでバンドル様の構造を構築することに成功した.構築した3次元組織は細胞の活性を維持しており,移植医療に適用することが可能であることをマウスへの移植で確認した.本研究の目的は,センチメートルスケールの複雑な3次元組織を構築するためのビルディングユニットである「細胞ファイバー」を開発し,組織構築のための方法論を確立することである.細胞ファイバーは,二重同軸マイクロ流体デバイスにより連続的に形成するこに成功した.その際,コア部に細胞と一緒に封入するECMの選択が,細胞ファイバ形成に重要であることを見いだした.形成した細胞ファイバを用い,培養液の中で機械織りして3次元構造を構築すること,また束ねることでバンドル様の構造を構築することに成功した.構築した3次元組織は細胞の活性を維持しており,移植医療に適用することが可能であることをマウスへの移植で確認した.平成24年度の研究計画は、細胞ファイバー製作法の確立・及び細胞機能の評価であった。ガラス管と光造形を用いた2重同軸層流マイクロデバイスを用い、細胞を封入したコアシェル型のゲルファイバーを作製した。このファイバーのコア内部で細胞が成長・増殖し「細胞ファイバー」を形成する条件を探索することで、3次元組織構築のための汎用的なユニットとして確立した。そのために、内部に封入する細胞種と周囲の細胞外基質ゲル(ECMゲル)の種類を変更し、細胞の振る舞いを観察することで細胞ファイバーが形成されるかを検討した。具体的には、線維芽細胞、筋肉細胞、神経細胞、血管内皮細胞、上皮細胞など、合計10種類の細胞種を中に封入した。細胞外基質ゲルとしては、機械的強度の異なる2種類のコラーゲンゲルと、フィブリンを検討した。その結果、繊維芽細胞、筋肉細胞、血管内皮細胞など、機械的強度の高い細胞外骨格ゲルを封入することが、細胞ファイバー形成のための条件であったことが判明した。それ以外の神経細胞や上皮細胞は、機械的強度の低い細胞外骨格ゲルでも問題なくファイバーを形成した。この結果から、細胞の種類と足場となる細胞外基質ゲルを適切に選ぶことにより、様々な種類の細胞ファイバーが形成でき、ファイバーの3次元組織構築のユニットとしての汎用性が高いことが示された。また、封入された細胞がファイバー形状をしているだけでなく、細胞由来の機能であるマウス大脳新皮質細胞ファイバーのCa2+自励振動、やラット心筋細胞ファイバーの自己収縮運動、ラット膵島細胞ファイバーのグルコース濃度依存したインスリン分泌が発現していることを実験により確認できた。平成25年度は当初の研究実施計画に基づき、平成24年度に開発した様々な種類の組織に由来する細胞ファイバーを、シリコーンチューブ及びシリンジポンプを用いて自動的に操作する技術の開発を行った。その結果、細胞ファイバーの直径とシリコーンチューブの内径により、流体の抵抗が支配的に変わることが認められた。この事実は、細胞ファイバー操作の自動化及び機械織りによる3次元組織構築において、細胞ファイバーの直径を精密に整えることが重要であることを示唆している。これにより、細胞ファイバー操作による3次元組織構築と、構築した組織の機能発現を両立するためには、細胞ファイバーの径と組織の機能の関係をより詳細に調査することが重要であるという課題が見いだされた。この課題に対し、神経幹細胞を封入した細胞ファイバーのコア部とシェル部の直径を変化させて、内部の分化誘導に関わる機能がどのような影響を受けるかを遺伝子発現レベルで調べた。それによると、シェルの厚さが厚くなるほど、またコアの厚さが薄くなるほど、神経幹細胞からニューロンへの遺伝子マーカーの発現量が多くなることが見出せた。また同時に、シリコーンチューブとポンプを用いた機械操作による3次元組織構築以外の手法にも着手した。細胞ファイバーをバンドル化することで神経束と類似の構造が構築できる可能性がある。これを実現するために、神経幹細胞を用いた細胞ファイバーを培地からつり上げることで、表面張力を利用した細胞ファイバーのバンドル化に取り組んだ。その結果、神経幹細胞ファイバーを48本バンドル化する事に成功し、それをフィブリンゲルにより被覆することで安定したバンドル形状の3次元組織の構築に成功した。平成26年度は当初の研究計画に基づき、細胞ファイバをビルディングブロックとすることで、3次元組織の構築、及びその生化学的・組織学的な評価を行った。