hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Zr基およびFe基金属ガラスの電子線照射誘起ナノ結晶とその構造安定性

金属結晶に電子線を照射すると、電子の弾き飛ばし効果によって、原子配列が乱れアモルファス構造が形成される場合がある。一方、我々は、原子配列が周期性を有さないアモルファスあるいは金属ガラスに電子線を照射すると、結晶化が起こることを見出した。本研究では、Zr-Cu系、Zu-Cu-Ni系、Fe-Nd-B系、Zr-Pd系等の各種金属ガラスに電子線照射を行い、照射誘起結晶化の有無、形成される結晶構造、相安定性、ナノ組織制御について調べた。いずれの金属ガラスも電子線照射により結晶化が促進され、熱誘起結晶化では得られない、ナノ結晶が得られた。この電子線照射誘起結晶化を利用すれば、局所領域のナノコンポジット組織制御が可能である。熱処理下と電子線照射下では相安定性が異なる。例えば、Zr-Cu系金属ガラスでは、アモルファス相からfcc-Zr_2Cuが析出するが、電子線照射下ではbct-Zr_2Cuが形成され、相安定性がことなる。従って、熱処理で形成したfcc-Zr_2Cuに電子線を照射すると、Zr_2Cuは電子の弾き飛ばし効果により、結晶構造が乱れアモルファスとなる。更に、電子線照射を行うと、電子線照射誘起結晶化によりbct-Zr_2Cu相が析出する。また、熱処理で形勢されるZr-Pd系合金の準結晶について見ると、電子線照射によりアモルファスになった後、更に照射を続けると結晶相が形成される。このように、電子線照射下では通常の熱処理条件下とは相安定性が異なり、これを利用しての相構造ならびにナノ組織制御が可能となる。この電子線照射誘起結晶化は、照射量、照射温度、照射電圧に強く依存し、形成される結晶相の構造ならびに形態が変化した。kの相安定性を利用して、熱処理とは異なる新たな構造、形態のナノコンポジット組織制御が可能である。Fe-Zr-B系、Zr-Cu系、Zr-Cu-Ni系金属ガラスの熱誘起結晶化過程と電子線照射結晶化過程ならびに結晶相の構造、形態を調べると共に、電子線誘起結晶化機構を明らかにした。Fe-Zr-B系金属ガラスの場合、熱処理に伴ってアモルファス相からbcc相さらに化合物相が晶出した。低ボロン濃度の合金ではナノ組織を形成するが、高ボロン濃度になるとアモルファス相が安定となり、結晶化温度が上昇するため、結晶成長速度が速くナノ結晶組織を得ることが困難となる。一方、アモルファス相に電子線照射を行うと、室温以下の低い温度にも関わらず、結晶化が起こる。しかも、高ボロン濃度の合金であっても容易にナノ組織制御が可能である。この電子線照射誘起結晶化は、照射温度、照射電圧、照射密度、照射量依存性を示した。照射温度が低下すると、化合物相よりもbcc相の結晶化が優先される。Zr-Cu系、Zr-Ni-Cu系金属ガラスの熱誘起結晶化は、アモルファス相からfcc相への結晶化を経た後、化合物相の析出が起こる。これら金属ガラスのアモルファス相に電子線照射を行うと、bcc相に代わってfcc相が晶出し、更に照射を続けると化合物相が析出し、熱誘起結晶化とは異なった挙動を示す。また、熱処理によって析出したbcc相に電子線照射を行うと、アモルファス相に変化した後、照射誘起結晶化によりfcc相を形成する。しかも、電子線照射誘起結晶化を用いれば、いずれの金属ガラスもナノ組織制御が容易に達成される。電子線照射の場合、電子の弾き出し効果により、熱的に安定な結晶構造に乱れを生じるが、多数の欠陥が導入されているため、局所領域での原子の移動が容易となり、新たな結晶相を形成する。この場合、電子線照射下では結晶相の単位体積が小さい結晶ほど安定であり、この相安定性の違いが熱誘起結晶相と電子線照射誘起結晶相の違いを生み出すことが明らかとなった。

このように、電子線照射下では通常の熱処理条件下とは相安定性が異なり、これを利用しての相構造ならびにナノ組織制御が可能となる。この電子線照射誘起結晶化は、照射量、照射温度、照射電圧に強く依存し、形成される結晶相の構造ならびに形態が変化した。kの相安定性を利用して、熱処理とは異なる新たな構造、形態のナノコンポジット組織制御が可能である。
マウス中枢神経系におけるコラプシン様分子の検索

PCR産物をプローブとしてP1マウスおよび成熟マウスの脳由来のライブラリーをスクリーニングすることによってsemaGの全長を単離することができた。アミノ酸861個からなること、および膜貫通領域と推定される疎水性領域の存在が示唆された。また他のsemaファミリーと同様に細胞外と考えられる領域に非常にホモロジーの高いsemaドメインを持つことが明らかになった。このsemaGの一部をプローブとしてin situ hybridizationを行ったところ大脳皮質、後根神経節をはじめとする神経系と胸線に強い発現を認めた。さらにsemaGの3'端部分をプローブとしたノーザンブロット解析では神経系以外でも認められるバンド以外に、これより大きなバンドが神経系において認められることから神経系特異的なタイプの存在が考えられた。現在このバンドに相当するクローンの単離を試みている。これらの結果からこの蛋白が膜貫通型のレセプター様構造を持つ可能性があること、さらに神経系以外における発現があることからsemaドメインの機能としてこれまでに示唆されていたコラプス活性以外の機能についても検討する必要があること、神経系には神経特異的なタイプが存在すること、が示唆された。また抗体の作製のため大腸菌を用いてsemaGのC末のアミノ酸部分を大量発現した。これを用いて現在兎を免役しているところである。抗体の産生は実際にsemaGが作用している場所の同定に欠かせないものであり、その機能解析に役に立つものと考えている。
社会情動的スキルと認知的スキルの相互影響メカニズム：幼児期から児童期の縦断的検討

本研究では、幼児期から児童期を通じて、他者との協働性や情動制御、問題行動などの社会情動的スキルと、学習を支える認知的基盤や学習到達度などの認知的スキルの相互影響的な発達について、発達心理学、発達精神病理学、教育方法学の学際的な観点から検討する。幼児期から児童期の子どもがいる約500家庭を対象に4年間の縦断調査を実施し、各種の社会情動的スキルや認知的スキルとそれに関わる要因(対象児の個人的特性や家庭や学校などの生態学的環境)の測定を行い、2つのスキルが相互に影響し合い適応的または不適応的に発達するメカニズムを解明し、「小1プロブレム」や「10歳の壁」の問題を考える上で重要な基礎的資料を提供する。
リバース・ムラバハを巡るイスラム金融ガバナンス制度比較とシャリア法遵守コスト分析

