hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自由界面を伴う高分子ポリマーの流動と伝熱特性に関する研究

本研究は、高分子ポリマーの射出成形機において、溶融ポリマーのメルトフロントの熱流動を実験的に解析することである。初年度において、メルトフロントの性状を定量的に解明するために、スクリュータイプの小型射出成形機の試作に先だって、試験用高分子のポリスチレン溶融液の出口における弾性膨張による形状変化を諸因子を変化させてCCDカメラにて観察し、これを基礎に成形機のスペックを決定し製作すると同時に、CDカメラの観測結果を画像処理するソフトの製作を行い、壁近傍を含めた形状変化の時系列データ解析ソフトの精度を確認した。以上の結果を検討し、スクリュータイプの小型射出成形機を使用して、流出速度、金型形状を変化させて実験を行い、以下の結論を得た。(1)試験用金型として、ガラス製円管を試験部に装着し、ノズル射出直後の弾性膨張による溶融ポリマー(ポリスチレン)の流動をCCDカメラ2台によるステレオ撮影の結果を画像処理し、三次の多項式近似によるメルトフロントの性状の近似を行い、ノズル出口から管内面全体に膨張する非定常流動を明らかにした。(2)射出圧力が小さい場合は、弾性膨張によるノズル径より大きい状態でスパイラルな流動をし、流出速度の低下と共に管断面全体に膨張し、その後ノズル直後まで溶融ポリマーが充満した後、下流に流出する。(3)試験用金型を矩形流路にして、上述と同じ条件で実験・処理を行った。(4)溶融ポリマーは、ノズル直後膨張して上下壁に接触後、球形からまず上下方向に放物形状になり、スパン方向の壁に到達するまでその形状を維持し、その後メルトフロントは、球形を維持して流出する。(5)しかし、詳細には壁でのスリップ流れによると思われる流速の周期的変化が観測された。この周期は、流出速度に依存する。この結果は、平成11年3月開催の日米機械学会合同熱工学会議で発表の予定である。本年度は、スクリュータイプの小型射出成形機を試作し、メルトフロントの性状を定量的に解明することが目的である。それに先だって、第1に、試験用高分子のポリスチレン溶融液を垂直なガラス管より流出させ、出口における弾性膨張による形状変化をCCDカメラにて観察し、流出速度、管径、管長、温度等の諸因子によってどのように変化するかを定量的に明確にした。第2に、試験用高分子ポリマーのポリスチレン溶融液の表面張力を小球の落下法により、温度をパラメーターに測定し、実験式を得た。第3に、落下式のL型矩形チャンバーを試作し、シリコンオイルを使用して、メルトフロントに相当する流出先端部の流動をCCDカメラにて観測し、画像処理することによってメルトフロントの性状を解析するソフトの製作と確認を行い、壁近傍を含めた形状変化の時系列データ解析ソフトの精度を確認した。以上の結果を検討し、スクリュータイプの小型射出成形機を設計し、製作した。試験部は、可視化観測可能なガラス製にし、然も温度補償を可能にする二重構造とした。温度は高温空気流によって行う機構である。さらに、試験部は円形ノズルから射出した高分子ポリマーが垂直に衝突後流出方向を変化させた場合のメルトフロントの性状も観測可能なように脱着可能な形式にした。製作された、小型射出成形機の試験用ポリマーの溶融用回転スクリュー機構と射出機構の一体化に問題があって改造を行ったので、溶融ポリマーのメルトフロントの性状をCCDカメラによるステレオ撮影とその画像処理の確認でまで行った。今後、計画に従って実験を行う予定である。

本研究は、高分子ポリマーの射出成形機において、溶融ポリマーのメルトフロントの熱流動を実験的に解析することである。本年度は、前年度の結果を総括し、以下の研究を行った。前年度製作した研究室規模のスクリュータイプの射出成形機の与圧機構に強度的な問題が生じ昨年度末以来、改造を行ってきたため、研究計画の当初予定を完了することができなかった。これは、本年度提出の成果報告書に詳述するように、スクリュー駆動部の強度不足によるものであった。しかし、急拡大・急縮小流路の金型の成果は、現在引き続き計測中であるが、当初予定のメルトフロントの性状については十分の成果を得ている。第一に、試験部に円管のガラス製観測部を装着して、ノズル射出直後の弾性膨脹による溶融ポリマーの流動をCCDカメラによるステレオ撮影により画像処理し、三次の多項式近似によるメルトフロントの性状近似を行い、非定常流動を明確にした。第二に、試験部を短形流路に取り替えて、上述の計測によりメルトフロントの性状の画像処理を行い、弾性膨脹と金型壁の有無による変化、およびスリップ流れによる周期的な流動の変化を明らかにした。上記実験は、射出速度と温度をパラメータに行った。また、予備実験として金型壁に衝突後の溶融ポリマーの分離合体について、ピアノ線による射出後の分割・合体の挙動について、上述の手法によるデータ解析の可能性を確認した。尚、現在急拡大・急縮小金型における実験と与圧によるノズル直後の射出形状の変化について実験を継続して行っている。最終的には、平成11年3月開催の日米機械学会の合同熱工学会議にて成果を報告する予定である。
がん悪性化におけるエクソソーム膜上の糖鎖機能の解明

細胞外に分泌される小胞のエクソソームは、近年の研究によりその生物学的な重要性が認識されてきた。特にがん細胞由来のエクソソームは、がん細胞の微小環境や転移予定の臓器に作用し、がん細胞の生存・転移を促進している。そのため、エクソソームによるがん悪性化機構の理解は、がんの新たな診断・治療につながる。エクソソーム内には蛋白質や核酸が、エクソソーム膜上には膜蛋白質や糖鎖が存在し、がんの悪性化に応じて、これらの分子の種類も変化しエクソソームの機能に貢献することが知られている。エクソソーム膜上の糖鎖修飾も同様に変化するが、がん悪性化におけるがん細胞由来のエクソソーム膜上の糖鎖の機能は充分に理解されていない。本研究では、がんの悪性化におけるがん細胞由来のエクソソーム膜上の糖鎖機能の解明を目的とする。これまでの研究結果により、1)がん細胞から分泌されるエクソソームの糖鎖修飾は分泌する細胞ごとに違っている、2)糖鎖切断をすることによりエクソソームの細胞への取り込みが促進される、ことがわかった。また、糖鎖を切断することにより、もとの細胞に関係なく、エクソソームの取り込みが促進されることもわかった。以上の結果から、がん細胞の性質により変化するエクソソーム膜上の糖鎖は、エクソソームの受容細胞への取り込みに関わることが示唆される。さらに糖鎖修飾に関わる分子がエクソソームの分泌を制御していることも明らかになった。これまでの研究により、研究計画に示した内容に加えて新たな糖鎖の機能が出てきたため、研究の展開に違いが生じたが、多くの成果が出てきており、想定した範囲を超えて研究内容が広がっている。また、そのいくつかについて、学会発表(ISEV2019(国際細胞外小胞学会)など)を行うに至った。現在、その一部に関して、論文発表の準備を進めている。今後の方針として、エクソソームにおける糖鎖の機能を、1:細胞への取り込み、2:細胞からの分泌制御、3:エクソソームの安定性、の3点に注目して進める。まず1に関しては、血管内皮細胞にエクソソームを加える際に、糖鎖修飾があるものとないもので、血管内皮細胞の表現型にどのような変化を起こすかを評価する。3に関しても同様に、エクソソームの全身投与によるエクソソームの体内動態の変化の評価を、動物実験などを用いて証明する予定である。2に関しては同定した分子の詳細を解析する。
人工心肺トラブル対処訓練システムの構築とEラーニング教材の開発・安全教育への活用

