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共役リノール酸の(CLA)のルーメン内代謝とCLA高含有牛乳の作成に関する研究

今年度は、牛のルーメン内の細菌とプロトゾアの細胞に含まれる共役リノール酸(CLA)を測定した。乳牛のルーメン内容物を採取し、インキュベーションと遠心分離により細菌標品とプロトゾア標品を得た。これらより、脂肪を抽出し、メチルエステル化した後、ガスクロによりCLAを測定した。その結果、総脂肪酸に含まれるCLAは、細菌では0.47%であったが、プロトゾアでは0.66%と高かった。また、C14:0とC18:0の割合は細菌ではそれぞれ、2.8%、9.3%であり、プロトゾアではそれぞれ、1.8%、6.7%であった。また、CLAの前駆体であるトランスバクセン酸は、細菌では1.5%であったが、プロトゾアでは3.1%と高かった。以上より、プロトゾアはルーメン内のCLA代謝で重要な役割を演じていることが明らかとなった。
空間経済システムの自己組織化及び構造変化に関する研究

1.新しい空間経済学の中心概念は、規模の経済と輸送費用との相互作用により内生的に生じる「集積の経済」である。この集積の経済により、各々の集積は立地空間においてロックイン効果を及ぼし、地域経済システム全体は、強い慣性を持った一つの空間構造を具現する。しかしながら、地域経済システムの持つこの強い慣性は、必ずしも長期的な構造変化を否定するものではない。一般に、長期的にはあらゆる空間レベルにおいて、大きな構造変化を繰り返しながら変容して行く。この空間構造の変化は、各々の既存の集積の持つロックイン効果を反映して、経路依存的であり、初期状態が将来の空間構造の形態を左右する。しかしながら、一つの比較的まとまった地域経済全体は、長期的には、一つないし複数のコア地域を頂点に持つ、多階層的な空間構造を自己組織化して行く傾向にある。一般に、この多階層システムは自己相似的な構造を持ち、多くの異なった部分空間において同様な構造、特にコアー周辺型の構造が観察される。2.現在の東アジアにおける国際地域経済システムとしての空間構造は、1960年代まで日本がアジアにおける唯一の先進工業国であった、という歴史的事実に大きく規定されている。60年代末以降、日本をコア経済として、いわゆる雁行形態的な産業移転を伴いながら、東アジアの経済全体は急速に成長してきた。しかしながら、アジアNIES、ASEAN、そして80年代から中国の、急速な経済成長が達成されてきた現在においても、東アジア全体の地域経済システム全体は、マクロ的に見れば、依然として日本を中心とする一極集中型であり、日本は強い集積力を持つコア経済としての存在を維持している。しかしながら、将来において、ASEAN及び中国における製造業がさらに伸び、集積の経済を本格的に発揮するようになると、東アジア全体の地域空間構造に大きな変化が起こる可能性が十分ある。1.非線形・複雑系モデル分析の統一的観点から、空間経済システムの自己組織化・構造変化・進化の長期的プロセスを説明する為の基礎的経済学モデルを連続な地域空間において定式化、長期的変動プロセスを数学的に分析するとともに、コンピューターを用いてシュミレーションを行なった。その結果、そのモデルによる空間経済システムは、経済全体の人口の増大とともに繰り返し起こる分岐を通じて、長期的には多階層の都市システムに自己組織化により発展して行くことが確認された。さらには、交通ネットワークを導入した理論モデルを発展させ、それを用いて、都市システムの形成において、港湾や鉄道駅などの交通ネットワークのノードが持つハブ効果を分析した。2.大企業の国内及びグローバルな変化に関する理論及び実証研究を行うために、我が国のエレクトロニクスにおける代表的大企業9社(日本電気、東芝、日立、富士通、三菱電機、松下、三洋、シャープ、ソニー)を取り上げ、各々の企業の1960年代からの企業組織およびグローバルな立地展開についての基礎資料を収集し、データの予備的な分析を行なった。次年においては、そのデータを用いて、それらの多国籍企業のグローバルな組織・立地展開の長期的比較分析を行なう予定である。3.上記1に説明された基礎モデルをもとに、大都市圏内部の空間構造の長期的な変化の数理経済モデルを定式化し、そのモデルの持つ特性を数学的に分析した。特に、そのモデルにより、サブセンターの形成が説明できることが確認された。次年度にはさらに本格的なモデル分析行う予定である。4.一方、上記1における基礎モデルをもとに、日本の戦後における地域構造変化の分析のためのモデルを開発し、実証研究に着手した。5.さらに、上記1の基礎モデルに国境を導入し、多国を含む国際地域モデルを開発することに着手した。このモデルの本格的な発展は次年度に行う予定である。

1.昨年度開発した、空間経済システムの自己組織化・構造変化・進化の長期的プロセスを説明するための基礎的経済学モデルに基づいて、東アジアの経済圏を想定した国際地域モデルを開発し、コンピュータを用いてシミュレーション分析を行った。その結果、長期的な輸送費用の低下に対応して、日本、NIES、その他の途上国を想定した3つの地域間で雁行的な産業の移転と経済成長が起こることを動学的に確認した。また、その際、各地域の厚生水準の変化についても比較検討した結果、先行国は産業の移転により必ずしも不利益を被らないことなどを明らかにした。2.昨年基礎資料を収集した我が国の代表的なエレクトロニクス関連の9社(日本電気、東芝、日立、富士通、三菱電機、松下、三洋、シャープ、ソニー)について、1960年代以降のグローバルな組織、立地展開について時系列的なファクト・ファインディングおよび要因分析等を行った。次年度においては1.の理論モデルとの関連を踏まえながら、このような多国籍企業が東アジアの雁行的経済発展に及ぼす影響についてより詳細な実証分析を行う予定である。3.国内的な人口移動の動学的分析の1つとして高等教育の獲得と都市化の関係をモデル化し、コンピユ-タを用いてシミュレーション分析を行った。この結果、高等教育の獲得者が都市において差別化された労働力を都市産業に対して供給し、非獲得者は平均的な労働を都市産業あるいは農村部の産業に提供する場合、高等教育の長期的価値が減衰すると共に獲得者の人口が増加し定常状態に到達するサドル・パスが存在することを確認した。1.一昨年度から昨年度にかけて開発した、空間経済システムの自己組織化・構造変化・進化の長期的プロセスを説明するための基礎的経済学モデルに基づく、東アジアの経済圏を想定した国際地域モデルを用いて、より具体的なシミュレーション分析を購入したパーソナルコンピュータを用いて行った。その結果、長期的な輸送費用の低下に対応して起こる、日本、NIES、その他の途上国を想定した3つの地域間で雁行的な産業の移転と経済成長のより詳細な挙動を確認した。2.我が国の代表的なエレクトロニクス関連の9社(日本電気、東芝、日立、富士通、三菱電機、松下、三洋、シャープ、ソニー)について、昨年度、1960年代以降のグローバルな組織・立地展開について時系列的なファクト・ファインディングおよび要因分析等を行った結果に基づき、このような多国籍企業が東アジアの雁行的経済発展に及ぼす影響について、上記の理論モデルとの関連も考慮しつつより詳細な実証分析を行った。3.日本、カナダ、スウェーデンの3カ国において60年代以降の人口移動の要因をシフトシェア分析などにより分析し、各国のGDPの成長や景気循環そのものの影響だけでなく、産業構造の変化と地理的空間との相関がCore-PeriPheral間の人口移動に大きな影響を及ぼしていることを明らかにした。1.新しい空間経済学の中心概念は、規模の経済と輸送費用との相互作用により内生的に生じる「集積の経済」である。この集積の経済により、各々の集積は立地空間においてロックイン効果を及ぼし、地域経済システム全体は、強い慣性を持った一つの空間構造を具現する。
地盤環境振動を地盤上で対策するためのＴＭＤ制御に関する研究

