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ドイツにおける学校環境教育とＥＳＤに関する教育学的研究

本研究では、ドイツの学校教育における環境教育と持続可能な開発のための教育(ESD)を教育学的観点から探究することを目的とした。研究成果は次の4点に整理できる。1.ドイツの学校教育における環境教育からESDへのパラダイム転換に関する主要な理論の検討。2.学校教育へのESDの導入と具体化に関する理論の解明。3.学校ESDの基本構想と学校ESD推進プログラムの分析。4.日独の初等・中等学校におけるESD実践の調査・分析。本年度(平成25年度)は育児休業により1年間研究活動を中断した。具体的な目的と課題は次の4点である。1.ドイツにおける環境教育からESDへのパラダイム転換をめぐる議論を整理し、その主たる視座と論点および対立軸を明らかにする。2.ドイツにおける「持続可能性」(「持続可能な開発/発展」)の思想とその教育学的解釈、ESDの具体化に関する理論を分析し、ESDの構想とその基礎理論および思想的基盤を解明する。3.ドイツにおける学校環境教育政策と学校用ESD推進プログラムの実際を教育目標から教育内容・カリキュラム、教授・学習方法にわたって重層的に分析・解明する。4.日独両国の初等・中等学校における環境教育とESDの実践的取り組みを比較検討し、両国の実践の成果とその特質、今後の取り組みへの課題を明らかにする。初年度となる本年度(平成24年度)は、上記の4つの研究課題より「1.ドイツにおける環境教育からESDへのパラダイム転換とそれをめぐる議論の整理・検討」を主たる課題とした。ここではドイツにおける学校環境教育とESDの歴史的背景および思想的背景を明らかにするために、環境教育からESDへ、すなわちドイツにおける環境教育(Umweltbildung)から「持続可能な開発/発展のための教育(Bildung fuer nachhaltige Entwicklung)」および「持続可能性のための教育(Bildung fuer Nachhaltigkeit)」への歴史的動向を整理するとともに、このパラダイム転換とそれをめぐる議論の整理・検討を行うことで、そこでの主たる視座と論点を明らかにした。本年度(平成26年度)は、研究計画における4つの研究課題より、研究課題(3)「ドイツにおける学校環境教育と学校用ESD推進プログラムの検討」と研究課題(4)「日独の初等・中等学校における学校環境教育とESDに関する比較検討」の2つの課題について以下の取り組みを行った。研究課題(3)「ドイツにおける学校環境教育と学校用ESD推進プログラムの検討」については、ドイツ連邦教育委員会を母体に1999年より2004年にかけて進められた中等学校用ESD推進プログラムBLK「Programm21」とその後継プログラムとして2004年より2008年にかけて実施された初等学校用ESD推進プログラム「Transfere21」を対象に、ドイツにおける学校ESDの基本構想とその教育方法論の実際を体系的に分析した。また、研究課題(4)「日独の初等・中等学校における学校環境教育とESDに関する比較検討」に向けては、国内における実践事例のひとつとして地域を挙げてESDを進めている宮城県気仙沼市の取り組みに着目し、そこでのESDの実際について情報を収集するために現地を訪れ、行政担当者への聞き取りとユネスコスクールの視察を行った。一方、ドイツの事例については、ヨーロッパ環境学校やユネスコスクールを中心にESD実践校について情報を収集したほか、2015年3月に渡独し、一部の学校については学校訪問と教師への聞き取り調査を行った。なお、本年(2014年)は2005年にスタートした「国連・持続可能な開発のための教育の10年(UNDESD)」の最終年であったため、3月の渡独では現地専門家を訪ね、この間のUNDESD下での学校ESDの取り組みについての総括やドイツの環境教育関係者の評価について尋ねるとともに、「国連・持続可能な開発のための教育の10年」後のドイツの動きについての情報収集を行った。4つの研究課題のうち、3年次となる本年度(平成27年度)は研究課題(2)「ドイツにおける学校ESDの具体化とその基礎理論・思想的基盤の解明」を重点課題として文献研究に取り組むと同時に、研究課題(4)「日独における学校ESD実践的取り組みに関する調査」に向けて、日独両国におけるESD実践校に関する情報収集と資料収集を行った。研究課題(2)としては、まずドイツ連邦教育委員会による『「持続可能な発展のための教育」に関する答申』(1999)の分析・解読することを通して、ドイツにおける学校でのESDに関する基本構想とその特質を明らかにするとともに、その基盤としての「持続可能性(Sustainability/Nachhaltigekeit)」の思想とその教育学的解釈に関する整理・検討を行った。また、90年代後半以降の学校環境教育とESDに関する文献をもとに、学校における環境教育と「持続可能性」(「持続可能な開発/発展」)の課題についての議論とその論点を探った。研究課題(4)としては、ユネスコスクールや「国連・持続可能な開発のための教育の10年」プロジェクト参加校などのESD実践校を中心に、日独両国の初等・中等学校におけるESD実践とその取り組みについての資料収集・情報収集を行った。交付申請時の研究予定では平成24年度より平成27年度の4年間を研究期間としていたが、平成25年度の1年間は育児休業により研究活動を中断したため、当初予定より研究計画全体に1年間の遅れが出ている。

研究目的を達成するために、1.ドイツにおける環境教育からESDへのパラダイム転換とそれをめぐる議論の整理、2.ドイツにおける初等・中等学校を対象としたESDの構想とその基礎理論および思想的基盤の解明、3.ドイツにおける初等・中等学校を対象とした環境教育政策と学校用ESD推進プログラムの実際についての分析・解明、4.初等・中等学校における環境教育およびESDの実践取り組みに関する日独の比較分析の4点を具体的な研究課題とした。平成28年度は4年次計画の最終年度にあたる。そこで、今年度はこれまでの成果を見直し、不十分な点について再度分析と検討を行うとともに、総合的な観点から各研究成果の妥当性や関連性を問い直すことを課題とした。まず研究課題の1および2についてそれぞれの研究成果の見直しと検討を行うことを通して、ドイツにおける初等・中等学校を対象にした環境教育とESDに関する理論的特質や思想的な特質を明らかにすることに取り組んだ。研究課題3については、初等・中等学校を対象とした学校環境教育の各政策と学校用ESD推進プログラムを再度分析をすることを通して、ドイツにおける公教育としてのESDの具体化とその特質について今一度検討を試みた。研究課題4については、日本とドイツの初等・中等学校における環境教育とESDに関する実践的取り組みを比較・分析することを通して、日独両国における実践の特質と成果、残された課題と今後の取り組みへの示唆を導くことに取り組んだ。育児休業の取得に伴い、平成25年度1年間は研究活動を中断したため、再開後は1年間の期間延長を認めていただき、平成28年度を最終年度として研究活動を進めてきた。しかしながら、今年度(平成28年度)に予定していた作業課題のうち、個々の研究課題の成果の精査と再検討に予想以上の時間を要したため、それらを相互に関連付けて分析・考察し、研究全体の総括を行うには至らなかった。ドイツにおける環境教育からESDへの展開の実相に迫るために、1990年代以降の環境教育からESDへの動向に着目し、その歴史的展開を整理することに取り組んだ。また、そこでのパラダイム転換をめぐる議論を整理・検討することを通して、当時の環境教育とESDをめぐる議論における代表的な視座と論点を明らかにした。平成29年度は、これらの成果をもとに現地の専門家にヒアリング調査を行い、内なる視点からの指導・助言を得てさらに検討を進めた。そして、その成果を日本環境教育学会にて発表した。(2)学校ESDの基本構想と学校ESDプログラムの解明:ドイツにおける学校ESDの基本構想と学校ESDプログラムの実際を明らかにするために、連邦レベルでの学校ESDプログラムや関連する答申の分析に取り組んだ。平成29年度は、これらの成果を土台に州レベルでの学校ESD施策について文献調査を進めた。さらに、現地の行政担当者にヒアリング調査を行うことで州の施策と連邦レベルの施策・学校での実践の関連について探った。(3)日独の学校におけるESDの実践的取り組みに関する調査:日独両国における学校ESDの実践的取り組みの実態を把握するために、文献調査やインターネットでの情報収集を行うほか、現地での学校調査・ヒアリング調査を行った。
アジア熱帯モンスーン地域の菌類の多様性とその生態的機能の調査研究

