hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゆっくりした細胞形態変化の可視化法の開発とそれを用いた上皮形態形成の研究

このうち、ミオシンに焦点を絞り、特異的阻害剤(ブレビスタチン)添加の際の細胞動態を解析したところ、ブレビスタチンが個々の上皮細胞の運動を阻害するものの、クレフト形成には直接関与せず、両者が異なった機構で調節されていることが示唆された。クレフト形成、細胞運動のそれぞれを司る分子とそれを調節するシグナル系の詳細の解明は、今後の課題として残された。
運動ニューロンに特異的に発現されるレセプター型チロシンキナーゼの機能解析

運動ニューロンの生存を促進する栄養因子を探索する一つの方法として、運動ニューロンに特異的に発現する受容体を探索し、次にそのリガンドとしての栄養因子候補を見出すことを試みてきた。特異抗体を用いたパンニング法によりトリ胚の運動ニューロンを精製し、RT-PCRにより受容体型チロシンキナーゼをクローニングし、in situハイプリダイゼーションによるスクリーニングからRetプロトオナコジーンとEphサブファミリーのCek8(マウスではSek)が特異的に発現していること、Retの発現は座骨神経切断により低親和性NGF受容体と同様に変化することから栄養因子受容体である可能性が高いことを見出した。平成8年度には、ビアコアを用いたRetのリガンド検索のため、Retの細胞外領域とヒトIgG Fc領域とのキメラ蛋白やHis-tagを付加した蛋白を作成した。しかし、年度途中にRetはGDNFとGDNF結合蛋白とに会合してGDNFのシグナルを伝えることが報告されたため、我々の作業仮説は正しいことが明らかになったもののRetの研究は中断した。Cek8は四肢筋を支配する運動ニューロンに発現することから、他のEphサブファミリーメンバーをスクリーニングしたところCek4が体幹筋とごく一部の四肢筋を支配する運動ニューロンに発現していた。これらのリガンドとしてELF-1とRAGSが報告されたためトリcDNAをクローニングした。リガンドによる受容体の自己リン酸化はリガンドが細胞膜上に発現されるか、リガンド-Fcキメラ蛋白が抗Fc抗体によって凝集した形をとることが必要であった。このように受容体を介してシグナルが伝わる場合、運動ニューロンの神経突起伸展が阻害され、軸索成長を制御するガイダンス因子と考えられた。Cek4、Cek8は運動ニューロンの自然細胞死の磁気に対応して発現されるが、生存維持効果は観察されなかった。さらに、生後2日目のヒヨコの座骨神経を切断し、これらの分子が再発現することを期待したが、現在のところ抗体染色では再発現が見出せていない。
互恵性と福祉実践に関する歴史的研究

本年度は、福祉実践に関する理論的枠組みに向けた検討、地域福祉理論と地域福祉史の関連性の検討などを中心に行った。特に、近代日本における福祉実践史の考察、戦前沖縄における地域福祉史に関する考察、福祉実践史の方法に関する考察を重点的に進めた。1,福祉実践に関する理論的枠組みに向けて、再帰性をめぐる社会学の研究成果の検討を行ったほか、近代仏教史の近年の研究動向の検討を行い、その研究成果はシンポジウム「吉田久一史学の継承と展開」におけるコメントに反映された。2,近代日本における福祉実践史の考察は、人物史、地域史、施設史、実践・運動史、制度・行政史など全般的に近年の研究成果の収集と検討を行い、その検討内容の一部は日本社会福祉学会誌『社会福祉学』所収「2017年度学界回顧と展望・歴史部門」に反映された。3,戦前沖縄における地域福祉史の検討を行い、その研究成果は社会事業史学会第47回大会シンポジウムでの共通論題報告に用いられた。また、新聞資料の基礎的検討として引き続き「近代沖縄新聞集成(DVD版)第1回配本・第2回配本」所収『琉球新報』の分析、整理を行った。4,地域福祉理論やコミュニティ論の研究動向の検討を引き続き行い、その検討内容の一部は、「戦前日本の地域福祉の展開」「戦後日本の地域福祉の展開」(上野谷加代子他編著『新・よくわかる地域福祉』ミネルヴァ書房、2018年)、「こんぴら地域福祉セミナー20年の歩み」(大橋謙策監修『地域福祉の遍路道ー四国・こんぴら地域福祉セミナーに学ぶ』地域福祉の遍路道編集委員会、2018年)に反映されたほか、四国地域福祉実践セミナー分科会アドバイザー、香川県内社協職員次世代育成研修会講師など学会・地域貢献に反映された。当初の計画で本年度に行う予定であった地域福祉研究における福祉実践の位置付けの検討については一昨年度から行っている。福祉実践に焦点を当てた地域福祉史の検討、沖縄地域福祉史の検討は順調に進んでいる。互恵性を通した福祉実践史・地域福祉史の分析については来年度に行う。具体的な作業として予定していた、1互恵の再帰性に関する考察、2福祉実践史に関する考察、3互恵性と地域福祉実践に関する考察は、いずれもおおむね順調に進展している。引き続き、1互恵の再帰性に関する考察、2福祉実践史に関する考察、3互恵性と地域福祉実践に関する考察を研究する。このうち特に来年度は、戦前社会事業における互恵の再帰性と福祉実践に関する検討、地域福祉実践史研究の方法に関する理論的な検討を行いたい。文献研究を中心に進め、関連学会への参加を通じて研究動向を取り入れていく。また、これまでの考察を含めて、順次、研究成果の発表を行いたい。本年度は、互恵性に関する概念的な検討、福祉実践に関する理論的枠組みに向けた検討、地域福祉理論ならびにソーシャルワーク理論の研究動向のレビューを行い、特に近年の地域福祉研究における福祉実践の役割や位置付けに関する考察、戦前沖縄における地域福祉史に関する考察を重点的に進めた。1,福祉実践の検討について、前年度までの科研費助成「近代日本における共同性の変容と福祉実践に関する基礎的研究」の研究成果を「福祉実践史の方法に関する試論」として日本地域福祉学会第30回大会で研究発表を行ったが、それを踏まえて本年度も引き続き村上靖彦の研究や現象学的看護研究などの方法について検討を進めた。2,互恵の再帰性と地域福祉実践との関連を検討するため、再帰性に関するギデンズ、ベックの研究など検討を進め、さらに畑中裕介、中西眞知子、宇野重規などの研究を検討して再帰性概念の有用性について考察を行った。3,戦前沖縄における地域福祉史の検討のため「近代沖縄新聞集成(DVD版)第4回第6回配本」所収19361940年『琉球新報』『沖縄日報」をもとに、社会事業関連記事の抽出、整理、分析を行い、その分析結果を含めた研究成果を「戦前沖縄の農村と社会事業」として社会事業史学会45回大会共通論題報告のなかで研究報告を行った。4,1990年代以降の地域福祉理論ならびにコミュニティソーシャルワーク理論の検討を行い、その検討内容は日本地域福祉学会第31回大会四国企画セッション資料集の編集に反映された。当初の計画で平成29(2017)年度に行う予定であった戦前沖縄における地域福祉実践の検討を本年度に行った。また、平成30(2018)年度に行う予定であった地域福祉研究における福祉実践の位置付けの検討について本年度から開始した。本年度に行う予定であった、再帰性に関する検討は行ったが、互恵性に関する研究と戦前日本の社会事業における互恵の再帰性に関する考察は来年度以降に行う。本年度は、福祉実践に関する理論的枠組みに向けた検討、地域福祉史と福祉実践史の関連性の検討などの理論的検討を中心に行った。特に、地域福祉理論やコミュニティ理論の研究動向の検討、近代日本における福祉実践史の考察、戦前沖縄における地域福祉史に関する考察を重点的に進めた。1,福祉実践に関する理論的枠組みに向けた検討として、ブルデューのリフレクシヴ・ソシオロジーなど社会学における再帰性概念の検討を行ったほか、前年度に引き続き現象学的な研究方法についての検討などを行った。