研究の目的は建設機械によって発生する地盤環境振動を対策するためのTMD(Tuned Mass Damper)制御に関する設計技術を確立することである。3次元地盤モデルを用いた振動応答解析と実物大モデルを用いた現場実験からTMD制御による地盤振動の低減効果を検証した。TMD制御による振動低減効果は,TMD質量,減衰,および制御対象振動数とTMDの共振振動数との比に大きく依存することが明らかとなった。このとき,TMD質量は大きく,減衰は小さく,かつ振動数比が1に近いほどTMD制御による振動低減効果が大きくなることも明らかにした。今後は建設機械の加振力とTMD制御パラメータとの関係を詳細に検討する。本研究の目的は建設重機等により発生した地盤環境振動を地盤上で対策するためのTMD制御に関する設計技術を確立することである。振動規制法施行状況調査によれば,建設作業による苦情は全体の7割を占めており効果的な振動低減対策の開発が待たれている。建設振動対策として防振溝や防振壁などが研究されているが,いずれも地中に設置する恒久的な対策であって期間が限定される建設工事に適用するには設置規模が大きくなることやコスト等の課題がある。そこで,TMDによる地盤振動制御工法の開発を着想した。TMDを用いることで建設作業で問題となりやすい410Hzの地盤振動を低減でき,設置規模も従来の対策工法に比べて小規模である。平成25年度は「研究項目2:振動応答解析技術によるTMD制御効果の解明」を実施した。具体的には建設工事で振動問題を発生しやすい固い層の上に軟弱層がある地盤を3次元でモデル化し,平成24年度実施の「研究項目1:地盤環境振動の性状の解明」で明らかとなった,建設工事で比較的大きな振動を発生するバックホウ走行時の振動を模擬した正弦波で地表面を加振したときの地表面の応答を,TMD質量,TMD減衰,TMDの大きさ,および制御振動数に着目して解析しながらTMDの効果を検討した。結果から以下の事項が明らかとなった。制御対象振動数に同調させたTMDを地盤上に設置することでTMDの共振によって振動低減効果を得られる領域が存在することを確認した。このときTMD質量は大きいほど,減衰は小さいほど制御効果大きい結果を得た。また制御対象振動数は高いほど効果が大きく,TMD質量:3450kg/m2,減衰0.05とした条件で,TMDから5m地点での低減効果は2dB(4.8Hz),8dB(8.4Hz)であった。建設工事や工場・事業場,および道路交通の振動(以下,「地盤環境振動」とする)による苦情が減少しない現状において,地盤環境振動の人体への影響が最も大きい5Hzから10Hzの振動を低減させる手段がないことが問題である。本研究では地盤環境振動を効果的に低減させることをために,地盤環境振動のTMD制御に関する設計技術を確立することを目的としている。平成24年度は地盤環境振動の性状を解明するために飛島建設株式会社の施工現場において,地表面の180°の水平面に45°刻みで5測線(各測線4測点)を設定して0.8m3級油圧シャベルによる走行,掘削,埋戻し,バケットあおり作業や10tonダンプトラック走行による振動を調査し,周辺地盤における固有振動数と応答振幅,および周辺地盤の幾何減衰と内部減衰を明らかにした。その結果,もっとも大きな振動を発生させるのは油圧シャベルの走行であることが判った。その時の地盤の固有振動数は約4Hz,応答振幅(油圧シャベルから2m地点で約85dB),幾何定数はおおむね0.5であり表面波の幾何減衰を取ること,および内部減衰定数は0.01ほどであり,振動源から近接する範囲では内部減衰は大きくないことが明らかとなった。更に,油圧シャベル走行経路と振動計測点の間に掘削残土による盛土を構築したところ,盛土背後の振動計測点では振動応答が小さくなっていたことから,本研究の目的である地盤環境振動のTMD制御についてその効果の可能性が示唆された。建設振動対策として防振溝や防振壁などが研究されているが,いずれも地中に設置する大規模な対策であるため,期間が限定されている建設工事に適用するには対策規模やコストの面で課題がある。TMDを用いることで建設作業で問題となりやすい410Hzの地盤振動を低減でき,設置規模も従来の対策工法に比べて小規模となる。平成24年度は建設工事による地盤環境振動の性状を実際の施工現場で調査し,油圧シャベルの走行,掘削,埋戻し,バケットのあおり,およびダンプトラックの走行に伴う周辺地盤における卓越振動数と応答振幅,幾何減衰性状や内部減衰を明らかにした。

平成25年度は平成24年度の研究成果に基づき,建設工事では比較的大きな振動を発生する油圧シャベル走行時の振動を対象としたTMDによる振動制御効果について,TMD質量,TMD減衰,TMDの大きさ,および制御振動数に着目して解析的に検討した。その結果,制御対象振動数に同調させたTMDを地盤上に設置することでTMDの共振によって振動低減効果を得る領域があることを確認した。このとき,TMD質量は大きいほど,減衰は小さいほど,TMD装置の大きさがおおきいほど制御効果が大きくなることを明らかにした。また,制御対象振動数が高くなるほど効果が大きくなることも明らかにした。平成26年度はTMD装置を製作しバックホウ作業を対象とした振動制御効果を現場実験で検証した。その結果は,平成25年度に実施した解析的検討の結果を裏付けるものであり,制御効果はTMD質量,減衰,制御対象振動数とTMDの共振周波数の比に大きく関係することが明らかとなった。振動制御平成26年度実施「研究項目3:地盤上にTMDを設置するための制御方式の解明」を実施するための,TMD装置の試作にあたり必要なパラメータを得ることができた。研究初年度における研究計画をおおむね予定した内容で実施して所定の成果を得た。目標とした研究成果を得るために,平成24年度,平成25年度の研究実績をベースとして平成26年度は試作モデルを使用した制御効果の検証を主体として下記により研究を推進する。研究代表者:TMD装置の設計,試作,実験計画と実施,および結果考察研究分担者:TMD装置設計パラメーターの整理,実験協力,および結果考察平成24年度に得た地盤環境振動の性状に基づいて,平成25年度には振動応答解析技術によるTMD制御効果を解析的に明らかにする。振動応答解析技術による応答解析では工事現場等で容易にTMDとして構築できることを念頭おいて,制御系のバネーマスを掘削残土による盛土で構築する場合や,バネとして一般的な防振コイル,質量としてコンクリートブロックを用いた場合について検討する。これらにより平成26年度に実施するモデル実験の仕様を確定する。また,平成24年度にはTMDが最も制御効果を発揮する定常振動源による振動性状データを現場実験により調査する。次年度使用額が生じた状況:解析用モデル作成外注費が安価であったため。次年度研究費使用計画TMD試作材料費(100万円),建設重機リース費(50万円),実験機器損料(30万円),データ整理等学生バイト代(23.7万円),学会旅費(10万円),打合せ交通費(10万円),合計223.7万円1定常振動源の振動性状データの現場調査(40万円)2振動応答解析用パソコン導入(30万円)3振動応答解析データ整理等の学生アルバイト(20万円)4学会発表登録費(2万円),学会参加交通費(10万円)5打合せ交通費(8万円)
生体内の不安定余剰鉄イオンを除去する新材料創成

