hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
定容容器内の乱流伝ぱ火炎の可視化計測

近年、内燃機関の各分野における使用が増加するに従って、多量の化石燃料を消費し、それにともなう排ガス問題やエネルギが大きな社会問題になっており、今後、ますます厳しい規制が実施されようとしている。このような社会的要請から、高効率、低有害ガス排出するエンジンの開発が当面の最大課題とされ、数多くの研究者により、精力的に研究されている。熱効率の向上やNOxの排出量の低減を達成させるには燃料を希薄状態で効率よく、しかも安定に燃焼させることが最も有効であり、実現の可能性が高い。しかしながら、希薄燃焼条件ではエンジンのサイクル変動が大きくなり、ミスファイアが生じやすくなる。これらの欠点を改善するための方法としては、火花点火機関では燃料を点火する前に、燃焼室内で乱れを発生させ、乱流燃焼による燃焼時間の短縮する方法がよく用いられている。しかし、乱れが希薄燃焼過程に及ぼす影響については、現段階では、少しずつ明らかになってきたとは言え、まだ未解明の問題は数多く残され、これからの課題である。エンジンのシリンダ内の燃焼過程におよぼす乱れの影響は非常に難しい問題であり、乱れによる燃焼の促進メカニズムを明らかにするために、乱れの性質を単純化できる実験装置を用いてた方がより適切であると考えられる。そこで、本研究はディスク形の定容容器を用い、メタン-空気予混合気を容器内に噴射させることによって、燃焼室内で主流のある(接線一方向噴射で)乱れ場、あるいは主流のない(8方向対向衝突噴射で)乱れ場を形成させ、乱れ強さが燃焼過程に及ぼす影響を流速測定、火炎の可視化および圧力測定によって考察し、そのメカニズムを明らかにすることを目的として実験的研究を行った。その結果、前者の場合は旋回流の回転速度で燃焼時間が決まり、後者の場合は、流れの乱れ強さによって決定されることが明らかになった。本研究では定容容器内に充填された可燃性混合気体中に人為的に乱れを加えた上でその中を伝播する乱流火炎面を観察して、その構造を実験的に明かにし、合わせて数値的な実験と対応させることにより、適切な乱流火炎モデルを構築することを目的とする。使用する定容容器は火炎点火機関の燃焼室を模擬した円筒型のもので直径100mm、、高さ30mmである。混合気体に与える乱れとしてスワールおよび噴流型の流れ場を人為的に形成するような乱れ発生機構を備えた定容容器を設計、製作した。燃料として水素、メタン、プロパン、などを用い、予混合火炎の形態を瞬間シュリーレン撮影と瞬間直接撮影(露光時間1/8000s)により可視化計測する。あわせて、圧力変換器による筒内圧力の測定により、燃焼時間、最大圧力を測定し、乱れの影響を明らかにする。乱れの特性については非燃焼時に熱線流速計により測定する。現在得られた結果によるとスワールの場合、旋回速度が燃焼速度を決める重要な因子であることが明らかになった。一方、噴流の場合、側壁の8個の噴孔から同時に噴出することにより、ほぼ一様な乱れ場を作りこの乱れにより燃焼速度が増加することを確かめたが噴孔内の燃焼により二次的噴流が発生しこの影響も大きい事がわかった。この二次噴流の影響は純粋な乱れの影響とは言い難いので取り除く必要がある。他方、理論的定式化を行い、SIMPLE法による数値計算ソフトウエアの開発を行い、火炎伝播の過程を数値的にシミュレートしている。

このような社会的要請から、高効率、低有害ガス排出するエンジンの開発が当面の最大課題とされ、数多くの研究者により、精力的に研究されている。熱効率の向上やNOxの排出量の低減を達成させるには燃料を希薄状態で効率よく、しかも安定に燃焼させることが最も有効であり、実現の可能性が高い。しかしながら、希薄燃焼条件ではエンジンのサイクル変動が大きくなり、ミスファイアが生じやすくなる。これらの欠点を改善するための方法としては、火花点火機関では燃焼を点火する前に、燃焼室内で乱れを発生させ、乱流燃焼による燃焼時間の短縮する方法がよく用いられている。しかし、乱れが希薄燃焼過程に及ぼす影響については、現段階では、少しずつ明らかになってきたとは言え、まだ未解明の問題は数多く残され、これからの課題である。エンジンのシリンダ内の燃焼過程におよぼす乱れの影響は非常に難しい問題であり、乱れによる燃焼の促進メカニズムを明らかにするために、乱れの性質を単純化できる実験装置を用いてた方がより適切であると考えられる。そこで、本研究はディスク形の定容容器を用い、メタン-空気予混合気を容器内に噴射させることによって、燃焼室内で主流のある(接線-方向噴射で)乱れ場、あるいは主流のない(8方向対向衝突噴射で)乱れ場を形成させ、乱れ強さが燃焼過程に及ぼす影響を流速測定、火炎の可視化および圧力測定によって考察し、そのメカニズムを明らかにすることを目的として実験的研究を行った。その結果、前者の場合は旋回流の回転速度で燃焼時間が決まり、後者の場合は、流れの乱れ強さによって決定されることが明らかになった。
電動式シート型洗髪槽と湯循環式洗髪用具の開発のための基礎的研究

頭髪および頭皮の細菌などの汚染を効果的に減少できる洗髪を実施し、さらに洗髪実施のための準備や移動などでかかる身体的負担の減少、点滴や挿管チューブの抜去等の医療事故の予防も考え、患者に負担のない安楽性が高く、高度な治療環境の規制に伴う不自由さを軽減した安全性の高い洗髪を実施することを目的にシート状で挿入し電動で槽形に膨らませることができる電動式シート型洗髪槽を作成したいと考えた。洗髪のために必要かつ安全なスペースの確保ができ、患者に身体的負担がなく、細菌など汚染を効果的に除去するための洗浄を行うことができる洗髪槽とベッドサイドにもっていく温湯量を少なくするために汚水を浄化し再生することができる循環式洗髪用具(シャワーと汚水濾過システム)を開発することで解決できると考えた.さらに、電動式シート型洗髪槽と循環式洗髪用具と合わせて1つの台車にまとめ、可能な限りコンパクトなものにしたいと考えた。本研究は、これらを有形にして製品化することである。今年度は、電動式シート型洗髪槽の作成に取り組んだ。形状の検討では、研究者の先行研究で構築した「1013Lの温湯を使い、手で湯溜まりを作って揺らしながらすすぐ方法」が実施できるスペースの確保、患者の頸部固定に関わる条件(固定位置、膨らまし具合、可動性等)、素材(抗菌性、保温性、皮膚への刺激等)について検討した。現在は、試作が完成し実際に健康成人で検証を行っている。吸気時(膨らまし時)、排気時にかかる患者の身体的負担を生理的、運動的(筋電図)、精神的な側面で検証している。2年目となる平成30年度は、電動式シート型洗髪槽を完成し、さらに湯循環式洗髪用具の開発に必要な基礎的データの収集を行い試作作成を行いたいと考える。本研究は、電動式シート型洗髪槽と湯循環式洗髪用具の開発である。今年度は電動式シート型洗髪槽の試作完成まで進めることができ、その検証を進めている。さらに、来年度に向け湯循環式洗髪用具の作成のための形状や機能について具体的な検討を進めている。検討に必要なデータは、シミュレーターや健康成人にて検証のための実験を進めており、概ね計画どうり進めていると考える。電動式シート型洗髪槽と湯循環式洗髪用具を製品化すために、株式会社タナックと共に研究を進めている。研究の目的が達成できるように今年度も推進してきたい。現段階で、遂行するにあたり課題としていることは概ねない。電動式シート型洗髪槽と湯循環式洗髪用具の製品化に伴い、試作作成のための費用が多く必要となる。特に、湯循環式洗髪用具の試作に多くの金額が見込まれるため次年度に繰り越した。
2000年9月東海豪雨災害に関する調査研究