本研究は、イスラム金融様式の要ともいえるシャリア・ボード(Shari'ah Board)の意思決定メカニズムの実態調査を、「集中型」構造のマレーシアおよび「分散型」構造のインドネシアにて行い、イスラム金融のガバナンス構造の本質とその課題について明らかにすることを目的とする。イスラム金融様式は英国を始め、欧米諸国での広がりを見せている。イスラム金融様式の要とも言えるシャリア・ボードの意思決定メカニズムの実態を明らかにし、日本におけるイスラム金融業務展開の実現可能性、また、イスラム金融様式に則ったファイナンスを東京金融市場に呼び込み、同市場の再活性化に向けた提言を行う。
資本制度に代る会社債権者保護制度のあり方

アメリカでは、資本制度が実効的な債権者保護装置でないとして四半世以上前に放棄され、近時わが国やヨーロッパ諸国においても、同制度の債権者保護としての実効性に疑問が持たれ、また効率的な資産運用および新規参入の促進という観点から、同制度の廃棄が検討されている。そこで、本研究では、廃棄するとして、その場合に必要となる代替的な債権者保護措置として、具体的にどのようなものがありうるかを比較法的に考察した。平成14年度はドイツ、15年度にはアメリカ、日本の実態調査を中心に行った。これにより以下の知見を得た。ヨーロッパ諸国では、取引信用保険制度が古くから商品化されており、これにより債権者の自衛が図られている。また、イギリスは、取締役の機会主義的行為を抑止する制度として、資格剥奪という独特の制度を導入している。一方、アメリカでは、民間信用調査機関が利用され、これにより自衛が図られている。そして、日本でも、近時倒産リスクの測定を専門とする会社が出てきており、取引信用保険の販売も始められて、同様の代替的措置ができつつある。もっとも、日本で粉飾決算による会社延命の末の倒産が多い理由として、これは従来の日本の再チャレンジを認めない風土が元凶であると指摘があるが、現在日本でも、再チャレンジを認める社会への移行が謳われており、この点でもわが国でも資本制度を廃止する素地はできつつあるといえる。以上の検討の結果、民間調査機関と信用保険等により、わが国でも会社債権者の保護は可能であり、資本制度は廃棄すべきであるとの結論に達した。標記の研究について、今年度はドイツ法を中心に研究を行った。関係書籍を購入し、文献に基づく研究を行うとともに、ドイツに赴いてドイツにおける民間信用調査会社の活動の実態と、特に昨年度EUにおいて、EU加盟国の会社法の現代化という作業が進行中であるところ、作業を担当する委員会より、資本は高コストの事前規制であるという批判を受けて、アメリカ法と同様、資本制度を廃棄することについてパブリックコメントの手続きが採られたことから、これについてのドイツ学界の反応についても調査を行った。その結果、後者については、ドイツではやはり資本は株式会社形態の本質をなすものであり、資本制度の廃棄については消極的であるというのが、学界の姿勢であった。一方、前者の民間信用調査会社であるが、現在ドイツでは、多数あった小規模のものが、大規模なものに収斂されつつある過程であること、また、これらの調査会社は銀行系のものが多いが、銀行から独立した形で企業の格付けを行っているものであること、その調査手法は、年度決算書と会社からの情報提供によるものであることがわかった。ただ、ドイツでも銀行のBIS規制が大きな問題となっており、この点で銀行は、資金の貸付に際して民間信用調査会社の格付けを活用する方向にあり、企業側も資本市場からの資金調達のため、格付けを利用としており、今後ドイツでは民間の信用調査会社の活躍の場が増え、今後果たす役割が期待されているという現状であることが認識しえた。来年度はアメリカでの民間調査会社の実態と債権者保証措置について研究し、日本における、資本に替わる債権者保護制度(代替的債権者保護制度)の方向性を見出す予定である。アメリカては、資本制度が実効的な債権者保護装置でないとして放棄され、既に四半世紀が経っている。近時わが国やヨーロッパ諸国においても、同制度の債権者保護としての実効性に疑問が持たれ、また効率的な資産運用および新規参入の促進という観点から、資本制度の廃棄が検討されている。ヨーロッパ諸国では、従来から、民間の保険会社による取引信用保険制度というものが商品化されており、これにより債権者の自衛が図られている。また、イギリスでは、取締役の機会主義的行為を取り締まるために、資格剥奪という独特の制度を導入しており、近時その利用が増加している。

一方、アメリカでは、民間信用調査機関の利用により自衛が図られている。日本でも、近時倒産リスクの測定を専門とする会社が出てきているし、取引信用保険の販売も始められており、同様の代替的措置ができつつある。もっとも、日本で粉飾決算による会社延命の末の倒産が多い理由として、実務から、これは従来の日本の再チャレンジを認めない風土が経営者をそこに追い込むのであり、このような経営者を取り巻く環境を変えることの必要性が実態調査の際に強く指摘された。現在日本でも、再チャレンジを認める社会への移行が謳われており、この点でもわが国でも資本制度を廃止する素地はできつつあるといえる。なお、この点との関係で、資格剥奪制度を採用する場合には、慎重な制度設計を要する。成果は近く公表予定である。
志村多様体の数論的研究