近年、鉄イオンの無制限な摂取が発ガンや様々な重篤な疾患の発症の危険性を高めていることが明らかとなっている。また骨髄不全性症候群の患者は、長期間にわたる輸血により、血液中の鉄イオンが過剰になることから、生体に安全な除去システムの開発が望まれていた。本研究では、生体適合性の高いポリエチレングリコールを用いた新規のキレート材料の分子デザインと調製および鉄イオン除去効果の検証を行った。具体的には、4分岐と8分岐をしたポリエチレングリコールの末端にリン酸基を導入した材料は、鉄イオンと効果的に相互作用し、模擬実験においても透析膜を挟んで鉄イオンを効果的に除去できることが分かった。本年度は、実験に供するリン酸残基を末端に有する分岐型のポリエチレングリコールの合成とその構造解析を行った。また、数種の金属イオンを添加した時の、ゲル化挙動を追及した。所定量のフレーク状の末端水酸基の4分岐型ポリエチレングリコールを300 mL三角フラスコ内に入れた。ここにTHFを200 mL注ぎ込みホットスターラーを用いて50 °Cに保持しながら静かに撹拌し、完全に溶解させた。溶解後、ジイソプロピルアミンをポリエチレングリコールの末端に対して50倍等量加え完全に混合するまで溶液を撹拌させた。1000 mLナスフラスコに300 mLのTHFを注ぎ、マグネティックスターラーを用いて激しく撹拌させながらPEGの末端に対して50倍等量の三塩化リンをゆっくりと加えた。ここに等圧滴下ロートを用いて、PEGのTHF溶液を滴下した。全量を滴下後、滴下ロートを外し、密栓をして空気が入らない状態で24時間撹拌させ、完全に反応させた。反応後THFを留去後、蒸留水300 mLを加え、24時間撹拌させた。さらに水を取り除いた後、蒸留水で透析を行い、精製した。透析後の溶液を全量が1/4程度になるまで濃縮した後、100 mL凍結乾燥瓶を用いて凍結乾燥を行い、粉末状の末端リン酸化4分岐型ポリエチレングリコールを得た。作成した各末端をリン酸化した分岐ポリエチレングリコールを超純水に溶解させた。ガラスプレートを水酸化カリウムーエタノール溶液に30分以上浸漬させ、アルカリ洗浄を行い、この上にシリコーンゴムで作製したリング(内径13 mm高さ4 mm)を置き、型を作製した。そこに先ほど調製した水溶液と三塩化鉄水溶液を所定量流し込み、いずれの場合も速やかなゲル化によりゲル得た。この結果は、鉄イオンが生体適合性の高いポリエチレンぐきコールに配位結合で保持できることを意味している。昨年度調製に成功した、末端にリン酸基を有する4分岐型ポリエチレングリコールと遷移金属イオンとのゲル化反応を詳細に追究することにより、配位結合の安定性を調べた。具体的には、得られたポリマーにナトリウム、マグネシウム、クロム、イットリウム、ガドリニウム、カリウム、、カルシウム、鉄(II)ルビジウム、鉛、セシウム、バリウム、ニッケル、パラジウム、アルミニウム、バナジウム、ガリウム、鉄(III)の各イオンを所定濃度添加して、ゲル化挙動を調べた。その結果、これらのイオン種によってゲル化時間および塩酸酸性下での安定性を評価した。その結果、アルミニウム、バナジウム、ガリウム、鉄(III)のみがゲル化反応を生起し、それ以外はゾル状態を維持した。このゲル化したイオンの配位子置換速度定数(水分子を配位子とした時、どの程度で配位子が交換しているかの指標)を調べると、その程度は上述の調査したイオン種の中ではやや小さい値であり、これが、スムーズなゲル化に寄与したものと考えられた。クロムとルビジウムはさらに小さい配位子置換速度定数を指名したが、これらはその置換速度が小さすぎたために、ゲル化に至らなかったと考えられる。さらに、本研究の目的である鉄イオンに関しては2価のイオンはゲル化に至らず、3価の場合のみゲル化が起こった。そこで、アスコルビン酸の還元および過酸化水素の酸化反応を利用して、価数が変化したときのゲル化挙動を追究した。その結果、3価の時のみゲル化が起こりその反応は可逆的であった。実際に生体内のヘモグロビンに結合している鉄は2価であり、酸化反応を連動させながら結合させる必要があると考えられた。本年度は昨年度の引き続き、分岐型のポリエチレングリコールと鉄イオンとの相互作用によるゲル化の可否について絞り研究を進めた。これまで、4分岐型のポリエチレングリコールを用いて各種イオンとの相互作用を調べてきた。しかし、最終目標として血液中のタンパク質やその他、夾雑物としての各種生体成分の存在下での鉄イオンの結合のために、1分子あたりの結合確率が高くなると考えられるリン酸基を増加させる必要がると考えられた。そこで、8分岐のポリエチレングリコールを用いて同様の実験を試みた。分子量は変わらず1分子あたりのリン酸基の数を2倍に増やすことができる。8分岐のポリエチレングリコールと塩化ホスホリルを、テトラヒドロフラン中、ジイソプロピルアミン存在下で反応させた。反応終了後ヘキサンに投入して沈殿を回収後、乾燥しその後大量の水に溶解させて一週間透析膜を用いて精製した。精製後、凍結乾燥して目的物を得た。この試料を用いて水溶液を作成し、塩化鉄(II)および塩化鉄(III)の水溶液と混合してゲル化を確認した。これまでの結果と同様に2価の鉄イオンではゲル化を進行せず3価のイオンのみでゲル化が観察された。