2,近代日本における福祉実践史の考察は、人物史、地域史、施設史、実践・運動史、制度・行政史など全般的に近年の研究成果の収集と検討を行い、その検討内容の一部は日本社会福祉学会誌『社会福祉学』所収「2016年度学会回顧と展望・歴史部門」に反映された。3,戦前沖縄における地域福祉史の検討を行い、その研究成果は「戦前沖縄の農村と社会事業」として社会事業史学会誌『社会事業史研究』に掲載された。また、新聞資料の基礎的検討として前年度に引き続き「近代沖縄新聞集成(DVD版)第3回配本」所収19091914年『沖縄毎日新聞』の分析、整理を行った。4,地域福祉理論やコミュニティ理論の研究動向の検討を引き続き行い、その検討内容の一部は日本地域福祉学会第31回大会セッションIIコーディネーター、香川県社会福祉協議会主催の次世代育成研修会講師など学会・地域貢献に反映された。当初の計画で平成28(2016)年度に行う予定であった、互恵性に関する研究と戦前日本の社会事業における互恵の再帰性に関する考察を本年度以降に行う予定であったが、戦前沖縄における地域福祉実践の検討と地域福祉研究における福祉実践の位置付けについての検討を継続して行ったため、来年度以降に行う。具体的な作業として予定していた、1互恵の再帰性に関する考察、2福祉実践史に関する考察、3互恵性と地域福祉実践に関する考察は、いずれもおおむね順調に進展している。本年度は、福祉実践に関する理論的枠組みに向けた検討、地域福祉理論と地域福祉史の関連性の検討などを中心に行った。特に、近代日本における福祉実践史の考察、戦前沖縄における地域福祉史に関する考察、福祉実践史の方法に関する考察を重点的に進めた。1,福祉実践に関する理論的枠組みに向けて、再帰性をめぐる社会学の研究成果の検討を行ったほか、近代仏教史の近年の研究動向の検討を行い、その研究成果はシンポジウム「吉田久一史学の継承と展開」におけるコメントに反映された。2,近代日本における福祉実践史の考察は、人物史、地域史、施設史、実践・運動史、制度・行政史など全般的に近年の研究成果の収集と検討を行い、その検討内容の一部は日本社会福祉学会誌『社会福祉学』所収「2017年度学界回顧と展望・歴史部門」に反映された。3,戦前沖縄における地域福祉史の検討を行い、その研究成果は社会事業史学会第47回大会シンポジウムでの共通論題報告に用いられた。また、新聞資料の基礎的検討として引き続き「近代沖縄新聞集成(DVD版)第1回配本・第2回配本」所収『琉球新報』の分析、整理を行った。4,地域福祉理論やコミュニティ論の研究動向の検討を引き続き行い、その検討内容の一部は、「戦前日本の地域福祉の展開」「戦後日本の地域福祉の展開」(上野谷加代子他編著『新・よくわかる地域福祉』ミネルヴァ書房、2018年)、「こんぴら地域福祉セミナー20年の歩み」(大橋謙策監修『地域福祉の遍路道ー四国・こんぴら地域福祉セミナーに学ぶ』地域福祉の遍路道編集委員会、2018年)に反映されたほか、四国地域福祉実践セミナー分科会アドバイザー、香川県内社協職員次世代育成研修会講師など学会・地域貢献に反映された。当初の計画で本年度に行う予定であった地域福祉研究における福祉実践の位置付けの検討については一昨年度から行っている。福祉実践に焦点を当てた地域福祉史の検討、沖縄地域福祉史の検討は順調に進んでいる。互恵性を通した福祉実践史・地域福祉史の分析については来年度に行う。
PLCの創出をめざした授業研究のための協働的支援システムの構築に関する実証的研究