心臓血管外科における開心術では人工心肺を用いた体外循環を使用する。体外循環での事故は稀であるが、一度起きると重篤な合併症を残し、死にいたることが多いため、常に訓練が欠かせない。人工心肺のトラブル対処訓練を座学ばかりでなく、体験学習として行うためのソフト・シミュレータの開発、DVD教材の作成、臨床での評価方法としてeye-tracking解析の利用を行った。開発した教材を体外循環技士の安全教育に活用するところまで到達可能であった。本邦では体外循環技士は自分だけは事故を起こさない、また心臓外科医は自分の技士は事故がおこってもきちんと対処出来ると考え、トラブル対処の訓練をほとんど行ってこなかった。そのため1度事故が起きると、適切な対処ができないため患者が重篤な障害を受けたり、死に至ることが少なくないことが報告されてきた。本研究の目的は人工心肺の安全性を向上させるためにトラブル対処のシミュレータをデザインし、標準化できる訓練システム・プログラムを開発し、日本の現状にあったトレーニングシステムを確立し、その結果得られた教育効果により心臓血管外科手術の成績を向上させることである。さらには国際語で日本での知見を広く発信することである。本年度は、(1)訓練プログラムの作成、(2)シミュレーション用人工心肺回路の設計、(3)基本トラブル対処シナリオの作成、(4)シミュレータの種類と特徴の分析、等を計画にし研究を遂行した。多種多様のシナリオに適したフル装備のECCSIM-ORIGINAL、また簡易型のシミュレータで流量および貯血槽レベルを記録するECCSIM-Liteを設計・製作した。ECCSIM-Liteは研究室内で、また安全教育のためのセミナーに出前し、データを採取した。またアイトラッキングを含むモニタリングシステムにより客観的評価を可能にした。さらに、トレーニングプログラムの標準化を試み、施設にあったプログラムおよび装置の提案を行い、論文にまとめることができた。安全教育について国際語で書かれた文献の調査を行ったところ、指導者となるメンター教育が日本では発達していないことが明らかになった。また、文献調査をしていて、日本発の論文がPubMedに正確にIndexingされていないことに気がつき、PubMedの管理を行っているNLMに調査に行き、原因を明らかにすることができた。改善策を見つけたい。本年度は、(1)訓練プログラムの作成、(2)シミュレーション用人工心肺回路と装置の設計、(3)基本トラブル対処シナリオの作成、(4)安定化装置の動作確認、(5)医療現場におけるリーダーシップ、(6)安全教育におけるコーチング、等を計画し研究を遂行した。体外循環の事故対策シナリオ実行時における流量および貯血槽レベルをシミュレータECCSIM-Liteで記録した。さらに、トレーニングプログラムの標準化を試みた。体外循環の安全装置は50年間、全く進歩がなかったが、新しいセンシング技術で、より正確に貯血槽のバランスをとることに成功した。安全教育について国際語で書かれた文献の調査を行ったところ、指導者となるリーダー教育が日本では発達していないことが明らかになった。また、体外循環を含めた人工臓器の安全教育を若い頃からおこなうべく高校生のセミナーを行い、好評を得た。人工心肺のトラブル対処訓練および安全教育は重要であるため、体験学学習、コンピュータを用いたシミュレーションなどを計画した。コンピュータ制御のシミュレータで、臨床で経験することが多い、あるいは希にしか経験しないが重篤になりやすい種々のトラブルを発生させ、対処し、訓練効果を客観的に評価した。訓練プログラムは、コンピュータ上のシミュレーション、実際にポンプをまわすなど訓練効果が大きくなるように工夫した。訓練プログラムの検討では、貯血槽の血液を体に戻し、貯血槽レベルが下がるために空気送り事故が多く発生する体外循環離脱時を想定し、流量をさげ、volumeを戻す操作を練習するための、シナリオを作成した。また、体外循環用シミュレーションをデザインし、トレーニング用システムにおける回路、ポンプおよび貯血槽と人工肺のアレンジメント、評価方法の工夫を行った。患者モデルとして高機能なECCSIM-Workshopを用い、体外循環の安全装置の比較脱血量と貯血量の変化ECCSIM-Liteで測定し、Power Laboにて記録した。人間の血液の粘度に近づけるためにグリセリン水溶液を用いた。また、体外循環装置が開発されてから50年以上経過するが、今までには無い安全装置の概念を持つ、貯血槽レベルの安定化機能を装備する新しい安全装置の開発を行った。

これの動作確認にて、市販の安全装置に比べ、安全性が高いことを確認した。今回開発した安全装置は、日本人工臓器学会の技術賞を受賞するほど画期的な装置であり、今後、国際的にも評価されることが期待される。本研究課題は、人工心肺を用いた体外循環の教育および安全性に大きく寄与するものと考える。
超音波を利用した新規電気化学計測技術の創出