本研究は,2000年9月11日から12日にかけて名古屋市を中心として発生した豪雨災害に関して,その全体を詳細に調査し,幾つかの焦眉の課題について記録にとどめるとともに,それらの機構解明や計画・現行安全度・管理の適不適等を整理し明らかにするなどの検討を,問題間・各分野間の関連も含めて検討した.以下に各地域・各問題に関して得た成果を示す.(1)豪雨の気象力学的特性を明らかにした.(2)水文量の確率的特性と計画に対する規模を明らかにした.(3)都市域での内水・外水氾濫に関して,痕跡調査と2次元氾濫解析によって氾濫状況を記述するとともに,氾濫の要因と問題点を明らかにした.(4)都市域での氾濫をいくつかの計画規模の異なる複雑な治水システムにおける問題として整理した.(5)新川破堤のメカニズムを土質力学的側面から明らかにした.(6)氾濫による地下鉄等の機能停止状況を明らかにし,地下施設防災の現況について論じた.(7)幹線道路や地域交通の機能喪失の現状を明らかにし,災害時の情報伝達手法に関して論じた.(8)災害情報の伝達・避難体制をアンケート調査によって明らかにし,危機管理のあり方について論じた.(9)避難救護・災害復旧支援・災害ゴミの処理の実態を取りまとめ,そのあり方について論じた.(10)愛知県内河川における破堤やそれに伴う災害の概要をまとめた.(11)矢作川上流域の土砂・流木・河道災害の現状と発生メカニズムを明らかにした.(12)矢作ダムからの計画を大幅に上回る放流に伴う危機管理のあり方について,周辺住民の対応をもとに論じた.(13)(1)(12)の成果をもとに,今回の災害の特徴を地域ごと,問題ごとに整理するととともに,今回の災害から得られる教訓を示した.本研究は,2000年9月11日から12日にかけて名古屋市を中心として発生した豪雨災害に関して,その全体を詳細に調査し,幾つかの焦眉の課題について記録にとどめるとともに,それらの機構解明や計画・現行安全度・管理の適不適等を整理し明らかにするなどの検討を,問題間・各分野間の関連も含めて検討した.以下に各地域・各問題に関して得た成果を示す.(1)豪雨の気象力学的特性を明らかにした.(2)水文量の確率的特性と計画に対する規模を明らかにした.(3)都市域での内水・外水氾濫に関して,痕跡調査と2次元氾濫解析によって氾濫状況を記述するとともに,氾濫の要因と問題点を明らかにした.(4)都市域での氾濫をいくつかの計画規模の異なる複雑な治水システムにおける問題として整理した.(5)新川破堤のメカニズムを土質力学的側面から明らかにした.(6)氾濫による地下鉄等の機能停止状況を明らかにし,地下施設防災の現況について論じた.(7)幹線道路や地域交通の機能喪失の現状を明らかにし,災害時の情報伝達手法に関して論じた.(8)災害情報の伝達・避難体制をアンケート調査によって明らかにし,危機管理のあり方について論じた.(9)避難救護・災害復旧支援・災害ゴミの処理の実態を取りまとめ,そのあり方について論じた.(10)愛知県内河川における破堤やそれに伴う災害の概要をまとめた.(11)矢作川上流域の土砂・流木・河道災害の現状と発生メカニズムを明らかにした.(12)矢作ダムからの計画を大幅に上回る放流に伴う危機管理のあり方について,周辺住民の対応をもとに論じた.(13)(1)(12)の成果をもとに,今回の災害の特徴を地域ごと,問題ごとに整理するととともに,今回の災害から得られる教訓を示した.本研究は,2000年9月11日から12日にかけて名古屋市を中心として発生した豪雨災害に関して,その全体を詳細に調査し,幾つかの焦眉の課題について記録にとどめるとともに,それらの機構解明や計画・現行安全度・管理の適不適等を整理し明らかにするなどの検討を,問題間・各分野間の関連も含めて検討した.以下に各地域・各問題に関して得た成果を示す.(1)豪雨の気象力学的特性を明らかにした.(2)水文量の確率的特性と計画に対する規模を明らかにした.(3)都市域での内水・外水氾濫に関して,痕跡調査と2次元氾濫解析によって氾濫状況を記述するとともに,氾濫の要因と問題点を明らかにした.(4)都市域での氾濫をいくつかの計画規模の異なる複雑な治水システムにおける問題として整理した.(5)新川破堤のメカニズムを土質力学的側面から明らかにした.(6)氾濫による地下鉄等の機能停止状況を明らかにし,地下施設防災の現況について論じた.(7)幹線道路や地域交通の機能喪失の現状を明らかにし,災害時の情報伝達手法に関して論じた.(8)災害情報の伝達・避難体制をアンケート調査によって明らかにし,危機管理のあり方について論じた.(9)避難救護・災害復旧支援・災害ゴミの処理の実態を取りまとめ,そのあり方について論じた.(10)愛知県内河川における破堤やそれに伴う災害の概要をまとめた.(11)矢作川上流域の土砂・流木・河道災害の現状と発生メカニズムを明らかにした.(12)矢作ダムからの計画を大幅に上回る放流に伴う危機管理のあり方について,周辺住民の対応をもとに論じた.(13)(1)(12)の成果をもとに,今回の災害の特徴を地域ごと,問題ごとに整理するととともに,今回の災害から得られる教訓を示した.
着床前胚の位置依存的なHippo経路制御機構の解明