PLCの創出をめざした教員研修・授業研究を支援するため、教育委員会、学校、大学研究者の協働による新たなセンター型研修を構築し、昨年度までの試行を経て、本年度はその運用に取り組んだ。具体的には日野市教育委員会との連携のもと、中学校区を単位としたチームによる共同研究とセンター研修を含んだネットワーク型の「学ぶ力向上推進委員会」を構想し、大学研究者は、委員会への情報提供、共同研究の支援、研究方法・分析方法等の提供、校長会等へのフィードバック等を実施した。本研究は、新たなセンター型研修の構築とともに、その取り組みが各学校の研修に広がることを意図しており、研究者は、中学校区チームの共同研究への支援とともに、ニーズに応じて個別学校の研修を支援する取り組みを進めてきた。8月に日本学校教育学会、9月に日本教師教育学会でその経過及び成果を報告するとともに、2019年2月には帝京大学八王子キャンパスにて、日野市立全学校教員を対象とした報告会を開催した。また、2019年2月には、オランダのWellant college(農業中・高校(MBO))を訪問調査した。少人数の学習集団による教育を志向し、それを支える教師集団の研修が年間を通じた授業観察と年3回の集合研修という形で実施されていた。オランダの学校では、各教師に研修費が提供され、個人で大学の講座等に登録するといったスタイルが一般的であるが、校長の経営方針、生徒の学力や学習習慣等の実態に基づく課題意識の共有、組織的な研修というスタイルで組織学習が展開されている実態を把握することができた。オランダでは小学校卒業時の全国学力調査(CITOテスト)で生徒のその後の進路が決定づけられるが、その仕組みを取り払っている学校もすでに出現しており(2018年調査)、学校教育制度そのものが現場レベルから変化してきている状況を把握することができた。本年度は、研究実施計画に基づき2つの研究に取り組んだ。1点目はPLCの創出にかかる海外調査の実施である。9月にはオランダ・アムステルダムの学校及び教育機関を訪問し学校の教員研修、教員の個人研修を支援する組織への調査を実施した。結果、学外組織による学校や教師の研修支援の取り組みが把握できた。また3月にはスウェーデンストックホルムにおいて基礎学校及び特別支援学校、ストックホルム大学を訪問し、学校を基礎とした教員研修及び教員養成に係る大学との協同について調査を行った。結果、学校においては教師間のベストプラクティスの交流というコミュニケーションを基礎とした研修の実態を把握することができた。2点目には、教育委員会と協働した授業研究支援のためのネットワーク構築について検討し、取り組みを進めた。具体的には東京都日野市教育委員会と協働し、児童生徒の学ぶ力の向上を目指した委員会を設置し、アクティブラーニングなどの教育方法やリフレクションの手法、授業研究改善の方法等を提供することを通じて、学校の研究体制を支援する取り組みを進めてきた。さらに市内全教員を対象としたPLC及び創出の状況に関する調査及び提供したワークショップ等に関する効果測定を実施し、その課題点や改善点等を検討し各学校にフィードバックするとともに、本結果については3月に日本教育工学会において提案した。また3月には、外部への発信の一環として、市内全教員を対象に、今年度の取り組みを報告する会を教育委員会との協働により帝京大学にて開催した。おおむね順調に進行している。ただし海外調査結果の分析、提供したワークショップ等の効果測定に基づく改善策等の検討等についてはまだ十分な成果が得られておらず、引き続きの研究課題となっている。29年度の研究内容のひとつは、大学、教育委員会、学校との協働による新たな教員研修の在り方及びその効果についての検討である。本研究チームは、連携する日野市教育委員会の「学ぶ力向上推進委員会」を全面的にサポートし、委員会メンバーによる中学校区を単位とした共同研究の支援、研究方法の提供、その成果の各学校への還元を企図した新たなセンター型教員研修の仕組みを構想し、試行してきた。29年度は、試行の2年目であり、教育委員会や校長会、参加教員のニーズを踏まえて大学教員が関与するスタイルを取った。その成果は、9月に実施された日本教師教育学会で発表を行うとともに、2月に帝京大学八王子キャンパスにて、日野市立学校全教員を対象とした報告会において発表した。報告書は30年7月に発行の予定である。研究内容の二つ目はPLC創出の背景となる要因を探るための質問紙調査の実施である。都内全公立小中学校に調査実施の可否を尋ね、約250校、4300名の教員から協力を得ることができた。すでに基本統計量を出し終え、30年度にかけて詳細な分析を行う予定にしている。基本統計量については、各協力校にフィードバックをしている。研究内容の三つ目は、オランダ・マーストリヒトの教員養成機関を中心に、大学等による現職教員研修の支援についての調査である。研究代表者及び研究分担者2名、計3名で3月に訪問し、調査を実施した。オランダでは、複数学校でFoundationを組織し、そこが主体となって教員研修が企画され、大学等が関与するという実態を把握できた。また各教員には、研修のための費用(訪問校では500ユーロ)と時間(訪問校では年7日)が確保され、個別のニーズに応じるかたちで研修に参加している実態を確認できた。これら調査内容は、次年度以降の日野市教育委員会との連携方法を検討する過程で一つの資料とする予定である。概ね順調に進行している。調査が当初予定より大規模になり、30年度はその分析と結果の公表等にウェイトをかけて研究を進める予定でいる。PLCの創出をめざした教員研修

・授業研究を支援するため、教育委員会、学校、大学研究者の協働による新たなセンター型研修を構築し、昨年度までの試行を経て、本年度はその運用に取り組んだ。具体的には日野市教育委員会との連携のもと、中学校区を単位としたチームによる共同研究とセンター研修を含んだネットワーク型の「学ぶ力向上推進委員会」を構想し、大学研究者は、委員会への情報提供、共同研究の支援、研究方法・分析方法等の提供、校長会等へのフィードバック等を実施した。本研究は、新たなセンター型研修の構築とともに、その取り組みが各学校の研修に広がることを意図しており、研究者は、中学校区チームの共同研究への支援とともに、ニーズに応じて個別学校の研修を支援する取り組みを進めてきた。8月に日本学校教育学会、9月に日本教師教育学会でその経過及び成果を報告するとともに、2019年2月には帝京大学八王子キャンパスにて、日野市立全学校教員を対象とした報告会を開催した。また、2019年2月には、オランダのWellant college(農業中・高校(MBO))を訪問調査した。少人数の学習集団による教育を志向し、それを支える教師集団の研修が年間を通じた授業観察と年3回の集合研修という形で実施されていた。オランダの学校では、各教師に研修費が提供され、個人で大学の講座等に登録するといったスタイルが一般的であるが、校長の経営方針、生徒の学力や学習習慣等の実態に基づく課題意識の共有、組織的な研修というスタイルで組織学習が展開されている実態を把握することができた。オランダでは小学校卒業時の全国学力調査(CITOテスト)で生徒のその後の進路が決定づけられるが、その仕組みを取り払っている学校もすでに出現しており(2018年調査)、学校教育制度そのものが現場レベルから変化してきている状況を把握することができた。研究2年目にあたる今年度は、連携する東京都日野市立学校の研究支援を、教育委員会との協働により進めていくことにある。具体的には、すでに形成している中学校区を単位とした研究コアチームのそれぞれに対して科研チームのメンバーが関与・支援する緩やかなネットワーク構想によりPLC創出の手立てを探ることにある。その結果については、秋以降にヒヤリング等を通じて実施する予定にしている。さらに3月には帝京大学にてその成果課題を整理し、外部へ発信する会を開催する予定にしている。また、海外調査結果に基づき、PLC創出に果たす授業研究及び研究者の役割等について検討し、定義していく。30年度の推進方策は大きく2点である。1点目は、日野市教育委員会と協働で実施してきた新たなセンター型研修について、これまでの成果課題を踏まえ、持続可能な方法を再検討し、実施していくことである。具体的には、研究主任等のミドルリーダー研修をコアとする計画を検討している。また、センター型研修が学校の校内研修にどのように影響を与えていくかを質的調査(事例校への聞き取り)を通じて明らかにしていく。2点目は、29年の12月に実施したPLC創出にかかる調査について、統計処理をし、分析をしていくことである。
GaAs分子層成長を用いた超高速トンネルトランジスタの開発