血管内皮細胞を封入した血管組織の細胞ファイバや神経幹細胞を封入した神経組織の細胞ファイバなど、多様なビルディングブロックを作製し、3次元組織構築を行った。具体的には,細胞ファイバを機械織りする装置を構築し,複数種類の細胞ファイバで布様のヘテロな3次元組織の構築に成功した.また神経幹細胞を封入した細胞ファイバについては、昨年度にバンドル化の技術を確立しており、そのバンドル様組織の組織学的な機能評価を行った。具体的には、48本の神経幹細胞をバンドル化し,フィブリンゲルもしくはキトサンゲルなどでコーティングすることによりバンドル様3次元組織を構築した.その状態でニューロンとグリア細胞への分化誘導を行い、組織免疫染色により評価を行った。その結果、3次元組織化した状態で分化が誘導できることが示された。

最後にそのバンドル化した神経幹細胞ファイバを、脊椎損傷モデルマウスに移植を行うことで、本研究手法によって構築された3次元組織の移植医療への応用可能性を検討した。慶應義塾大学医学部との共同研究による実験を実施した結果、移植した神経幹細胞の細胞ファイバのバンドルはマウス体内で生着することが確認された。この結果により、細胞ファイバーを基盤技術とする3次元組織構築法を確立し、その技術が移植医療へと応用可能であることが実験的に示された。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度の研究到達目標は、細胞ファイバを機械織りする技術の安定化により、3次元組織構築の手法としてファイバを基軸とた技術基盤の確立である。実際に、細胞ファイバを内径1mmのシリコーンチューブで吸引することにより、培養液中でヒモとして扱う技術を完成させ、順調に研究目標が到達できた。その際、細胞ファイバの外殻の直径が細胞ファイバの操作に影響を与えるという知見も見出し、この技術による3次元組織構築の際、重要となってくるパラメータを見出した。また、3次元組織化した際の細胞機能についても、評価を行った。特に細胞ファイバの直径を変化させた時の神経幹細胞の分化誘導の効率、および組織形態について実験を行った。結果、直径が細くなるほど、神経の樹状突起・軸索がファイバ長軸方向にアライメントされることを見出した。これにより、3次元組織構築を細胞ファイバを用いて行う際、そのビルディングブロックである細胞ファイバのデザインに関する知見を得られ、機能的な3次元組織構築のための指針を得ることができた。MEMS,マイクロ流体システム,バイオファブリケーション,細胞ファイバをビルディングブロックとすることで、3次元組織ん構築、およびその生化学的・組織学的な評価を行う。組織形状を構築後は、シェル部のアルギン酸ゲルを除去することにより、細胞とECMという元来の生体組織内にある素材のみで組織構築が可能となる。具体的には、本年度課題によって行った神経幹細胞による分化誘導能の評価結果をベースに、神経幹細胞の細胞ファイバをバンドル化し、人工組織による神経束の構築を試みる。その他にも、血管細胞を用いた神経ファイバーを作成し、他の組織と合わせることによる血管付き組織の構築にも試みる。これらの組織構築を通じ、本提案手法の有効性の評価を行い、応用を見据えた基盤技術としての確立を目指す。当初の計画の目的である、3次元組織構築のユニットとしての細胞ファイバーの構築の目処が立った。具体的には、様々な種類の細胞をマイクロファイバー形状の組織に形成できることが実証でき、かつ細胞の機能が発現していることが確認できたからである。当初は当該年度に、広範囲を観察可能なデジタルマイクロスコープの購入を検討していたが、本年度の研究の実施により、細胞ファイバの活性の評価が重要であり、機能的な3次元組織構築のために優先して行うべき課題であることが判明した。
木質高層建物を対象とした制振技術開発と制振設計法の提案