今後、透析膜にリン酸基修飾ポリエチレングリコールを溶かし、外液に鉄イオンを溶解させたときの外液の鉄イオンの減少量を定量する。また、タンパク質としてアルブミンを溶解させた溶液中で同様の挙動が発現するか、観察する。最終年度、前所属先より現所属先に異動したが、研究室の整備が思いのほか時間がかかってしまった。このため、最終年度予定の鉄イオンの定量に基づく研究の妥当性の見極めを行いたかったが、遅延してしまった。しかし、材料のバリエーションを増やすことができたので、これまでの試料と合わせて、目的を達成したいと考えている。最終年度は、前年度までに調製した末端のリン酸基を有する分岐型ポリエチレングリコールを用いて鉄イオンとの結合の可能性をモデル実験により確かめた。具体的には、まず、この材料を水に溶解させ、分画分子量が1000のセルロース製透析膜に封入した。これを一定濃度の鉄イオン(III)溶液に入れたビーカーに沈め、その外液から各時間ごとの一定量をサンプリングし、鉄イオン濃度をメタロアッセイキットにより定量した。その結果、急激な鉄イオンの減少が確認された。これは、透析膜外液の鉄イオンが透析膜を通じて内部に浸透し、リン酸基と結合したためであると考えられた。近年、生体内に不安定に存在する余剰鉄イオンがガンをはじめ、パーキンソン病、アルツハイマー病、心筋梗塞、脳卒中、糖尿病などの発症と極めて密接に関連していることが明らかとなっており、生体内の鉄貯蔵の役割を果たしているトランスフェリンとは結合していない生体不安定余剰鉄イオンのみを捕捉可能な新規生体適合性キレート剤の開発が求められていた。すなわち体内の余剰鉄のみを除去できれば、現在治療が困難なアルツハイマー病などの予防・治療法の開発にもつながり、医療の向上・人類の福祉の向上に大きく貢献できるものと考えられるわけである。今回、鉄イオンの回収の可能性が示されたので、この材料を生体適合性が高い微粒子あるいは、中空糸などへ固定化させて通常の人工透析技術と組み合わせれば、効果的な余剰鉄イオン回収デバイスを構築できると考えられる。近年、鉄イオンの無制限な摂取が発ガンや様々な重篤な疾患の発症の危険性を高めていることが明らかとなっている。また骨髄不全性症候群の患者は、長期間にわたる輸血により、血液中の鉄イオンが過剰になることから、生体に安全な除去システムの開発が望まれていた。本研究では、生体適合性の高いポリエチレングリコールを用いた新規のキレート材料の分子デザインと調製および鉄イオン除去効果の検証を行った。具体的には、4分岐と8分岐をしたポリエチレングリコールの末端にリン酸基を導入した材料は、鉄イオンと効果的に相互作用し、模擬実験においても透析膜を挟んで鉄イオンを効果的に除去できることが分かった。本年度リン酸基と各種陽イオンとの反応を詳細に追究することにより、配位結合による鉄イオンの結合メカニズムを明らかにすることができた。また他のイオン種との比較によって、生体にに豊富に存在するカルシウムイオンではゲル化が進行せず、当初の目的を達成できる見通しである。最終年度、これらの知見に基づいて、生体環境を模倣した条件下での鉄イオンの結合を詳細に調べる予定である。輸血後鉄過剰症の治療として経口で投与できる既存薬の有効性や効果を上回る鉄キレート剤の開発を目指している。
ゴルジ体の遺伝変異と選別輸送の機構

目的:ゴルジ領域における細胞の巧妙な選別輸送は驚嘆に値する。その選別の機構を把握するために我々はこの選別輸送の流れを止めたり変化させる哺乳類細胞の遺伝変異株を駆使して小胞体-ゴルジ複合体領域の輸送機序を明らかにしたいと考えた。そのために,ゴルジ体を標的とするモネンシンならびにブレフェルジンAに対して独立に単離した2種類の耐性遺伝変異株を対象にして以下の研究を進めることにした。1.モネンシン耐性で選択したマウスBalb/3T3由来のMO-5株は,上皮増殖因子(EGF)やウィルスのとりこみが欠損している。EGF受容体を対象にEGFのシグナル応答の細胞増殖に対する分子機序を検討する。2.ブレフェルジン耐性で選択したヒトKB細胞由来のKB/BFA-1株の単離に最近成功し,ゴルジ体の形態変化を観察しているのでこの株を用いてゴルジ体の細胞分泌に関与する役割について把握する。結果:1.親株Balb/3T3ならびにMO-5株にヒトEGF受容体cDNAを導入過剰発現させたBNER4およびMNER23株を各々樹立した。ポリオーマウィルスmiddeT抗原やウィルスsrcオンコジンを導入した所BNER4では外来性のEGF添加によって著明にdown調節が阻害される時に,MNER23株においては全く阻害をうけないことが観察された。膜EGF受容体とウィルス成合との相互的な反応性がモネンシン耐性変異によって影響をうけている可能性を示唆した。2.親株KB由来のKB/BFA-1株においてはゴルジ体の構造が特異的に変化していた。さらにゴルジ認識のβ-COPやその他の特異蛋白がゴルジ由来と推察される小胞への局在が変異株で多数観察された。またゴルジ体の膜蛋白の成熟や分泌がブレフェルジンによって親株に較べて阻害をうけにくくなっていた。ゴルジを中心とする機能が薬剤に対して耐性変異をうけていることが示唆された。
道路環境の動的危険度推定に基づく超小型電気自動車の走行制御システム

本研究では、道路環境が動的に変化する実路において、道路環境の動的危険度を算出し、その危険状況に基づき、自動車の予防安全性能向上のための運動制御システムおよび運転支援装置を開発することを目的とする。まず、超小型電気自動車を用いた走行実験データより、ドライバ個人の運転行動モデリングを行い、先行車衝突回避のための減速タイミングを分析した。次に、超小型電気自動車に画像処理とレーザレーダを取り付けて、センサフュージョンにより先行車のテールランプの点灯状態を認識し、その情報と現在の先行車接近度合いに応じて、ドライバに警告音を与えるシステムを開発した。本研究課題は、道路環境が動的に変化する実路において、道路環境の動的危険度を算出し、その危険状況に基づき、自動車の予防安全性能向上のための運動制御システムおよび運転支援装置を開発することを目的とする。平成19年度では、以下のことを実施した。1.超小型電気自動車及び普通乗用車の運転行動記録装置の設置及び市街地走行データ収集常時運転行動記録装置を、超小型電気自動車及び普通乗用車にそれぞれ設置し、東京郊外の市街地を走行し、データ収集を行った。計測項目はドライバのペダル操作、ハンドル操作、車間距離、GPSによる走行位置情報、速度、加速度、ヨーレイトである。計測実験車を用いて個人ドライバの大量の運転行動データを蓄積し、先行車追従時および単独走行時の運転行動データペースを構築した。自家用普通乗用車において同様の運転行動記録装置を用いて走行データ収集を行い、追突防止のための音声による警報装置を製作した。2.市街地走行データベースに基づく運転行動パターンの分析先行車追従運転場面において、車両速度、加速度、車間距離等の道路環境情報、ドライバのペダル操作行動との関係を解析し、体系的に運転行動モデリングを行った。特に、単独走行時および先行車追従走行時の切り替え条件、アクセルからブレーキの踏み替え条件を整理し、個別の運転行動モデルを生成した。生成された運転行動モデルと実際の運転行動の比較により、運転の異常度および衝突可能性の高い走行状況を抽出するアルゴリズムを設計した。特に急ぎ運転時には、生成した通常運転モデルに基づきセンサデータから検出可能であることを示した。平成20年度では、以下のことを実施した。(1)道路環境の動的危険度推定アルゴリズムの開発収集した大量の運転行動データベースから、ドライバ個人の減速タイミングを分析した。先行車追従走行の運転場面における道路環境及び周辺環境の危険度を定量化する指標として、レーザレーダによる前方車間距離と画像処理によるテールランプの点灯状態の計測情報を総合的に判断し、前方衝突危険度ポテンシャルマップを予測する手法を提案した。超小型電気自動車において、画像処理とレーザレーダのリアルタイムセンサフュージョンにより先行車のテールランプの点灯状態を認識し、その情報と現在の先行車接近度合いに応じて、ドライバに警告音を与える追突防止システムを開発した。(2)電気自動車の走行制御システムの実験的検討一時停止場所において、DGPSを用いた位置計測の情報に基づき、電気自動車の駆動トルクを制御することにより、自動停止システムを開発し、その有効性を検証した。また、特定交差点における出会い頭事故防止のため、180度のレーザレーダによる障害物検出に前方障害物衝突危険性がある場合、電気自動車の駆動モータにより直接駆動力・制動力を制御し、車両の加減速をコントロールし、動的に変化する周辺車両との衝突を回避するシステムの有効性を実車実験により検証した。
HTLV-Iキャリアからの前癌状態と、その頻度・予後の解明