研究代表者は以前より志村多様体の数論幾何学を通し,代数体の非可換類体論を研究している.以下にこの研究期間中の成果を手短に述べる.1.代数的整数論へ非可換類体論を応用するという視点から,古典的難問として知られたLeopoldt予想について新たな知見が得られた.特にA.Wilesの谷山-志村予想についての仕事とW.Thurstonの3次元双曲幾何学の間の予想外の類似が発見された.これはB.Mazurや森下昌紀氏(金沢大)の素数と結び目の類似とも深く関係している.このように,研究は分野を超えた広がりを見せつつある.この結果については,2002年のパリ第13大学での国際研究集会,2003年名古屋での国際研究集会などで口頭発表している.概略は既に公表しており,より細部にわたった論文も準備中である.2.研究期間中に志村多様体のp-進幾何学的記述が世界的に発展した.この流れを踏まえ,記述に必要なリジッド幾何学の基礎付けを加藤文元氏(京都大学)と行い,従来得られていた枠組みを拡張した,より堅固な基礎を確立しつつある.成果は著書として発表する予定であり,近い将来での完成,および成果公表を目指している.3.研究代表者は研究期間中に2002年5月から6月まで一ヶ月半ほどパリ第7大学,9月にパリ13大学に招聘され,M.F.Vigneras(パリ第7大学),J.P.Labesse(パリ第7大学),M.Harris(パリ第7大学),A.M.Aubert(エコールノルマル),J.Tilouine(パリ第13大学)など,保型表現やp-進代数群の表現論の現代を代表する研究者達と盛んに研究交流を行った.また,P.Colmez(パリ第6大学),J.Nekovar(パリ第7大学),など,p-進的手法を使い,より数論的な立場で保型形式を研究している研究者達とも研究交流を行っている.この研究交流には当科学研究費が有効に使われている.研究代表者は以前より志村多様体の数論幾何学を通し,代数体の非可換類体論を研究している.以下にこの研究期間中の成果を手短に述べる.1.代数的整数論へ非可換類体論を応用するという視点から,古典的難問として知られたLeopoldt予想について新たな知見が得られた.特にA.Wilesの谷山-志村予想についての仕事とW.Thurstonの3次元双曲幾何学の間の予想外の類似が発見された.これはB.Mazurや森下昌紀氏(金沢大)の素数と結び目の類似とも深く関係している.このように,研究は分野を超えた広がりを見せつつある.この結果については,2002年のパリ第13大学での国際研究集会,2003年名古屋での国際研究集会などで口頭発表している.概略は既に公表しており,より細部にわたった論文も準備中である.2.研究期間中に志村多様体のp-進幾何学的記述が世界的に発展した.この流れを踏まえ,記述に必要なリジッド幾何学の基礎付けを加藤文元氏(京都大学)と行い,従来得られていた枠組みを拡張した,より堅固な基礎を確立しつつある.成果は著書として発表する予定であり,近い将来での完成,および成果公表を目指している.3.研究代表者は研究期間中に2002年5月から6月まで一ヶ月半ほどパリ第7大学,9月にパリ13大学に招聘され,M.F.Vigneras(パリ第7大学),J.P.Labesse(パリ第7大学),M.Harris(パリ第7大学),A.M.Aubert(エコールノルマル),J.Tilouine(パリ第13大学)など,保型表現やp-進代数群の表現論の現代を代表する研究者達と盛んに研究交流を行った.また,P.Colmez(パリ第6大学),J.Nekovar(パリ第7大学),など,p-進的手法を使い,より数論的な立場で保型形式を研究している研究者達とも研究交流を行っている.この研究交流には当科学研究費が有効に使われている.以前から引き続き研究を行っている,志村多様体と関係の深い非可換類体論においては以下の発展があった.代数体の整数論の古典的難問として知られるLeopoldt予想と非可換類体論との予期しない関係が発見された.その関係とは,総実代数体の場合に肥田晴三氏(UCLA)によるnearly ordinaryヘッケ環を考察すると,特別な場合の接空間の決定と,その体におけるLeopoldt予想が同値になると言うものである.従来,Leopoldt予想には超越数論を使ったアプローチしか知られていなかったため,今後岩沢理論と非可換類体論との関係が新たな分野を切り開くことが期待される.この結果については京都大学における談話会講演で発表したが,現在論文を作成中である.さらに,この仕事が金沢大学の森下昌紀氏の視点と関連することが明らかになりつつある.この視点とは,代数的整数論と実3次元多様体の中の絡み目に類似があると言うものである.今までの研究範囲を広げ,引き続き関連を調べたい.志村多様体の数論的研究の最も重要な応用は非可換類体論の相互法則の確立である。この研究課題ではこの従来からの視点に加え、代数的整数論への直接的応用を重視した研究も行っている。

この視点の成果として、代数体の整数論の古典的難問として知られるLeopoldt予想と非可換類体論との予期しない関係を昨年度に報告した。その関係とは、総実代数体の場合に肥田晴三氏(UCLA)によるnearly ordinaryヘッケ環を考察すると、特別な場合の接空間の決定と、その体におけるLeopoldt予想が同値になると言うものである。今年度はこの視点がさらに発展を遂げた。Nearly ordinaryヘツケ環はMazurの視点によればガロア表現の普遍変形環になるべきであり、実際二次元表現のときはWilesや研究代表者の仕事により多くの場合に正しいが、さらに研究代表者はこの変形環はW.Thurstonによる三次元双曲多様体の標準表現の変形理論の数論での類似になっていることに気づいた。この視点は、代数的整数論と実3次元多様体の中の絡み目理論に類似があるという金沢大学の森下昌紀氏の視点とも深く関係する。[3]はごく最近の発展を報告したものであるが、研究は分野を超えた広がりを見せつつある。さらに、この関係については2002年9月にパリ13大学で行われた「数論と幾何学における分岐」、2003年3月にジョンズ・ホプキンス大学においておこなわれた「素数と結び目」などの国際研究集会で発表した。また、研究代表者は2002年5月から6月まで一ヶ月半ほどパリ第7大学、9月にパリ13大学に招聘され、M.F.Vigneras(パリ第7大学)、J.P.Labesse(パリ第7大学)、M.Harris(パリ第7大学)、J.Tilouine(パリ第13大学)などと研究交流を行った。この国際研究交流のために研究費の一部が使われた。今年度は研究代表者が以前から行っていたリジッド解析幾何学に新たな視点がもたらされた。近年、数理物理学と幾何学に深い関連があることが認識されて来たが、コンセビッチ・深谷賢治らによるホモロジカルミラーで対称性の研究が進み、シンプレクティック多様体から深谷圏という圏が構成されるようになった。ミラー多様体を構成し、深谷圏がミラー多様体の導来圏と同値になることを示せばミラー対称性予想は解決される。この構成にリジッド解析幾何学が有効であることがコンセビッチ、深谷により指摘されている。このように有力になってきているにもかかわらず、現在までリジッド解析幾何学の基礎付けは十分になされていない。リジッド解析幾何学は志村多様体の数論的研究においても本質的な役割を果たすため、研究代表者は加藤文元氏(京都大学)との共同研究として、基礎をまとめた本を執筆中である。この本は単に現在知られている結果を総合するのではなく、ネーター的でない場合も含む十分一般的な(ミラー多様体の構成に使用するためには必要である)堅固な枠組みを構成し、提供することを目標とする、研究論文に近い性格を持つものである。来年度に第一分冊を完成させる予定であるが、この理論は現段贈ですでに注目を浴びており、2004年9月に京都で行われる国際シンポジウム「モジュライ空間と数論幾何学」(日本数学会)におけるサーベイシリーズとしての講演が決定している。本研究の主旨は志村多様体の研究を通じ,非可換類体論を発展させることにあったが,研究期間中に志村多様体のp-進幾何学的記述が世界的に発展した.この流れを踏まえ,記述に必要なリジッド解析幾何学の基礎付けを加藤文元氏(京都大学)と行い,従来得られていた枠組みを拡張した,より堅固な基礎を確立しつつある.リジッド幾何学は既に40年以上の歴史を持っているが、基礎付け、特に形式幾何学との関連は十分に展開されていない。形式スキームとの関連は、志村多様体のbad reductionの問題と関係しており,この二つを結びつけるだけの基礎理論が必要とされている.
摂食機能発達の臨界期を制御する分子の組織学的解析

