hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血小板由来内皮細胞増殖因子(PD-ECGF)による血管新生の機構

1.チミジンホスホリラーゼが血管新生因子であるPD-ECGFと同一分子であることを明らかにし、さらにチミジンホスホリラーゼ阻害剤である6-アミノ-5-クロロウラシルがチミジンホスホリラーゼによる血管新生を阻害することをゼラチンスポンジアッセイにより明らかにした。この実験結果は非常に大きな意味を持つため、大腸菌のチミジンホスホリラーゼ酵素活性中心部位と相同性を有するPD-ECGFの部位にsite directed mutagenesisにより突然変異を入れ、チミジンホスホリラーゼ活性のない3種類のPD-ECGF分子を作製した(K115E,Lys115→Glu;L148R,Leu148→Arg;R202S,Arg202→Ser)。突然変異を有するPD-ECGFcDNAをCOS細胞にトランスフェクトして、発現レベルを調べると、wild typeのPD-ECGFと同程度発現がみられたが、チミジンホスホリラーゼ活性はほとんど認められなかった。ゼラチンスポンジ法により、これらのPD-ECGFの血管新生を調べたところ、突然変異PD-ECGFはいずれも血管新生活性を有していなかった。チミジンホスホリラーゼ阻害剤がチミジンホスホリラーゼの血管新生活性を阻害することと考えあわせると、チミジンホスホリラーゼの酵素活性が同酵素による血管新生に必須であることが明らかとなった。そこで、同酵素によるチミジンの分解産物が血管新生活性を有しているのではないかと考え調べたところ、デオキシリボースが血管新生活性を持つことが鶏卵漿尿膜法で判明した。また、デオキシリボースは血管内皮細胞の遊走性を亢進した。チミジンホスホリラーゼには、内皮細胞の増殖を促進する作用はなかったが、チミジンを分解してチミジンの組織内濃度を低下させ、血管内皮細胞の増殖のために有利な条件を作り出している可能性がある。このように、チミジンホスホリラーゼの酵素活性が血管新生に必要であることが明らかになると、その酵素活性の強力な阻害剤はチミジンホスホリラーゼによる血管新生を阻害し、その結果として腫瘍の増殖を抑制するのではないかと考えられる。我々は、6-アミノ-5-クロロウラシルよりもさらに強力なチミジンホスホリラーゼ阻害剤を見出し、この阻害剤が腫瘍の増殖や転移にどのような影響を与えるのか検討中である。2.ヒトの固型腫瘍では、チミジンホスホリラーゼ活性がしばしば上昇している。固型腫瘍におけるチミジンホスホリラーゼ活性と血管新生の関連性を調べるため、ヒト大腸癌21症例、アデノーマ13例について、チミジンホスホリラーゼ活性と血管内皮細胞のマーカー蛋白質であるトロンボモジュリンの発現レベルを調べ相関性を検討した。その結果、大腸癌でのチミジンホスホリラーゼ活性とトロンボモジュリンの発現レベルの間には相関性のあることが判明した。このことは、大腸癌においてチミジンホスホリラーゼが血管新生に関与している可能性を示唆している。我々はさらに大腸癌におけるチミジンホスホリラーゼの発現と予後との関係を調べた。チミジンホスホリラーゼを発現している大腸癌の症例は、発現していない症例に比べ予後が悪いことが明らかとなった。またチミジンホスホリラーゼ陽性の大腸癌では、リンパ節へ転移する頻度が高いことがわかった。チミジンホスホリラーゼの単クローン抗体を用いた免疫組織化学染色法にり、大腸癌やその他の固型腫瘍内では癌細胞のみならず浸潤したリンパ球もチミジンホスホリラーゼによる血管新生に関与している可能性が示された。血管新生因子はチミジンホスホリラーゼ以外にもVEGF,bFGFなどがあり、個々の腫瘍でどの血管新生因子が腫瘍血管の新生に関与しているかを調べる必要がある。我々はVEGF、bFGFなどについてもそれらの発現レベルを各々の腫瘍で調べ、血管新生との関連性について解析を進めている。