前年度での研究成果を踏まえて,超音波を利用した電気化学発光計測システムの開発と超音波電気化学における基礎的研究を行った。電気化学発光(electrochemiluminescence,ECL)は電極表面における電子移動反応によって引き起こされる発光現象である。ここでは,Ru(bpy)_3^<2+>を含む溶液にトリプロピルアミン(TPA),シュウ酸イオン(C_2O_4^<2->),アスコルビン酸(H_2A)及びデヒドロアスコルビン酸(DHA)などの種々の共反応物を用いて超音波ECLの挙動を検討した。TPAとC_2O_4^<2->の場合では,超音波の出力の増加とともにECLの増強とシグナルの再現性が著しく改善できたことが分かった。一方,H_2Aを用いた場合では超音波によるECLの消光が認められた。超音波照射はECLの後続化学反応に強く影響を及ぼすことが解析され,特にアスコルビン酸を共反応物として用いる場合,その反応中間体であるアスコルベートモノアニオンは励起状態のRu(bpy)_3^<2+>との衝突確率が増加したため,ECL消光が主反応として進行していたことを明らかにした。電気化学反応における超音波照射の電荷移動過程に及ぼす影響ついて,現在明確の見解が得られていない。本研究は超音波を照射しながら,電気化学交流インピーダンスのCole-Coleプロットを測定したところ,低周波領域の直線部分が観測されなくなり,電荷移動抵抗に相当する半円の部分しか現れなくなった。これは超音波照射によって拡散層が極限まで薄められたため,拡散過程を考慮しない電極反応として取り扱うことができることが示された。電荷移動速度定数はCole-Coleプロット半円部分の半径から容易に求められ,その結果,Fe(CN)_6^<3->などの化学種に対して電荷移動速度に与えた影響はそれほど大きくないが,H_2Aのような可逆性の悪い化学種に対しては,電荷移動速度が著しく促進していることを明らかにした。感度,再現性ないしは情報量を画期的に向上できることを目指し、本研究では、超音波を用いた新規電気化学計測技術の開発を行った。本年度の研究成果を要約すると以下の通りである。1)超音波対流変調ボルタンメトリー(ultrasonic modulated hydrodynamic voltammometry)の開発と微少量試料分析への応用ここでは,超音波発振器振動ホーンの先に微小電極を取り付けた超音波電極を試作し,超音波の出力を"on","of"で制御できる超音波対流変調ボルタンメトリー計測システムを開発した。超音波振動による電極表面における物質移動速度(拡散層の厚み)は変調されて,電解電流の中に物質移動に関係した電流成分と物質移動に関係しない電流(バックグラウンド電流)を分離することができる。超音波照射で得られた変調電流幅は従来回転ディスク電極に比べてはるかに大きいので,高感度化を容易に達成できた。本システム操作は簡便で、体積約200μlまでの微少量試料も分析できるため、その実用性が認められた。2)超立波電気化学発光(sono-electrochemiluminescence)計測システムの構築ルテニウム錯体Ru(bpy)_3^<2+>とトリプロピルアミンを用いたミクロ電気化学発光システムにおいて、超音波照射により発光強度の増感や分析結果の再現性は著しく改善されたことが見出され、そのメカニズムの解析を行った。3)超音波反応場におけるハーモニック成分の電気化学的検出超音波反応場中で得られたボルタモグラムの電流信号に交流成分が検出され、超音波の出力がキャビテーション閾値を超えると,刺激する基本振動数(f_0)の他に,ハーモニック成分(2 f_0,3 f_0,4f_0)が含まれていることが分かった。高調波の発生機構については、有限振幅超音波が正圧と負圧の部分の伝搬速度の違いによって波形の歪みが生ずることやキャビテーションで発生したマイクロバルブの非線形振動などの要因が考えられるが、電気化学計測により超音波反応場におけるこのような非線形現象を実測することができた。電気化学測定は、超音波反応場における物質移動、化学反応と高調波成分を含めた多次元の情報量を得ることが可能なので、今後の展開が期待される。

電気化学反応における超音波照射の電荷移動過程に及ぼす影響ついて,現在明確の見解が得られていない。本研究は超音波を照射しながら,電気化学交流インピーダンスのCole-Coleプロットを測定したところ,低周波領域の直線部分が観測されなくなり,電荷移動抵抗に相当する半円の部分しか現れなくなった。これは超音波照射によって拡散層が極限まで薄められたため,拡散過程を考慮しない電極反応として取り扱うことができることが示された。電荷移動速度定数はCole-Coleプロット半円部分の半径から容易に求められ,その結果,Fe(CN)_6^<3->などの化学種に対して電荷移動速度に与えた影響はそれほど大きくないが,H_2Aのような可逆性の悪い化学種に対しては,電荷移動速度が著しく促進していることを明らかにした。
自己免疫系による脊椎動物の個体形成の解析

アフリカツメガエル(Xenopus laevis)を含む全ての脊椎動物の発生過程には、一度作った胎児型(幼生型)器官の一部を壊し、成体型へと組織の作り換えを行うリモデリングというプログラムがある。最も劇的な例は、両生類の変態過程において、幼生器官である尾の消失に見ることができる。我々はこれまでに、ツメガエル変態期に新たに出現する成体型の免疫系が、体を完成する際に不要となる尾の皮膚組織を「異物」として認識し、排除する。つまり、自己組織に対する免疫系の異物認識が、組織のリモデリング過程に関わっている、という独創的な仮説に至る結果を得た。免疫系は主に多様性に適応して発達してきた防御システムであるが、個体形成に直接関わるという観点からの研究は、近年申請者等により報告されてきたもの以外無い。申請者等は、最近、上記仮説を支持する成体免疫系から認識される抗原タンパク質の候補としてOuro1とOuro2を単離同定した。本研究では、それらタンパク質の機能を明らかにするために、1),トランスジェニックツメガエルのF1およびF2,F3を作製し、2),尾の退縮には2つのouro遺伝子の共発現が必要であることを明らかとした。3),変態期においてOuroタンパク質が細胞内で共発現をすることを免疫組織化学的に明らかにした。4),有尾両生類から類似配列を単離し、変態期に限って発現することを明らかとした。これらの結果から、免疫系のターゲット候補から見いだされたOuroタンパク質を介したシステムは、ツメガエルだけでなく他の脊椎動物の個体形成に広く関わっていると考えられる。自己免疫ターゲット遺伝子ouroと、それに関わる免疫細胞の作用機序を明らかにするために、当研究グループにより既にFOの遺伝子導入(トランスジェニック)ツメガエルが作製されていたが、それらをかけ合わせ、より遺伝的に均一なF2世代を作製した。これによって約60日間続く幼生期の特定の発生段階における過剰発現による機能解析が可能となった。それによると、成体型の免疫系が発現する時期と、過剰発現によって尾の早まった崩壊が起こる時期が一致することが判った。また2つあるouro遺伝子のうち、片方のみ過剰発現をさせても同様の表現型は得られない。この結果から、ouroタンパクは2つ共に発現することで機能することが推察できる。そこで、内在性のタンパクの発現を調べるために、遺伝子配列を元としたリコンビナントタンパクを作製し、モノクローナル抗体の作製を試みたが、ハムスターではよい抗体が出来たが、二重染色を目的としたラットでは十分な抗体価が得られなかった。哺乳類では現在までに類似のタンパクの発現は確認されていないが、抗体が出来にくいなどの種特異性が有るのかもしれない。変態期のような発生後期のWISH法はまだ難しく、内在性の発現を知るためには今後種を変えるなどして抗体の作製を再度試みる必要がある。無尾両生類の変態期における尾部退縮は、体の体積の約半分を占める組織が発生過程でプログラムされた細胞死によって消失する。この現象は脊椎動物の発生過程で起こる体の作り換えのモデルとして有用である。申請者等は、そこに関わる自己免疫のターゲット抗原タンパクをコードする遺伝子、ouro1とouro2を単離同定し、GFPと融合させた遺伝子導入ツメガエルを作製して解析を行った。それによると、2つあるouro遺伝子のうち、片方のみを発現をさせても尾の崩壊は起こらない。この結果から、Ouroタンパク質は2つ共に発現することで機能することが推察できた。本年度は、昨年度しっぱいした抗体の作製を再び方法を変えて試み、Ouro1リコンビナントタンパク質に対してはラットで、Ouro2に対してはハムスターでのそれぞれ別種のポリクローナル抗体を得ることに成功した。これにより、内在性のタンパクの検出が初めて可能となった。