子どもの脳が刺激を受けて構造を変える臨界期に、特定のタンパク質が重要な働きを担っていることをつきとめた。マウスは顔のひげから受ける神経回路が発達している。臨界期のうち皮膚感覚の能力に関わる生後4日目までは特定のひげを抜いて刺激の伝わり方を変えると、神経回路の配線パターンら接続数が変化して脳の構造がかわる改築がおこる。今回、脳の情報伝達物質グルタミン酸を細胞に取り込む働きのあるタンパク質GLT1に注目した。GLT1をもたないマウスでは、臨界期の外部刺激に対して改築がほとんど起こらなかった。ヒトの脳の臨界期にも同じ仕組みがあることが示唆された。平成19年度は、グルタミン酸トランスポーターGLT1の体性感覚系における発現解析を野生型マウスで行った。胎生15日から生後第2週までのC57/B6Jマウスを固定し脳を摘出、切片を作製し、GLT1抗体とマーカー抗体(成長軸索のマーカー:GAP43;軸索のマーカー:neurofilament160;樹状突起のマーカー:MAP2;グルタミン酸作動性神経終末のマーカー:VGluT2;発達から成熟までのグリアのマーカー:GLAST)との二重染色を行い、共焦点レーザー顕微鏡で観察した。その結果、脳幹三叉神経核バレレットでは、GLT1は胎生15日において成長軸索に発現するが、その後、次第に軸索での発現は減少し、グルアに発現するようになり、生後6日までにグリアへの発現スイッチが完了した。同様に、視床VPM核バレロイドでは生後2日までに、大脳皮質体性感覚野バレルでは生後4日までにGLT1のグリアへの発現スイッチが完了していた。これは眼窩下神経を切断した時のバレレット、バレロイド、バレルの臨界期終了時期(バレレット:生後68日;バレロイド:生後3日;バレル:生後5日)に先立つタイミングで起きていた。バレレット、バレロイド、バレルの出現時期(バレレット:生後12日;バレロイド:生後4日;バレル:生後4日)とは連動していなかった。以上の結果からGLT1のグリアへの発現スイッチがグルタミン酸除去機能を介して、神経活動依存性のシナプス再構築に対して積極的な役割を演じていることが示唆された。次年度は、この結果を踏まえ、GLT1ノックアウトマウスを用いて臨界期可塑性実験を行い、更なる裏付けを得る予定である。平成20年度はグルタミン酸トランスポーターGLT1ノックアウトマウスを用いて、GLT1と臨界期可塑性との関連性について解析した。触覚毛C列を焼灼した場合の臨界期可塑性をGLT1ノックアウトマウスと野生型マウスで比較した。生後0日にC列を焼灼すると、野生型マウスでは、それに対応した障害側C列バレルが縮小・癒合し、隣接するB、D列バレルが相補的に拡大した。これに対し、ノックアウトマウスでは、バレル構造の変化の度合いが小さかった。生後2日にC列を焼灼した場合も、同様にノックアウトマウスでは構造変化の度合いが小さかった。臨界期が終了する生後4日にC列を焼灼したものは、いずれもバレル構造は保たれており、有意差はなかった。健常側では、いずれの場合も有意差は認められなかった。また可塑性の度合いをMap Piasticity Index (MPI)=(B2+B3+D2+D3)/2(C2+C3)にて評価した。生後0日にC列を焼灼した場合の障害側MPIは、GLT1ノックアウトマウス1.61±0.34(n=11)、野生型マウス3.80±2.21(n=8)となり、ノックアウトマウスで有意に低かった(p<0.01)。生後2日も同様に、GLT1ノックアウトマウス1.34±0.21(n=10)、野生型マウス2.79±1.79(n=10)となり、ノックアウトマウスで有意な減少が認められた(p<0.01)。しかし、臨界期が終了する生後4日に焼灼した場合は、GLT1ノックアウトマウス、野生型マウスの間に有意差は認められなかった(p>0.05)。以上の結果より、GLT1は臨界期可塑性を制御する分子の一つであることが判明し、これの機能は、新生児期の口腔や顎顔面における感覚運動反射や成長に伴う神経系の発達変化に寄与していることが示唆された。
小腸移植における免疫寛容誘導法の開発研究

本研究は小腸移植における免疫寛容誘導法開発の基礎研究として,豊富なグラフト腸間膜リンパ組織の拒絶に関与する機序に着目し解析した.【方法】1.ドナーとしてBNラット,レシピエントとしてLEWラットを使用し,異所性小腸移植を行った.実験群は小腸移植を施行し,FK506投与群(0.5mg/kg/day:28日間)と非投与群を作成した.移植1日目,4日目,7日目にグラフト腸管と腸間膜リンパ節を採取し,subpopulation等の種々の検索を行った.2.FK投与群では,長期生着したグラフト腸間膜リンパ節において,apoptosis cellの検索,flowcytometryによるドナー細胞の推移,RT-PCRによるcytokineの発現を検討した.【成績】1.FK群では全例100日以上のgraft survivalが得られたが,長期生着例には慢性拒絶の所見が認められた.一方,非投与群では全例10日以内にグラフトは拒絶された.FK群ではグラフト腸間膜リンパ節のapoptosis cellの出現は非常に少なく,正常腸間膜リンパ節と同様であった.一方,FK非投与群では,移植4日目にはapoptosis cellが増加していた.2.移植1日目に,非投与群の腸間膜リンパ節細胞の30%はレシピエント由来の細胞に置き変わっており,4日目には70%がレシピエント由来となった.一方,FK投与群では7日目でも15%はドナー由来で,明らかに非投与群と比べドナー細胞が残存していた.また,非投与群のレシピエント浸潤細胞はCD8がCD4より有意に検出された.FK投与群ではこの変化は観られなかった.3.グラフト腸間膜細胞のB7-1,B7-2の発現の検索では,FK投与群では明らかに非投与群と比べ,発現の低下がみられた.4.非投与群ではグラフト腸間膜リンパ節におけるIFN-gamma, IL-10の発現はグラフト腸管での発現に先行して認められた.FK投与群では,4日目までにIFN-gamma, IL-10の発現は低下した.しかし,IFN-gammaは移植30日目に発現が増加し,その後100日目には再度低下した.本研究は小腸移植における免疫寛容誘導法開発の基礎研究として,豊富なグラフト腸間膜リンパ組織の拒絶に関与する機序に着目し解析した.【方法】1.ドナーとしてBNラット,レシピエントとしてLEWラットを使用し,異所性小腸移植を行った.実験群は小腸移植を施行し,FK506投与群(0.5mg/kg/day:28日間)と非投与群を作成した.移植1日目,4日目,7日目にグラフト腸管と腸間膜リンパ節を採取し,subpopulation等の種々の検索を行った.2.FK投与群では,長期生着したグラフト腸間膜リンパ節において,apoptosis cellの検索,flowcytometryによるドナー細胞の推移,RT-PCRによるcytokineの発現を検討した.【成績】1.FK群では全例100日以上のgraft survivalが得られたが,長期生着例には慢性拒絶の所見が認められた.一方,非投与群では全例10日以内にグラフトは拒絶された.FK群ではグラフト腸間膜リンパ節のapoptosis cellの出現は非常に少なく,正常腸間膜リンパ節と同様であった.一方,FK非投与群では,移植4日目にはapoptosis cellが増加していた.2.移植1日目に,非投与群の腸間膜リンパ節細胞の30%はレシピエント由来の細胞に置き変わっており,4日目には70%がレシピエント由来となった.一方,FK投与群では7日目でも15%はドナー由来で,明らかに非投与群と比べドナー細胞が残存していた.また,非投与群のレシピエント浸潤細胞はCD8がCD4より有意に検出された.FK投与群ではこの変化は観られなかった.3.グラフト腸間膜細胞のB7-1,B7-2の発現の検索では,FK投与群では明らかに非投与群と比べ,発現の低下がみられた.4.非投与群ではグラフト腸間膜リンパ節におけるIFN-gamma, IL-10の発現はグラフト腸管での発現に先行して認められた.FK投与群では,4日目までにIFN-gamma, IL-10の発現は低下した.しかし,IFN-gammaは移植30日目に発現が増加し,その後100日目には再度低下した.平成12年度は以下の実験によりラット小腸移植の拒絶反応機構の機序の一端を解明する結果を得た.これをもとに細胞移入による小腸移植の免疫寛容導入法の開発を目指す.【方法】1.F1雄ラット(BNラットxLEWラット)を同系移植のドナー,レシピエントとし,異系移植ではドナーとした.BN雄ラットを異系移植のレシピエントとした.同系移植,異系移植とも,移植後7日目(POD7),10日目(POD10)に犠牲死させた,小腸移植グラフトを摘出し,HE染色で拒絶変化を経時的に評価した.2.レシピエントの肝臓も,同時に摘出し,フォルマリン固定後,パラフィン切片を作成した.cathepsin S、ED1(単球,マクロファージ抗原),ED2(組織マクロファージ,クッパー細胞)に対する抗体を用いて,免疫染色を施行した.同時にcathepsin SとED1またはED2のそれぞれの二重染色も施行した.【成績】異系移植では,POD10で全例で拒絶されていた.