このように、チミジンホスホリラーゼの酵素活性が血管新生に必要であることが明らかになると、その酵素活性の強力な阻害剤はチミジンホスホリラーゼによる血管新生を阻害し、その結果として腫瘍の増殖を抑制するのではないかと考えられる。我々は、6-アミノ-5-クロロウラシルよりもさらに強力なチミジンホスホリラーゼ阻害剤を見出し、この阻害剤が腫瘍の増殖や転移にどのような影響を与えるのか検討中である。2.ヒトの固型腫瘍では、チミジンホスホリラーゼ活性がしばしば上昇している。固型腫瘍におけるチミジンホスホリラーゼ活性と血管新生の関連性を調べるため、ヒト大腸癌21症例、アデノーマ13例について、チミジンホスホリラーゼ活性と血管内皮細胞のマーカー蛋白質であるトロンボモジュリンの発現レベルを調べ相関性を検討した。その結果、大腸癌でのチミジンホスホリラーゼ活性とトロンボモジュリンの発現レベルの間には相関性のあることが判明した。このことは、大腸癌においてチミジンホスホリラーゼが血管新生に関与している可能性を示唆している。我々はさらに大腸癌におけるチミジンホスホリラーゼの発現と予後との関係を調べた。チミジンホスホリラーゼを発現している大腸癌の症例は、発現していない症例に比べ予後が悪いことが明らかとなった。またチミジンホスホリラーゼ陽性の大腸癌では、リンパ節へ転移する頻度が高いことがわかった。チミジンホスホリラーゼの単クローン抗体を用いた免疫組織化学染色法にり、大腸癌やその他の固型腫瘍内では癌細胞のみならず浸潤したリンパ球もチミジンホスホリラーゼによる血管新生に関与している可能性が示された。血管新生因子はチミジンホスホリラーゼ以外にもVEGF,bFGFなどがあり、個々の腫瘍でどの血管新生因子が腫瘍血管の新生に関与しているかを調べる必要がある。我々はVEGF、bFGFなどについてもそれらの発現レベルを各々の腫瘍で調べ、血管新生との関連性について解析を進めている。1.ヒト胎盤より精製したチミジンホスホリラーゼが血管新生活性を有するか否か、チミジンホスホリラーゼの酵素活性が血管新生に必須か否かを調べた。実験系としては受精鶏卵の漿尿膜(CAM法)、マウスの皮下にゼラチンスポンジを移植したもの(ゼラチンスポンジ法)を用いた。精製チミジンホスホリラーゼは、CAM法、ゼラチンスポンジ法のいずれにおいても高い血管新生活性を有することが明らかとなった。ゼラチンスポンジ法でチミジンホスホリラーゼの血管新生を測定する時に、チミジンホスホリラーゼの特異的阻害剤である6-アミノ-5-クロロウラシルをマウスに経口投与したところ、チミジンホスホリラーゼの血管新生はほぼ完全に阻害された。このことは、この血管新生がチミジンホスホリラーゼによるものであり、酵素活性が血管新生に必須であることを示している。ボイデンチャンバーを用い、チミジンホスホリラーゼが血管内皮細胞に対して遊走能の亢進を引き起こすか否かを調べたところ、遊走能の亢進が見られた。2.チミジンホスホリラーゼの酵素活性に必須な部位に相同性のあるPD-ECGFcDNAの部位の一塩基置換突然変異体2個をPCR法により作製し、COS発現ベクターに挿入した。
ヒドロシランを潜在性開始剤とする有機ホウ素触媒を用いたグループトランスファー重合

本年度は有機ホウ素触媒とヒドロシランを用いたグループトランスファー重合(GTP)法の確立を目指した。トリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素はヒドロシランによるアルファー,ベータ-不飽和カルボニル化合物のヒドロシリル化や、GTP法の生長反応に相当する向山-Michael反応の触媒として知られている。そこで、アクリル系モノマーとヒドロシランの混合物にトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素加えるだけで、シリルエノレートを用いないGTP法を開拓する。まず,従来のGTP法による重合が可能であったアクリレート類、メタアクリレート類、アクリルアミド類についてヒドロシランの種類や重合溶媒ならびに重合温度を様々に変えて反応を行った。アクリル酸ブチルとメタクリル酸メチルはジメチルフェニルシランを、N,N-ジメチルアクリルアミドはジメチルエチルシランを用い、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素を触媒とすると重合はリビング的に進行した。得られたポリマーの分子量は計算値と良く一致し、またその分子量分散ども非常に狭かった。さらに、得られたポリマーをマトリックス支援レーザー脱離イオン化ー飛行時間型質量分析測定により詳細に評価した結果、いずれのポリマーも用いたモノマーのみからなっており、本重合反応が副反応なくリビング的に進行したことが明らかとなった。