組織化学と免疫沈降法により、Ouro1とOuro2タンパク質は互いにコンプレックスを作っている可能性が示唆されたことが今年度の研究成果の最も大きなものである。今後はどのように免疫機能に関わっているか明らかにする必要があるが、その前に、これまでにWISH法でしか試みられていなかった尾部組織以外での発現も詳細に解析出来ると期待される。それにより尾以外での機能についても考察する。両生類の変態期における尾の消失は、脊椎動物の発生過程で起こる劇的な器官形成の例である。我々が単離・同定した自己抗原遺伝子ouro1(オウロ1)とouro2(オウロ2)は、この尾の消失の際に発現する。2つ共、尾に特異的に発現し、かつ、変態期の尾が退縮する時期に限定して発現する。従って、オウロ遺伝子は、尾の消失に関与することが推定された。実際、トランスジェニックツメガエルを作製し、生体内で過剰発現させると、オウロ遺伝子を2つ同時に過剰発現させた時だけ早まった尾部崩壊が起こり、単独では機能しない。ここで、この共発現が、どのように尾の崩壊に作用するのかについては未だ未解決である。ツメガエルの腎臓由来の細胞株A6を用いて、GFPあるいはDsRedと融合させたオウロ1とオウロ2それぞれの遺伝子を、単独あるいは共発現させ、レーザー顕微鏡を用いて観察すると、単独で発現させたオウロ1は、共発現させることによってオウロ2と完全にオーバーラップして発現することが解った。量的には、有意差を持って共発現と単独発現との差が認められた。ツメガエルの成体・幼生を用いて様々な組織における発現を、リアルタイムPCRを用いて調べた結果、幼生の尾の皮膚組織以外では発現していないことが示された。従って、このシステムは、ツメガエルにおいては尾に限局して働いている可能性がある。本年度は、国際学会での招待講演ならびに、国内での招待シンポジウムがあり、国際学会には大学院生も同行し、英語での発表を行った。動物の器官形成に免疫系の自己/非自己の認識が、死ぬ/生き残る組織への認識へも関わっているという、特に、マクロファージなどによる単なる貪食作用でないT細胞の抗原認識が関わっているという観点からの研究は、国内外において本研究以外無い。従って、多くの人に研究の内容を伝えることが出来たことが、今年度の成果の最も大きなものである。
CT検査プロトコル単位での放射線線量を管理可能なシステム開発

CT検査におけるプロトコル情報の抽出方法の確立を目指すため、1) CT検査単位の画像と線量レポートを取得する。2)検査プロトコル名を抽出する。3)線量情報を抽出する。4)検査プロトコル名と線量情報を統合する。5)撮影画像の類似度を測定する。6)類似度により検査プロトコルを統合する。7)専門家により統合結果の評価を行う。8)検査プロトコルごとの撮影線量の分類を行う。非必要があり、当該年度は、1)から4)を実施した。1)では、CT検査の画像と線量レポートを通信で取得するため、DICOM通信のC-FIND、C-MOVEと呼ばれる機能において、画像だけでなく、線量レポートを受け入れるための機能を実現した。2)では、画像に含まれるヘッダ情報から検査プロトコルを抽出するための機能を実現した。3)では、線量レポートを取得するためのRDSR (Radiation Dose Structured report)の構造を読み解いて自前のデータベースに管理する機能を実現した。なお、この規格は比較的新しいものであるため、未対応のCT検査装置においては、線量レポート画面をキャプチャした画像を取得することで、線量に関連するCTDIvolやDLPを独自のOCR機能により取得することに成功した。現在のところCanon、GE、Philipsに対応できている。4)では、検査プロトコル名と線量レポートの相関を調査した。検査プロトコルはメーカや機種、施設によってばらつきがあるため、これをグルーピングし整理した。現在は、施設によっては検査プロトコル名がデタラメなケースもあるため、スカウト像から検査プロトコル名を推測する機能を検討している最中である。RDSR出力に対応したCTは少なく、豊富な画像データが集められなかった。そのため、当初予定にはなかった画面キャプチャから線量データを抽出するOCR機能を実装した。その分、スケジュールが遅れたが、これによりデータ量は稼げるので、今後の「類似度によるプロトコルの特定」においては信頼性が上がると考える。今後は、システムが分類した検査プロトコルを専門家に評価してもらいフィードバックを繰り返す必要がある。そのPDCAを効率よく回すため、使い勝手のよいシステムを準備し、多くの医師、診療放射線技師に評価してもらうつもりである。そのための下調べや前準備と設計は、当該等年次に実施済みである。
ゼオライトのミクロ空間場を利用した光触媒反応系の構築と反応のダイナミックス

ゼオライトや多孔質ガラスのミクロポーラス内のように分子の配向と配列が制御され異方性を有する特殊な環境場を利用し、イオン交換や固定化法により分子レベルで構造制御した光触媒系を構築することにより、従来の粉末バルク半導体光触媒とは異なった新規な光触媒特性が期待できる。このような構造制御された光触媒を用いた光触媒反応過程の制御は固体光触媒の高効率化と実用化を考える上で極めて重要な研究課題である。一方、クリーンで無尽蔵の太陽光エネルギーと光触媒作用を利用した新しい環境調和型の触媒化学プロセスによりCO_2の還元固定の実現が切望されている。本研究においては、配向と配列および空間体積がよく制御されたゼオライトや多孔性ガラスなどのミクロポーラス内にサイズと構造の制御された酸化チタン触媒系を構築し、これを光触媒として常温でのCO_2のH_2Oによる還元固定によるメタンやメタノールの生成を目指し、これら光触媒反応の反応の高効率化の試みた。具体的には以下の課題について検討した。ZSM-5やY-ゼオライトおよび多孔質ガラスなどのミクロポーラス内にイオン交換法および固定化法により高活性な酸化チタン触媒を調製し、in-situでのESR、ホトルミネッセンス、XAFS、FT-IR測定を行い、触媒の配位構造を明らかにした。また、固定化酸化チタン触媒を光触媒として、CO_2とH_2Oからメタンやメタノールの合成(人工光合成)を検討し、特殊反応場における人工光合成反応系の高効率化への指針を得た。固体光触媒の構造と光触媒反応過程の制御は、固体光触媒の高効率化と実用化を考える上で不可欠な技術である。本研究では、配向配列と空間体積がよく制御された各種ゼオライトの細孔内にサイズと構造の制御された量子化サイズの超微粒子酸化チタン触媒系を構築し、それを光触媒として二酸化炭素と水からメタンとメタノールを高効率で合成する技術の確立を目指した。光-および熱-CVDの手法により、配向配列と空間体積などの反応場がよく制御されたゼオライト細孔内にサイズと構造が制御された量子サイズの超微粒子酸化チタン触媒系を構築し、EXAFS、FT-IR、ESR、ホトルミネッセンス法などにより、細孔内で構築された触媒の分子レベルでのキャラクタリゼーションを行った。平行して、構築した超微粒子酸化チタンの光触媒としての活性を検討した。光触媒反応としては、二酸化炭素と水からのメタンとメタノール合成を取り上げ、光触媒反応の高効率化のための触媒構造と光触媒活性の関連性に関する基礎的な知見を得た。特に、ゼオライトはカチオン交換の手法を用いることにより、光触媒反応の反応場である細孔内での分子の配向配列、空間内の静電場、空間場の体積を分子レベルで任意に制御することができた。この手法を用い、制御されたミクロ空間場を利用する光触媒反応の特異性を明らかにし、ゼオライトの細孔というミクロ空間環境場を利用した光触媒反応の制御と反応の高効率のための方法論と技術の確立を行った。一方、クリーンで無尽蔵の太陽光エネルギーと光触媒作用を利用した新しい環境調和型の触媒化学プロセスによるCO_2の還元固定の実現が切望されている。