着床前胚のHippoシグナルは、胚の内側に位置する細胞で強く、外側で弱いという細胞位置によるシグナル強度の差がある。本研究は、接着関連分子AngiomotinによるHippo経路活性化は細胞極性によって抑えられることをつきとめ、これが細胞位置の違いをHippoシグナル強度の違いへと変換する機構であることを明らかにした。これはHippo経路の重要な未解決問題を解くものであり、多くの関連分野の進展が期待される。着床前マウス胚の細胞は、細胞が胚の内側に位置するか、外側に位置するかで異なる運命決定を受ける。本研究は、この位置依存的な細胞運命決定機構の分子基盤であるHippo経路に注目し、Hippo経路が位置依存的に活性化される機構の解明を目指して実施された。前年度までの成果から、内側に位置する細胞では、接着面に局在する接着関連分子Angiomotin (Amot)が細胞接着依存的にHippo経路を活性化するのに対し、外側に位置する細胞では、細胞極性がAmot分子を接着面から排除することで、細胞接着によるHippo経路活性化を阻止していることを突き止めている。H24年度は、このAmotによるHippo活性化経路(細胞接着→Amot→Hippoコア経路)を構成する分子群、及び、その分子間相互作用の解明を目的として研究を実施した。その結果、Amotは接着結合を構成するE-カドヘリン-βカテニン-αカテニン複合体と相互作用すること、そして、この相互作用は、Hippo経路制御因子であるMerlinによって促進されることを明らかにした。また、AmotはHippo経路の中心的キナーゼであるLatsと相互作用することを明らかにした。以上の成果から、カドヘリン-カテニン複合体→Merlin→Amot→Latsという分子間相互作用によって細胞接着情報がHippo経路へと伝えられることを明らかにした。本研究によって得られた成果は、Hippo経路の重要な未解決問題を解くものであり、着床前胚の位置依存的細胞分化機構の核心を明らかにするだけでなく、Hippo経路活性化の一般原理の解明へとつながるものである。したがって、本研究の成果は、発生生物学、臓器再生、がん研究などHippo経路が関係する多くの分野の発展に寄与することが期待される。マウス着床前胚の細胞分化は、細胞が胚の内側にあるか外側にあるかという位置の違いによって決まる。この位置依存的な細胞分化を制御しているのはHippo経路である。本研究のねらいは、新規Hippo経路制御分子Angiomotin (Amot)による着床前胚のHippo経路制御機構(細胞接着→Amot→Hippo経路)を明らかにし、着床前胚の位置依存的細胞分化の全容を解明することにある。H23年度は、1)AmotによるHippo経路活性化、2)外側細胞の細胞極性によるAmot依存的Hippo経路抑制、3)Hippo経路制御にかかわるAmot機能ドメインの特定について解析を行った。その結果、1)マウス着床前胚においてAmotおよびAmotl2が発現していること、そして、マウス着床前胚のHippo経路活性化はこの二つの遺伝子に完全に依存していること、2)細胞極性によるHippo経路抑制はAmotを細胞接着面から排除することで細胞接着情報がHippo経路へ伝わらないために起こること、3)AmotはHippo経路構成分子との直接的結合に関わる3つのPYモチーフを持つが、これはHippo経路活性化に必要ではなく、N末端側の機能未知のドメインと中央にあるコイルドコイルドメインが必要であることを明らかにした。H24年度は、これらのドメインと相互作用する分子群を明らかにし、細胞接着→Amot→Hippo経路の全容解明を目指す。H23年度には、1)AmotによるHippo経路活性化、2)AmotによるHippo経路活性化は細胞極性による影響、3)Hippo経路活性制御機構に関与するAmotの機能ドメインの特定を予定していた。1については、AmotとともにAmotファミリーの遺伝子であるAmotl2もHippo経路活性化に関与していること明らかにし、当初の計画よりさらに一層踏み込んだ形でAmotファミリーによるHippo活性化を示すことができた。2については、予定していた通り、頂端側と基底面側の制御因子群について機能抑制実験を行い、細胞極性によるAmotファミリー分子の分布制御とHippo経路活性化との間の興味深い関連を示すことができた。3については、研究開始当初に立てていた作業仮説にあてはまらない結果が得られてきており、予定していなかった多くの実験が必要となった。その結果、当初考えていたより多くの時間が必要となっているが、解析は順調に進んでおり、Amotファミリーによる新規のHippo経路活性化機構の解明につながる成果が得られてきている。以上の事由から、本研究はおおむね順調に進展していると判断するH23年度は所属する研究室の熊本大学への移転があり、それに伴い、実験に使用するマウスの繁殖、および、研究室の立ち上げに時間を要した。H23年度に未使用額があるのはそのためである。

立ち上げ後は順調に研究が進展しており、今後も当初の実施計画通り研究を進めていく予定である。H24年度はAmotによるHippo活性制御機構を構成する分子群を明らかにすることが研究の中心となるが、H23年度のマウス胚を用いた解析から、AmotによるHippo経路活性化は当初の作業仮説にあてはまらない全く新規の機構によるものであることが示唆されており、Amotとの相互作用を解析すべき候補分子の数も増えた。したがって、マウス胚を用いたsiRNAなどによるノックダウン実験や、培養細胞を用いた免疫沈降実験を計画よりも数多く行う必要があり、必要な抗体や試薬類及び実験動物の購入は当初の予定を上回ることが予想される。H24年度はH23年度の未使用分を上乗せする形で研究費を使用することになるが、このような研究状況から考えて、研究計画に大きな変更を加えなくても全研究費を使い切ることができると考えている。
ベイズ推定の手法に基づく行列分解問題の研究

当該年度は、行列分解問題の変分ベイズ近似解の導出、および求解ダイナミクスの解析を主に行った。まず、辞書学習問題への応用を踏まえ、分解された片側の行列の事前分布がラプラス分布の場合の変分ベイズ近似解を求めた。さらに得られた解について数値実験を行い疎行列の復元に近似解が有効であることを示した。この結果は既に学術誌論文として刊行されている。次に、非負値行列分解問題への応用を考慮し、分解された双方の行列の事前分布を指数分布とした場合の変分ベイズ近似解を導出した。この解についても数値実験を行い、事前分布のパラメータを調整することで解の疎性を調整できる可能性があることを示した。この結果は既に国際会議論文として刊行されている。上記研究と並行して、変分ベイズ解をアルゴリズムとして利用する際の求解ダイナミクスの解析を行った。具体的には、神経科学の分野で知られるAmari-Maginuの統計的ダイナミクスの手法を応用し、求解ダイナミクスを少数の変数で記述できる簡約式を得た。また簡約式と実際の行列分解実験の結果とを比較し、一定の条件下で両者の挙動が一致することを確認した。以上の結果を国内学会および国内研究会で発表した。出版物としては研究会報告の形で既に公表している。さらに外部向けの実績として、疎行列分解問題に関連したスパース学習およびスパース信号推定に関する講演3件を実施した。以上はすべて依頼による講演である。その他疎行列分解問題に関連する機械学習の問題として、疎グラフ上の頂点被覆問題とその文書要約問題への応用に関する研究、およびディープラーニングの汎化誤差の起伏構造と学習則との関連の研究も行った。以上の成果は既に国内研究会で発表している。また、疎グラフ上の頂点被覆問題について外部からセミナー講師を招聘し、研究代表者が主催する研究室でセミナーを実施した。得られた成果については、学術誌論文、国際会議論文、研究会原稿、学会発表の形で既に発表している。研究自体も今の所支障はなく順調に進んでおり、新たな成果も着実に得られている。まず、疎行列分解問題において、ラプラス分布や指数分布等の事前分布に含まれるパラメータの適切な設定法の研究を行う。方法についてはある程度構想がまとまっているので、その方法と既知手法との差を調べた上で数値実験を行い、結果をまとめ学術誌論文として発表する予定である。次に、行列分解アルゴリズムの求解ダイナミクスの研究をさらに進め、ある程度成果がまとまった段階でこちらも学術誌論文としてまとめる。また、提案した求解ダイナミクスの解析手法を、変分ベイズ解に基づくアルゴリズムだけでなく座標降下法に基づく他のアルゴリズムにも適用し、複数のアルゴリズムのダイナミクスの差異について解析的に議論することが可能かを調べる。