DNA損傷トレランス機構をターゲットとした新規がん分子標的治療の展開基盤

DNA損傷トレランスは細胞の損傷ストレス耐性に寄与する機構であるが、DNA複製をターゲットとした抗癌剤の効果に対して抑制的に働いている可能性がある。本研究課題ではDNA損傷トレランス機構をターゲットとした分子標的治療の可能性を示すことを目的として、DNA損傷トレランスに関連する分子の一つであるREV7の生理的機能の解析を行った。昨年度までに、REV7を高発現する胎児性癌細胞株(NEC8)を用いて、1REV7ノックダウン細胞やREV7ノックアウト細胞は細胞増殖が低下し、シスプラチンに対する感受性が亢進すること、2シスプラチン耐性細胞に対してもREV7をノックアウトすることでシスプラチンに対して高感受性を示すことを明らかにしてきた。本年度は主にこれまでに得られたデータを補完する実験を行った。まず、REV7ノックダウン細胞はシスプラチンだけでなくカルボプラチンなど他の抗癌剤に対しても高感受性を示すことがわかった。さらに、REV7欠損細胞によるシスプラチン感受性の亢進はカフェインの添加によりさらに亢進することがわかった。このことは、REV7欠損によるシスプラチン感受性の亢進はREV7のDNA損傷トレランス機能の破綻によるものであることを示唆している。以上のことから、REV7の機能抑制はシスプラチンの抗腫瘍活性を高めるだけでなく、シスプラチン抵抗性腫瘍に対して有効であり、DNA損傷トレランスが分子標的として有用であることが示唆された。本研究課題ではシスプラチンのDNA損傷トレランスに関与する分子に着目し、その一つであるREV7の生理的機能の解析を行った。まず、REV7をターゲットとしたshRNA発現ベクターを細胞にトランスフェクションし、REV7の発現を抑制した細胞を樹立した。また、コントロールとしてshRNA発現ベクターのみをトランスフェクションした細胞を樹立した。発現抑制の効果はウエスタンブロットにて確認を行い、十分な抑制効果の認められたクローンを選定した。続いて、樹立した細胞をシスプラチンで処理し、細胞の応答を解析した。コロニー形成法による感受性試験では、REV7抑制細胞はコントロール細胞よりもシスプラチンに対して高い感受性を示した。また、シスプラチン処理後の細胞から細胞抽出液を調製し、ウエスタンブロット法でタンパク質の挙動を解析したところ、p53やpH2AX、切断型PARPの増加が認められた。さらに、アポトーシスによるDNAの断片化をTUNEL法で調べたところ、REV7を抑制した細胞ではコントロールと比較して、シスプラチン処理によってTUNEL陽性細胞が増加した。これらの結果から、REV7を抑制するとシスプラチンに誘発される二本鎖切断が増加し、細胞死が誘導されることが示された。当初の計画通りにREV7抑制細胞の樹立に成功し、シスプラチンに対する応答を解析することができた。REV7を抑制することでシスプラチンの効果が増強されることを示せたことから、一定の成果が得られたと考えている。また、次年度以降用いるREV7欠損マウスの戻し交配を計画通り行うことができた。さらに、シスプラチンに長期間暴露することで耐性を獲得した細胞株を樹立することができ、このシスプラチン耐性細胞に関してもREV7の抑制効果を解析中である。現在のところ研究計画通りに研究を進めることができており、達成度はおおむね順調であると考えている。はじめに、昨年度に樹立したシスプラチン耐性細胞に対するREV7の抑制効果を解析した。ウエスタンブロット法でタンパク質の挙動を解析したところ、シスプラチン耐性細胞では、シスプラチン処理に対してpH2AXの増加は親株と同程度に認められるものの、p53や切断型PARPの増加が親株よりも抑制されていた。このことから、シスプラチン耐性細胞は親株と同様にシスプラチンによる二本鎖切断が誘導されるが、アポトーシスが抑制されることによりシスプラチンに対して抵抗性を示している可能性が考えられた。