本研究は、(1)アジア熱帯モンスーン地域の自然生態系、半白然生態系、耕作地や造林地の菌類を調査し、(2)その標本の保存と分類・同定を行い、これらの地域の菌類相の詳細を明らかにして、(3)自然生態系における多様性とその生態的機能を解明するとともに、(4)この地域の気候特性のもとで入間活動に菌類がどのように関係しているかを検討し、その結果から自然生態系、半自然生態系の保全・維持管理の方法についての提言を行うことを目的とした。そのため、マレーシアペナン島およびマレー半島北部の熱帯雨林、タイ北部のチェンマイ周辺地域、さらに台湾中部地域に、マレーシア理科大学、チェンマイ大学、タイ王室植物園、中興大学などの全面的な協力の下に、調査地を設定し、調査を行ってきた。その結果、(1)植物寄生菌(さび菌、うどんこ菌など)、樹木寄生菌、土壌菌、水生菌、落葉分解菌、菌根菌、軟質菌、硬質菌、昆虫寄生菌、ラビリンチュラ菌、変形菌などについて、現地の研究者と共同で、菌類の採集および調査を行い、多数の試料や標本を収集した。(2)収集した試料を用いて、菌類の分離培養を行った。(3)収集した試料や標本は、現地研究機関と目本の研究機関の双方に保した。(4)標本や分離菌株をもとに菌類の形態を明らかにし、同定を行い、分布や多様性を明らかにした。また、一部の菌類については、分子系統学的解析を行った。(5)比較研究のため、ニュー-ジーランドや中国に保管されているアジア産菌類の標本について調査を行った。(6)菌類の分布や多様性と現地の植生などの環境条件との関係を検討し、菌類の生態的機能を考察した。(7)調査研究の成果については、菌類に関する国内外の学会で発表するとともに、関係学会誌等に論文を掲載した。(8)第4回アジア菌学会議(タイ国チェンマイ、2004年11月)で、シンポジウムを開催し、研究成果の一部を発表するとともに、さび菌と硬質菌についてのワークショップを開催した。(9)マレーシア理科大学で、2005年11月、さび菌、軟質菌および硬質菌についてのワークショップを開催した。本研究は、1)アジア熱帯モンスーン地域の自然生態系、半自然生態系、耕作地や造林地の菌類を調査し、2)その標本の保存と分類・固定を行い、これらの地域の菌類相の詳細を明らかにして、3)自然生態系における多様性とその生態的機能を解明するとともに、4)この地域の気候特性のもとで人間活動に菌類がどのように関係しているかを検討し、その結果から自然生態系、半自然生態系の保全・維持管理の方法についての提言を行うことを目的としている。そのため、今回の調査研究では、タイおよびマレイシアにおいて、自然生態系の保全されている地域とそれが破壊された地域を調査地として設定し、そこに分布する菌類の分布や生態の調査を行う予定である。本年度の調査研究の概要は以下のとおりである。(1)タイおよびマレイシアにおける調査地の選定と調査研究計画の策定のため、9月10月に現地で打ち合わせを行った。

その結果、タイでは、タイ北部のチェンマイ周辺の自然保護地域とチェンマイ大学の実験捕場で、マレイシアでは、ペナン島とマレイ半島北部の自然保護地域で調査を行うこととなった。また、調査はそれぞれの国の共同研究者と共同で行い、採集標本や培養菌株については、現地に半分を残すこととした。また、研究成果についての共同で発表し、最終年度にマレイシアで報告会を開催することとなった。(2)12月に、専門の異なる研究者7名がタイおよびマレイシアで調査を行い、多数の標本を採集した。現在これらの標本をもとに、それぞれの研究者が形態観察や菌の分離培養を行い、分類学的研究を行っている。(3)菌類標本の比較研究のため、ニュージーランドのLandcare Researchに保存されているアジア地域で採集された多数の菌類の標本の調査を行った。(4)地域的な比較検討を行うため、台湾中部の自然保護地域で予備調査を行った。本研究は、1)アジア熱帯モンスーン地域の自然生態系、半自然生態系、耕作地や造林地の菌類を調査し、2)その標本の保存と分類・同定を行い、これらの地域の菌類相の詳細を明らかにして、3)自然生態系における多様性とその生態的機能を解明するとともに、4)この地域の気候特性のもとで人間活動に菌類がどのように関係しているかを検討し、その結果から自然生態系、半自然生態系の保全・維持管理の方法についての提言を行うことを目的としている。そのため、本年度は、昨年度に調査地として設定したマレーシア北部の熱帯雨林およびタイのチェンマイ周辺地域において菌類の分布を明らかにした。また、比較研究のため、台湾での調査研究も行った。本年度の調査研究の概要は以下のとおりである。(1)7月、9月、11月に、それぞれの分類群(植物寄生菌、樹木寄生菌、土壌菌、水生菌、内生菌、落葉分解菌、菌根菌、硬質菌、うどん粉菌)の研究者、計20名が現地に滞在し、現地の研究者と共同で菌類の採集および調査を行った。(2)採集した試料を用いて標本を作成し、形態観察により種を同定し、それぞれの調査地に分布する菌類の種類を明らかにした。また、一部の試料からは、菌の分離培養を行い、種を同定した。なお、標本の作成や菌の分離培養は、主にマレーシア理科大学およびチェンマイ大学にて行った。また、菌類の形態観察や種の同定は、それぞれの研究者が所属する研究機関で行った。採集した試料や作成した標本は、現地研究機関と日本の研究機関の双方に保存し、その後の研究の資料とした。(3)調査地の間での菌類の種類や分布を比較検討し、自然生態系、半自然生態系、造林地、耕作地での相異について検討した。また、菌類の種類や分布が植生や来歴によってどのような影響を受けるのかも検討を行った。(4)菌類の分布や生態について比較検討を行うため、11月および12月に台湾中部と南部の自然保護地域で調査を行った。そのため、本年度は、(1)昨年度に引き続き、9月および11月に調査地として設定したマレーシア北部の熱帯雨林およびタイのチェンマイ周辺地域において、日本から延べ16名の研究者が参加し、植物寄生菌、樹木寄生菌、土壌菌、水生菌、内生菌、落葉分解菌、菌根菌、硬質菌、うどん粉菌などについて、現地の研究者と共同で、菌類の採集および調査を行い、多数の試料や標本を収集した。
低体温療法時の薬物組織移行性の変動要因解明と組織中薬物濃度予測法の構築