本研究においては、配向と配列および空間体積がよく制御されたゼオライトや多孔性ガラスなどのミクロポーラス内にサイズと構造の制御された酸化チタン触媒系を構築し、これを光触媒として常温でのCO_2のH_2Oによる還元固定によるメタンやメタノールの生成を目指し、これら光触媒反応の反応の高効率化の試みた。具体的には以下の課題について検討した。ZSM-5やY-ゼオライトおよび多孔質ガラスなどのミクロポーラス内にイオン交換法および固定化法により高活性な酸化チタン触媒を調製し、in-situでのESR、ホトルミネッセンス、XAFS、FT-IR測定を行い、触媒の配位構造を明らかにした。また、固定化酸化チタン触媒を光触媒として、CO_2とH_2Oからメタンやメタノールの合成(人工光合成)を検討し、特殊反応場における人工光合成反応系の高効率化への指針を得た。
卵管内の精子移行を制御する母体側メカニズムの解明

前年の検討から、卵管内には卵管液が、卵巣に向かい相当な速さで流れていることや、卵管を抜けて卵巣嚢に達した卵管液は、卵巣嚢孔を通り腹腔に抜けることが判明した。本年度は、1卵管の蠕動と卵管液の挙動を詳細に動画解析した。また、2卵管の蠕動や卵管液の流れと、精子輸送や受精との関係を調べた。3卵巣嚢孔を介した液の移動と、精子輸送や受精との関係も調べた。1蠕動運動と卵管液の挙動の詳細:発情期の卵管の蠕動方向は、卵管峡部下部から中部までは卵巣方向だったり子宮方向だったりと一定しなかったが、卵管膨大部が近くなるにつれて卵巣方向のみとなった。卵管に注入した墨汁の動きは蠕動運動に同調し、卵管峡部下部から中部までは卵巣方向や子宮方向に行ったり来たりを繰り返し、中部を越えると一気に卵管膨大部に移動した。2精子輸送や受精との関係:蛍光蛋白質でラベルされた精子を卵管峡部下部に注入しその行動を追跡した。生きた精子を注入したら、精子は卵管膨大部に到達し、ほぼすべての卵子が受精した。死んだ精子を注入すると、卵子は受精しなかったが、生きた精子と同様に卵管膨大部に達した。環流用PBSにミフェプリストンを加えて卵管の蠕動を止めたり、卵管出口を結紮して卵管液の流れを止めたりすると、精子の卵管膨大部への移動が妨げられ、卵子の受精が極端に減少するか、全く受精しなかった。3卵巣嚢孔との関係:卵巣嚢孔を結紮してそこを介した液の移動を阻害した。結紮から13日後の卵巣嚢は、結紮しなかった側と比べて、直径にして約1.2倍に膨らんだ。そのような卵巣嚢であっても排卵は阻害されず、卵子は卵管膨大部に移動した。卵管峡部下部に墨汁を注入すると、墨汁は12分で卵管膨大部に達した。生きた精子を注入するとほぼすべての卵子が受精した。このことから、卵巣嚢孔を介した液の移動を妨げても、排卵ならびに卵管液や精子の輸送は阻害されないことが判明した。前年に開発したin situ卵管観察システムを使ったデータの収集は予定通りに進み、卵管には、卵管液を卵巣方向にむかって汲み出すポンプのような働きをする部位が存在することや、精子は卵管液の流れにのって卵管膨大部に移動し受精に至ることを明らかにしたことがその理由である。雌マウスのホルモンバランスは発情期に大きく変化する。次年度は、エストロゲンとプロゲステロンに着目して、これらのホルモンが卵管の蠕動運動や卵管液、精子の輸送に及ぼす影響を調査する。本研究の目的は、卵管に辿り着いた射出精子が、受精の場である卵管膨大部に到達するまでの移行メカニズムを明らかにすることである。卵管内の精子移行には、卵管の蠕動運動やそれによって生じる卵管液の流れが関わっているとされる。一方、これらは卵管を生体から切り離して行われた検討により明らかにされたものであり、生体内の現象が正確に反映されていない可能性もある。H29年度は、卵管を生体につなげたまま蠕動運動を観察するための1in situ観察システムの立ち上げと、そのシステムを用いた2卵管の蠕動運動と卵管液の流向の調査を行った。1in situ観察システムの立ち上げ・・・雌マウスを吸入麻酔し、卵管を背側から腹腔外に取り出して保持した。そこを囲むように還流用カラー(シリコンチューブより自作)を移植し、カラー内にPBS(37°C)を循環させることで、生体につなげたまま経時的に卵管の蠕動運動を観察することが可能となった。また、カラー内の卵管峡部下部に生きた精子を注入すると、精子が卵管膨大部へと到達し、すべての卵が受精したのを確認した。2蠕動運動と卵管液の流向の観察・・・卵管峡部下部に微量の墨汁を注入し、卵管内の墨汁の挙動を指標にして卵管液の流向を調べた。排卵前後の卵管では活発な蠕動運動が観察され、卵管内に注入した墨汁は、排卵の有無に関わらず短時間に卵管膨大部へと移動した。卵管膨大部内の墨汁はそこに留まらず、時間とともに卵巣嚢へと移動し、卵巣嚢に開口している小さな穴(卵巣嚢孔)を通り腹腔へと抜けた。活発な卵管の蠕動運動は発情期以外でも観察され、卵管峡部下部に注入した墨汁は、多少の時間的遅れはみられたものの卵管膨大部へと移動した。最後に卵管液の由来を調べたところ、卵管液は卵管全体から分泌されており、1時間に約2.7μl(卵管内における卵管液の総量は約2.1μl)が分泌されていた。生体につなげた卵管の蠕動運動を観察するための、in situ観察システムの開発を達成した。