また、提案した求解ダイナミクスの解析手法を、変分ベイズ解に基づくアルゴリズムだけでなく座標降下法に基づく他のアルゴリズムにも適用し、複数のアルゴリズムのダイナミクスの差異について解析的に議論することが可能かを調べる。使用している計算機設備に故障が発生し補助金による修理を計画したが、当該年度中に修理する時間が取れなかったため未使用額が生じた。繰越金は主に計算機修理費用に充てる予定である。さらに残額が生じた場合は、研究に必要な文献等の購入費用に充てる。
半導体ナノワイヤーを用いた太陽光を利用する光電気化学電極の構築

Ta泊上に陽極酸化多孔質アルミナ膜を形成、エッチングとアンモニア気流下での窒化処理によってTa3N5のナノロッドアレーを形成し、水分解用光触媒として検討した。X線回折、走査型電子顕微鏡(SEM)によって径、長さのそろったTa3N5のナノワイヤーが得られていることを確認した。さらに酸素生成反応を促進するためにIrO2コロイドを用いた表面修飾を行った。3電極系を用いてIrO2修飾Ta3N5ナノロッドアレーの光電気化学測定を行った。参照極にはAg/AgCl、対極にはPt線を用い、支持電解質には0.1MNa2SO4(pH 6)、光源には300W Xeランプを用いた。IrO2修飾Ta3N5ナノロッドは1.23Vvs.RHEにおいて3.8mA cm-2、1.55Vvs.RHEにおいて6.7mA cm-2という非常に大きな光電流を示した。また、光電変換効率(IPCEs)は520nmより短波長の領域において20%以上という高い値を示し、最大値は440nmにおける26%であった。以上のようにTa3N5ナノワイヤーアレーが水分解用光触媒として有望であることが確認できた。0.5MのNa2SO4水溶液(pH 13)中において、AM1.5G光照射下、1.0V vs.RHEにおいてIrO2コロイドで表面修飾したTa3N5ナノワイヤーアレーでは、ベアの場合と比較して耐久性が優れていたものの、20分で500mAcm-2以下まで低下してしまった。一方でCo-Piで表面修飾した物は光電流値の初期値こそIrO2コロイドで表面修飾した試料と比較して低いものの、20分間の間、光電流値の顕著な低下は見られなかったことから、Ta3N5ナノロッドアレーの耐久性改善にはCo-Piを用いた表面修飾が有効であることが確認できた。ナノ構造体の構築手法を光触媒・光半導体電極材料の研究開発に取り入れ、より高性能な光触媒・光半導体電極材料の開発を行う。規則正しい形状からなる半導体のナノ構造体は、光励起キャリアの分離を促進する機能を作り込める可能性が高く、デバイス応用のみならず光触媒・光半導体電極材料としての応用も期待できる。今年度はTa3N5のナノワイヤー作製およびその光電気化学特性の評価を行った。Ta3N5のナノワイヤーはTa板上にAl金属膜を真空蒸着法によって成膜し、陽極酸化することによってポーラスアルミナ層を形成、さらに陽極酸化を続けることによりポーラスアルミナ層をマスクとしてポーラスアルミナ層の下にポーラスな酸化タンタルが得られる。ボーラスアルミナ層をリン酸を用いて除去することにより酸化タンタルのナノワイヤーが得られる。この得られた酸化タンタルをアンモニア気流下で焼成して窒化処理することによりTa3N5のナノワイヤーが得られる。X線回折、走査型電子顕微鏡等によってTa3N5のナノワイヤーが得られていることを確認した。また、光照射下における水分解特性も評価した結果、光アノードとして動作し、Ta3N5ナノワイヤー電極表面から酸素が生成することを確認した。本手法では非常に安価にかつ大面積でナノワイヤー電極が得られる事から、太陽光を利用技術としては大きなアドバンテージがあると考えられる。今後、本手法を発展させていくことにより再生可能エネルギーである太陽エネルギー利用技術として期待されている光触媒を用いた水素製造への展開を狙う。昨年度はTa3N5のナノワイヤー作製およびその光電気化学特性の評価を行った。ポーラスアルミナ層をリン酸を用いて除去することにより酸化タンタルのナノワイヤーが得られる。今年度は前年度までに得られたTa3N5ナノワイヤーのさらなる窒化条件の最適化および表面修飾を主に行った。窒化処理はアンモニア気流下で高温で熱することにより行われるが、その処理温度を850°Cから1000°Cまで上げることにより光電流値がおよそ3倍まで増加することを見出した。表面処理としては酸素生成触媒であるIrO2コロイドをTa3N5ナノワイヤーに担持すること、およびBaドーピングを検討した。IrO2コロイドの担持により光電流値が増加することが確認され、Baをさらにナノワイヤー表面にドープすることにより約2倍に光電流値が増加した。以上のように、半導体ナノワイヤーを用いた水分解光触媒システムの開発を行った。来年度は水分解反応の評価を行う予定である。

X線回折、走査型電子顕微鏡(SEM)によって径、長さのそろったTa3N5のナノワイヤーが得られていることを確認した。さらに酸素生成反応を促進するためにIrO2コロイドを用いた表面修飾を行った。3電極系を用いてIrO2修飾Ta3N5ナノロッドアレーの光電気化学測定を行った。参照極にはAg/AgCl、対極にはPt線を用い、支持電解質には0.1MNa2SO4(pH 6)、光源には300W Xeランプを用いた。IrO2修飾Ta3N5ナノロッドは1.23Vvs.RHEにおいて3.8mA cm-2、1.55Vvs.RHEにおいて6.7mA cm-2という非常に大きな光電流を示した。また、光電変換効率(IPCEs)は520nmより短波長の領域において20%以上という高い値を示し、最大値は440nmにおける26%であった。以上のようにTa3N5ナノワイヤーアレーが水分解用光触媒として有望であることが確認できた。0.5MのNa2SO4水溶液(pH 13)中において、AM1.5G光照射下、1.0V vs.RHEにおいてIrO2コロイドで表面修飾したTa3N5ナノワイヤーアレーでは、ベアの場合と比較して耐久性が優れていたものの、20分で500mAcm-2以下まで低下してしまった。一方でCo-Piで表面修飾した物は光電流値の初期値こそIrO2コロイドで表面修飾した試料と比較して低いものの、20分間の間、光電流値の顕著な低下は見られなかったことから、Ta3N5ナノロッドアレーの耐久性改善にはCo-Piを用いた表面修飾が有効であることが確認できた。昨年度と比較して水分解に起因する光電流値が大幅に増加しており、また、新たな知見が得られているため。本研究においてこれまでに既報のものと比較して格段に高効率な水分解光電流が得られている。一方で、長時間安定に反応を進行することが課題として残されている。今後は酸化コバルトや酸化マンガンといった酸素生成所触媒を担持することにより、正孔を自己酸化ではなく水の酸化反応に向けるとともに、原子層堆積法(ALD法)のような精密コーティングを駆使して安定性の向上を目指す。また、水分解反応の精密解析も併せて行う。
室内環境化学物質のアレルギー応答変容作用とシックハウス症候群との関連に関かる研究