低体温時における薬物の組織移行性変動要因の解明のため、薬物とアルブミンの結合に及ぼす温度低下の影響を評価した。アルブミンの薬物結合部位のsite Iに結合する薬物であるPhenolsulfonphthalein(PSP), Indomethacin(IMN)を用い、平衡透析法により薬物のタンパク結合を評価した。各温度(37°C、32°C、28°C)で18時間透析したのちに、透析膜内と透析膜外の薬物濃度を紫外可視吸光光度計により定量し、タンパク結合型・遊離型薬物濃度を求め、薬物の遊離型分率(fu)を算出した。またScatchard plotを用いて結合定数(K)および結合部位数(n)を算出した。25μMのPSP溶液を用いた際のfuは37°Cでは28.7%であったが、32, 28°Cでは25.7%、24.7%であり、低温において有意に減少した。またScatchard plotを作製したところ二相性となり複数の結合部位が存在することが考えられた。低濃度領域におけるScatchard plotより算出したKは低温時に減少したが、nは変化しなかった。このことより、PSPとアルブミンの親和性が低温時に変化したことで遊離型分率が減少したと考えられた。一方、IMNのfuは温度低下の影響は見られず、Kやnも変化しなかった。以上より、温度低下が薬物のタンパク結合に与える影響は薬物とタンパクの結合様式によって異なることが考えられ、温度低下による組織移行性変化はタンパク結合の様式によって異なることが示唆された。本年度は血中タンパクおよび組織中タンパクと薬物の結合性に与える温度低下の影響を中心に研究を行った。ラット血清タンパクとミダゾラムの結合性について平衡透析法により評価したところ、温度低下時においてミダゾラムのタンパク遊離型分率が37°Cと比較し半減することが明らかになった。ラット血清を用いた評価では血清中に豊富に含まれるアルブミン以外にも薬物との結合性を有するタンパクが存在するため、温度低下の影響を解析するうえで問題があった。そこで、Bovine Serum Albuminをモデルタンパク質として用い、ミダゾラムに加え水溶性やタンパク結合率が異なる4-nitrophenol、Phenolsulfonphthaleinとの結合性を評価した。すべての薬物において、低温時にはタンパク遊離型分率が低下することが明らかとなった。また、タンパク質と薬物の結合部位数や結合親和性を評価するためにスキャッチャードプロットを作製し、これらのパラメータを算出したところ、結合部位数は温度低下の影響を受けなかったのに対し、結合親和性は温度低下時に変化することが明らかとなった。この要因として低温時におけるタンパク質のコンフォメーション変化が生じるのではないかと考え解析を進めている。さらに、腎排泄型薬剤低体温時における体内動態について解析を行っている。おもに糸球体ろ過により排泄されるFITC-dextranの血中濃度は低体温時に上昇し、尿中排泄量が低下することを明らかにしている。また、温度低下により受ける影響は分子量によっても異なることが明らかになっているため、分子量と温度低下の影響について解析を進める必要がある。計画通り薬物のタンパク結合についての解析を進めており、血中タンパク質と薬物の結合性について評価している。組織タンパク結合に関しては組織ホモジネートを作製した際に生じる低分子量のタンパク質が透析中に漏出するため、実験条件の最適化を進めている。また、腎排泄型薬剤の体内動態についても解析を進めており、今後臨床にて使用される薬剤の体内動態を評価していく。低体温療法時における薬物とタンパクとの結合性について代表的な血中タンパクであるアルブミンと薬物の結合性について解析した。アルブミンのサイトIIに結合するミダゾラムのタンパク結合率が温度低下に伴い減少することを明らかにしている。また、アルブミンのサイトIおよびIIに結合するフェノールスルホンフタレインを用いた評価を行い、フェノールスルホンフタレインにおいても温度低下時にタンパク結合率が変化することを示した。また、低体温療法中に使用される抗菌薬であるバンコマイシンの体内動態を解析し、低体温時においては腎クリアランスが有意に低下することを明らかにした。さらに、バンコマイシンの分布容積が低体温時に変化することを示唆する結果が得られている。バンコマイシンは分子量が1500程度と比較的高いにもかかわらず組織への移行性が変化しており、低体温時における薬物の組織移行性変化については分子量の影響を受けない可能性が考えられた。研究計画通り薬物とタンパクの結合性に与える温度低下の影響を評価している。また、バンコマイシンの低体温時における体内動態について基礎的知見が得られている。

またScatchard plotを作製したところ二相性となり複数の結合部位が存在することが考えられた。低濃度領域におけるScatchard plotより算出したKは低温時に減少したが、nは変化しなかった。このことより、PSPとアルブミンの親和性が低温時に変化したことで遊離型分率が減少したと考えられた。一方、IMNのfuは温度低下の影響は見られず、Kやnも変化しなかった。以上より、温度低下が薬物のタンパク結合に与える影響は薬物とタンパクの結合様式によって異なることが考えられ、温度低下による組織移行性変化はタンパク結合の様式によって異なることが示唆された。本年度は低温時における薬物とタンパクの結合についての解析を進める一方で、腎排泄型薬剤であり低体温療法中に使用されるバンコマイシンの体内動態についても評価を行う。バンコマイシンは副作用として急性腎障害を生じることが報告されていることから、低体温時におけるバンコマイシンの血中濃度に加え、臓器組織中濃度を定量する。さらに組織染色を行い腎臓などの臓器障害の有無についても定性的に評価する。薬物とタンパクとの結合性に与える温度低下の影響を結合サイトごとに評価する。また、バンコマイシンをはじめとした抗MRSA薬の体内動態に与える温度低下の影響について評価し、低体温時における抗MRSA薬の投与最適化につなげる。タンパク結合の評価を行う際に使用するアルブミンの濃度や使用量の最適化を行った結果、当初計画より少ない量で実験が可能となったため。実験方法の見直しに伴い試薬消費量が減少したため、消耗品購入量が低下した。次年度においてヒト血清アルブミンなどを使用予定であり、これらの消耗品に使用する。腎排泄型薬剤の体内動態評価を行うための試薬購入を行う予定である。
高齢期の社会的不平等とそのライフコース的要因に関する量的・質的分析