超高速トンネルトランジスタ試作のキープロセスとなるGaAs分子層エピタキシーでは、TEG(トリエチルガリウム)とAsH_3の交互導入による265°Cにおける低温成長を実現した。さらに同方法による高濃度不純物添加に関しては、成長モードとして単分子ドープ層形成後にノンドープ層を数層挿入するという独自の変調ドープの有効性を見出した。この分子層エピタキシーにおける変調ドープ法を用い、トランジスタのソースドレイン構造と等価な構造を有するデバイスの適用例として、p^<++>(100nm)-n^<++>(10nm)-i(100nm)-n^+(substrate)からなるトンネル接合を有する2端子素子としてタンネットダイオードを試作し、トンネル電流に基づく高周波発振特性を確認し、基本波による発振周波数は室温連続発振で、世界最高となる708GHzに達した。トランジスタの試作に関しては、タンネットダイオードの試作結果に基づき、GaAsの分子層成長による不純物添加技術により、ソース・ドレイン構造がn^+-p^+-n^+およびp^+-n^+を持つintra-band tunnelingおよびinter-band tunnelingGaAs静電誘導トランジスタを試作・開発した。これらのトランジスタではゲート構造も低温で形成する必要があり、GaAs分子層エピタキシーによりAIGaAs/GaAsによるMISゲート構造の作製を行った。本研究は分子層成長技術を用いた新規な超高速トンネルトランジスタの開発を目的としており、今年度はトンネルトランジスタ形成のキーテクノロジーとなるガリウム砒素極薄膜低温成長である分子層エピタキシーに関し、低温成長における高濃度不純物添加技術を追求した。GaAsの分子層エピタキシーでは原料となるTEG(トリエチルガリウム)とAsH_3の交互導入による自己停止成長機構(self-limiting growth mechanism)の発現する条件が265°Cという低温成長で実現できることを確認し、さらに高濃度不純物添加における不純物の活性化率制御と拡散制御に関する研究を行った。不純物添加分子層成長モードとして、単分子ドープ層形成後にノンドープ層を数層挿入するという独自の変調ドープの有効性を確認した。この変調ドープ法により、265°Cの低温成長でありながら、高い不純物活性化率が得られること、およびノンドープ層による拡散防止効果があることが実験的に確かめられた。添加不純物としては、ドナー不純物としてSeおよびTe、アクセプタ不純物としてはZnを用いて実験し、不純物制御されたp^<++>およびn^<++>層の形成を実現した。デバイスへの適用例として、p^<++>n^<++>トンネル接合からなる2端子素子であるタンネットダイオードを試作し、トンネル電流による電流-電圧特性と素子発振特性を確認した。またトンネルトランジスタに関しては、横方向に形成された極薄膜のp^<++>およびn^<++>層による2次元p^<++>n^<++>接合からなるソース・ドレイン構造を作製し、トンネル電流が支配的な成分となることを確認した。本研究は分子層成長技術を用いた新規な超高速トンネルトランジスタの開発を目的としており、TEG(トリエチルガリウム)とAsH_3の交互導入によるGaAsの分子層エピタキシーにおける自己停止成長機構(self-limiting growth mechanism)条件下(成長温度265°C)で高濃度不純物添加技術を用いトンネルトランジスタのソースドレイン構造の試作および評価を行った。トンネル接合構造の試作に関しては、単分子ドープ層形成後にノンドープ層を数層挿入するという独自の変調ドープを開発し素子試作に適用した。この変調ドープ法により、265°Cの低温成長でありながら、高い不純物活性化率が得られること、およびノンドープ層による拡散防止効果があることが、デバイスの接合特性より実験的に確かめられた。トランジスタのソースドレイン構造と等価な構造を有するデバイスの適用例として、p^<++>(100nm)-n^<++>(10nm)-

i(100nm)-n^+(substrate)からなるトンネル接合を有する2端子素子としてタンネットダイオードを試作し、トンネル電流に基づく高周波発振特性を確認した。発振周波数は室温連続発振で655GHzに達した。このことから、低温化した独自の分子層エピタキシャル成長によるナノレベルの多層構造が精度良く作製されており、トンネリング電子が高効率に注入され、精密な膜厚制御による10nm n^<++>層が逆バイアスの印加で空乏化し、電界が100nmのi層にバランスよく印加されていることが確認された。今後は、この構造をトンネルトランジスタ構造に関するソースードレイン構造として、さらにAlGaAs/GaAsによるMISゲート構造を付加してトンネルトランジスタの動作実現を目指す。本研究は分子層成長技術を用いた新規な超高速トンネルランジスタの開発を目的としており、TEG(トリエチルガリウム)とAsH_3の交互導入によるGaAsの分子層エピタキシーにおける自己停止成長機構(self-limiting growth mechanism)条件下(成長温度265°C)で高濃度不純物添加技術を用いトンネルトランジスタ構造の試作および評価を行った。トンネル接合構造の試作に関しては、単分子ドープ層形成後にノンドープ層を数層挿入するという独自の変調ドープを開発し素子試作に適用した。この変調ドープ法により、265°Cの低温成長でありながら、高い不純物活性化率が得られること、およびノンドープ層による拡散防止効果があることが、デバイスの接合特性より実験的に確かめられた。トランジスタのソースドレイン構造と等価な構造を有するデバイスの適用例として、p^<++>(100nm)-n^<++>(10nm)-i(100nm)-n^+(substrate)からなるトンネル接合を有する2端子素子としてタンネットダイオードを試作し、トンネル電流に基づく高周波発振特性を確認した。発振周波数は室温連続発振で708GHzに達した。トランジスタ構造に関しては、ソースドレイン構造がn^<++>(10nm)-i(100nm)-n^<++>(10nm)の構造(p^<++>層なし)に、AlGaAs/GaAsによるMISゲート構造を付加してトンネルトランジスタ動作を確認した。このトランジスタ構造では最大発振周波数は120GHzに達した。さらにソースドレイン構造がp^<++>(100nm)-n^<++>(10nm)-i(100nm)-n^+(substrate)のトンネルトランジスタを試作し、直流動作特性を確認するまでに至った。
胚性幹細胞の心筋分化に関わる新規分子の同定と心筋分化細胞単離法の開発