また、本システムによるデータの収集も順調に進み、卵管液は、これまでの定説とは異なり、子宮側から卵巣に向かってかなりの速さで流れていること、従来、閉鎖空間とされていたマウスの卵巣嚢に小孔が存在すること、その小孔を通って、卵巣嚢に到達した卵管液が腹腔へと流れ出ていることが明らかになった。前年の検討から、卵管内には卵管液が、卵巣に向かい相当な速さで流れていることや、卵管を抜けて卵巣嚢に達した卵管液は、卵巣嚢孔を通り腹腔に抜けることが判明した。本年度は、1卵管の蠕動と卵管液の挙動を詳細に動画解析した。また、2卵管の蠕動や卵管液の流れと、精子輸送や受精との関係を調べた。3卵巣嚢孔を介した液の移動と、精子輸送や受精との関係も調べた。1蠕動運動と卵管液の挙動の詳細:発情期の卵管の蠕動方向は、卵管峡部下部から中部までは卵巣方向だったり子宮方向だったりと一定しなかったが、卵管膨大部が近くなるにつれて卵巣方向のみとなった。卵管に注入した墨汁の動きは蠕動運動に同調し、卵管峡部下部から中部までは卵巣方向や子宮方向に行ったり来たりを繰り返し、中部を越えると一気に卵管膨大部に移動した。2精子輸送や受精との関係:蛍光蛋白質でラベルされた精子を卵管峡部下部に注入しその行動を追跡した。生きた精子を注入したら、精子は卵管膨大部に到達し、ほぼすべての卵子が受精した。死んだ精子を注入すると、卵子は受精しなかったが、生きた精子と同様に卵管膨大部に達した。環流用PBSにミフェプリストンを加えて卵管の蠕動を止めたり、卵管出口を結紮して卵管液の流れを止めたりすると、精子の卵管膨大部への移動が妨げられ、卵子の受精が極端に減少するか、全く受精しなかった。3卵巣嚢孔との関係:卵巣嚢孔を結紮してそこを介した液の移動を阻害した。結紮から13日後の卵巣嚢は、結紮しなかった側と比べて、直径にして約1.2倍に膨らんだ。そのような卵巣嚢であっても排卵は阻害されず、卵子は卵管膨大部に移動した。卵管峡部下部に墨汁を注入すると、墨汁は12分で卵管膨大部に達した。生きた精子を注入するとほぼすべての卵子が受精した。このことから、卵巣嚢孔を介した液の移動を妨げても、排卵ならびに卵管液や精子の輸送は阻害されないことが判明した。前年に開発したin situ卵管観察システムを使ったデータの収集は予定通りに進み、卵管には、卵管液を卵巣方向にむかって汲み出すポンプのような働きをする部位が存在することや、精子は卵管液の流れにのって卵管膨大部に移動し受精に至ることを明らかにしたことがその理由である。H29年度は卵管に墨汁を注入して卵管液の流向を解析した。H30年度では、墨汁とともに生きた精子を注入して、卵管液の流向と精子の移行の相関性について調査する。また、副次的ではあるが、本研究において確認された構造である卵巣嚢孔についても、その機能と受精との関わりについて調査する予定である。雌マウスのホルモンバランスは発情期に大きく変化する。次年度は、エストロゲンとプロゲステロンに着目して、これらのホルモンが卵管の蠕動運動や卵管液、精子の輸送に及ぼす影響を調査する。実験に多量に使用する吸入麻酔薬の後発薬(ジェネリック)が発売され、吸入麻酔薬の単価が大幅に下がったことと、共同研究者の滞在期間が当初の予定より短くなったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額を合わせた助成金は、各実験計画を遂行するための消耗品・実験動物等の購入、共同研究者の滞在費、学会参加、論文投稿等に使用する予定である。昨年度に論文を投稿し、掲載は決まったものの、論文掲載料の請求が間に合わなかったため。次年度に繰り越した分はその論文掲載料に充てる。
商品ファンドのリスクとリターンに関する理論的・実証的研究

株式市場の低迷とは対照的に、マネージド・フューチャーズ(商品ファンド)が次第に投資家の間で注目を浴びるようになってきた。既に販売実績のある商社やリース会社に加えて、証券・銀行もこのビジネスに参入してきている。では、マネージド・フューチャーズは、果たして魅力的な投資対象だろうか。本研究は、モダン・ポートフォリオ理論のパラダイムを使って、(1)マネージド・フューチャーズのリスク・リターン特性、(2)マネージド・フューチャーズだけに投資(stand-alone investment)した場合のパフォーマンス、(3)マネージド・フューチャーズを伝統的な株式および/ないし債券ポートフォリオに組み入れることの経済的効果を、アメリカのマネージド・フューチャーズを分析した研究を手懸りとして、討究したものである。上記の3つの問題に対する解答は、マネージド・フューチャーズの3つのタイプー商品投資顧問業者(CTA)、私募,コモディティ・プール、公募先物ファンドーのどれを研究対象とするか、および、サンプル期間の時期と長さに依存している。したがって、得られた結論はマネージド・フューチャーズに有利なものと不利なものが併存しているが、大胆に要約すれば、次のようになろう。(1)マネージド・フューチャーズの投資成果は、概ねハイリスク・ハイリターン型であるが、ハイリスク・ローリターンの場合もある。(2)マネージド・フューチャーズの単独の投資対象としての魅力度をシャープ比率で測定すると、概ね、株式や債券に比べて劣っている。(3)マネージド・フューチャーズを株式や債券のポートフォリオに組み入れると、それを組み入れない場合と比較して、効率的フロンティアはより効率的となり、また、シャープ比率は、公募先物ファンドの場合を除いて、大幅に改善される。本研究は、マネージド・フューチャーズ(商品ファンド)に投資したときに得られる投資収益と、そのために負担した投資リスクとの間の関係を明らかにすることを目的としている。本年度の研究は、マネージド・フューチャーズ研究の先進国である米国における実証的研究をサーベイすることにあり、以下に述べる事が明らかになった。1.マネージド・フューチャーズは、小麦、トウモロコシ、原油、銀等々の商品先物に投資するファンドであるが、まず、投資対象としての商品先物の特性を調査した実証研究によれば、次のことが明らかにされている。(1)主要な商品先物を組み合わせたポートフォリオを保有し続ける投資戦略のリスクとリターンは、代表的な米国の株価指数のそれとほぼ同じであるが、収益率の分布は、株価指数のそれと比べて正の歪みをもち、ダウンサイド・リスクが小さい。(2)商品先物ポートフォリオの収益率はインフレ率と正の相関関係を持ち、有効なインフレ・ヘッジ資産である。2.マネージド・フューチャーズを単独の投資対象とみたときの投資収益と投資リスクをみると、株式や債券と比べてハイリスク・ハイリターンの特性をもつことを発見した調査が併存し、確定した結論が得られていない。3.マネージド・フューチャーズを株式と債券を含むポートフォリオに組み入れると、その新しいポートフォリオのリスク・リターン特性は改繕されることについては、論者の間で意見の一致をみている。4.マネージド・フューチャーズの投資魅力度を高めるためには、運営コストの引下げが不可欠である。