本年度は、はじめに、昨年度に実施した東京都板橋区のなかで商業集積地に居住する一人暮らし高齢者を対象にした訪問面接調査(有効回答票170:回収率49.6%)の追加分析を行った。ライフコース上の要因として、配偶者、子ども、自分の親、きょうだい、配偶者の親・親戚と別居した時期についてクラスター分析を行い、高齢者の一人暮らしに至る主要な経緯を5つに分類した(配偶者同居型、親戚同居型、配偶者・子早期別居型、子どもなし型、長期一人暮らし型)。その結果、一人暮らし高齢者のなかでも、一人暮らしに至る経緯によって、所得や資産だけでなく、住環境、健康、社会参加や社会的孤立の問題においても格差が存在していることが明らかにされた。とくに、「長期一人暮らし型」と「子どもなし型」は、低所得の人、劣悪な住環境にある人、地域活動等に不参加の人、孤立状態(親族を含め、他者との対面・非対面接触頻度が月に1回程度以下)に該当する人の割合が高くなっていた。つぎに、これらの諸問題のうち、社会的孤立に着目し、上記の基準で捉えた孤立状態に該当した13名について追加の事例分析を行った。その結果、高齢者の社会的孤立は、幼少期の親との死別に始まり、低学歴や家出、不安定職への従事、離婚、失業など、生涯を通じた累積的な不利によって現在に至った長期的な孤立とあわせて、高齢期からの短期的な孤立があることが明らかにされた。また、短期的な孤立のなかでも、加齢に伴って普遍的に経験する健康状態の悪化や家族・友人等との死別による孤立と、高齢期の離婚や破産などの特定のライフイベントの経験による孤立があることが示された。高齢期の社会的不平等の諸側面のなかでも、社会関係上の不平等である社会的孤立に焦点をあて、平成19年度には、一人暮らし高齢者を対象にした訪問面接調査を実施した。調査は東京都板橋区のなかで商業集積地の特徴がある地域でおこなった。対象者の選定は、選挙人名簿から系統抽出法によっておこなわれた。420名を対象にした結果、実際には一人暮らしでなかった77名を除き、170名から有効回答(回収率49.6%)が得られた。回答者の平均年齢は74.8歳、男性が48名(28.2%)、女性が122名(79.7%)であった。回答者には、家族、友人や近所の人を含めて「親しくしている人」を最大で10名まで挙げてもらい、その1人ひとりについて、現在の交流頻度をたずねた。孤立状態の操作的基準として、親しい人が1人もいない、あるいは、1人以上いるがその人たちとの対面接触頻度と非対面接触頻度のいずれもが月に1回程度以下の人を孤立と定義した。この結果、回答者のうち、21名(12.4%)が孤立に該当することが確認された。また、孤立に該当する高齢者は、男性が多く、婚姻経験では未婚者と離別者が多いことが示された。ちょっとした用事をしてくれる人、看病や世話をしてくれる人については、孤立に該当する高齢者は、1人もいないという回答が圧倒的に多いことが確認された。平成20年度においては、上記の面接調査の具体的分析を行い、主に高齢者の社会的孤立のライフコース的要因についての質的・量的分析に取り組むこととする。
ユビキチン修飾系を標的とした炎症性腸疾患合併大腸癌に対する治療戦略の構築

慢性腸炎を背景に発症する炎症性腸疾患合併大腸癌は、背景の特殊性からその特異的な新規治療法が望まれており、大腸炎組織及び炎症性腸疾患合併大腸腫瘍組織におけるユビキチン化修飾関連タンパクの挙動を網羅的に明らかにすることで、新規治療法の構築を目指した。まず、デキストラン硫酸ナトリウム誘導性腸炎マウスモデルより大腸炎検体を採取し、ユビキチンに対するプルダウンアッセイを行った結果、大腸炎組織では正常大腸組織に比べてユビキチン化修飾、特にK48型修飾の亢進を認めた。同検体を用いたトランスクリプトーム解析では、大腸炎発症に伴い発現が変動する脱ユビキチン化酵素を複数同定した。次に、Azoxymetaneを前投与しデキストラン硫酸ナトリウム誘導性腸炎を誘発することで炎症性腸疾患合併大腸腫瘍マウスモデルを作成し、得られた大腸腫瘍組織でユビキチンに対するプルダウンアッセイを行った結果、大腸腫瘍組織では非腫瘍部上皮組織や正常大腸上皮組織に比べK48型のユビキチン化修飾の亢進を認めた。大腸腫瘍組織を用いたトランスクリプトーム解析では、大腸腫瘍発症に伴い発現が変化する脱ユビキチン化酵素を多数同定し、加えて大腸炎及び大腸腫瘍それぞれの発症に共通して発現が変動する脱ユビキチン化酵素を複数見出した。さらに、大腸組織におけるユビキチン化修飾タンパクを質量分析機で網羅的に分析した結果、大腸組織におけるユビキチン化修飾タンパクとそのユビキチン化修飾部位を数千個同定した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
遺伝子診療部における看護実践基準についての検討