本研究では、細胞表面あるいは細胞外で働く分子を標的とし、多面的なアプローチを用いることにより、ES細胞の心筋細胞分化の分子機構の解明と分化効率の改善、ES細胞由来心筋細胞集団の単離法の開発を目的とした。まず、ES細胞の心筋細胞分化においてSmad2が分化初期と分化後期に二峰性に活性化され、分化初期の活性化はNodal/Criptoにより引き起こされES細胞の内・中胚葉分化と引き続く心筋細胞分化に必須であるのに対して、分化後期の活性化はTGF-βとActivinにより引き起こされ、主にTGF-βによるSmad2の活性化は心筋細胞分化に抑制的に働いており、分化後期にTGF-βあるいはSmad2の活性化を抑制することにより心筋細胞分化が著明に促進されることを明らかにした。さらに、シグナルシークエンストラップ法により心筋分化細胞に発現する受容体や増殖因子およびその修飾因子を標的とする機能的発現クローニングを行い、現在まで心筋細胞に発現することが知られていなかった表面分子の同定を行い、その中から心筋分化に伴い心臓で特異的に発現が亢進する4種の遺伝子を同定した。現在、その発現調節機構および機能の解析を行っている。また、Systematic evolution of ligands by exponential enrichment(SELEX)といわれる手法を用いてES細胞由来心筋細胞に特異的に結合するRNA aptamerの取得も行い、心筋分化細胞に結合するライブラリーを得ており、特異度の検討を進めるとともに、心筋分化細胞の単離法の開発を行っている。細胞移植療法は、将来的に心臓移植を必要とするような重症心不全患者に対する有効な治療法となる可能性があるが、その細胞のソースとして今だ確立したものはない。胚性幹細胞(ES細胞)は、あらゆる細胞種に分化できる多能性幹細胞であるが、特定の培養条件下において心筋細胞にも分化し、動物実験では、ES細胞由来心筋細胞の傷害心臓への移植により心臓に生着し心機能が改善し、重症心不全に対する細胞移植療法における細胞のソースとなりうる。解決すべき課題は多いが、心筋細胞分化は再現性よく確立されており、理論的にはほぼ無限に増幅可能で、他の候補細胞種にはない利点も多い。しかし、実際に移植に用いるには、十分な数の純粋な心筋細胞を得る必要があり、本研究では、細胞表面あるいは細胞外で働く分子を標的とし、多面的なアプローチを用いることにより、ES細胞の心筋細胞分化の分子機構の解明と分化効率の改善、ES細胞由来心筋細胞集団の単離法の開発を目的としている。初年度である本年には心筋特異的プロモーターによるenhanced green fluorescent protein(EGFP)発現をレポーターに用いたES細胞心筋分化モニターシステムを開発し、EGFPによりFACSでソートすることにより、ほぼ純粋なES細胞由来心筋細胞集団を単離することが可能となった。この系を用い、mRNAを抽出し、現在シグナルシークエンストラップにより細胞表面分子および分泌される因子、すなわち受容体や増殖因子およびその修飾因子を標的とする機能的発現クローニングを行っている。さらにSystematic evolution of ligands by exponential enrichment(SELEX)といわれる手法を用いてES細胞由来心筋細胞に特異的に結合するRNA aptamerの取得も行っており、心筋分化細胞に結合するライブラリーを得ている。本研究では、細胞表面あるいは細胞外で働く分子を標的とし、ES細胞の心筋細胞分化の分子機構の解明と分化効率の改善、ES細胞由来心筋細胞集団の単離法の開発を目的とした。本年度はES由来心筋分化細胞およびラット新生仔心筋細胞を用い、シグナルシークエンストラップ法により細胞表面分子および分泌される因子、すなわち受容体や増殖因子およびその修飾因子を標的とする機能的発現クローニングを行い、現在まで心筋細胞に発現することが知られていなかった表面分子の同定に成功した。さらに、各種の臓器、および様々な細胞種、各分化段階でのES細胞を用いて、これらの遺伝子発現を検討し、ES細胞の分化に伴い著明に遺伝子発現が亢進し、心筋細胞特異的に発現する4種の遺伝子を同定した。

これらの機能を解析するためにレトロウイルスを用いた強制発現およびsiRNAを用いた発現抑制系を確立し、これらの効果を検討したところ、4種のうち一つでは強制発現によりES細胞の心筋分化が充進し、発現抑制により心筋細胞分化が抑制されることを見出している。この分子は膜一回貫通型の表面分子であり、現在まで、その生理作用、分子機構ともまったく不明である。そこで、心筋細胞特異的プロモーターを用い、その効果を解析したところ、この分子は他の心筋細胞特異的転写因子と共同してプロモーター活性を相乗的に活性化することを見出しており、現在、その分子機構の解明を通じて、この分子の心筋分化における役割と、分子機構を明らかにするべく検討を進めるとともに、細胞外部分に対する抗体を作成し、心筋分化細胞の単離法の開発を行っている。
痛みの情報伝達におけるタヒキニンの機能に関する研究

疼痛伝達系に於ける情報修飾因子としての機能が疑われているタヒキニンの一つであるsubstanceP(SP)やSPの前駆体と活性モノアミン系の薬剤の鎮痛機構での相互作用を検討するに際して、まず、モルヒネ(MOR)と種々のalfa-2 agonistsの鎮痛作用に関する基礎的な考察を加えた。われわれの実験モデルは、脊髄クモ膜下腔、あるいは、硬膜外腔にカニュレーションされた慢性動物であるが、tail-flick testを用いる疼痛熱刺激反応に於いて、%MPEを用いて表現すると、MORのED50値はそれぞれ、0.4ug/ratと15.6ug/ratである結果を示し、硬膜外投与は脊髄クモ膜下投与に比して約40倍の薬剤投与量を必要とした。この系を用いた実験から、dexmedetomidine,clonidine、及び、tizanidine等のalfa-2 agonistsは単独投与(硬膜外投与)でかなり強い鎮痛作用を呈し、その力価は、ED50値で表現して、それぞれ、3ug/rat,42ug/rat,,及び、93ug/ratであった。他方、これらalfa-2 agonistsの脊髄シナプトゾームとの親和性をin vitroの3H-UK14304結合阻害実験で検討したところ、ED50値で表現して、0.3nM,7.1nM、及び、21nMであった。すなわち、この実験系に於けるalfa-2 agonistsの示す鎮痛効果が、恐らく脊髄シナプトゾーム上のalfa-2受容体を介する作用であることが示唆される結果が得られた。本研究は、疼痛伝達系と鎮痛機構に関する解剖生理学的神経伝達に係わり合う相互作用として、タヒキニン類とオピオイドあるいはα2-agonistsの生化学的動態の解明について、薬理学的あるいは生理学的な修飾を駆使することを介して、サブスタンスPと相互作用を呈すると考えられるペプチド系やモノアミン系の神経伝達機構との関連について検討しようとする試みである。ラットの後根神経節抽出物のHPLC-RIA分析にて、成熟型サブスタンスPと共にサブスタンスP生合成過程の幾つかのサブスタンスP前駆体型が検出され、中でも、直前の前駆体substance P-glycine(サブスタンスP-G)が優位に検出された。サブスタンスP及びこの前駆体(サブスタンスS-G)は、in vivoの鎮痛実験に於いてモルフィンの鎮痛効果を修飾した。すなわち、痛みと鎮痛の神経生理学的検索に於いて、タヒキニンとオピオイドを含むモノアミン系の薬物生化学的な相互作用を検索する目的で施行された脊髄クモ膜下腔にカニュレーションした慢性留置動物(ラット)の熱侵害刺激試験(tail-flick test)に対する抗侵害効果について検討した結果、同時投与された低濃度のサブスタンスPやサブスタンスP-Gが極微量のモルフィンの鎮痛効果を増強した。ここで述べたモルフィンとタヒキニン類の協同鎮痛相互関係は、疼痛管理と麻薬耐性に関する総合的な薬理学的解析と臨床応用に際しての、脊髄情報伝達系の相互作用に関する研究への展開を示唆していた。疼痛伝達系に於ける情報修飾因子としての機能が疑われているタヒキニンの一つであるsubstance P(SP)やSPの前駆体と活性モノアミン系の薬剤の鎮痛機構での相互作用を検討するに際して、まず、モルヒネ(MOR)と種々のalfa-2 agonistsの鎮痛作用に関する基礎的な考察を加えた。