いわゆるシックハウス症候群ではアレルギー類似の症状が前面に出るなど免疫機構が関わりを持つと言われていることから、住居内空気を汚染する環境化学物質の代表的な物質であり、シックハウス症候群の原因物質としても最も頻度の高いホルムアルデヒドをマウス(B6C3F1雌性)に曝露し、これの免疫学的検索および既知アレルゲンを投与して実験的に惹起した即時型および遅延型アレルギーの変容を指標として健康影響を評価した。また、ホルムアルデヒドを曝露した無処置マウスにおいて、シックハウス症候群の患者で観察されることがある生体影響を念頭において観察を行った。さらに、飲食物から摂取されるホルムアルデヒドの影響についても検討した。500ppbホルムアルデヒドの週5日4週間曝露によって、抗体産生応答およびリンパ球幼若化応答の亢進、即時型アレルギー応答の感作および症状発現の両段階において増強されることが観察された。また、一部の患者に見られることが知られている、末梢リンパ球の異数性染色体の発現頻度の増加が観察され、さらに脳内(海馬および嗅球)でのプロラクチン産生の亢進という新しい知見も観察され、近年にシックハウス症候群の発症機序に嗅球-大脳辺縁系が関与するという報告と符合する結果が得られた。また、ホルムアルデヒド処理を行った実験用動物飼料を摂取させたマウスでは腸内細菌数が濃度依存的に顕著に減少したのに対して、同様量のホルムアルデヒド水溶液を摂取させた群では減少の度合いは軽微であった。前者においては肝臓におけるエンドトキシン誘導性サイトカイン応答の腸内細菌減少時に見られる変容も観察された。以上より、マウスへの経気道、経口両者のホルムアルデヒドへの曝露が、免疫・アレルギー応答に変容をもたらし、かつ同時にシックハウス症候群と同様の生体影響が観察されるなど関連性のあることが示唆された。ホルムアルデヒド(HCHO)は、シックハウス症候群(SHS)の主原因の一つとして考えられる。SHSがアレルギー等との重複することが知られているので、初年度に、HCHOの免疫応答変容作用およびアレルギー応答修飾作用を検討した。雌マウス6週齢に、一日8時間(昼間)、週6日、6週間HCHO(50-1800ppb)曝露し、免疫学的検索および実験的に誘発したアレルギー応答を観察した。その結果、PFC応答およびリンパ球幼若化応答は低濃度で亢進、高濃度では抑制された。NK細胞活性は濃度依存的に抑制された。Locallymph node assay(LLNA)にて行った即時型および遅延型アレルギー誘導物質による感作段階へのHCHO曝露の影響は、頚部リンパ節の細胞数で前者で増加傾向、後者は変化なく、リンパ球細胞増殖活性は前者で著明に亢進し、後者では変化なかった。アレルギー反応誘発段階へのHCHO曝露の影響は、即時型アレルギー応答で血清中抗原特異的IgE抗体価が腹腔内投与で曝露により濃度依存的にやや増加する一方、鼻腔内投与では強く抑制された。遅延型アレルギー応答はHCHO曝露群で耳介組織中への炎症性細胞の侵潤が抑制され、浮腫のピークが早期にシフトした。耳介組織のサイトカインmRNA発現はIFN-gが曝露群で抑制されたのに対してIL-4、IL-5は変化なかった。HCHOは低濃度で免疫応答を亢進し、高濃度では抑制的に作用した。NK活性は低下した。HCHOは即時型アレルギーを増悪し遅延型アレルギーを軽減する結果となった。HCHO曝露がTh細胞の亜分画のバランスに対して影響を及ぼす結果であることが示唆された。すなわちHCHOは喘息やアトピー性皮膚炎などの即時型アレルギーの症状を増悪させる可能性のあることがわかった。

SHSを引き起こす化学物質の体内への進入ルートは主に経気道的曝露が想定されている。一方、一般環境においての化学物質の曝露は経消化管的な部分も大きい。また、養殖魚などの寄生虫駆除のために一部で違法な魚類のホルマリン浴が行われている。こうしたHCHOの使用により残留ないし形態を異にして食品に移行するHCHOが食品とともに摂取される可能性がある。そこで、飲食物を介し経口的に長期にわたって微量のHCHOないし食物に作用し形態を変えても残留し摂取される状況を想定し、雌性B6C3F1マウスを用いたHCHO投与実験系を設定し生体影響について検討した。模擬試料としてHCHO処理を行った動物飼料およびHCHOを添加した蒸留水をマウスに与えて、腸内細菌巣の変化、腸管から吸収された物質が最初に達し解毒の場ともなる肝臓への影響、および外来病原体から生体を防御する免疫機構への影響などを指標として、HCHOによる健康影響の評価について検討を試みた。その結果、糞便中の大腸菌群に関し、低濃度、高濃度HCHO飼料投与群で菌数の有意な減少、高濃度HCHO飲料水群で減少傾向を認めた。一方、嫌気性菌群では、低濃度、高濃度HCHO飼料投与群で有意な菌数の減少を認めたものの、HCHO飲料水投与群には明らかな傾向が見られなかった。LPS投与によって誘導した肝臓でのサイトカイン応答を、in vitroでの薄切肝の培養上清中に産生放出されるTNF-α量をもって観察したところ、低濃度、高濃度HCHO飼料群でコントロール群より減少傾向を示し、HCHO飼料摂取による消化管細菌巣の変化を反映する結果であった。一方、脾細胞幼若化応答およびヒツジ赤血球に対する抗体産生応答などの免疫応答にはHCHO曝露によると考えられる影響は見出されなかった。以上より、経口的なHCHO曝露が生体の消化管免疫等に影響を与えることがわかった。いわゆるシックハウス症候群ではアレルギー類似の症状が前面に出るなど免疫機構が関わりを持つと言われていることから、住居内空気を汚染する環境化学物質の代表的な物質であり、シックハウス症候群の原因物質としても最も頻度の高いホルムアルデヒドをマウス(B6C3F1雌性)に曝露し、これの免疫学的検索および既知アレルゲンを投与して実験的に惹起した即時型および遅延型アレルギーの変容を指標として健康影響を評価した。また、ホルムアルデヒドを曝露した無処置マウスにおいて、シックハウス症候群の患者で観察されることがある生体影響を念頭において観察を行った。さらに、飲食物から摂取されるホルムアルデヒドの影響についても検討した。500ppbホルムアルデヒドの週5日4週間曝露によって、抗体産生応答およびリンパ球幼若化応答の亢進、細胞性アレルギー応答の感作および症状発現の両段階において増強されることが観察された。また、一部の患者に見られることが知られている、末梢リンパ球の異数性染色体の発現頻度の増加が観察され、さらに脳内(海馬および嗅球)でのプロラクチン産生の亢進という新しい知見も観察され、近年にシックハウス症候群の発症機序に嗅球-大脳辺縁系が関与するという報告と符合する結果が得られた。
入院患者のパーソナル・スペースと看護介入との関連性に関する研究