遺伝・遺伝子情報を適切に利用するための遺伝医療では種々の専門家が協力する包括的なチーム医療としての体制で臨むことが必要である。看護職としてはチームの中でどのような役割が担えるのかを、実践をふまえた研究により明確にしていく必要がある。今回、遺伝子診療部の診療へ参加しながら、その中でのクライアントの反応や終了後の面接を通して、遺伝子診療部における看護実践の要素を明らかにしその基準を検討することを目的として本研究を行った。7組の遺伝子診療部への受診に同席した。うち1組は2回の面談が行われた。対象となる疾患はみな同一で、常染色体劣性遺伝性疾患であった。診療記録としては診療の目的・説明内容・説明に対するクライアントの反応などについて記載した。また、3組のクライアントに対し診療が終了している時点での半構成的面接を行った。質問内容は遺伝子診療部受診に至った経緯、受診前の気持ちの振り返り、受診時の内容の理解、今現在の心境などである。診療記録のなかでクライアントや家族の心情や遺伝子診療に対するニーズが表れている部分と、面接の逐語録をKJ法を用いて分析した。その結果、遺伝子診療に対しクライアントや家族が求めるものとして、「正確な診断」「疾患や治療・対処方法などにっいての詳しい情報提示」「選択肢の提示」「話や気持ちの傾聴」などが挙げられた。そこから、看護師の果たすべき実践内容としては「疾患や家系についてなど情報収集・整理」「社会資源等の情報提供」「情報の理解の援助」「選択肢への決断の支持」「気持ちの傾聴」等が考えられた。遺伝・遺伝子情報を適切に医療の場で利用するための新しい遺伝医療に注目が寄せられるようになってきている。そこでは種々の専門家が協力する包括的なチーム医療としての体制で臨むことが必要である。看護職としてはチームの中でどのような役割が担えるのかを、実践をふまえた研究により明確にしていく必要があると考える。そこで、遺伝子診療部の診療へ参加しながら、その中でのクライアントの反応や終了後の面接を通して、遺伝子診療部における看護実践の要素を明らかにしその基準を検討することを目的として本碗究を行った。本年度は6組の遺伝子診療部への受診に同席した。対象となる疾患はみな同一のものであった。診療記録として、診療の目的・説明内容・説明に対するクライアントの反応などについての記載を行った。また、診療を通し、クライアントの理解や心理的状況の把握に努め、特記すべき事項については記録を行った。また、研究者自身が診療へ参加していない2組のクライアントに対し、診療が終了している時点での面接を行った。面接内容は、遺伝子診療部受診にいたった経緯、受診の気持ちの振り返り、受診の前に当事者間で話し合われていたこと、受診時の内容の理解、受診時の気持ちの振り返り、今現在の心境、遺伝子診療部に対しての要望などである。面接に際し、1組のクライアントからは会話の録音の承諾を得て録音しその後逐語記録を行った。また、1組からは録音の承諾を得ず、面接時にできるだけ逐語記録を行い、終了後速やかに改めて逐語録を作成した。次年度は、引き続き遺伝子診療部への診療参加と、終了者の面談を実施し、得られた記録について質的な分析を行う予定である。そこで、遺伝子診療部の診療へ参加しながら、その中でのクライアントの反応や終了後の面接を通して、遺伝子診療部における看護実践の要素を明らかにしその基準を検討することを目的として本研究を行った。これまで7組の遺伝子診療部への受診に同席した。また、研究者自身が診療へ参加していない2組のクライアントと診療に参加した1組のクライアントに対し、診療が終了している時点での面接を行った。面接内容は、遺伝子診療部受診にいたった経緯、受診の前の気持ちの振り返り、受診の前に当事者間で話し合われていたこと、受診時の内容の理解、受診時の気持ちの振り返り、今現在の心境、遺伝子診療部に対しての要望などである。また、2組からは録音の承諾を得ず、面接時にできるだけ逐語記録を行い、終了後速やかに改めて逐語録を作成した。それらの記録の質的な分析を開始した。研究再開後は、引き続き遺伝子診療部への診療参加と、終了後の面接、質的分析を継続し、論文作成の予定である。

今回、遺伝子診療部の診療へ参加しながら、その中でのクライアントの反応や終了後の面接を通して、遺伝子診療部における看護実践の要素を明らかにしその基準を検討することを目的として本研究を行った。7組の遺伝子診療部への受診に同席した。うち1組は2回の面談が行われた。対象となる疾患はみな同一で、常染色体劣性遺伝性疾患であった。診療記録としては診療の目的・説明内容・説明に対するクライアントの反応などについて記載した。また、3組のクライアントに対し診療が終了している時点での半構成的面接を行った。質問内容は遺伝子診療部受診に至った経緯、受診前の気持ちの振り返り、受診時の内容の理解、今現在の心境などである。診療記録のなかでクライアントや家族の心情や遺伝子診療に対するニーズが表れている部分と、面接の逐語録をKJ法を用いて分析した。その結果、遺伝子診療に対しクライアントや家族が求めるものとして、「正確な診断」「疾患や治療・対処方法などにっいての詳しい情報提示」「選択肢の提示」「話や気持ちの傾聴」などが挙げられた。そこから、看護師の果たすべき実践内容としては「疾患や家系についてなど情報収集・整理」「社会資源等の情報提供」「情報の理解の援助」「選択肢への決断の支持」「気持ちの傾聴」等が考えられた。
感染症アウトブレイクにおけるQOL向上を目指したケアスキルと教育プログラムの開発

研究は、3つの構成で実施した。1.結核感染症患者の、3ヶ月間の隔離入院による身体・心理・社会的側面のレトロスペクティブな調査研究。2.感染防御具着用による身体・心理・社会的側面への影響を調査した実験研究。3.感染予防の教育介入によるリスク認知の調査。結果1.長期隔離の心理・社会的な影響は、入院1週間・3ヶ月後よりも、入院1ヶ月後に最も強いかった。身体的な回復に伴い、心理・社会的側面も回復した。しかし、協同生活における電話や入浴などの局面では、入院3ヶ月後でも心理的規制が継続していた。さらに、こうした体験は、すべての感染症のリスク認知に影響していた。これらの分析より、支援介入の時期、介入の方向性、感染症教育の有効性についての示唆を得た。2.感染防護具を着用した看護師による清拭では、深部温・表面温が上昇、心拍数が低下しリラクセーション効果を認めた。しかし心理的には、白衣の看護師による清拭の方が好ましいと感じていた。3.集団の医療従事者が感染防護具を着用した場合、不適切なパーソナルスペースの拡大を認めた。病気とは関係のない「博愛的な」誘導が、患者の不安を低減する可能性が示唆された。有効な情報提供の内容や時期は、今後の課題である。4.医療関係者,聴覚言語障がい者,市民への感染予防の普及活動におけるリスク認知得点の分析から、教育支援による感染症集団発生の事前リスクコントロールの可能性が示唆された。そのためには、継続できるようなサポーター育成のシステムの確立が必要であり、今後の課題である。結核感染症による入院患者を対象として、隔離による身体・心理・社会的影響をレトロスペクティブに調査した。18歳以上、会話可能、全身状態の安定と個人の承諾を選考基準として、8月より実施した。対象は35名で、入院1週間後28名・1ヶ月後20名・3ヵ月後12名。平均年齢55.5±19.2歳。平均入院日数83.77±42.1日。調査の結果身体的側面:主症状として咳が継続し、入院期間と弱い正の相関傾向(r=.275,p=.056)を認めた。24時間ホルター心電図による交感神経成分(LF/HF;0.040.15Hz)の分析では、入院経過の影響を認めなかった。副交感神経活動(HF;0.150.4Hz)の変動は、睡眠時覚醒時に関係なく概ね1週間後が1ヵ月後3ヵ月後より成分が高かった。しかし3ヵ月後には、準夜・深夜帯で1ヵ月後より成分が高くなっていた。3ヵ月後に自律神経のリズムの回復が推測された。心理的側面:経過が長くなると"支援を受けている"認識は低下した。全般的には全く支援が無いと認識している人が多かった(p<.05)。本対象は男性に高齢者、女性に低年齢者を認め、YG性格検査の結果、高齢者に情緒面が安定した人が多く、年齢が低いほど不安定な人を認めた(r=.255,P=.055)。しかし、高齢者の方がGHQ30の平均得点は高く、うつ的傾向を認めた(r=.333,p=.021)。入院期間が長くなるとGHQ評定は低下し、精神面の回復を認めた。QOL得点は1ヵ月後に最も低下し、3ヵ月後には1週間後より高くなっていた。入院1ヵ月後が一番辛い時期と推測され、三ヵ月後には退院も近づき回復すると考えられる。感染症のリスクイメージは、リスク認知地図では、期間が長くなると恐ろしさ因子得点が低下し、未知性因子得点が上昇する一定の方向性を認めた。体験により恐ろしさは低下し、対象が感染症の知識を知らないと気付くと推測される。