cathepsin Sは肝内の非実質細胞に染色された.染色陽性細胞数は,異系移植のPOD10で、有意差をもって増加していた.二重染色では,cathepsin S染色陽性細胞は,ED1でも二重に染色されたが,ED2とは染色されなかった.これらの結果は,小腸移植において肝内のcathepsin Sが拒絶反応の進行に関与している可能性が示唆された.平成13年度は以下の実験によりラット小腸移植の拒絶反応機構をレシピエントにおけるグラフト腸間膜リンパ節の変化から機序の解明を検討した.これをもとに細胞移入による小腸移植の免疫寛容導入法を検索する.【方法】1.ドナーとしてBNラット,レシピエントとしてLEWラットを使用し,異所性小腸移植を行った.実験群はFK506投与群(0.5mg/kg/day:28日間)と非投与群を作成し,グラフト腸間膜リンパ節内lymphocyteのrepopulationとphenotypical change及びapoptosis細胞数を経時的に観察した.2.さらにグラフト腸間膜リンパ節のcytokineの発現をRT-PCRにより検討した.【成績】FK群では全例100日以上のgraft survivalが得られたが,長期生着例には,組織学的に慢性拒絶の所見が認められた.一方,非投与群では全例10日以内にグラフトは拒絶された.グラフト腸間膜リンパ節のlymphocyteは両群とも移植後急速にrecipient-typeに置換された.非投与群でCD8T cellの比率とapoptosis細胞が増加するのに対して,FK群ではこの増加が抑制されていた.FK群ではグラフト腸間膜リンパ節内donor cellにおけるB7-1,B7-2の発現が移植後早期に減弱していた.さらにグラフト腸間膜リンパ節におけるIFN-gamma, IL-10の発現はグラフト腸管での発現に先行して認められた.平成14年度は小腸単独移植と異所性部分肝・小腸複合移植モデルを作成しレシピエントにおけるグラフト腸間膜リンパ節の変化から機序の解明を検討した.【方法】1.ドナーとしてBNラット,レシピエントとしてLEWラットを使用し,異所性小腸移植および異所性部分肝・小腸複合移植を行った.実験群は小腸単独移植ではFK506投与群(0.5mg/kg/day:28日間)と非投与群を作成した.異所性部分肝・小腸複合移植では免疫抑制剤は投与しなかった.それぞれグラフト腸間膜リンパ節内lymphocyteの組織学的所見を経時的に観察した.2.さらにグラフト腸間膜リンパ節のcytokineの発現をRT-PCRにより検討した.【成績】FK群では全例100日以上のgraft survivalが得られたが,長期生着例には慢性拒絶の所見が認められた.一方,非投与群では全例10日以内にグラフトは拒絶された.また異所性部分肝・小腸複合移植では小腸,肝ともに拒絶反応は抑制されていた.非投与群のグラフト腸間膜リンパ節は移植後4日目の時点で,グラフト腸管に先行して炎症性変化が認められたが,FK群および異所性部分肝・小腸複合移植群では,移植後7日目でも腸間膜リンパ節の構築は保たれていた.さらに非投与群ではグラフト腸間膜リンパ節におけるIFN-gamma, IL-10の発現はグフフト腸管での発現に先行して認められた.以上より,グラフト腸間膜リンパ節の拒絶反応早期の関与が示唆された.
メディアドクターの取り組みによる医療健康報道の質向上に向けた研究