HTLV-IキャリアのATL発症過程を明らかにするためにHTLV-I感染細胞が単クローン性に増殖していながら臨床症状を有しない症例50例を集積し、その経過を追跡調査した。50例中13例がATLを発症し、9例が死亡した。初診時の白血球数、リンパ球数、異常リンパ球数などの比較検討の結果、白血球数が正常範囲か増加しているかによって、これら症例を二群に分けることができた。増加群は20例、正常群は30例であり、ATL発症はそれぞれ10例(50%)、3例(10%)であった(p<3.01)。また生存曲線でも両群間に有意差を認めた(p<0.05)。観察期間中央値50カ月における両群の生存率はそれぞれ65%、90%であった。また、両群の発見時年齢には差はなかった。一方、急性型やリンパ腫型、慢性型のATLの発症年齢も同じであった。これらの結果からHTLV-Iの単クローン性増殖を有する症例の中には白血球数増加群にみられたように、ATL移行率の高いグループと、正常群のように5年経過しても全く無症状のグループとの二群が存在することが分かった。増加群は真のpreleukemin stateと考えられるが、あるいはchronic ATLの一種としてもよい。白血球正常群はHTLV-I carrier with monoclonal proliferation of T-1ymphocyte(HCMPT)とし独立した病態と考えた。現在までの観察結果からは、キャリアからATLを発症する過程でHCMPTを経過していくとはいえない。したがって、発がんの多段階説に合わせれば、臨床レベルでの観察では、われわれのHCMPTはすでに発がんステップの最終段階に達した状態という事ができ、少なくともATL発症の前段階ではないと思われた。
マルチモーダル学習活動情報を用いた教科書難易度推定に基づく教科書改善システム

本研究では,学習者の学習活動をデジタル教科書システムやセンサ類で自動的にセンシングし,教科書難易度推定により学習者の躓いた箇所をページ内の場所ごとに提示する教科書改善システムの研究開発を行う.本研究の教科書難易度推定では,大人数から収集可能だが学習活動の詳細を計測できない学習イベントログと学習時の精神状態やページ内の閲覧順序等の詳細な学習活動を含むが少人数からしか収集できない脳波,視線情報を統合的に分析する.また,本研究の評価では,教科書難易度推定の性能評価に加え,提案システムによるフィードバックによって教科書を修正し,その教育効果の評価実験を行う.本研究では,学習者の学習活動をデジタル教科書システムやセンサ類で自動的にセンシングし,教科書難易度推定により学習者の躓いた箇所をページ内の場所ごとに提示する教科書改善システムの研究開発を行う.本研究の教科書難易度推定では,大人数から収集可能だが学習活動の詳細を計測できない学習イベントログと学習時の精神状態やページ内の閲覧順序等の詳細な学習活動を含むが少人数からしか収集できない脳波,視線情報を統合的に分析する.また,本研究の評価では,教科書難易度推定の性能評価に加え,提案システムによるフィードバックによって教科書を修正し,その教育効果の評価実験を行う.
病院における職業性曝露防護策と危険回避行動を促す看護職者教育プログラムの開発