この系を用いた実験から、dexmedetomidine,clonidine、及び、tizanidine等のalfa-2 agonistsは単独投与(硬膜外投与)でかなり強い鎮痛作用を呈し、その力価は、ED50値で表現して、それぞれ、3ug/rat,42ug/rat,,及び、93ug/ratであった。他方、これらalfa-2 agonistsの脊髄シナプトゾームとの親和性をin vitroの3H-UK14304結合阻害実験で検討したところ、ED50値で表現して、0.3nM,7.1nM,及び、21nMであった。すなわち、この実験系に於けるalfa-2 agonistsの示す鎮痛効果が、恐らく脊髄シナプトゾーム上のalfa-2受容体を介する作用であることが示唆される結果が得られた。
蛍光標識少糖による蛋白質の糖鎖構造認識の解析

水解酵素やレクチンの分子認識を精度良く解析するには、種々の天然に存在する糖鎖又はそれに類似した複雑な構造の糖鎖を出来るだけ多種類取り揃える必要があり、酵素の場合得られた生成物を精度良く解析する必要がある。この様な蛋白質と糖鎖の結合特異性を解析するためには高感度な解析方法が要求される。ピリジルアミノ(PA-)糖鎖は分子サイズで分かれるHPLC(サイズフラクショネーション)と糖鎖講造で分かれるHPLC(逆相)の二種のカラムを用いる事により、非常に複雑なPA-糖鎖でも微量で分離精製出来る事が今までに明らかとなった。このような構造解析システムは上記目的に適していると思われる。本研究は糖鎖の活性発現の解析の第一歩として、複雑な構造の糖鎖を用い、ウズラおよびニワトリ輸卵管のコバルト依存性α-マンノシダーゼの基質特異性を高精度で解析する事が目的である。前年度迄に、ウズラ輸卵管のコバルト依存性α-マンノシダーゼについて、精製と基質特異性を調べた。本年度はニワトリ輸卵管のコバルト依存性α-マンノシダーゼについて同様の研究を計画した。ニワトリの輸卵管をホモジナイザーを用いてすりつぶし、30,000xg上澄を粗酵素標品中にある、p-nitrophenyl α-mannopyranoside等の簡単な構造の基質では検出されない、ウズラと同様の高度の基質特異性を持ったコバルト依存性α-マンノシダーゼの検索を行なった。このために、酵素活性の測定は初年度調製したMan_5 GlcNAc_2-PAやMan_9 GlcNAc_2-PAを基質として用い酵素反応後、生成物をサイズフラクショネーションHPLCと蛍光検出器を用いて定量した。粗酵素標品より、0-30%硫安塩析、DEAE、オクチルセファロース、セファアクリルS-300、MonoQ、ハイドロキシアパタイトの各クロマトグラフィーを行って現在精製中である。これで精製が完了すると基質特異性が解析できる。
日本古代尼寺の考古学的研究

本研究は、「日本古代尼寺の考古学的研究」をテーマとする。『日本書紀』によると、推古32年(624)当時、僧尼が1,385人いて、そのうち尼が569人いたという。同じ記録に、当時、46カ所の寺院があったことも記載されている。この46ケ寺に相当する寺院遺跡は、畿内・大和を中心に確認できる。『日本書紀』の僧尼の割合からすれば、そのうちの4割程度が尼寺であったとも考えられる。しかし、残された文献史料は少なく、46ケ寺のいずれが尼寺であったかを記録から探ることは難しい。そこで本研究では、46ケ寺をはじめとした日本各地の古代寺院の遺跡から尼寺を抽出し、それらを考古学的に分析することによって、日本古代の仏教史において重要な役割を果たした尼寺の実像を明らかにするものである。平成30年度には、飛鳥時代の尼寺に関する考古資料の基本的情報をまとめることを主眼として、奈良県、兵庫県、滋賀県、鳥取県、島根県、広島県などの古代寺院の現地調査を実施し、当該寺院の現況や周辺寺院との立地等を検討した。東アジアの尼寺跡については、韓国忠清南道および慶尚北道において百済、新羅寺院の現地調査および関連資料の調査をおこなった。日本、朝鮮半島の仏教文化の源流といえる中国の仏教寺院の現況や研究状況を確認するため、中国南北朝時代の南朝の首都であった建康(中国南京市)においても、仏教寺院を中心とした遺跡、博物館等の現地調査を実施した。また、当年度末には、本研究の成果を公開すべく、韓国と日本の古代寺院研究者を招聘し、東アジアの古代尼寺に関わる公開講座を開催した。平成30年度には、飛鳥時代の尼寺に関する考古資料の基本的情報をまとめることを主眼として、日本各地の古代寺院の現地調査を実施し、当該寺院の現況や周辺寺院との立地等を検討した。また、東アジアの尼寺跡については、韓国忠清南道および慶尚北道において現地調査および関連資料の調査をおこなった。また、日本、朝鮮半島の仏教文化の源流といえる中国においても仏教寺院を中心とした遺跡、博物館等の現地調査を実施した。こうした現地調査や研究の結果、日本をはじめとした東アジア各地の尼寺遺跡の現況をある程度、把握することができたが、その情報は網羅的とはいえず、今後も尼寺遺跡の集成と東アジアの尼寺跡のさらなる情報収集が必要と考え、進捗状況を判断した。本研究の最終年度にあたる今年度は、前年度から引き続き、東アジア各地の尼寺跡の集成をおこなう。また、それに合わせて、これまでに集積してきた東アジアの尼寺に関する情報の整理をおこない、本研究の成果を公開するため、調査の報告と関連テーマの研究論文を作成する。本年度の尼寺遺跡の現地調査に関しては、日本各地(特に、九州、東海、関東)の尼寺遺跡に加え、日本の飛鳥仏教と関わりの深い百済地域に該当する韓国忠清南道扶余・公州市、全羅北道益山市、飛鳥奈良時代の仏教と関わりの深い新羅地域に該当する韓国慶尚北道慶州市周辺の尼寺遺跡を中心として、現地での踏査を実施したいと考えている。研究の初年度にあたる平成29年度には、飛鳥時代の尼寺に関する文献史料と考古資料の基本的情報をまとめることを主眼に研究を実施した。文献史料の集成は、『日本書紀』や法隆寺、大安寺の伽藍縁起并流記資財帳などの文献から古代の尼寺に関する記録を抽出し、データベース化した。尼寺遺跡の集成に関しては、地名等によって尼寺に比定できる遺跡をこれまでの各地の研究成果を参考に集成し、近畿地方、中国地方の尼寺と推定される遺跡については大まかな概要を知ることがでできた。東アジアの尼寺跡については韓国寺院研究者との情報交換をおこない、朝鮮半島の百済や新羅における尼寺とその研究の現況を確認した。また、次年度に予定する本研究に関連したシンポジウムの内容についても検討をおこなうことができた。研究の初年度にあたる平成29年度には、飛鳥時代の尼寺に関する文献史料と考古資料の基本的情報をまとめることを主眼に研究を実施し、文献史料の集成、尼寺遺跡の集成、東アジアの尼寺研究の現況確認を実施した。文献史料の集成については、『日本書紀』や法隆寺、大安寺の伽藍縁起并流記資財帳などの文献から古代の尼寺に関する記録を抽出し、データベース化することができ、基本的なデータを把握することができた。尼寺遺跡の集成に関しては近畿地方、中国地方の尼寺と推定される遺跡について大まかな概要を知ることがでできたものの、各地域の古代寺院遺跡のすべての遺跡に対して情報を把握し、検討をおこなうことができなかった。