社会的側面:パーソナルスペースは、1週間後より1ヶ月後に有意に広がっていた(p<.05)。どちらも、いわゆる相手の表情を見て取ることができる固体距離としては十分であった。隔離入院による人との対人回数の極端な減少と、隔離されることで病識が高まったことが起因していると推測される。隔離環境に甘んじることを「病気だから今はしかたない」と、人との距離をとることで、自分が傷つかないように用心して心のバランスをとっていると思われた。以上、現在インタビューによる逐語録を分析中である。感染防護具における身体・心理面への影響調査の実験結果実験I【目的】感染防護具着用が医療従事者の印象に及ぼす影響と事前情報との関連性解明【被験者】大学生83名【方法】白衣の看護師2名と医師1名のモデルに接近し、パーソナルスペースを測定。距離、心拍数、瞬き回数を計測。DVD視聴後、感染防御具を着用した同モデルで再度測定。DVDはSARS、SARSと感染防御、マザーテレサ(統制群)の3種類を作成。【結果】(1)平均年齢21.3±(4-1)歳。男32名女51名。(2)防御具装着により対人距離は拡大し、心拍数と瞬きは減少した(P<.05)。対人距離は情報(DVD)の主効果を認め(P=.0478)、統制群(158.7±17.Ocm),SARS群(204.5±16.8cm),感染防護群(217.1±17.9cm)と拡大。(3)インフルエンザの恐ろしさ因子は、防護具着用で上昇し(p=.002>、統制群(3.7±0.2),SARS群(4.4±0.2),感染防護群(5.1±0.2)と高かった(p<.001)。未知性因子得点は低下(p<.001)。SARSリスクは、防護具により恐ろしさ因子得点低下(p=.0003)。(4)医師の活動性得点は防護着用で上昇(p=.0451)、看護師の杜会的望ましさは低下(p=.0054)。【結論】(1)防護具着用は、対人距離を拡大し個体距離としては不適切であった。看護師に対する好意の低下、感染症リスク認知の変化が要因と推測。(2)今後情報提供の内容検討が課題である。実験II【目的】感染防御具着用の看護師における清拭の身体・精神面への影響解明【被験者】A病院看護師30名【方法】白衣の看護師と防護具着用の看護師により2回の清拭を行う。調査項目: YG性格検査、感染症に対する知識とリスクイメージ、POMS短縮版、他者認知尺度、快適感(VAS)。計測項目:前頭部深部温度、胸部表面温度、脈拍、血圧、酸素飽和度、呼吸回数、HF成分、LF/HF、R-R。【結果】(1)平均年齢26.0(±6.2)歳。男2名女28名。(2)感染症リスクイメージは全て差がなかった。気分の全ての下位項目は、前が高く清拭後低下(p<.001)。活気のみ防護具の主効果を認め、防護衣の方が低下(p=.036)。活動性と個人的親しみおよび快適性得点は防護衣の方が上昇(p<.05)。(3)深部温、表面温、収縮期血圧、HF成分は清拭後上昇し(p<.05)、心拍数と呼吸数、LF/HF、R-Rは低下した(p<001)。【結論】(1)身体面および気分や快適感、自律神経の変化から、防御衣・白衣ともに清拭によるリラクセーション反応を認めた。(2)リスクイメージおよび看護師へのイメージでは、被験者を看護師としたことによるバイアスが推察された。
比較制度分析理論による組織原理と工業生産効率の日・米・中、三国の統計的実証の研究

当該補助研究期間をすべて終了した後の昨年一年間、研究の成果は以下のとおりです。2、研究の内容から導き出された概念、「中国の産業中間層」は現在、研究代表者司馬純詩の主たる関心領域となっております。3、中国の産業中間層概念は研究代表者司馬純詩の新聞発表、6回シリーズ「中国の中間層」(日本経済新聞の企画コラム「やさしい経済学」11月9日-9日朝刊掲載)の根幹概念を構成しております。4、当該研究の主な成果はまた、研究代表者司馬純詩の近刊出版物、「中国産業中間層試論」(明治学院大学国際学部付属研究所、2002年4月刊行)の主たる構成要素となっております。5、本報告概要とともに提出される研究成果報告書(冊子体)は当該研究成果の一部(中心となる試論部分)です。6、当該研究は今後も継続され、本年末には本格的な出版物として完成予定です。初年度は、当該研究課題をもって、コロンビア大学東アジア研究所及びニューヨーク市立大学大学院経済研究科の客員(研究員及び教授)の招待を受け、ニューヨーク市を基礎理論研究及びアメリカ東部、カナダ東部の実地調査の基地としました。5月、ニューヨーク市へ向けて出発。ニューヨーク市内に滞在個所を設定、研究室を確定する。6-9月は基礎理論に費す。9月:ニューヨーク州バッファロー市、カナダオンタリオ州トロント市、ケベック州モントリオール市、ケベック市、再びアメリカ合衆国に戻ってメイン州ポートランド市、マサチューセッツ州ボストン市を実地調査。コロンビア大学にてJapan Economic Studies学会に参加。10月:ペンシルベニア州フィラデルフィア市、ワシントン特別市に実地調査。11月:ニューヨーク市立大学大学院にて、客員特別講義(研究・調査の成果を中心に)実施。同大学院修士課程において講義。3月:コロンビア大学東アジア研究所にてプログレスレポートを実施。当年度研究において、産業間労働生産性の比較や検証モデルについて有意な進展が見られるものの、論文発表は最終年度(2001年)にて控えるものといたします。当国際学術調査の最終年度にあたる12年度は、過去2年の調査研究の蓄積を踏まえ、成果報告を作成するために(1)補完的な調査と資料の収集に専念する。(2)当該課題および周辺領域の最新の発展を吟味する。(3)過去の共同研究者と協議の上成果の報告に専念する。との方針で開始した。研究代表者司馬純詩は研究協力者と連絡の上、年度始めの5-8月は国内各地(3個所)にて地場の産業や酪農の生産過程について調査、聞き取りを行った。その後、司馬は8月末より2001年2月までアメリカ合衆国ミシガン州の私立大学・ホープカレッジおよびイリノイ州のシカゴ大学への公務による交換教授・客員研究員として派遣され、駐在することなった。この間現地での校務の余暇にミシガン州、オハイオ州、インディアナ州、およびイリノイ州の各地に点在する日系・現地系の中小型製造業(自動車関連産業が中心)の労働形態について見学・調査・聞き取りを行った。この地域の調査は、ミシガン州滞在24週間余のうち20週の週後半、主に水曜日から日曜日を使って行われた。(ただし当補助金が支出されたのはうち6回の調査のみ。)また、うち16週はシカゴ大学の研究会に参加。少なくとも6回はシカゴ大学経済学部および経営学部の関連領域内の教授との意見交換を行った。3年間にわたる調査と研究、共同作業のまとめと成果作成は現在進行中です。
健忘症患者を対象とした記憶リハビリテーションのための認知神経心理学的学習モデル