海外の評価尺度を参考に、評価手法、指標設定について実際の記事を用いた一致率および妥当性の検証を行った。例として健康診断における基準値、食品の機能性表示、医療用麻薬、著名人のがん報道、新規治療薬について、「利用可能性」「新規性」の評価は一致して高かった一方で、「代替性」「あおり・病気づくり」は評価が分かれる結果となった。情報の対象や目的によって、評価基準は異なると想定された。医療健康報道に関するアンケートを実施し評価チェックリストが試作された。中学国語科のモデル授業では記事の読み方、ヘルスリテラシーの必要性の共有など好意的な感想が多く寄せられ、広くリテラシー教育にも実践可能と考えられた。海外の評価尺度を参考に一般向けのメディアとして、新聞・週刊誌・ネットメディアの医療健康記事を題材に、評価手法、指標の設定について妥当性、一致率および医療関係者の間との認識の相違について明らかにすることで、医療報道の質向上に資する手法を確立することを目的として開始した。26年度は記事を用いた評価作業および評価軸についての集中的な議論を踏まえて、評価手法と評価情報の発信モデルの構築に向けた検討を行った。(1)医療健康報道の評価手法の確立本研究班の前身が試作した評価軸の案を用いて、実際の記事を題材に、評価指標の設定と手順について、わが国の医療健康報道の特性を踏まえた評価手法を検討した。例として健康診断における基準値(血圧、コレステロール値等)を設定した記事を用いた検討では、「利用可能性(健診へのアクセスに関する言及は十分)」「新規性(話題の新規性を適切に言及している)」「弊害(基準値設定に伴うコストやリスクについて言及している)」についての評価は一致して高かった一方で、「代替性」「あおり・病気づくり」については評価が分かれる結果となった。健診(健康な一般人を対象)、医療(疾患に罹患した患者を対象)など、記事の扱う医療や健康への介入目的によって求める基準が異なること、啓発(好意的な意味合いで用いられる)と病気づくり・あおり(否定的)の基準は評価者(さらには読者)によって異なると想定された。(2)医療健康情報発信とメディアリテラシー向上のために必要な要素の検討医療健康報道に関する信頼性、期待に関するアンケートを実施した。実際の記事を用いた話題提供とディスカッション、よりよい記事を書いたり、医療情報を受け取る際の読み方のガイダンスの必要性、継続的な評価内容を含めた共有方法について提案がなされ、今後の成果の発信および評価活動に取り入れることが可能なものから実践に移すものとした。海外の評価尺度を参考に医療健康記事を題材に、評価手法、指標について妥当性、一致率および医療関係者の間との認識の相違について明らかにすることで、医療報道の質向上に資する手法を確立することを目指した。27年度は昨年度の議論を踏まえ、評価手法と評価情報の発信モデルの構築に向けた検討を行った。(1)医療健康報道の評価手法の確立本研究班の前身が試作した評価軸案を用いて、記事を題材に、指標の設定と手順について、わが国の医療健康報道の特性を踏まえた評価手法を検討した。日本では海外とは異なり、論文や学会での公表を元にした記事は少なく、制度化や承認を契機として報道されることが多いことを踏まえつつ、食品の機能性表示・医療用麻薬・著名人のがん報道・早期診断技術に関する記事を用いた検討を行った。「利用可能性(対象者や適応の記載)」「新規性」「弊害」の評価は一致して高かった一方で、「代替性」「効果の定量化」「あおり・病気づくり」については評価が分かれる結果となった。予防・検診(健康な一般人を対象)、医療(患者を対象)など、記事の扱う分野によって求める基準が異なること、啓発(好意的な意味合い)と病気づくり・あおりの基準は評価者によって異なると想定された。(2)評価軸改訂版の作成および医療健康情報発信と評価手法の検討米国をはじめとした海外の評価軸を邦訳し(1)を踏まえ評価軸改訂版を作成、アンケートを実施した。話題提供とディスカッションにより、記事の書き手と読み手向けガイダンスの必要性、評価結果公表を含めた共有方法について提案がなされ、成果の発信および評価活動に取り入れることが可能なものから実践に移すものとした。評価手法の検討およびウェブサイトでの活動記録の公開を実施している。評価軸の改訂版を用いて妥当性検証を行い、研究実施期間に具体的な検討プロセスおよび検討結果を公表できるよう引き続き活動を継続する。海外の評価尺度を参考に、新聞・週刊誌・ネットメディアの医療健康記事を題材に、評価手法、指標の設定について妥当性、一致率および医療関係者の間との認識の相違について明らかにすることで、医療報道の質向上に資する手法の構築を行った。28年度は記事を用いた評価作業および評価軸についての集中的な議論を踏まえて、評価手法の改訂を行い評価結果の公表に向けた検討を行った。(1)医療健康報道の評価手法の確立例として新たなメカニズムによるがん治療薬(免疫チェックポイント阻害薬)の治療効果と費用など社会的な視点での評価軸、薬剤のリスク・ベネフィット、科学的根拠に基づくがん検診、臨床試験のエビデンスの伝え方について、報道記事を用いて40人ほどの評価者による議論を行った。「新規性(話題の新規性を適切に言及している)」についての評価は一致して高かった一方で、「弊害(副作用・コスト)」「代替性」「あおり・病気づくり」については評価が分かれる結果となった。新たな治療を患者に適応する臨床試験や、健康な市民を対象とするがん検診や予防など、読み手によって求められる基準が異なること、医療保険制度や診療報酬など社会的な視点を取り入れることの必要性が明らかとなった。

(2)医療健康情報発信とメディアリテラシー向上のために必要な要素の検討医療健康報道に関する信頼性、期待に関するアンケートを継続的に実施した。よりよい記事を書いたり、報道を読んだりするときのチェックリストや簡略版が試作され、中学校でのパイロット授業(29年3月開催)でも国語科のメディアリテラシーをテーマで実施され、参加した生徒からは医療や健康を扱う記事の読み方や受け止め方、リテラシーの必要性など得るものが多い好意的な感想が多く寄せられた。こうした取り組みは教育や研修におけるヘルスコミュニケーション、リテラシー教育にも実践可能と考えられた。海外の評価尺度を参考に、評価手法、指標設定について実際の記事を用いた一致率および妥当性の検証を行った。例として健康診断における基準値、食品の機能性表示、医療用麻薬、著名人のがん報道、新規治療薬について、「利用可能性」「新規性」の評価は一致して高かった一方で、「代替性」「あおり・病気づくり」は評価が分かれる結果となった。情報の対象や目的によって、評価基準は異なると想定された。医療健康報道に関するアンケートを実施し評価チェックリストが試作された。中学国語科のモデル授業では記事の読み方、ヘルスリテラシーの必要性の共有など好意的な感想が多く寄せられ、広くリテラシー教育にも実践可能と考えられた。評価手法の検討およびウェブサイトでの活動記録の公開を実施している。評価手法の確立および妥当性の検討を踏まえて、研究実施期間に具体的な検討プロセスおよび検討結果を公表できるよう引き続き検討を継続する。当研究班の評価手法の妥当性検証・評価情報発信モデルの試行と運営を引き続き実施していく。オンラインメディアや大手新聞の配信記事と連動し、メディアドクターの活動について紹介されるなど、メディアや一般の方向けに認知を広げる活動も継続していくことで、情報リテラシーの意義や健康医療を正しく理解することの重要性についても引き続き発信していく。研究の社会への還元や国民にわかりやすい成果の発信の必要性はますます高まっており、患者だけでなく一般の方が健康医療報道に接する機会が増えることもあり、こうした取り組みはさらに重要になると考えられることから、関連メディアや学会への参加、投稿を通して研究成果を提示する。ウェブサイト(メディアドクター研究会http://mediadoctor.jp/)においても活動記録および評価結果を発信していくとともに、双方性のメリットを活かしてアンケートやフィードバックを得られるための更新を行う。医歯薬学当研究班の評価手法の妥当性検証・評価情報発信モデルの試行と運営を引き続き実施していく。平成27年1月1日発行の新聞協会報でメディアドクターの活動について紹介されるなど、メディアや一般の方向けに認知を広げる活動も継続していくことで、健康医療を正しく理解することの重要性についても引き続き発信していく。
ビオロゲン型イオン液体の融点や酸化還元応答に対する対アニオン依存性の効果の解明