コロニー形成法による感受性試験では、シスプラチン耐性細胞はシスプラチン処理に対して抵抗性を示したが、siRNAを用いてREV7の発現を一過的に抑制することにより、シスプラチン感受性が高まった。さらに、長期的なREV7の抑制効果を検討するために、CRISPR/Cas9システムを用いてREV7ノックアウト細胞を作製した。REV7をノックアウトすることにより、シスプラチン耐性細胞と親株はシスプラチンに対して高感受性を示し、シスプラチン耐性に関係なく同程度の感受性を示した。このことから、シスプラチンに抵抗性を示す細胞に対してもREV7の抑制は有効な手段であることが示唆された。次に、シスプラチン以外の抗癌剤に対するREV7の抑制効果を検討した。その結果、REV7抑制細胞はドキソルビシンに対して、REV7ノックアウト細胞はマイトマイシンに対しても高感受性を示したことから、REV7の機能不全はシスプラチンだけでなく、他の抗癌剤の効果を高めることが分かった。REV7の抑制はシスプラチンだけでなく、他の抗癌剤の効果を高めることができ、REV7をノックアウトすることにより、シスプラチン耐性細胞の感受性を親株と同程度に高めることができたことが本年度の主な成果である。本年度に使用予定であったREV7欠損マウスは耐性致死を示したため、代替手段としてコンディショナルノックアウトマウスで行う準備を進めている。個体レベルの解析に着手することができなかったが、代わりに細胞レベルの解析を大きく前進させることができたため、達成度はおおむね順調であると考えている。

本研究課題では、DNA損傷トレランス機構をターゲットとした分子標的治療の可能性を示すことを目的として、DNA損傷トレランス関連タンパク質であるREV7の生理的機能の解析を行った。前年度に続き、親株とシスプラチン耐性細胞、およびそれらのREV7ノックアウト細胞を用いてシスプラチンに対する応答を解析した。1)コロニー形成法による感受性試験では、シスプラチン耐性細胞はシスプラチン処理に対して抵抗性を示したが、REV7ノックアウトにより、親株とシスプラチン耐性細胞はシスプラチンに対して高感受性を示し、シスプラチン耐性に関係なく同程度の感受性を示した。REV7ノックアウト細胞にREV7を外因性に発現させることでシスプラチンに対する感受性が野生型と同程度にまで回復した。2)ウエスタンブロット法でタンパク質の挙動を解析したところ、シスプラチン耐性細胞は親株と比較してシスプラチン処理によるアポトーシスが減少していたが、REV7をノックアウトすることにより、pH2AXとアポトーシスの増加が認められた。3)細胞をSCIDマウスの皮下に移植し腫瘍を形成させ、シスプラチン投与による腫瘍縮小効果を継時的に観察した。シスプラチン耐性細胞はシスプラチン処理による腫瘍縮小効果は見られなかったが、REV7ノックアウト細胞はシスプラチン処理により有意に腫瘍の縮小が認められた。以上のことから、シスプラチンに対して抵抗性を示す細胞に対してもREV7の機能抑制は有効な手段であることが示唆された。REV7をノックアウトすることによりシスプラチン耐性細胞のシスプラチン感受性を親株と同程度に高めることができたこと、異種移植モデルにおいても同様の結果を得られたことが本年度の主な成果である。研究遂行に遅延が生じた理由として、研究課題に用いる予定のマウスが耐性致死を示し、当初の研究計画の一部を変更したこと、細胞株の樹立に想定以上の時間を要したこと、所属機関に発生した火災による被害により一時的に研究を遂行することができなくなったことなどが挙げられる。DNA損傷トレランスは細胞の損傷ストレス耐性に寄与する機構であるが、DNA複製をターゲットとした抗癌剤の効果に対して抑制的に働いている可能性がある。本研究課題ではDNA損傷トレランス機構をターゲットとした分子標的治療の可能性を示すことを目的として、DNA損傷トレランスに関連する分子の一つであるREV7の生理的機能の解析を行った。昨年度までに、REV7を高発現する胎児性癌細胞株(NEC8)を用いて、1REV7ノックダウン細胞やREV7ノックアウト細胞は細胞増殖が低下し、シスプラチンに対する感受性が亢進すること、2シスプラチン耐性細胞に対してもREV7をノックアウトすることでシスプラチンに対して高感受性を示すことを明らかにしてきた。本年度は主にこれまでに得られたデータを補完する実験を行った。