人は他人との関係を快適に保つために、無意識のうちにパーソナルスペースを拡大縮小させている。よって、パーソナルスペースは二者間の対人関係を分析する客観的指標となる。特に臨床場面では、看護者が患者との非言語的コミュニケーションにも注意を払い、看護ケアに反映させることが必要である。看護ケアは、身体的援助や治療のため対人関係確立以前に患者に密接に接近する行動が多い。これは、看穫者にとっては患者とのコミュニケーションを深める格好の機会であるともいえる。しかし一方で患者は、パーソナルスペースに了解なく侵入され不快な気持ちになっているとも考えられる。パーソナル・スペースは、二者間の一方向における直線的距離「対人距離」を多方向に測定することで定量的に把握できる。そこで本研究では、臨床場面で看護者が患者に対してとる対人距離が、患者にとっても快適な距離であるかを検証する。さらに,被接近者の心理的反応を反映する指標である「瞬目反応」について分析し、接近者が位置を調整するための手がかりとなり得るかについての基礎材料を得ることを目的とした。調査対象は、被接近者に24時間以上ベッド上で臥床している成人男子16名、接近者にケアスタッフ成人女子16名のベアである。測定条件は、被接近者の姿勢はベッド上臥位と一定とし、接近者の位置を(1)姿勢×方向別{姿勢2(立位・座位)×方向2(前方×側方)を組み合わせた4条件}(2)姿勢×対人距離別{姿勢2(立位・座位)×対人距離3(被接近者の好む距離×近い×遠いと感じる距離)を組み合わせた6条件}について調査した。その結果、相互作用場面において接近者より被接近者の好む対人距離の方が遠く,差異の程度は二者間の位置関係により変化することが明らかとなった。また、位置関係に差異が生じたまま対人交渉を続けると、被接近者の瞬目反応が変化することが観察された。これにより、被接近者の瞬目反応は、接近者が位置を調整するための手がかりとなり得る可能性が示唆された。看護者は,効果的なコミュニケーション手法を活用し患者との対人関係を構築する。その際,患者の非言語的行動に注目することは重要である。非言語的表現の1つに個人の身体を取り巻く見えない空間「パーソナルスペース」があり,二者間の一方向における直線的距離「対人距離」を各方向に測定することで客観化できる。そこで本研究は,人が臨床という特殊な状況におかれ心理状態や対人関係,環境等の様々な要因が変化した時に,どのようなパーソナルスペースを持つか分析することを目的とした。本年度は,以下の点について調査を実施した。1.体位の相違とパーソナルスペースの関連:人が療養のためベッドに臥床して過ごす際には,普段と異なる体位で空間を認知することとなる。そこで,立位およびベッド上臥位の2条件の体位における同性との対人距離を測定した。その結果,立位およびベッド上臥位ともに,個体距離・近接相(46-75cm)に多く分布した。また体位の変更後も,同一の距離帯を示すケースが多かった。よって個人が持つパーソナルスペースは,体位の相違によりあまり変化しない傾向が示唆された。2.看護介入内容の相違とパーソナルスペースの関連:看護介入は,身体的援助や治療のため患者に密接に接近する行動が多い。これら,ベッドサイドのケアはコミュニケーションを深め,親しみを増す格好の機会であるともいわれている。そこで,看護介入内容が身体へのタッチングがあり,会話も多い場合(背部の清拭・足浴)と身体へのタッチングはなく,質問事項以外会話の無い場合(健康歴の聴取)における男性患者が女性看護者に対してとる対人距離を測定した。その結果,看護者が介入の提供を重ねた場合や介入内容が身体にタッチングし会話が多い場合は縮小するケースが多かった。よって,個人が持つパーソナルスペースは看護介入内容の違いにより変化する傾向が示唆された。

その結果、相互作用場面において接近者より被接近者の好む対人距離の方が遠く,差異の程度は二者間の位置関係により変化することが明らかとなった。また、位置関係に差異が生じたまま対人交渉を続けると、被接近者の瞬目反応が変化することが観察された。これにより、被接近者の瞬目反応は、接近者が位置を調整するための手がかりとなり得る可能性が示唆された。
単分子を架橋させた複合ナノ接合リングによる単分子の電気伝導測定

本研究は、(1)これまで開発してきた微細加工プロセスの改良による超伝導材料や磁性材料など機能性材料からなるナノスケールサイズの溝構造を持つナノギャップ電極作製技術の確立、(2)ギャップ電極間へ高い電気伝導度が期待されるπ電子系分子(グラフェンを含む)を配置させた複合ナノ接合素子の作製と超伝導電流やスピンなどを単分子へ注入することによる新奇なキャリア輸送機構の観察、(3)チャンネル材料として成長グラフェンの利用を目標として行われた。具体的な研究成果は以下のとおりである。(1)これまでの微細加工法にウエットエッチング技術を導入することにより、超伝導(Nb, Al)や強磁性(Co, Ni)体材料からなるナノギャップ構造作製プロセスの開発に成功した。(2)分子デバイス作製のための高真空一貫装置を開発した。(3)電極と分子を繋ぐアンカー構造がデバイスパラメータを決める一つの大きな要素であることを明らかにした。(4)多温度ゾーンCVD法による成長グラフェンの層数制御法を確立した。(5)成長グラフェンのキャリア輸送特性が、単層グラフェンの特性に類似していることを明らかにした。本研究では、(1)従来のトップダウン型微細加工法に分子の自己組織化を利用したボトムアップアプローチを融合させたハイブリッド型微細加工技術の開発(2)本手法を用いたナノギャップ電極の作製、(3)ナノギャップ間に高い電気伝導が期待されるπ電子系分子を架橋させた複合ナノ接合を作製し、ゲート電極を利用した分子のポテンシャル制御による単分子内におけるキャリア輸送特性機構の解明を目指す。特に、電極材料として超伝導を用いることにより、超伝導電流と量子ドットのエネルギー準位や分子軌道とのカップリンクに伴う新規なキャリア伝導機構の探査と量子デバイス応用への展開を模索する。本研究では、2のパスを作って電子を干渉させるデバイス構造を持つアハラノフ・ボーム(AB)リング内に、高い電気伝導性が期待されるπ電子共役系単分子を架橋させた複合ナノ接合ABリングを作製し、ゲート電極を利用した単分子のポテンシャル制御による単分子内におけるエネルギー緩和を起こさない電気伝導過程、いわゆるコヒーレント伝導の実証とその電気伝導機構の解明を目指す。本年度(H20年度)では、トップダウン型微細加工技術と分子の自己組織化による分子リソグラフィー法を併用したハイブリッド型微細加工技術の開発・最適化を行い、超伝導体(アルミニウム・ニオブ)や強磁性体(コバルト)材料からなるナノスケールオーダーの溝構造を持つナノギャップ電極の作製に成功した。本手法では、自己組織化単分子膜と金属イオンからなる多層膜(分子定規)をレジストとして用いているため、原理的には一分子層単位(2nm)でギャップ幅を制御することができる。実際、作製されたギャップ幅はレジストとして用いた多層膜(多層分子膜)のサイズと良い一致を示しており、これは従来のトップダウン型微細加工精度を凌駕するものである。本研究では作製されたギャップ電極の有効性を検証するために、アルカンチオールをリガンドとした金微粒子をナノギャップ電極間に配置させることにより、単一電子素子を作製し、電極間に流れる電流-電圧特性から明瞭なクーロンブロッケード現象を観察した。この結果は、本研究で目指す単分子を架橋させた複合ナノ接合ABリング構造の作製に本手法が大変有効であることを示唆している。さらに本年度では、作製されたデバイスの電気伝導特性を測定するためのシステム構築を行った。本年度予算はシステムに必要な電源(ユニバーサル・ソース)及びロックインアンプ(シンクロトラックロックインアンプ)、これら計測器を制御するためのPC・ソフトの購入に充てた。本研究では、金属電極間に、高い電気伝導性が期待されるπ電子共役系単分子を架橋させた複合ナノ接合を作製し、ゲート電極を利用した単分子のポテンシャル制御による単分子内における電気伝導の観察とその伝導機構の解明を目指す。本年度は、我々がこれまでの研究で開発してきたトップダウン型微細加工法と自己組織化によるボトムアップ型微細加工法を融合させたハイブリッド型微細加工技術の改良により、超伝導材料や強磁性体材料など様々な機能性材料に対して加工可能なナノ加工技術の確立を行い、この技術によって作製されたナノスケールオーダーの溝構造を持つナノギャップ電極の有効性を検証した。具体的には、本手法により作製された超伝導ナノギャップ電極間に、リガンドで被覆された金微粒子を配置させることにより、単一電子素子を作製し、電気伝導評価を行った。