本研究は、モダン・ポートフォリオ理論のパラダイムを使って、(1)マネージド・フューチャーズのリスク・リターン特性、(2)マネージド・フューチャーズだけに投資(stand-alone investment)した場合のパフォーマンス、(3)マネージド・フューチャーズを伝統的な株式および/ないし債券ボートフォリオに組み入れることの経済的効果を、アメリカのマネージド・フューチャーズを分析した研究を手懸りとして、討究したものである。上記の3つの問題に対する解答は、マネージド・フューチャーズの3つのタイプ--商品投資顧問業者(CTA)、私募コモディティ・プール、公募先物ファンド--のどれを研究対象とするか、および、サンプル期間の時期と長さに依存している。したがって、得られた結論はマネージド・フューチャーズに有利なものと不利なものが併存しているが、大胆に要約すれば、次のようになろう。(1)マネージド・フューチャーズの投資成果は、概ねハイリスク・ハイリターン型であるが、ハイリスク・ローリターンの場合もある。(2)マネージド・フューチャーズの単独の投資対象としての魅力度をシャープ比率で測定すると、概ね、株式や債券に比べて劣っている。(3)マネージド・フューチャーズを株式や債券のポートフォリオに組み入れると、それを組み入れない場合と比較して、効率的フロンティアはより効率的となり、また、シャープ比率は、公募先物ファンドの場合を除いて、大幅に改善される。
ボルト締めランジュバン型振動子を駆動源とする高トルク進行波型超音波モータの試作

代表研究者は前年度までに、提案する高トルク進行波型超音波モータを構成する際の基本的な振動系であるボルト締めランジュバン型複合振動子を駆動源として円環にたわみ進行波を励振する振動系のうち、2つの直交するたわみ振動モードを一本の振動子の中に励振できるたわみ複合振動子を利用する構成について、その実現性を検討し、外径130mmの円環の外周部を、直径30mmの振動子で駆動するモータ構成で、印加電圧200Vrms、静的予圧172Nにおいて、最大トルク1.2Nm、最大効率3.8%を実験的に確認した。本年度は、この試作モータ、および以前に試作されたランジュバン型縦振動子を用いた構成も含めた特性解析モデルを構築し、計算機上で振動系の特性パラメータを様々に変化させることで、モータの限界性能を明らかにし、実験結果の理論的評価を行った。各振動子の圧電素子で行われる電気・機械エネルギー変換には機械系の振る舞いを等価な電気回路素子で置き換える電気的等価回路モデルを、ロータ・ステータの接触部に摩擦材として用いられる粘弾性材料には、ばねとダンパが並列に作用するフォークトモデルをそれぞれ用いたモデルを仮定した。その結果、摩擦材の粘性が、モータの回転速度、出力トルクに与える影響は小さく、出力効率のみに大きく作用することが分かった。また、実験的に得られた最大トルクが、与えられた電圧、静的予圧下ではモータがその限界性能を発揮したものであることが明らかになった。代表研究者が提案する高トルク進行波型超音波モータを構成する際の基本的な振動系であるボルト締めランジュバン型複合振動子を駆動源として円環にたわみ進行波を励振する振動系のうち、2つの直行するたわみ振動モードを一本の振動子の中に励振できるたわみ複合振動子を利用する構成について、その実現性およびこれまでの試作で用いられている複数のランジュバン型縦振動子を用いる方法との比較を行った。まず、円環の寸法および振動子と円環との接合方法を変化させたいくつかの構成において、有限要素法解析を用い振動系の共振周波数、振動モードおよび電気-機械変換係数の計算および比較を行い、超音波モータを構成するために適当と考えられる構成を理論的に検討した。次にその理論的検討結果に基づいて、外径130mmの円環の外周部に、直径30mmの振動子を溶接する構成の振動系を試作し、共振周波数の測定及び円環上のたわみ進行波の励振を実験的に検証するとともに、解析モデルの有効性を確認した。さらに、機構の最適化、電気駆動・制御法は最適化されたものではないが、ロータおよび加圧装置など、超音波モータを構成するために必要な機構を試作し、振動子の2つの振動系への入力電流位相差を±90度に変化させることで、原理どおりロータの双方向回転動作が行えることを確認した。その際得られたモータの出力特性は、印加電圧200Vrms、静的予圧172Nにおいて、最大トルク1.2Nm、最大効率3.8%であった。
インテリジェンス界面の機能解析と分子設計

固体ー気体、固体ー液体あるいは固体ー固体の界面は、我々が分子を認識し、制御、変換するための窓口であり、そこにいろいろな構造と機能を賦与することによって、物質の認識、変換、エネルギ-および情報の変換、輸送、増幅などを行うための各種デバイスや関連の科学技術が成り立っている。したがって、超高感度、超高選択性、超高効率などの極めて高度な機能をそなえた界面(インテリジェンス界面)の創成は、いうまでもなくこれら諸科学技術分野の飛躍的な発展の鍵を握るものとして、極めて強く希求されている。本研究では、このインテリジェンス界面について、分子認識、分子励起、生体機能、情報変換の観点から参加メンバ-それぞれが調査するとともに、数回の全体会議やグル-プ会議を開催し、化学的な機能界面の現状およびその高度化の方法論について各分野の専門家の立場から討論し検討した。その結果、機能界面の高度化には、従来の設計思想を脱却して、「インテリジェント界面」という新しいコンセプトに基づいた高度化学機能界面の創製が是非とも必要であることを強く認識し、その基盤を固めるために基本的な指針を確立する必要があることがわかった。すなわち、化学機能界面の多様性から考えて、(A)インテリジェント化に適した分子認識界面、(B)分子情報の変換のためのインテリジェント界面、(C)分子やエネルギ-の変換のためのインテリジェント界面、についてそれぞれ分子設計法を基礎的に検討するとともに、さらに、(D)インテリジェント界面の具体的構築とデバイス化のための手法を基礎的に検討し、それぞれに適したインテリジェント化の方策を探り、それらの相互の連携を密にして多角的なアプロ-チを進めることが望ましいという結論に至った。また、このようなインテリジェント界面の設計概念と方法論の確立の急務が必要であり、しかも現時点で本研究の準備、調査が整っていると判断できたため、重点領域研究へ平成2年度の申請を行うに至った。
ステロイド剤長期外用による皮膚変化の検討