接触法による有害有機ハログン化合物発生抑制機能を賦与したごみ焼却炉壁開発の試み

本研究の具体的課題として、1.高耐久性の焼却炉用炉材の探索・開発と2.これに触媒活性物質の担持などによって、実用レベルの有機ハロゲンの燃焼分解触媒にもっていくこと設定した。1.については炭化ケイ素セラミックス(SiC)にCaとAlを共添加してSiC上の非晶質シリカを相転移しにくいβ-クリストバライト結晶膜に転化し、加熱・冷却を繰り返しても亀裂を生じず、かつ800°C以上ではHClガスに浸食されない高耐久性の材料であることを明らかにした(平成12)。これに、TiO_2を担持したものは有機塩素化合物のよい分解触媒となった。優れた炉材であるSiCの欠点はHFに弱いことである。病院付設の焼却炉では廃ガス1m^3当たり110mgの有機フッ素化合物由来のHFが放出されるとされており、都市ごみ全般でもこれから徐々に有機フッ素系のものが多くなると予想される。有機フッ素化合物はオゾン層の破壊に関与する有害ガスであり、触媒などで分解する必要がある。有機フッ素化合物の分解にはγ-アルミナのような遷移アルミナが高い触媒活性を示す。高温で稼働する炉では炉材としてα-アルミナを使うがこれは触媒活性がほとんど無い。普通の遷移アルミナを炉材に使った場合、長期間の稼働でα-アルミナに変質する。α-アルミナに変質しにくい遷移アルミナはサイズの大きいカチオンをアルミナ中に均一にドープすれば調製できることを見いだした(平成11年)。CF_4分解反応において、Ceをドープしたγ-アルミナは調査した約10種類の触媒の中で最高活性を示し反応中の失活はほとんどなかった。遷移アルミナ前駆体であるベーマイトの水熱合成法、その層間への金属イオンのインターカレーションなどについては、まもなく論文として発表される。このほか、比較的高表面積(60m^2/g)のマグネシアスピネル耐火物の試作にも成功した。多孔性炭化ケイ素(SiC)セラミックスをアセチルアセトナート鉄のアセトン溶液に浸漬し、これを焼成して細孔内表面にクリストバライト(SiO_2)結晶膜をつくった。この上に、酸化チタン(TiO_2)をチタンイソプロポキシドのアルコール溶液を含浸させ、これを加熱することにより担持した。この炉壁(であると同時に)触媒の四塩化炭素(CCl_4)分解活性の経時変化、分解反応中の細孔構造の変化(平均細孔径、表面積)及び基盤のSiCの耐酸化性などを調べた。CCl_4分解活性は800°Cで200時間の反応ではほとんど失活せず、基盤のSiCの酸化劣化はほとんど認められず、また細孔構造もほとんど変化しないことが分かった。現在この試験時間を延長中である。実際のゴミ焼却炉では加熱・冷却が繰り返される。クリストバライト結晶は300°C付近で体積変化を伴う相変化するが、通常この際クラックが生ずる。上記炉壁触媒を急冷したとき耐酸化性の低下が観測された。この事は、この炉壁触媒は高温連続運転のときのみ順調に作動することを示唆する。冷却時に相変化しないクリストバライト結晶(高温型)はCaとAIをSiO_2にドープすれば生成することが報告されている。我々はトリエタノールアミンにCaOとAl(OH)_3を溶解しSiCセラミックスに含浸しこれを焼成することにより細孔内表面に高温型クリストバライトを高収率で生成させた。現在、CCl_4の分解反応中、ドープされたCaがハロゲンとの反応で結晶中からCaCl_2になって細孔内に沈析したり、あるいは揮発して系外に離脱しないかどうか調査中である。本年の研究課題は1.耐久性を改善させた炉材の作成と、2.この炉材上への触擦活性物質(TiO_2,ZrO_2など)の担持と有機ハロゲン化合物の熱分解試験であった。これら2つの課題に対応する実績を以下に記す。1.多孔性SiCにCaとAlの塩化物のアルコール溶液を含浸し、1400°Cに加熱してβ-クリストバライトの膜を作った。この保護膜は室温→1400°Cの加熟・冷却操作で破壊されることなく、ほぼ完全に内部のSiCを保護した。成果は学会で口頭発表するとともに、学会誌に投稿、現在審査中である。