本研究では、ビス(フルオロアルカンスルホニル)イミドを対アニオンに持つビオロゲン型イオン液体(VIL)の融点が対アニオンのフルオロアルキル鎖長やビオロゲンのアルキル鎖長の違いによってどのように変化するのかを調査した。低融点のVILを設計するためには、ビオロゲンの側鎖長とアニオンのフルオロアルキル鎖長に最適な組み合わせがあることを明らかにした。さらに、VILのサイクリックボルタンメトリーで得られる拡散係数がNMR測定から得られた拡散係数とおおむね同程度の値であったため、伝導機構が電子ホッピングではなく物理拡散主体であることも明らかとなった。ビス(フルオロアルカンスルホニル)イミドを対アニオンにもつビオロゲン類の融点とアニオンの構造との関係について調査を行った。本年度は、結晶構造解析がしやすい系として、ビオロゲンとしてメチルビオロゲンを採用し、その融点の対アニオン依存性を調査した。すると、アニオンをある程度大きくすると、融点低下の効果が薄くなることが分かった。さらに、そのうちの1種類についてはX線結晶構造解析を行うことが出来た。これまで報告例のあるメチルビオロゲンのハロゲン化物塩とは大きく異なったパッキング構造を示していることが分かった。本年度は、低融点を示すビオロゲン類の構造と融点の関係について調べた。カチオンであるビオロゲン骨格として、ジメチルビオロゲン、ジブチルビオロゲン、ジヘプチルビオロゲンを用いた。アニオンであるビス(フルオロアルカンスルホニル)イミドのフルオロアルキル基についてフルオロ基(n=0、以下カッコ内はフルオロアルキル基の炭素数)、フルオロメチル基(n=1)、フルオロエチル基(n=2)、フルオロプロピル基(n=3)、フルオロブチル基(n=4)と系統的に変化させた。ジブチルビオロゲンとジヘプチルビオロゲンについては、アニオンがn=2のときに融点の極小を持つ融点のアニオンの炭素鎖長依存性が見出された。これは、アニオンのサイズが増大し、立体障害によるビオロゲンジカチオン部位との静電引力が弱まったためであると解釈できる。一方で、ジメチルビオロゲンは上記2つのビオロゲンとは異なるアニオン鎖長依存性を示した。n=1でわずかな融点の極小が見られたのち、n=2,3,4と単調に融点が減少した。このことに対しては明確な原因は不明であるが、仮説として、アニオンがカチオンであるジメチルビオロゲンに匹敵するサイズであることで、融点のアニオンの鎖長依存性が他のジアルキルビオロゲンと異なっているものと考えている。本年度の目標は、アルキルビオロゲンの側差アルキル基の長さを変え、融点や結晶構造のついアニオン依存性を明らかにするというものであった。融点は予定の化合物全てを測定し終えることが出来たが、良質の単結晶を得ることが出来ていないため、構造解析にはいたっていない。本年度は、ビオロゲン型イオン液体の電気化学測定を行った。これまでに得られているビオロゲン塩の多くの融点は100°Cを下回っており、イオン液体として扱うことは可能であるが、室温でも液体として扱いやすいブチルヘプチルビオロゲンのTFSI塩を用いた。ビオロゲン型イオン液体のモル濃度は1 Mを越える上、粘度が非常に高いためIRドロップが大きく、ビオロゲン型イオン液体にマクロ電極を浸漬させて測定する方法をとることができない。また、ビオロゲンは還元によってエレクトロクロミック特性を示すため、ビオロゲンの色変化を観察するという観点で、ITO透明電極上にブチルヘプチルビオロゲン滴を載せ、水中(支持塩としてTFSIのカリウム塩を溶かしてある)にてサイクリックボルタンメトリー(CV)と定電位電解測定を行った。ビオロゲン型イオン液体にマクロ電極を浸漬させる方法ではピークを持つCVが得られなかったのに対して、水中浸漬によって、レドックスピークをもつCVを得ることができた。また、定電位電解によってビオロゲン滴の還元による色変化を観察したところ、滴の外周に沿う形で還元体の拡散を見ることができた。ビデオ撮影によって、還元体の進行速度から拡散係数を見積もったところ、以前に電気化学測定から得られた拡散係数よりも数倍大きく算出された。詳しい機構は不明であるが、滴中を還元体が拡散するよりも、水に接した滴/水の界面が還元体の拡散に有利であることを示しており、今後、さらに機構解析を行う必要が出てきた。メチルビオロゲンのビス(フルオロアルカンスルホニル)イミド塩の融点の対アニオン依存性を調査することが出来、そのうちの1種類のX線結晶構造を明らかにできた。

既に得ているビオロゲン型イオン液体の低温における結晶構造解析との比較もでき、少なくともビス(トリフルオロアルカンスルホニル)イミドを対アニオンとしてもつビオロゲンの構造についてはある程度の知見を得ることが来た。来年度は引き続き構造解析を行っていく。また、振動分光なども通して、構造情報を得て、ビオロゲンの融点と構造の関係を明らかにしていく。また、電気化学物性(酸化還元反応やイオン伝導性)についても調査していく。電気化学アルキルビオロゲンの側鎖アルキル基の長さを変えた上で、融点や結晶構造の対アニオン依存性を明らかにする予定である。本年度得られたアニオン種の依存性や構造と比較し、ビオロゲンの低融点化に寄与する因子を探っていく。本年度は主に合成のための試薬の購入と成果発表旅費に充てた。合成や測定に必要なガラス器具を一部自作することで、器具購入費を節約することが出来た。当初、予想より若干の多めの試薬を購入しなければならなかったことによる費用の不足のため、10万円の研究費の前倒しを請求した。しかし、間接経費の配分によって不足分を賄うことが出来たため、前倒し分の10万円をそのまま次年度に繰り越すことが出来た。来年度は、本年度と同じように成果発表旅費、器具類や試薬類の購入に当てる予定である。当初計画通り、試薬、ガラス器具、旅費に充てる予定である。
鼻・副鼻腔内における薬液エアロゾルの輸送ダイナミクスの研究