本研究は,看護職者の労働上の危険に関する知識と予防行動について明らかにする目的で全国から無作為抽出した病院500施設を対象として「感染症」,「抗がん剤取扱い」,「ハラスメント」,「職業被ばく」など6項目について調査を実施した.結果,6項目中,比較的高い知識を有し,組織環境が整っていたのは職業感染対策であった.「抗がん剤取扱いの危険の回避」,「ハラスメント対策」,[職業被ばく]などについては個人・組織ともリスク認識が低く予防策は不十分であった.手袋やガウンなどの個人防護具の整備は組織規模で有意な差がみられた.これらに対して技術演習を取り入れた研修が効果的で評価が高かった.本研究は看護職者の職業由来による健康被害(危険)について明らかにし,効果的な教育プログラムの開発を目的としている.平成23年度は1「職業感染」2「抗がん剤への曝露」3「ラテックスアレルギー」4「患者・同僚及び第三者による暴力」について,知識とリスク認識の程度について明らかにした.対象は関東甲信越地方10都県で対象施設及び対象者は,200床以上の病院,200床未満の病院および老人保健施設を10都県から無作為に各県10施設,計300施設を各領域の調査対象施設が重複しないよう抽出した.結果,1「職業感染」では,標準予防策に必要な物品やマニュアルなどの整備が施設間に差が見られ,200床未満の病院や老人保健福祉施設で整備されていない現状が明らかとなった.2「抗がん剤への曝露」は,化学療法中の患者ケアに携わっているものは72.9%で11.4%が調剤をしていた.しかし,個人防護具の使用は51.9%であった.3「ラテックスアレルギー」は,自身のIgE抗体を把握している者は17.6%であった.4「患者・同僚及び第三者による暴力」は,日常的に暴力やハラスメントを受けている者が42%存在した.これらから,看護職者は常に労務上,危険に晒されていながらリスク認識が十分ではないことがわかった.平成24年度は,「職業感染予防」「抗がん剤曝露予防」の研修会を実施し,安全確保のプロセスで重要な技術や知識について確認した.さらに,全国の看護管理者を対象とした郵送法による調査を実施した.内容は平成23年度の4領域に「放射線被ばく予防」「交代制シフトによる心身への影響」の2領域を加えた.全国の病院から無作為抽出した500施設のうち,承諾の得られた178施設の看護管理者2844名に配布し,回収数1,723部(60.6%),有効回答数は1,663部(58.5%)であった.結果は分析中である.本研究は看護職者の職業由来による健康被害(危険)について明らかにし,効果的な教育プログラムの開発を目的とした.第一段階は郵送法による質問紙調査を実施した.平成23年度は関東甲信越地方10都県の病院,老人保健施設計300施設に勤務する看護師を対象とし,平成24年度は全国の無作為に抽出した500施設の看護管理者を対象とした.内容は「職業感染」,「抗がん材の取り扱い」,「ラテックスアレルギー」,「患者・同僚及び第三者による暴力」,「交代制シフトによる心身への影響」,「職業被ばく」の6項目について知識とリスク認識について明らかにした.結果,最も個人の知識や組織対策が整っていたのは「職業感染」対策であった.しかし,標準予防策に必要な個人防護具やマニュアルの整備は施設間で有意に差が見られた.「抗がん剤の取り扱い」では化学療法中の患者ケアに携わっているものは72.9%で11.4%が調剤をしていた.しかし,個人防護具の使用率は51.9%と低かった.「患者・同僚及び第三者による暴力」では日常的に上司,患者,他職種(特に医師)から暴力やハラスメントを受けていると42%が回答した.「交代制シフトによる心身への影響」では,2交代制を導入している組織では80%以上が夜勤の仮眠が保障されていたが,3交代制では30%未満であった.「職業性被ばく」対策は研修会開催が20%台で低く危険性について「わからない危険はないと思う」と65%が回答した.結果から,看護職者が常に職業上の危険に晒されていながらリスク認識や防護策ともが十分ではないことがわかった.また,すべての知識や予防策実施率について看護管理者が有意に高かったが,部下の教育や組織改編に有効に活用されていなかった.これらの調査結果をもとに第二段階では「職業感染」対策と「抗がん剤曝露」予防に関する研修会を実施した.研修会は講義・実技演習・グループワークが効果的であり,意識づけにつながった.本研究は,看護職者の労働上の危険に関する知識と予防行動について明らかにする目的で全国から無作為抽出した病院500施設を対象として「感染症」,「抗がん剤取扱い」,「ハラスメント」,「職業被ばく」など6項目について調査を実施した.結果,6項目中,比較的高い知識を有し,組織環境が整っていたのは職業感染対策であった.「抗がん剤取扱いの危険の回避」,「ハラスメント対策」,[職業被ばく]などについては個人・組織ともリスク認識が低く予防策は不十分であった.手袋やガウンなどの個人防護具の整備は組織規模で有意な差がみられた.これらに対して技術演習を取り入れた研修が効果的で評価が高かった.本研究は看護職者の労務上の危険のうち(1)「職業感染」(2)「抗がん剤への曝露」

(3)「ラテックスアレルギー」(4)「患者・同僚及び第三者による暴力」について,知識とリスク認識の程度,防護策について明らかにし,効果的な教育プログラムを開発することを目的とした.23年度は(1)(2)(4)について関東甲信越地方10都県で郵送法による自記式質問紙調査を実施した.対象施設及び対象者は,200床以上の病院,200床未満の病院および老人保健施設を10都県から無作為に各県10施設,計300施設を抽出した.各項目の調査対象施設は重複しないよう配慮した.(1)「職業感染」では,同意が得られた看護職者1,552名(回収数1110名,71.5%),(2)「抗がん剤への曝露」では同意が得られた1059名(回収数829名,78.2%),(4)「患者・同僚及び第三者による暴力」では同意が得られた1298名(回収数1184名,91.2%)を対象とした.結果,(1)「職業感染」では,医療従事者が感染源になる可能性があると95%が回答していたが,勤務前や未滅菌手袋装着前の手洗いなど,必要な場面で手指衛生が徹底していなかった.また,職業感染に対する侵襲的処置のリスク認識は低い傾向にあった.(2)「抗がん剤への曝露」では,化学療法中の患者ケアに携わっている者は72.9%で11.4%が調剤をしていた.しかし,個人防護具の使用率は51.9%と低かった.マニュアル整備や管理者による確認も徹底されていなかった.(4)「患者・同僚及び第三者による暴力」では,日常的に暴力やハラスメントを受けていると回答した者が42%存在した.被害を受けている対象は「患者及び家族」,「医師」,「上司」の順であった.結果,看護職者は常に労務上の危険に晒されていながらリスク認識が低いことがわかった.今後は調査を継続し,教育プログラム開発のための内容や介入方法を検討する.平成23年度の調査では看護職者の職業上の安全管理に関する知識と予防行動に関する実態が把握できた.標本抽出が関東甲信越地方と限定されたため母集団を反映するには限界があった.しかし,200床以上の病院,200床未満の病院,老人保健福祉施設と組織規模,病院機能による違いをあきらかにすることができた.施設規模や機能別によって組織的な対策や個人の知識や予防行動も差があることがわかった.従って,今後は施設規模や機能別に課題を明確化し,各施設の実態に合った教育を企画・実施する必要があることが示唆され,検討に入った.平成24年度は,23年度の調査を基に全国の看護管理者を対象とした調査を実施した.結果は分析途中である.看護職者へのインタビューは8月以降に予定している.得られた結果は看護管理者複数名と検討し,プログラム作成への手掛かりを得る予定としている.以上から,調査と分析はほぼ予定通りである.平成23年度は,看護職者の労務上の危険のうち「職業感染」「抗がん剤への曝露」「患者・同僚及び第三者による暴力」について関東甲信越地方を対象とした調査を実施,終了している.「ラテックスアレルギー」に関する調査は現在進行中である.平成24年度は,上記4項目の全体を把握するための全国調査を準備中である。また,関東甲信越地方の調査結果をもとに,「職業感染」と「抗がん剤への曝露」に関する研修会を9月に企画した。これらの成果を教育プログラムに反映する予定である。以上より,研究の進捗状況はほぼ順調と評価した.1.2年間の量的調査の整理と分析:概略は分析できているが施設別,職位別などの詳細は平成25年に実施する予定である。
大脳基底核疾患患者における随意運動機構の非侵襲的研究