その結果、電極間に流れる電流-電圧特性は、明瞭なクーロンプロッケード現象を示した。さらに、いくつかのリガンド(アルカンチジチオール・ベンゼンジチオール・キシレンジアミン)を採用した結果、キシレンジアミンをリガンドとして用いた単電子素子が最も低い接合抵抗を示した。この結果は、作製された超伝導ナノギャップ電極が、そのギャップ間に微粒子や単一分子を架橋させ、リガンド構造を最適化することにより、新奇な機能を有するナノデバイスの構築に大変有効であることを示唆している。本研究では、(1)従来のトップダウン型微細加工法に分子の自己組織化を利用したボトムアップアプローチを融合させたハイブリッド型微細加工技術の開発(2)本手法を用いたナノギャップ電極の作製、(3)ナノギャップ間に高い電気伝導が期待されるπ電子系分子を架橋させた複合ナノ接合を作製し、ゲート電極を利用した分子のポテンシャル制御による単分子内におけるキャリア輸送特性機構の解明を目指す。特に、電極材料として超伝導を用いることにより、超伝導電流と量子ドットのエネルギー準位や分子軌道とのカップリンクに伴う新規なキャリア伝導機構の探査と量子デバイス応用への展開を模索する。H22年では、前年度確立したハイブリッド型微細加工法により、ギャップ幅10nm程度の超伝導(Nb)ナノギャップ電極の作製に成功し、電極間に直径10nm程度の金微粒子(量子ドット)を配置させた超伝導単電子トランジスタの作製を試みた。Nbの転移温度(Tk=9K)以下で測定した電流-電圧測定では、電極の超伝導状態を確認し、単電子輸送特性の観察に成功した。加えて、電極と微粒子を繋ぐアンカー構造として、様々なアルキル鎖やπ電子系分子を用いた結果、π電子系分子による結合が接合抵抗の低減化に有効であることを見出した。これらの知見は、超伝導電流と量子準位のカップリングにおいて、それらを結ぶアンカー構造の設計が極めて重要であることを示唆している。本研究では、(1)従来のトップダウン型微細加工法に分子の自己組織化を利用したボトムアップアプローチを融合させたハイブリッド型微細加工技術の開発(2)本手法を用いたナノギャップ電極の作製、(3)ナノギャップ間に高い電気伝導が期待されるπ電子系分子を架橋させた複合ナノ接合を作製し、新規分子デバイスの創出を目指す。H24年度では、π電子系分子としてグラフェンに注目し、前年度開発した多温度ゾーン化学気相成長(CVD)装置を利用した自己組織化成長によるナノギャップ電極を架橋したグラフェンナノデバイス作製技術の開発を進めた。この目標達成に向けて、(1)マイクロスケールのギャップ電極をテンプレートとしたグラフェン成長と、(2)機械剥離グラフェンをテンプレートとしたグラフェン成長の2つ観点から予備検討実験を進めた。(1)では、フォトリソにより作製した2μmギャップ電極間でグラフェンの形成を示唆するG,2Dバンドラマンシグナルの観察に成功した。
肝硬変を基盤とする肝細胞癌の発生の予知に関する実験的、臨床的研究

I.実験的検討1.肝硬変動物の作成:ラットにThioacetamide(TAA)を4ヶ月以上投与すると組織学的に肝硬変が生じ、6ヶ月後には胆管細胞癌類似の腫瘤が形成された。2.TAAによる癌遺伝子の発現:TAA投与により肝細胞DNAの損傷がnicktranslation法で定量され、その修復過程でmyc遺伝子が発現が亢進した。3.上記肝硬変の形成過程における肝細胞の細胞回転、DNA分析、組織学的変化、遺伝子解析:(1)分離肝細胞をもちいたFlowCytometryによる分析では、肝実質細胞はTAA投与開始8週までに4c優位から2c優位にあり、再生結節は2cが主体で、これから肝細胞癌の発生は考えにくい。遺伝子上も著変をみない。(2)BrdUを用いた細胞回転の測定では、肝実質細胞に比して胆管上皮はTAA投与初期から著しく早く、特に胆管細胞癌類似の腫瘤(cholangiefibrosisのそれは高度であった。またこの部のc-myc遺伝子の発現もみられ、胆管上皮の癌の初期的段階と推定された。4.肝硬変を基礎とする肝細胞癌モデルの作成:TAA肝硬変にiniatorとしてdiethyl-nitrosamine(DEN)を1回投与してその後にTAAを連用し肝硬変を作成した。その細胞回転、DNA分析を行うと、DEN単独、TAA単独ではみられない著しい細胞回転の亢進が肝実質細胞にみられた。24週以後には肝細胞癌と思われる組織所見が得られるとともに、γ-GTP陽性細胞巣も増加したことから、肝硬変を母地とする肝細胞癌の適切なモデルと考えられた。目下、この遺伝子分析を行っている。II.臨床的検討肝癌(原発性、転移性)症例についても類似の成績を得つつある。1.基礎的研究:(1)thioacetamideを1回腹腔内に投与することで生じるラット肝細胞核内DNA損傷、修復を各々necl translation,unscheduled DNA syphesisで測定し、DNA損傷は投与24時間後に最大となり、その修復合成は48時間後に最大を示した。この期間の癌遺伝子の発現をNothern blottingを用いて検討し、C-mycが投与2448時間にかけて発現を亢進を認めた。これは細胞が障害を受け、DNAの損傷が引き金となりmyc遺伝子の発現が亢進し、修復合成がおこり、回復するという一連の機構の存在を示唆する。(2)thioacetamideを長期連続投与すると、投与後4ケ月で肝硬変、6ケ月で胆管細胞癌類似の組織像を呈し、7ケ月には癌が腫瘤を形成する。BrdvによるS期細胞標識率は、肝細胞では、投与後1ケ月に高いピークと4ケ月前後に低いピークをもって峰性を示した。胆管細胞及び胆管上皮様細胞では、癌細胞の出現に伴い著しい上昇をしめした。Flow cytometoryでのDNAヒストグラムは、正常ラットでは4C細胞優位で2C細胞の約2倍であるが、投与後徐々に2C優位となり2ケ月後には4Cの約4倍となり、以後7ケ月まで同様の傾向を示した。癌遺伝子の発現に関する検討では、β-actinha投与後各時期で差異を認めず、C-mycは投与4ケ月で正常の約3倍、6ケ月で約5倍、7ケ月の癌部で約9倍の発現量の亢進が認められた。現在thioacetanide及び3′-methyl-diajoaminobenzeneの併用により肝硬変合併肝細胞癌モデルの作成ならびにS期細胞標識率、DNAヒストグラム、癌遺伝子の発現について検討中である。