本研究は、顕在記憶遂行において重篤な障害を呈する健忘症患者を対象として、障害が及んではいない潜在記憶に焦点を当てたリハビリテーション・プログラムを開発し、そのプログラムの効果を実証的に検討することを目的とした。潜在記憶に関する認知心理学的研究の成果を踏まえ、記憶リハビリテーションのための理論的枠組み構築を試みた。この枠組みでは、(1)誤り喚起ー誤り排除と、(2)努力喚起ー努力排除という2つの次元によって、健忘症患者の学習状況を詳述する。これら2つの次元を交差させることにより、4つの異なる学習プログラム(生成/手がかり消失/多肢選択/対連合)を提案した。さらに、本研究で提唱した学習プログラムをコルサコフ患者に適用し、その有効性を実証的に検討した。日常生活面での適応という観点から最も重要な課題となる顔ー名前連合を材料として取り上げ、各学習プログラムごとに毎週2回2週間にわたる訓練を試みた。この結果、誤り排除型学習プログラム(手がかり消失と対連合)は、誤り喚起型学習プログラム(生成と多肢選択)に比べ、より有効であることを証明した。加えて、訓練時における誤反応の発生を低減させた改訂版手がかり消失法を用いた実験では、誤り排除/努力喚起型学習プログラムによって、重度の前向性健忘を示すコルサコフ患者でも、人名を知識ベースの一部として新たに獲得できることを実証した。しかしながら、一部の患者は訓練セッション全体を通じて遅延再生に一貫して失敗していたため、学習プログラムの有効性は患者の病状に依存していることが示唆された。今年度はまず、先行研究の成果を踏まえ、記憶リハビリテーションのための理論的枠組みの構築を試みた。学習状況をモデル化するにあたり、相互に独立な2つの次元を仮定した。1つは、誤り喚起-誤り排除の次元であり、もう1つは、努力喚起-努力排除の次元である。2つの次元を交差させることにより、4つの異なる学習プログラム(生成、手がかり消失、多肢選択、対連合)を提唱した。実証的には、コルサコフ患者8名を対象に4つの学習プログラムの効果を比較検討した。日常生活面での適応という観点から最も重要な課題となる人名の記憶を材料として取り上げ、各学習プログラムごとに毎週2回2週間にわたる訓練(全体として8週間)を実施した。この結果、誤り排除型の2つの学習プログラム(手がかり消失と対連合)は、誤り喚起型の2つのプログラム(生成と多肢選択)に比べ、記憶リハビリテーションにとってより有効であることが明らかになった。しかし、努力要因に関しては、顕著な効果が認められなかった。努力要因の効果が現れなかった原因を究明すべく、現在、追加データの収集を計画中である。今年度は、本研究で提案する学習モデルの理論的背景を展望論文として公刊した。さらに、初年度(平成9年度)の成果を踏まえ、誤り喚起-誤り排除の次元と、努力喚起-努力排除の次元が、コルサコフ症候群患者の記憶リハビリテーションに及ぼす効果を実証的に検討した。初年度に行った実験1のデータを詳細に分析した結果、努力要因の効果が認められなかったのは、手がかり消失法による訓練手続きに問題があると解釈した。つまり、誤り排除と仮定されていた手がかり消失法による訓練の中で、実際には誤反応が生起していたのである。そこで、誤反応をより発生させにくくした改訂版手がかり消失法を考案し、この改訂版手続きを用いてコルサコフ患者を対象に顔-名前連合学習を試みた。この結果、改訂版手がかり消失法は、誤反応の生起を皆無にすることはできなかったものの、相対的誤反応数を顕著に低減させた。

学習効果の指標である再生成績を分析したところ、訓練直後の検査だけでなく、訓練後数日の時間間隔を置いた遅延検査においても、正答率の上昇を確認した。改訂版手がかり消失法を用いた訓練によって、重度の前向性健忘を示すコルサコフ患者でも、人名を意味的知識の一部として獲得できることを明らかにした。これらの知見を総括し、実証的研究の成果を論文として投稿する予定である。本研究は、顕在記憶遂行において重篤な障害を呈する健忘症患者を対象として、障害が及んではいない潜在記憶に焦点を当てたリハビリテーション・プログラムを開発し、そのプログラムの効果を実証的に検討することを目的とした。今年度は、これまでの研究成果を2本の論文としてまとめ上げた。小松(1999)は、記憶リハビリテーションのための認知神経心理学的学習モデルを理論的に提唱した。このモデルでは、(1)誤り喚起-誤り排除と、(2)努力喚起-努力排除という2つの次元によって、健忘症患者の学習状況を詳述する。これら2つの次元を交差させることにより、4つの異なる学習プログラム(生成/手がかり消失/多肢選択/対連合)を考案した。さらに、Komatsu et al.(in press)は、これら4種の学習プログラムの効果について、コルサコフ患者を対象に実証的検討を試みた。実験1では、顔写真と名前の連合を材料として取り上げ、各学習プログラムごとに毎週2回2週間にわたる訓練を実施した結果、誤り排除型の2つの学習プログラム(手がかり消失と対連合)は、誤り換気型の2つのプログラム(生成と多肢選択)に比べ、より有効であることを証明した。実験2では、訓練時における誤反応の発生を低減させた改訂版手がかり消失法を用いて、5セッションから成る追加訓練を試みた。この結果、誤り排除/努力換起型学習プログラムによって、重度の前向性健忘を示すコルサコフ患者でも、人名を知識ベースの一部として新たに獲得できることを実証した。しかしながら、一部の患者は訓練セッション全体を通じて遅延再生に一貫して失敗していたため、学習プログラムの有効性は患者の病状に依存していることが示唆された。
3D積層プリント技術と整復シミュレーションの融合による上肢骨折個別化治療の実現