東アジアの尼寺跡については韓国寺院研究者との情報交換をおこない、朝鮮半島の百済や新羅における尼寺とその研究の現況を確認したものの、現地調査を実施することができず、現地での具体的情報を得ることは出来なかった。以上、尼寺遺跡の集成と東アジアの尼寺跡の情報把握が今後の課題であり、進捗状況はやや遅れていると判断した。本研究は、「日本古代尼寺の考古学的研究」をテーマとする。『日本書紀』によると、推古32年(624)当時、僧尼が1,385人いて、そのうち尼が569人いたという。同じ記録に、当時、46カ所の寺院があったことも記載されている。この46ケ寺に相当する寺院遺跡は、畿内・大和を中心に確認できる。『日本書紀』の僧尼の割合からすれば、そのうちの4割程度が尼寺であったとも考えられる。しかし、残された文献史料は少なく、46ケ寺のいずれが尼寺であったかを記録から探ることは難しい。そこで本研究では、46ケ寺をはじめとした日本各地の古代寺院の遺跡から尼寺を抽出し、それらを考古学的に分析することによって、日本古代の仏教史において重要な役割を果たした尼寺の実像を明らかにするものである。平成30年度には、飛鳥時代の尼寺に関する考古資料の基本的情報をまとめることを主眼として、奈良県、兵庫県、滋賀県、鳥取県、島根県、広島県などの古代寺院の現地調査を実施し、当該寺院の現況や周辺寺院との立地等を検討した。東アジアの尼寺跡については、韓国忠清南道および慶尚北道において百済、新羅寺院の現地調査および関連資料の調査をおこなった。日本、朝鮮半島の仏教文化の源流といえる中国の仏教寺院の現況や研究状況を確認するため、中国南北朝時代の南朝の首都であった建康(中国南京市)においても、仏教寺院を中心とした遺跡、博物館等の現地調査を実施した。また、当年度末には、本研究の成果を公開すべく、韓国と日本の古代寺院研究者を招聘し、東アジアの古代尼寺に関わる公開講座を開催した。平成30年度には、飛鳥時代の尼寺に関する考古資料の基本的情報をまとめることを主眼として、日本各地の古代寺院の現地調査を実施し、当該寺院の現況や周辺寺院との立地等を検討した。また、東アジアの尼寺跡については、韓国忠清南道および慶尚北道において現地調査および関連資料の調査をおこなった。また、日本、朝鮮半島の仏教文化の源流といえる中国においても仏教寺院を中心とした遺跡、博物館等の現地調査を実施した。こうした現地調査や研究の結果、日本をはじめとした東アジア各地の尼寺遺跡の現況をある程度、把握することができたが、その情報は網羅的とはいえず、今後も尼寺遺跡の集成と東アジアの尼寺跡のさらなる情報収集が必要と考え、進捗状況を判断した。本研究2年目にあたる平成30年度には前年度から引き続き、全国の尼寺跡の集成をおこなう。また、それに合わせて、東アジアの尼寺に関する情報の収集をおこない、本研究の成果を公開するために、外国から研究者を招聘し、シンポジウムを開催する。尼寺跡の集成は全国の尼寺跡の集成とそれら情報のデータベース化を目指すが、前年度の作業状況を鑑み、近畿以西を中心とした地方の尼寺跡の現地調査をおこなう予定である。東アジアの尼寺跡の調査は朝鮮半島、中国の尼寺に関する考古資料の基本的情報をまとめるもので、まず、両地域の寺院遺跡の報告書、研究論文から尼寺を抽出する。また、東アジアの古代の尼寺跡のあり方を現地の研究者と討議すべく、韓国および中国において尼寺跡の調査を実施し、東アジアの古代の尼寺跡の様相を明らかにしたいと思う。
生体規範超潤滑ハイドロゲル人工軟骨のロバスト性の向上と最適化