2.臨床応用例:各種肝疾患について癌遺伝子の発現につき検討した結果、肝細胞癌、転移性肝癌においてc-mycに発現が認められた。肝硬変ではその発現は認めず、C-H-γasも同様に発現を認めなかった。しかし症例数がいまだ少なく、症例を重ねるとともに、過去の症例についても検討可能であるin-situ-hybridization等についても検討している。1)Thioacetamide(TAA)の長期連続投与による肝硬変ラットからは、肝細胞癌は発生しないことが確認された。TAA投与開始後約6ケ月で癌腫様の結節性腫瘤は形成され、細胞回転は亢進するが胆管上皮類似の細胞であり、かつ転移も認められずcholangiofibrosisと称されるものである。また、肝硬変の再生結節の細胞は2c優位で、かつ細胞回転も速くないとの成績であった。2)肝細胞癌発生薬剤とTAAの同時投与の検討を行った。3'-methyl-diazoaminobenzene(DAB)とTAAを同時に投与したラットは、死亡率が高く、かつ、癌化する肝細胞と肝硬変所見は関連性がないため適切な実験モデルとは言い難いことが判明した。3)癌化のinitiatorをあらかじめ投与しておき、そのラットを肝硬変化させるモデルの作成を行った。initiatorとしてdiethylnitrosamine(DEN)を1回腹腔内投与し、3ケ月間、組織学的変化、細胞回転、DNA分析および細胞癌化の一指標であるγ-GTP染色を行ったが何らの変化もみられなかった。それに対し、DEN1回投与ラットにTAAを連日飲用させると4週から肝細胞の細胞回転は著しく亢進し、TAA投与量が多いと亢進程度も高度であった。さらに、12週では肝細胞癌も著しく増加した。すなわち、肝硬変を基礎とする肝細胞癌の適切なモデルと考えられこれを中心に検索をすすめつつある。目下、BrdUを用いたLabeling index(S期細胞標識率)が15o/ooを超える場合は癌化傾向が極めて高いこと(正常23o/oo)、γ-GTP陽性細胞数増加などが肝硬変癌化の徴候と考えられる。さらに癌遺伝子c-mycの増加度も検討中で、この発現が肝硬変癌化の予知に有用である可能性を認めている。4)臨床例(肝硬変合併癌)についても同様な検索を行っているが一定の成績は得ていない。
チーム連携評価尺度の開発およびチーム連携に影響する要因

今年度は昨年度に作成した、チーム連携評価尺度を用いて、チーム連携への影響要因を探るため、縦断調査を行った。研究期間は2018年6月と2019年1月の2回実施した。調査対象者は400床以上の国公立病院および大学病院6施設の看護師3000名を対象とした。目的変数をチーム連携として説明変数は基本属性およびチーム連携に関連すると考えられるバーンアウトやアサーティブネスやレジリエンスが測れるものとした。結果、1回目の調査の有効回答は2200人(回収率73%)であり、この2200人でコホート集団を設定し、2回目の調査を行った。結果910人を縦断調査の対象者とした。計画通りに調査を行うことができた。データの分析・解釈を進めていき執筆活動の後、学会発表および論文投稿をしていくこととしている。1)チーム連携評価尺度原案の作成:筆者の先行研究・既存のチームワーク尺度、臨床経験のある看護師20名によるブレーンストーミングから155項目の質問項目案を抽出し、KJ法を参考に分類したものをブレーンストーミング参加者に提示し、分類したカテゴリーごとに意味内容が、カテゴリー内容を代表していると考えられるものを23選択してもらった。ここからスーパーバイザーの指導を受けながら尺度原案30項目を作成した。さらにブレーンストーミングを繰り返し、原案の適切性を問うプレテストを実施し、内容的妥当性を検討後、病棟チーム連携評価尺度原案を完成させた。ここで得られたカテゴリーを因子分析の仮設とした。2)本調査対象:全国病院名簿に掲載されている首都圏の400床以上の病院を抽出し、研究の趣旨を説明し協力の得られた2施設に勤務する看護師約1300名に以下を実施した。1信頼性の検証:内的一貫性ではCronbachα係数を算出し、時間的安定性においては、2週間の間隔のテストー再テスト法を対象者のうち650名に依頼し、相関係数を算出した。2妥当性の検証(1)項目分析(2)基準関連妥当性:外的基準にチーム・プロセス測定項目20項目を使用し、チーム連携評価尺度との相関係数を算出した。3構成概念妥当性: SPSSによる探索的因子分析およびAMOSによる確証的因子分析を実施した。以上の手順をおこない、チーム連携評価尺度:4因子17項目が完成した。このことから、信頼性・妥当性を確認し、検証された。H29年度に予定していた、チーム連携評価尺度を作成し、信頼性・妥当性を検証した。H29年度に作成した尺度について、学会発表を予定している。平成30年5月、病棟チーム連携への影響要因を明らかにするためベースライン調査でコホートを設定する。全国病院名簿に掲載されている関東圏の中小規模の病院に勤務する看護師(目標2000名)を対象とし、無記名自記式質問紙調査を郵送留置き法で実施する。平成31年1月、縦断研究でコホート追跡調査を実施する。病棟スタッフをチームとして捉えると、年度初めの4月と年度末の3月までの一年間を追跡することが望ましいと考えるが、4月は調査時期に相応しくないと判断し、1年後を追跡調査の時期とすると退職している可能性があるため、5月開始とし、半年8ヶ月後の2回の調査を設定した。次年度購入額が生じた理由は、当初の計画より物品の購入が遅れてしまったためである。次年度使用額は、データの解析等に使用するソフトの購入および入力業者への依頼等に使用する予定である。分析結果で論文の執筆および投稿を考えていたため、前倒し請求したが、そこまで至らなかった。今後は投稿論文を完成させ、英文に翻訳し、国際学会での発表を予定している。