1.ヒトにおいて随意運動に対する大脳基底核の役割を研究するために、大脳基底核の変性疾患、とくにパーキンソン病患者を対象として、自己ペースおよび外部刺激(音)駆動ペースによる手指対立・伸展運動時の局所脳血流の変化をPETにより測定した。パーキンソン病患者1例については、治療のための1側淡蒼球凝固術前後での脳血流変化を比較した。2.健常人では自己ペース、外部刺激駆動ペースともに脳血流増加は運動と反対側の運動・感覚野皮質、補足運動野においてみられた。自己ペース、外部刺激駆動ペースによる血流増加パターンの違いは認めなかった。3.中等症パーキンソン病患者(Yahr分類3度)では自己ペース運動による補足運動野の血流増加がほとんど認められなかった。外部刺激駆動ペース運動では補足運動野にも血流増加を認めた。4.重症パーキンソン病患者(Yahr分類45度)では、自己ペース運動で補足運動野の血流増加が少ない傾向に加えて、運動と対側のみならず同側の運動・感覚野皮質での血流増加が認められ、この所見は外部刺激駆動運動でも同様であった。1側の腹側後部淡蒼球内節凝固術後に随意運動の改善がみられ、同側運動・感覚野皮質の血流増加は減少消失した。5.ハンチントン病患者では、自己ペース運動では健常人とほぼ同一所見であったが、外部刺激駆動ペース運動では、補足運動野の血流増加が明らかでなく、パーキンソン病患者とは異なる所見を呈した。本研究の目的はPETを利用して随意運動の脳機序に対する大脳基底核の関わりを研究することである。従来の研究の多くは健常者における大脳皮質活動性の変化について検討しているが、この変化には大脳基底核の活動が影響していることは明らかである。従って、本研究では大脳基底核疾患患者における所見を健常者と比較することに主眼を置いている。平成5年度は手指の単純対立運動と複雑対立運動における局所脳血流量(rCBF)の変化の相違を明らかにすることを当初の目的とした。しかし、パーキンソン病患者では複雑対立運動を十分に行えないものがあり、患者2例の検討では安定したrCBFの変化をとらえにくいことがわかった。従って当初の計画を変更して、第二年次以降の計画である手指の単純対立運動を自己ペース(AUT)で行う場合と、外部駆動ベース(EXT)で行う場合のrCBF変化の相違を健常者群と患者群で比較することにした。rCBFは[^<15>O]H_2Oの急速静注法により測定し、随意運動時と安静時のrCBFの差を随意運動時のrCBF増加分として、健常者2例、パーキンソン病1例において検討した。健常者ではAUT,EXT課題ともに運動指と対側の運動・感覚野および前頭葉正中部(補足運動野または前帯状回)のrCBF増加が認められ、EXTとAUTの差し引きではrCBFの差を認めなかった。一方、パーキンソン病患者ではEXTでは健常者と同一所見を示したのに対し、AUTでは前頭葉正中部の増加がなく、(EXT-AUT)画像でこの所見が確認された。患者もAUT時には運動がしにくいといい、対立運動の速度も低下していた。この所見は今後症例数の追加によって確認されねばならないが、内部駆動運動に対して大脳基底核障害が随意運動の皮質機序の一部、とくに補足運動野活動を駆動しにくくしている可能性が示唆される。目的:随意運動に対する大脳基底核の関わりを研究するために、パーキンソン病など大脳基底核障害患者の随意運動による脳活動状態を[^<15>O]H_2O法による局所脳血流量を指標としてPETで測定し、健常人と比較した。対象と方法:健常人2例(56歳、66歳)、パーキンソン病患者4例(4762歳)、ハンチントン病患者1例(26歳)の検査を行った。パーキンソン病は中重症例で、1例は脳定位的後腹側淡蒼球凝固術による治療前後の所見を比較した。随意運動課題は1側手指を屈曲位からできるだけ迅速に強く伸展させるもので、これを約1.5秒に1回の自己ペースで行わせる場合(AUT)と、不規則な間隔の音刺激に従って行わせる場合(EXT)の2種を採用した。血流の増加は随意運動時のPET画像から安静時画像を差し引くことにより、視察的に測定した。結果:健常人では運動手指と反対側の皮質運動・感覚野(SM-Cx)と補足運動野または前帯状回(SMA)の血流増加が認められ、AUTとEXTの間には差異を認めなかった。ハンチントン病患者でも健常者と同じ所見が得られた。中等症のパーキンソン病の1例でも対側SM-Cxの血流増加が得られたが、AUTではSMAの増加がEXTより少なく、運動自体もEXTの方が容易かつ振幅も大であった。重症の3例では程度の差はあるが、対側のみならず運動と同側のSM-Cxの血流増加がみられるのが共通しており、SMAの血流増加はEXTで著しい傾向があった。術後の検査ができた1例は臨床的改善がみられ、同側SM-Cxの増加が減弱し、SMAの増加も術前より顕著になっている傾向があった。考察:パーキンソン病における大脳基底核障害時には随意運動中の皮質活動の変化が生じており、とくに運動と同側のSM-Cxの活動も増加しているようである。

今後症例を追加すると共に定量的解析を行なう予定である。1.ヒトにおいて随意運動に対する大脳基底核の役割を研究するために、大脳基底核の変性疾患、とくにパーキンソン病患者を対象として、自己ペースおよび外部刺激(音)駆動ペースによる手指対立・伸展運動時の局所脳血流の変化をPETにより測定した。パーキンソン病患者1例については、治療のための1側淡蒼球凝固術前後での脳血流変化を比較した。2.健常人では自己ペース、外部刺激駆動ペースともに脳血流増加は運動と反対側の運動・感覚野皮質、補足運動野においてみられた。自己ペース、外部刺激駆動ペースによる血流増加パターンの違いは認めなかった。3.中等症パーキンソン病患者(Yahr分類3度)では自己ペース運動による補足運動野の血流増加がほとんど認められなかった。外部刺激駆動ペース運動では補足運動野にも血流増加を認めた。4.重症パーキンソン病患者(Yahr分類45度)では、自己ペース運動で補足運動野の血流増加が少ない傾向に加えて、運動と対側のみならず同側の運動・感覚野皮質での血流増加が認められ、この所見は外部刺激駆動運動でも同様であった。1側の腹側後部淡蒼球内節凝固術後に随意運動の改善がみられ、同側運動・感覚野皮質の血流増加は減少消失した。5.ハンチントン病患者では、自己ペース運動では健常人とほぼ同一所見であったが、外部刺激駆動ペース運動では、補足運動野の血流増加が明らかでなく、パーキンソン病患者とは異なる所見を呈した。
斜張橋の不安定振動の発現可能性の解明に関する実験的研究

本研究では、斜張橋の立体振動解析(プログラム)法を開発した。ケーブルの局所曲げ振動を同時に考慮し、しかも構造系全体の自由度数を大幅に低減するためにモード座標を利用する一手法を開発している。最初にケーブルのみをモード座標に変換して、得られた運動方程式を全体の運動方程式に組み込み、さらにモード座標に変換するものである。この方法によれば、多数のケーブルの入力がきわめて簡単に行える。構造系に作用する外乱としてはは、風による渦励振を想定した調和振動とともに車両走行による不規則振動がとり扱えることとした。まず簡単な桁ーケーブル系を対象にこの方法の適用性を検討したところ、かなり少ない自由度でもってケーブル振動を同時に考慮した解析が可能になることが明らかになった。また、本手法を概略設計した斜張橋に適用し、ケーブルの局所振動が桁ー塔ーケーブルの連成振動系(線形系)に与える影響、すなわち桁やケーブルの応答、とくにケーブルの曲げモーメント応答を明らかにした。現在、実際の長大斜張橋の解析に適用中である。次に、不安定振動の発現の可能性を同定するため、まず固有値解析による安定、不安定の判定プログラムを作成した。さらに実際の斜張橋で、桁とケーブル間の振動数の関係や両者の期待できる減衰を調査し、発現の条件について考察を行なった。そこでは、ケーブルの中でも特定のケーブルにおいて必ず発現の可能性があることを見いだし、またその条件を検討した。実際の斜張橋で果して生じるかについて、特定のケーブルの非線形振動が考慮できる解析法を現在開発中である。
動揺度を考慮した支台歯系モデルによる歯科接着ブリッジの力学的評価システムに開発