超潤滑性ハイドロゲル人工軟骨のロバスト性の向上と最適化の研究を実施した。(1)生体関節の多モード適応潤滑機構の解明:単純化ゲルモデルの固液二相有限要素(FE)解析に基づき、負荷条件や表層異方性繊維強化の間隙圧や摩擦への影響を含めて固液二相潤滑の役割を明確化した。また、関節液主要成分の役割についてアルブミンとγグロブリンの吸着挙動の差異を明確化し、ヒアルロン酸やリン脂質の効果を考察した。弾性流体潤滑・固液二相潤滑と水和潤滑、境界潤滑との協調作用について多モード適応潤滑の視点より総括した。(2)生体関節の機能解明を反映したPVAハイドロゲルの改質による高機能化:生体関節におけるコラーゲン線維の役割を模擬したPVA繊維強化PVAハイドロゲルにおいて、固液二相FE解析および摩擦実験により繊維強化が間隙圧を高め低摩擦化に寄与することを明示できた。接触面圧が高い条件下では、凍結解凍(FT)・キャストドライ(CD)両ゲルの架橋構造を単層ゲル内で複合化した単層複合化ハイブリッドゲルの最適乾燥処理により低摩擦・低摩耗化を実現した。ゲル摩擦の速度特性を比較し、単層複合化および積層ハイブリッドゲルでは低速域を含めた低摩擦維持を確認した。特許「ハイブリッドゲルの製造方法」(P6432860)が2018年11月に登録された。(3)ハイブリッドゲルの最適化を基盤にした臨床応用のためのデザインの最適化:滅菌処理を含めた生体環境における人工軟骨のトライボ特性評価に基づき、PVAゲルのロバスト性の評価と最適化を進めた。(4)人工軟骨の臨床応用における体系化と、生体に学ぶ潤滑学理の明確化:症例に応じて人工関節摩擦面や軟骨欠損部インプラントへの応用を考慮し作動条件の過酷度に対応した人工軟骨の適用法の体系化を検討した。生体関節における多モード適応潤滑機構について総括し、生体に学ぶ潤滑学理の明確化について考察した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。以下の各視点から生体関節軟骨を規範として超潤滑性を有する高機能ハイドロゲル人工軟骨のロバスト性の向上と最適化に取組んだ。(1)生体関節の多モード適応潤滑機構の解明:軟骨構造・物性を考慮した固液二相有限要素解析と実験の双方で固液二相潤滑機構を明確化した。さらに、関節液主要成分による吸着膜形成機構を実験的に観測・解析し面圧の影響を示すとともに、水和潤滑やゲル膜潤滑との協調の重要性を総括した。(2)生体関節の機能解明を反映したPVAハイドロゲルの改質による高機能化:生体関節軟骨を規範にして、高含水性超潤滑ハイドロゲル人工軟骨のロバスト性向上と最適化に取組んだ。とくに、繰返し凍結解凍ゲルとキャストドライゲルの積層構造であるPVAハイブリッドゲルに着目し、固液二相潤滑機能や表面潤滑機能、構造強度を主体に構造・物性・機能の最適化の指針を検討し、耐久性や、荷重・運動・温度条件の変化に対するロバスト性の向上のための課題を明確化した。また、異方性や繊維強化の効果を明示した。(3)ハイブリッドゲルの最適化を基盤にした臨床応用のためのデザインの最適化:硬質材と人工軟骨の組合せとして人工関節用摩擦面の評価を進めるとともに、片面置換(hemiarthroplasty)や、軟骨局部欠損部の人工軟骨・人工骨複合体による代替策への応用に関して、PVAゲルと軟骨の組合せの固液二相解析に取組んだ。(4)人工軟骨の臨床応用に関する体系化と、生体に学ぶ潤滑学理の明確化:関節症患者の症例に応じたゲルの応用法を調査検討した。生体における多モード適応潤滑機構について総括し、生体に学ぶ潤滑学理や最適化原理の提案を検討している。研究代表者は今年度に新たな研究機関に異動したため、年度前半には本研究に必要な研究設備の移設や必要物品購入等に日数を要したが、相応の研究環境を整えることができた。研究分担者は異動がなく、従来の研究環境を活かして本研究に取組んでおり、おおむね計画に沿って進展している。超潤滑性ハイドロゲル人工軟骨のロバスト性の向上と最適化に取組んだ。(1)生体関節の多モード適応潤滑機構の解明:軟骨構造・物性を考慮した固液二相有限要素解析の結果に基づき、負荷条件の摩擦挙動への影響や表層異方性繊維強化の間隙圧や再水和への効果を含めて固液二相潤滑の役割を明確化した。また、関節液主要成分による吸着膜形成に関してはアルブミンとγグロブリンの相互関係を明確化した。固液二相潤滑と境界潤滑やゲル膜潤滑、水和潤滑機構の協調作用について多モード適応潤滑の視点より総括した。(2)生体関節の機能解明を反映したPVAハイドロゲルの改質による高機能化:PVAハイドロゲルにおいて、MEMS圧力センサーによる流体圧測定に基づき、固液二相潤滑とソフトEHL(Elastohydrodynamic lubrication)の役割を明確化した。接触面圧が高くなる条件下では、凍結解凍(FT)・キャストドライ(CD)両ゲルの架橋構造を単層のゲル内で複合化する単層複合化ハイブリッドゲルを試作し、シャーレ底面側ゲル表面が低摩擦・低摩耗を示すことを確認できた。体温レベルの37°C条件下におけるハイブリッドゲルの摩擦上昇・摩耗進行現象に対しては、適宜なガンマ線照射がトライボ特性の改善に有効であった。

(3)ハイブリッドゲルの最適化を基盤にした臨床応用のためのデザインの最適化:硬質材と人工軟骨の組合せとして人工関節用摩擦面のトライボ特性評価を進めるとともに、上述の成果を反映しながら、多様な条件下におけるハイブリッドゲルのロバスト性や耐久性の改善のための最適化を検討した。(4)人工軟骨の臨床応用における体系化と、生体に学ぶ潤滑学理の明確化:関節症患者の症例に応じたゲルの応用法を調査検討した。生体関節における多モード適応潤滑機構について総括し、生体に学ぶ潤滑学理や最適化原理の提案を検討している。分担研究者の研究機関の異動があったが、前年度とほぼ同様な研究体制であり、科研報告会(帝京大学)や研究討議(福岡市)・関連学会参加時などを活用して研究代表者・分担者の情報交換を行った。人工軟骨のロバスト性・耐久性を評価し、固液二相有限要素解析と連携させ人工軟骨の最適化を進めており、高荷重においても低摩擦・低摩耗を維持するために単層複合化ハイブリッドゲルを開発し、摩擦試験で効果を確認できた。また、体温条件化では、最適なガンマ線照射条件を選べば低摩擦・低摩耗を維持できることを確認できた。このように、おおむね順調に進展している。超潤滑性ハイドロゲル人工軟骨のロバスト性の向上と最適化の研究を実施した。(1)生体関節の多モード適応潤滑機構の解明:単純化ゲルモデルの固液二相有限要素(FE)解析に基づき、負荷条件や表層異方性繊維強化の間隙圧や摩擦への影響を含めて固液二相潤滑の役割を明確化した。また、関節液主要成分の役割についてアルブミンとγグロブリンの吸着挙動の差異を明確化し、ヒアルロン酸やリン脂質の効果を考察した。弾性流体潤滑・固液二相潤滑と水和潤滑、境界潤滑との協調作用について多モード適応潤滑の視点より総括した。(2)生体関節の機能解明を反映したPVAハイドロゲルの改質による高機能化:生体関節におけるコラーゲン線維の役割を模擬したPVA繊維強化PVAハイドロゲルにおいて、固液二相FE解析および摩擦実験により繊維強化が間隙圧を高め低摩擦化に寄与することを明示できた。接触面圧が高い条件下では、凍結解凍(FT)・キャストドライ(CD)両ゲルの架橋構造を単層ゲル内で複合化した単層複合化ハイブリッドゲルの最適乾燥処理により低摩擦・低摩耗化を実現した。ゲル摩擦の速度特性を比較し、単層複合化および積層ハイブリッドゲルでは低速域を含めた低摩擦維持を確認した。特許「ハイブリッドゲルの製造方法」(P6432860)が2018年11月に登録された。(3)ハイブリッドゲルの最適化を基盤にした臨床応用のためのデザインの最適化:滅菌処理を含めた生体環境における人工軟骨のトライボ特性評価に基づき、PVAゲルのロバスト性の評価と最適化を進めた。(4)人工軟骨の臨床応用における体系化と、生体に学ぶ潤滑学理の明確化:症例に応じて人工関節摩擦面や軟骨欠損部インプラントへの応用を考慮し作動条件の過酷度に対応した人工軟骨の適用法の体系化を検討した。生体関節における多モード適応潤滑機構について総括し、生体に学ぶ潤滑学理の明確化について考察した。28年度の研究体制と研究成果を基盤にして以下の研究項目について拡充させる。