日本では戦後に植樹されたスギを主とする樹木が伐採時期を迎え、木材使用量を増やす必要性が生じており、CLTによる木質高層建物への需要が世界的に高まっている。しかしながら、CLT木造はRC造や鉄骨造と比べて宿命的にエネルギー吸収性能が小さいという重大な問題が明らかになっている。その耐震性向上に向けて、建物に剛性・減衰を付加する制振技術(ダンパー)は極めて有用と考えられる。本研究では、そのような背景のもと、高層建物用の高性能なCLT制振架構を開発し、それを用いるための制振設計法を提案することを目的としている。2年目は1年目に設計した高層建物用のCLT制振架構の実験結果を詳細に分析し、エネルギー吸収効率が低下する要因を把握した。それをもとに、これまでに設計したCLT制振架構の改良案を作成することで、より実現性の高い案にすることができた。提案したCLT制振架構は、CLT壁柱にプレストレスを導入することで、主架構の損傷を抑制できることに特徴がある。また、制振架構に用いるダンパーは変位依存型として摩擦ダンパーを、速度依存型ダンパーとして粘弾性ダンパーを想定し、1年目に作成した簡易時刻歴解析モデルを導入できるように工夫している。また、本課題で重要な位置づけとなるCLT制振架構および一般的なCLT耐震架構のフレームモデル構築に向けて、3年目にはCLT壁柱ーCLT梁接合部を含む部分架構実験を多数行う必要性が生じたため、それを効率的に行なうことが可能な加力システム増強治具を設計・導入し、3・4年目の研究環境を整えた。本研究課題2年目として、自己点検による評価では「(2)おおむね順調に進展している。」といえる。以下にその理由について述べる。本研究課題1年目で、研究計画書の2年目に行うこととしていたCLT制振架構の強制変形実験について着手している。さらに、本年度の成果として、その改良案まで設計を完了することができたため、この点については研究計画書の予定よりも進んでいると判断できる。研究成果は日本建築学会大会学術講演で発表しており、かつ日本建築学会の構造系論文集へと投稿の準備を進めている。一方、研究計画書では3年目にCLT制振架構の振動台実験を予定していたが、本研究課題で重要な位置づけとなるCLT制振架構および一般的なCLT耐震架構のフレームモデル構築に向けて、3年目にはCLT壁柱ーCLT梁接合部を含む部分架構実験を多数行う必要性が生じた。そこで、3年目に予定していた振動台実験は延期することを考えている。この点は、研究計画書の予定よりやや遅れている面である。以上のことを総合的に判断すると、2年目の進捗状況としては、おおむね順調と考えられる。本研究課題の今後の推進方策を以下にまとめる。1CLT壁柱ーCLT梁接合部を含む部分架構実験を多数行い、CLT制振架構および一般的なCLT耐震架構のフレームモデルを構築する。21年目に提案した簡易モデルの時刻歴応答解析による制振設計法を応用し、等価線形化法による制振設計法を提案する。32年目までに得られた研究成果をまとめ、ジャーナル論文に投稿する。しかしながら、CLT木造はRC造や鉄骨造と比べて宿命的にエネルギー吸収性能が小さくという重大な問題が明らかになっている。1年目はさまざまなダンパーを対象とし、簡易モデルを用いて時刻歴応答解析を行う手法を提案した。具体的には、速度依存ダンパーと変位依存ダンパーの中間的な特性を有する非線形粘性ダンパーを対象とし、木質多層建物にそれを適用する場合について検討した。簡易なダンパーモデルによる提案手法と、複雑なダンパーモデルによる時刻歴応答解析手法を比較し、簡易なモデルによる提案手法の精度が高いことを確認した。また、高層建物用のCLT制振架構を試設計し、その架構の強制変形実験を行った。ダンパー部には、耐力の調整を容易に行うことができる摩擦ダンパーを用いた。一般的なCLT耐震架構についても制振架構と同様に実験を行い、両者を比較した。その結果、CLT制振架構はCLT耐震架構より剛性・耐力そしてエネルギー吸収能力が高く、高い耐震性を示すことを確認した。本研究課題1年目として、十分な成果が得られたと考えている。自己点検による評価では「(1)当初の計画以上に進展している。」といえる。研究計画書では各種ダンパーを対象とした包括的制振設計法を提案することを1年目の目標としていた。これについては概ね目標を達成しており、日本建築学会大会学術講演ですでに発表している。また、その内容をさらに発展させ、日本建築学会の構造系論文集へと投稿準備をしている段階である。また、研究計画書では2年目に行うこととしていたCLT制振架構の強制変形実験についても着手し、CLT制振架構の試設計とその架構の強制変形実験を行った。