ロッキングプレートを用いた骨幹端骨折治療における術後の合併症は多く報告されており,その解決は早期に求められる課題である。これまでに私は術者の技術に依存しない安全で確実な手術方法の確立を目指し研究を行う中で,骨折治療において骨幹端部骨形状の解剖学的多様性が原因で多くの合併症が生じており,単一規格の内固定材では骨折治療が困難であることを明らかにした。この解決方法として本研究では骨折治療に対しての個別化治療の導入を提案した。この研究は以下3つのプロセスを遂行することを目標として研究を開始した。13D-CAD上での骨折の整復(骨折整復シミュレーターの作成),3D-CAD上での内固定材の設置シミュレーション、3Dプリンタによるインプラント出力、2インプラントの有限要素解析を用いた力学的合理性についての妥当性の検証、3近年開発されたCFRP(carbon fiber reinforced polymer)の積層技術を導入した3Dプリントによるインプラント作成技術の検証。初年度は項目12を中心に研究を進めた。1骨折治療シミュレーターによる整復補助と内固定材のデザイン:骨折の整復,内固定材の合理的な設置を3D-CAD上でデザインした。このデザインを合理的に進めるため骨折治療シミュレーターを作成した。saw bone骨モデルのCTを作成し、その形状にあわせたインプラントを3D-CAD上でデザインし、3Dプリンタで作成し、骨モデルに合致したインプラントとして出力できるか検証した。2デザインしたインプラントの有限要素解析:個々の骨形態に応じてインプラントをデザインするために力学的妥当性の検証は必須の過程と考える。有限要素解析を行い、個別化インプラントごとに力学的妥当性が検証できているかを確認した。市販の3D-CADソフトウェアであるRhionoceros, Fusion 360を用いて骨折治療シミュレーターとした。骨折の3DモデルをCT画像から作成し、骨片ごとに別々のパーツとして認識させることは実現できた。骨折の粉砕の少ないものでは安定した精度でモデルを作成することが可能なことは確認した。しかし高度に粉砕する骨折では、ときにモデルの精度が悪くなったり骨折線が認識できず骨片の分離に苦労することがあった。このモデリングは既存の骨折の患者さんのCTデータを用いて行ったが、撮影条件によりモデリングの精度が大きく変化することがわかったため、継続してこの部分は研究を進め、粉砕骨折を中心に骨片の認識精度が安定する撮影条件を検索することとする。3D-CAD上でのプレートの変形は可能であり、数例について3Dプリンタを用いて樹脂製のプレートを出力できることを確認した。変形についてはCADソフトの操作のみで容易にできるが、どの部位を変形させるかを一定させることが必要であることが判明した。この部分については2019年度に発売されるRhinocerosのアップグレードパッケージを利用し解析を進めるため、予算の一部を次年度使用として移行した。有限要素解析については2019年2月に購入したソフトウェアを用いて検証を開始した。いずれはCFRPインプラントを想定した有限要素解析とする予定であるが、はじめは骨と金属製インプラントを用いた有限要素解析として研究を開始した。先行研究を参考にしながら解析も始め、骨ー金属製インプラントでの解析は問題なく施行できた。しかし、この過程で気付いたのは皮質骨の厚さには個人差があり、また骨粗鬆の状態に応じた物性値などを考慮した研究はほとんど存在しないことである。骨粗鬆の状態を反映した研究へと切り替えるべく、次年度はCT値を含めた解析モデルを導入することを計画した。1年度目の研究で残った課題は、「1粉砕骨折のモデル化における指摘CT撮影条件の決定」、「2個別化インプラントの変形位置の決定」、「3CT値を用いた骨粗鬆骨における有限要素解析」である。1についてはおそらく撮影条件におけるスライス厚を小さくすることをはじめ、線量や関心領域におけるCT値の閾値の調整が必要であり、放射線技師と相談しながら至適条件を検索することを計画している。2については通常の骨モデルを数十例程度用意し、変化の大きい部分を数学モデルを用いて明らかにすることが必要と思われた。形態の個体差が生じる部分をプレートの可変部位として規定し、多くの骨モデルに可変プレートが合致するか3Dプリンタで出力したインプラントを用いて確認する。3については、以前購入した3Dモデル作成ソフトウェアにプラグインを導入することで、CT値に応じた物性値を割り当てて有限要素解析を進める。この後、CFRPの物性値も利用していきながら、CFRPー骨折における有限要素解析の実現を目指すこととする。これらに加え、本研究の最後の出口である3DプリントによるCFRPインプラントの実現性を確認する。高額なCFRP用の3Dプリンタは本研究費のみでの購入が困難であるが、材料工学の専門家と手を組み共同研究を行うことでCFRPの3Dプリントの実現を目指すこととする。

13D-CAD上での骨折の整復(骨折整復シミュレーターの作成),3D-CAD上での内固定材の設置シミュレーション、3Dプリンタによるインプラント出力、2インプラントの有限要素解析を用いた力学的合理性についての妥当性の検証、3近年開発されたCFRP(carbon fiber reinforced polymer)の積層技術を導入した3Dプリントによるインプラント作成技術の検証。初年度は項目12を中心に研究を進めた。1骨折治療シミュレーターによる整復補助と内固定材のデザイン:骨折の整復,内固定材の合理的な設置を3D-CAD上でデザインした。このデザインを合理的に進めるため骨折治療シミュレーターを作成した。saw bone骨モデルのCTを作成し、その形状にあわせたインプラントを3D-CAD上でデザインし、3Dプリンタで作成し、骨モデルに合致したインプラントとして出力できるか検証した。2デザインしたインプラントの有限要素解析:個々の骨形態に応じてインプラントをデザインするために力学的妥当性の検証は必須の過程と考える。有限要素解析を行い、個別化インプラントごとに力学的妥当性が検証できているかを確認した。市販の3D-CADソフトウェアであるRhionoceros, Fusion 360を用いて骨折治療シミュレーターとした。骨折の3DモデルをCT画像から作成し、骨片ごとに別々のパーツとして認識させることは実現できた。骨折の粉砕の少ないものでは安定した精度でモデルを作成することが可能なことは確認した。しかし高度に粉砕する骨折では、ときにモデルの精度が悪くなったり骨折線が認識できず骨片の分離に苦労することがあった。このモデリングは既存の骨折の患者さんのCTデータを用いて行ったが、撮影条件によりモデリングの精度が大きく変化することがわかったため、継続してこの部分は研究を進め、粉砕骨折を中心に骨片の認識精度が安定する撮影条件を検索することとする。3D-CAD上でのプレートの変形は可能であり、数例について3Dプリンタを用いて樹脂製のプレートを出力できることを確認した。変形についてはCADソフトの操作のみで容易にできるが、どの部位を変形させるかを一定させることが必要であることが判明した。この部分については2019年度に発売されるRhinocerosのアップグレードパッケージを利用し解析を進めるため、予算の一部を次年度使用として移行した。有限要素解析については2019年2月に購入したソフトウェアを用いて検証を開始した。いずれはCFRPインプラントを想定した有限要素解析とする予定であるが、はじめは骨と金属製インプラントを用いた有限要素解析として研究を開始した。先行研究を参考にしながら解析も始め、骨ー金属製インプラントでの解析は問題なく施行できた。しかし、この過程で気付いたのは皮質骨の厚さには個人差があり、また骨粗鬆の状態に応じた物性値などを考慮した研究はほとんど存在しないことである。骨粗鬆の状態を反映した研究へと切り替えるべく、次年度はCT値を含めた解析モデルを導入することを計画した。