接着ブリッジのリテーナのデザインは、接着性レジンの力学的特性に依存されるといっても過言ではない。本研究では、市販の接着性レジン5種類(SB,SBO,PV,BR,ID)を対象に、引張接着強さ、破壊靭性[双片持はり試験]、耐久性[4/60°C熱サクル試験:5000回、繰り返し負荷試験]について調査した。その結果、次の成果が得られた。フィラーを含有していないSBとフィラーを含有しているPV、BR、IDのグループに大別し比較すると、接着強さはほぼ同様であった。しかし、破壊靭性値は、SBの値がPV、BR、IDの値の10倍以上を示し、かなりの差異が認められた。このように、破壊靭性値はフィラーの含有に大きく影響される。熱サイクル試験後の接着強さは、SBが26%の低下と比較的大きいが、SBO、PV、BRでは714%の低下であった。熱サイクル試験後の破壊靭性は、PV、BR、IDがわずかに低下したのに比べ、SB、SBOでは著しく低下し、その破壊様相も凝集破壊から界面破壊に変化した。このように、接着強さと破壊靭性とでは物理的に異なる力学的特性であることが分かった。繰返し負荷試験(破壊靭性試験)の場合には、PVはSBに比べてき裂進展の速さがかなり大きいことが分かった。したがって、動揺度の比較的大きい支台歯に対しては、フィラー含有の接着性レジンは好ましくない。このらの基礎試験結果から、動揺度を考慮する接着ブリッジの長期寿命設計では、フィラー含有の接着性レジンは好ましくないことが示唆された。従って、接着性レジンの力学特性を十分に踏まえた上で、接着ブリッジに適正な接着性レジンを選択することが重要であることが分かった。そこで、本研究では、市販の接着性レジン5種類[1.スーパーボンドC&B(SB)、2.スーパーボンドC&B(オペークレジン:SBO)、3.パナビア21(PV)、4.ビスタイトII(BR)、5.インパーバデュアル(ID)]を対象に、それらの引張接着強さ[被着体:非貴金属合金]、破壊靭性[双片持はり試験]、耐久性[4/60°C熱サクル試験:5000回]などについて調査した。フィラーを含有していないSBとフィラーを含有しているPV、BR、IDのグループに大別し比較すると、接着強さにおいては、2339MPaの範囲となり、ほぼ同様であると評価できる。しかし、破壊靭性値においては、SBが592J/m^2、PV、BR、IDが4264Jlm^2となり、かなりの差異が認められた。また、SBOは二酸化チタンによりオペーク化したものであるが、破壊靭性値もSBの値に比べると76%も低下した。このように、破壊靭性値はフィラーの含有に大きく影響されることが分かった。次に、熱サイクル試験後の接着強さについては、SBが26%の低下と比較的大きいが、SBO、PV、BRでは714%の低下であった。一方、熱サイクル試験後の破壊靭性については、PV、BR、IDがわずかに低下したのに比べ、SB、SBOでは著しく低下し、その破壊様相も凝集破壊から界面破壊に変化した。しかしながら、熱サイクル試験後においても、最大の破壊靭性値を示した。

従って、接着性レジンの力学特性を十分に踏まえた上で、支台歯の動揺度に適正な接着性レジンを選択することが重要であることが分かった。接着ブリッジのリテーナのデザインは、接着性レジンの力学的特性に依存されるといっても過言ではない。そこで、本研究では、前年度に続き、基礎的研究として、市販の接着剤レジン[スーパーボンドC&B(SB)、パナピア21(PV)、ビスタイトII(BR)、インパーバデュアル(ID)]を対象に、それらの引張接着強さ[被着体:非貴金属合金]、破壊靭性[双片持はり試験]、および牛歯を被着体としたときの衝撃せん断接着強さついて調査した。その結果、次の成果が得られた。接着強さは、上述の市販品接着材では、ほぼ同様であった。しかし、破壊靭性値は、PMMA系のSBが、コンポジット系のPV、BR、IDに比べ、著しく大きな値を示した。従って、例えば、支台歯に動揺度が認められる接着ブリッジのような補綴物の場合には、フィラーを含有するコンポジット系の接着材を用いると、接着層内に存在するボイドなどの欠陥から、毎日の咀嚼運動により、き裂がより進展し易くなることを示唆している。次に、衝撃試験での主な結果を上げると、衝撃せん断接着強さは、牛歯エナメル質の方向[1)歯根方向に衝撃、2)切縁方向に衝撃]に大きく影響され、2)の場合では全く接着力が弱くなることが分かった。なお、牛歯象牙質では、衝撃方向による影響は認められなかった。このような結果から、補綴物を歯牙に接着する場合には、接着性レジンの力学特性および歯の接着挙動を十分に踏まえた上で、支台歯の動揺度に適正な接着性レジンを選択することが重要であることが分かった。本研究では、市販の接着性レジン(SB,PV)を対象に、破壊靭性について、また、エネメル質、象牙質の歯質に対して、その接着面が負荷方向に影響されるかどうかについて、衝撃接着強さを対象に調べた。さらに、従来ブリッジのセメント層の破壊挙動を比較対照として調べるために、下顎臼歯部の架工義歯を想定したクラウンモデルの合着について、欠損歯部に偏心荷重を加え徐々に増加させたときに発生するセメント層の破壊挙動をクラウン表面に貼付した3軸ひずみゲージの測定結果から考察し、またクラウンモデルの軸面厚さ、鋳造用合金の違いによる影響について検討した。フィラーを含有していないSBとフィラーを含有しているPVとを比較すると、接着強さはほぼ同様であった。しかし、破壊靭性値は、SBの値がPVの値の10倍以上を示し、かなりの差異が認められた。このように、破壊靭性値はフィラーの含有に大きく影響される。繰返し負荷試験の場合には、PVはSBに比べてき裂進展の速さがかなり大きいことが分かった。エネメル質においては、その方向性が接着強さに影響する。歯科補綴物の設計においては、セメント層の破壊を防止するためにクラウンの剛性が十分大きくなるように配慮し、軸面金属の厚みが0.7mm程度あることが望ましい。これらの基礎試験結果から、動揺度を考慮する接着ブリッジの長期寿命設計では、フィラー含有の接着性レジンは好ましくないことが示唆された。従って、接着性レジンの力学特性を十分に踏まえた上で、接着ブリッジに適正な接着性レジンを選択することが重要であることが分かった。