種々の鼻疾患の治療にて行われるネビュライザー治療は,薬液をエアロゾル化し,直接鼻腔内の炎症患部に沈着させる。このときのエアロゾルの鼻腔内輸送現象には不明な点が多い。本研究では,鼻・副鼻腔内における薬液エアロゾルの輸送ダイナミクスをComputational Fluid Dynamics (CFD)により明らかにした。解析には疾患の程度が異なる5症例のCTデータを用い,各々の鼻腔3次元形状モデルを構築した。その上でCFD解析を行い,流入角度,流入速度,エアロゾル粒子径等の諸条件が輸送特性に及ぼす影響を評価し,その結果,より効果的な治療条件を見いだした。本年度,本申請研究では,マーチングキューブズ法を適用して医療用画像(CT,MRI)から鼻腔,副鼻腔の3次元幾何形状データを作成する手法の確立を行った.特に副鼻腔の一つである上顎洞の抽出においては,医療用画像に由来するノイズの除去や鼻腔表面のスムージングを駆使することにより,実際の鼻腔・副鼻腔を忠実に再現した.既往の鼻腔内のCFD解析では健常な成人男性を対象としたものが殆どであった.そこで本申請研究では副鼻腔炎を患った鼻中隔湾曲症の成人男性を対象に前述の手法を用いて鼻腔・副鼻腔空間の3次元幾何形状データを作成し,その上で空気の流れに注目したCFD解析を行った.その結果,(1)鼻中隔の湾曲により鼻腔内の気流の様相は左右で大きく異なり凹側の鼻腔においては,極めて早い流速の領域が存在する,(2)いわゆる鼻の通りが悪い凹側の副鼻腔の方が鼻の通りが良い凸側の副鼻腔に比べて空気が入り込みやすく,よく換気されることが明らかになった.特に(2)の結果は,従来考えられていた"鼻の通りの良さ=鼻の健常"とは相反することを示しており,また,本症例の病状(鼻の通りが良い凸側の方が副鼻腔炎の症状が重い)と合致していることから,極めて重要な知見であると考えられる.当初の予定では,ここで薬液エアロゾルの輸送解析を実施する予定でいたが,鼻中隔湾曲症の複数の症例に対するより詳しい解析を実施し,同症例に対する鼻腔内の空気の流れを詳細に検討した.昨年度までの研究では,鼻中隔彎曲症,慢性副鼻腔炎を患う成人男性について, CTデータから鼻腔3次元幾何形状モデルを作成し,鼻腔内の物質輸送現象を数値流体力学解析を行い,これら疾患が鼻腔内の熱物質輸送現象に及ぼす影響を明らかにした.そこで本年度は,症状が異なる5症例についてこれまでと同様な手法を用いて鼻腔3次元幾何形状モデルの作成し,その上でビュライザー治療を想定した鼻腔内熱物質輸送現象の数値解析を行った.その結果,鼻中隔彎曲症,肥厚性鼻炎,下鼻甲介腫脹,慢性副鼻腔炎の各症状が鼻腔内の薬液エアロゾルの輸送に及ぼす影響が定量的に明らかになった.これら症状が顕著に現れている部位にて薬液エアロゾルが加速されることが確認された.このような薬液エアロゾルの加速は,局所的な薬液の沈着を意味しており,薬液を鼻腔内に広く沈着させたいネビュライザー治療の実施条件としては決して好ましいものではないと考えられる.そこで,本研究ではネビュライザー治療を制御する方策として,ネビュライザー角度を操作することを検討した.その結果,ネビュライザー角度が30-60°のときに薬液エアロゾルが鼻腔内にひろく行き渡ることが,いずれの症例についても確認された.これは,薬液エアロゾルの主流が鼻中隔彎曲症や肥厚性鼻炎などの発症が少なくまたその影響が小さい下鼻甲介へと遷移することによるものであることが明らかになった.今後は,ネビュライザー治療における薬液エアロゾルのサイズや鼻腔流入流速による制御を検討する必要があると考えられる.本研究では,鼻中隔彎曲症,肥厚性鼻炎,下鼻甲介腫脹,慢性副鼻腔炎などを患う症例について,その症例のCTデータから鼻腔3次元幾何形状モデルを作成し,鼻腔内の物質輸送現象の数値流体力学解析を行い,これら疾患が鼻腔内の薬液エアロゾル輸送現象に及ぼす影響を明らかにした.鼻腔3次元幾何形状モデルの作成にはマーチングキューブズ法をもちい,そのモデルのスムージングには移動平均法を適用した。数値流体力学解析においては,乱流モデルには低レイノルズ数型k-eモデルを,分散相の解析にはラグランジェ法およびone-way法(分散相が連続相に及ぼす影響は無視できるほど小さいと仮定)を用いた。その結果,各症例における鼻腔内薬液エアロゾルの輸送特性が定量的に明らかになった.流入角度を低く設定すると,エアロゾル流の主流は鼻中隔の湾曲や肥厚などの影響が顕著に表れる上鼻

甲介から,比較的鼻腔断面が広い下鼻甲介に遷移することが確認された。また,薬液エアロゾル粒子が小さい場合,より広範囲の鼻腔壁に薬液エアロゾル粒子が沈着することが確認された。特筆すべき結果としては,流入角度をより低く(60゚以下),薬液エアロゾル粒子径をより小さく(粒子径60ミクロン以下)に設定することにより,鼻腔内に大きな循環流が形成される事が明らかになった。本循環流は薬液エアロゾルの鼻腔内滞在時間を延ばすことに貢献するとともに,より多くの粒子が鼻腔壁に沈着することとなる。このような循環流はいずれの症例においても発生することが確認されており,治療効果の向上に貢献しうるデータであると考えられる。
無機イオン交換体を用いた有害物質拡散防止材料の開発

本研究では、マンガン系イオン交換体(セシウムやヒ素を選択的に吸着)と安価な担体を用い、ゲル状成形を行い、有害物質の拡散防止材料を開発する。平成30年度は、3か年計画の1年目で、汚染物質の拡散防止に有効なゲル化材料の選定を行った。汚染物質としては、ヒ素をターゲットに研究を進め、ヒ素に対して有効な無機イオン吸着剤であるマンガンー鉄系吸着剤を調整し、乾燥すること無く、スラリー状のまま、様々なゲル化剤材料を用いてゲル状に成形し、拡散防止剤としての適用について、検討した。ゲル化材料として寒天を用いた場合、モノリス状の成形体が得られた。この成形体は遮水効果が高く、接触面積が限定的であるのも関わらず、水溶液中のヒ素濃度(1ppm)を0.1ppm以下に低減する効果も見られた。また、このモノリス状の成形体は、機械的に一旦破壊すると再結合されず、粒子間に水が流れることが判った。その場合、水溶液からより効果的にヒ素を吸着出来るため、カラム処理に適用出来る事を明らかにした。一旦破壊したゲル状成形体を寒天のゲル化温度以上に加熱し、再度冷却することで、再び、モノリス状となり、遮水できる事も明らかにした。湿式法で製造したスラリー状マンガンー鉄系吸着剤は、固液分離、乾燥・粉砕、分級の工程を省略でき、コスト的にも有利で、ゲル状成形にも悪影響を及ぼすことはなかった。アルギン酸系のゲル化剤は、カルシウムイオンで架橋しゲル化させたが、遮水性の低い性状で、ゲル濃度、カルシウム濃度で、性状の異なるものが得られた。乾燥すると膜状成形体も得られることから、限定的な用途においては、拡散防止にも有効と考えられる。本研究において、安定な形状を保ち、遮水効果ならびに吸着性能を有する拡散防止材料を成形することが、第1段階であった。1年目に「寒天」をゲル化材料として選定する事で、概ね達成出来た。2年目以降に、吸着剤の分散性、ゲル状成形体の強度、有害イオン(ヒ素およびセシウム)の遮蔽性を評価する計画なので、概ね順調に進展していると判断した。平成31年度以降は、当初の計画通り、[2]マンガンー鉄系吸着剤の分散性、[3]ゲル状成形体の架橋度とせん断強度の関係を評価、[4]有害イオン(ヒ素およびセシウム)の遮蔽性評価について、検討する予定。出張して分析を行う機会が少なかったため、旅費と依頼分析に要する費用が予定より抑えられた。また、英文校正費用や論文・特許情報検索・複写費も、作成が遅れたため、発生しなかった。消耗品についても、不足、破損しなかったため、次年度以降に購入を延期した。作成が遅れている論文作成に関する費用、購入を延期した消耗品については、今年度支出する予定。また、1年目の研究計画では予定していなかた分析装置使用に関する経費負担が今年度は発生する。