本研究はステロイド剤の長期外用による皮膚変化を検討することを目的として行なわれた.特に成人アトピー性皮膚炎の顔面紅斑におけるステロイド外用剤の関与を調べるために,ステロイド潮紅と言われる病態に至る過程のステロイド外用剤による皮膚毛細血管収縮作用の変化を局所の微小循環血流量を測定することにより検討することが計画された.しかし顔面紅斑のみでなく皮膚病変全般に対する本剤の効果を適正に把握することが必要であると考え,1.本疾患の皮疹,痒みに対する薬効の客観的評価,2.当科を受診している本症患者におけるステロイド外用剤の使用状況と臨床経過の関連,3.本症の顔面紅斑の皮膚毛細血管血流測定による定量化の試み,の3点について検討した.1.に関しては皮疹のスコア化と痒みの症状の患者申告による評価法,掻破の測定による痒みの評価法について検討した.赤外線ビデオを用いた夜間の掻破の測定は痒みを間接的ではあるが客観的に評価できる方法であると思われた.2.に関しては成人アトピー性皮膚炎患者117例中104例では当初,顔面の皮膚炎にステロイド外用剤を使用していたが,84例で中止した.うち60例はステロイド外用剤で炎症を制御した結果,ステロイド外用を必要としなくなった.24例では皮膚炎の持続している時期にステロイド外用剤を漸減し中止した.ステロイド外用の離脱の結果,顔面や上半身の皮疹の目立つ症例群では数ケ月の後,紅斑が軽快する例が多かった.3.についてはレーザードップラー血流計を用いて健常人皮膚の各部位とアトピー性皮膚炎の紅斑の皮膚毛細血管血流量を測定し,ステロイド貼付剤の皮膚毛細血管血流量減少作用を観察した.今後はステロイド外用歴やステロイド外用による臨床的効果の症例による差を背景として考慮しステロイド貼付剤の皮膚毛細血管血流量減少作用を比較検討する予定である.本研究はステロイド剤の長期外用による皮膚変化を検討することを目的として行なわれた.特に成人アトピー性皮膚炎の顔面紅斑におけるステロイド外用剤の関与を調べるために,ステロイド潮紅と言われる病態に至る過程のステロイド外用剤による皮膚毛細血管収縮作用の変化を局所の微小循環血流量を測定することにより検討することが計画された.しかし顔面紅斑のみでなく皮膚病変全般に対する本剤の効果を適正に把握することが必要であると考え,1.本疾患の皮疹,痒みに対する薬効の客観的評価,2.当科を受診している本症患者におけるステロイド外用剤の使用状況と臨床経過の関連,3.本症の顔面紅斑の皮膚毛細血管血流測定による定量化の試み,の3点について検討した.1.に関しては皮疹のスコア化と痒みの症状の患者申告による評価法,掻破の測定による痒みの評価法について検討した.赤外線ビデオを用いた夜間の掻破の測定は痒みを間接的ではあるが客観的に評価できる方法であると思われた.2.に関しては成人アトピー性皮膚炎患者117例中104例では当初,顔面の皮膚炎にステロイド外用剤を使用していたが,84例で中止した.うち60例はステロイド外用剤で炎症を制御した結果,ステロイド外用を必要としなくなった.24例では皮膚炎の持続している時期にステロイド外用剤を漸減し中止した.ステロイド外用の離脱の結果,顔面や上半身の皮疹の目立つ症例群では数ケ月の後,紅斑が軽快する例が多かった.3.についてはレーザードップラー血流計を用いて健常人皮膚の各部位とアトピー性皮膚炎の紅斑の皮膚毛細血管血流量を測定し,ステロイド貼付剤の皮膚毛細血管血流量減少作用を観察した.今後はステロイド外用歴やステロイド外用による臨床的効果の症例による差を背景として考慮しステロイド貼付剤の皮膚毛細血管血流量減少作用を比較検討する予定である.本研究はステロイド外用剤を長期に使用した際に生じる局所の副作用,特にアトピー性皮膚炎における顔面のびまん性紅斑の発症機序を皮膚毛細血管の血流量の変化から検討することを目的として計画された.しかし本症におけるステロイド外用剤の使用に関して,顔面のみならず躯幹や四肢にもできるだけ少ない量を使用することを薦める報告も多くみられ,局所副作用でけでなくステロイド外用剤の皮膚病変全般に対する効果や本症の主要症状である痒み,さらには掻破をも含めた広義の皮膚変化を評価することが本剤の適正な使用法を検討する上で重要であると考えた.したがって平成7年度は血流測定とともに皮膚病変や痒み,掻破の評価法の検討を行なった.1.皮膚病変の点数化:長い臨床経過をたどる本疾患を複数の医師が診察する場合が多いが客観的な経過観察を目的として皮疹の点数化を試みた.頭頚部,躯幹,四肢における皮疹の構成要素と分布を考慮し0から3までの点数化を行なった.平成8年度は点数の観察者間のばらつきなどを調べ点数化法を確立し治療効果の判定に応用する.2.痒み,掻破の評価:痒みに関しては点数法,Visual analogue scale法を用いて患者の主観的評価による定量を試みた.掻破に関しては赤外線ビデオカメラを用いて夜間の掻破量を測定した.平成8年度はこれらの評価法を用いて治療効果の判定を行なう.3.皮膚毛細血管血流量の測定に関してはドプラー血流計を用いて健常人の身体各部位の毛細血管血流量の基礎値の測定とステロイド含有テープ剤貼付による毛細血管血流量の変動を測定した.毛細血管血流量の測定値は非常に不安定で,体位の変化,会話,精神的緊張などにより容易に変動した.ステロイド含有テープ剤貼付による変動も測定値が不安定なため引き続き安定した値を得る方法を模索中である.

1. 19956年に6ヶ月以上経過を追えた成人アトピー性皮膚炎患者117例についてステロイド外用剤の使用状況と臨床経過の関係をレトロスペクティブに検討した.皮疹分布のパターンにより全体を6つの亜群に分けた.広範囲に皮疹の分布する群では重症例が多く血清IgE値の平均値も高かった.117例中104例では当初,顔面の皮膚炎にステロイド外用剤を使用していたが,84例で中止した.うち60例はステロイド外用剤で炎症を制御した結果,ステロイド外用を必要としなくなった.24例では皮膚炎の持続している時期にステロイド外用剤を漸減し中止した.ステロイド外用を中止した結果,顔面や上半身の皮疹の目立つ症例群では数ヶ月の後,紅斑が軽快する例が多かった.全身に皮疹の存在する群では顔面の紅斑の難治例が多く接触アレルゲン,物理化学的刺激,ストレス等の増悪因子について広く検討する必要性を感じた.躯幹・四肢に関しては原則的に皮膚炎の存在する部位にステロイド外用剤を使用し続けたが,本症の長期予後に及ぼすステロイド剤の顔面以外の部位への外用の影響を調べるためには前向きの比較試験が必要であると考えた.2.レーザードプラー血流計を用いて健常人皮膚の各部位とアトピー性皮膚炎の紅斑の皮膚毛細血管血流量を測定し,ステロイド貼付剤の皮膚毛細血管血流量減少作用を観察した.今後はステロイド外用歴やステロイド外用による臨床的効果の症例による差を背景として考慮しステロイド貼付剤の皮膚毛細血管血流量減少作用を比較検討する予定である.