また、この研究成果は炉材会社にとっては重要なもののようで、業界からの問い合わせもある。ベーマイトAlOOHにBaを吸蔵麦させ加熱して得た遷移アルミナは1400°Cに加熱してもα-アルミナに転移せず高表面積を維持した。これより、このものは高温燃焼触媒の担体として利用できることが示唆された。2.保護膜を構成するβ-クリストバライトとHClガスやTiO_2との高温での反応を調べた。HClガスはβ-クリストバライトに固溶したCaとは低い温度では反応するが、1000°C近くの高温では反応しないことが分かった。また、TiO_2とは、1400°C以下では反応しないことが分かった。これから、SiC上にβ-クリストバライト保護膜をつくり、さらにこの上にTiO_2を担持したものは、炉材と触媒機能を兼ね備えた、有機ハロゲンの良い燃焼材料となることが推定された。

なお、B_2O_3のような酸性の強い物質はβ-クリストバライトよりCaを引き抜くため、β-クリストバライトはα-クリストバライトになる。この場合、加熱・冷却の繰り返しでこの膜は破壊され保護膜としては機能しない。有機ハロゲンの熱分解試験は現在装置をつくり、予備実験をしている段階である。本研究の具体的課題として、1.高耐久性の焼却炉用炉材の探索・開発と2.これに触媒活性物質の担持などによって、実用レベルの有機ハロゲンの燃焼分解触媒にもっていくこと設定した。1.については炭化ケイ素セラミックス(SiC)にCaとAlを共添加してSiC上の非晶質シリカを相転移しにくいβ-クリストバライト結晶膜に転化し、加熱・冷却を繰り返しても亀裂を生じず、かつ800°C以上ではHClガスに浸食されない高耐久性の材料であることを明らかにした(平成12)。これに、TiO_2を担持したものは有機塩素化合物のよい分解触媒となった。優れた炉材であるSiCの欠点はHFに弱いことである。病院付設の焼却炉では廃ガス1m^3当たり110mgの有機フッ素化合物由来のHFが放出されるとされており、都市ごみ全般でもこれから徐々に有機フッ素系のものが多くなると予想される。有機フッ素化合物はオゾン層の破壊に関与する有害ガスであり、触媒などで分解する必要がある。有機フッ素化合物の分解にはγ-アルミナのような遷移アルミナが高い触媒活性を示す。高温で稼働する炉では炉材としてα-アルミナを使うがこれは触媒活性がほとんど無い。普通の遷移アルミナを炉材に使った場合、長期間の稼働でα-アルミナに変質する。α-アルミナに変質しにくい遷移アルミナはサイズの大きいカチオンをアルミナ中に均一にドープすれば調製できることを見いだした(平成11年)。CF_4分解反応において、Ceをドープしたγ-アルミナは調査した約10種類の触媒の中で最高活性を示し反応中の失活はほとんどなかった。遷移アルミナ前駆体であるベーマイトの水熱合成法、その層間への金属イオンのインターカレーションなどについては、まもなく論文として発表される。このほか、比較的高表面積(60m^2/g)のマグネシアスピネル耐火物の試作にも成功した。
男子不妊症に対する精巣内男性ホルモンペレット移植療法の基礎的、臨床的研究

精巣Leydig細胞を直接抑制するといわれているEthane Dimethanesulphonate(EDS)を、13週齢のSprague-Dawley系雄性ラットに腹腔内投与し、不妊モデルラットを作成、hcG、Testosterone propionate(TP)およびTestosterone microcrystal suspension(Tmcs)投与によるEDSの精巣障害に対する防止効果について検討し、以下の如き結果を得た。1.EDS投与1週間前よりhcGを投与すれば、微量(12.5IU)でも精細管障害を防止でき、一方、EDSと同時投与では高単位量(100IU)でないと精細管障害を回復することは困難であることが判明した。2.Tmcs投与群において、EDSと同時投与では精細管障害の回復は困難であるが、1週間前によりの投与ではEDSによる精細管障害を防止でき、その至適用量は34mg/精巣であることが判明した。3.TP投与群に関してもTmcs群と同様、1週間前よりの投与(36mg)でEDSによる精細管障害を防止できることが判明した。4.血中testosterone(T)、精細管内Tおよび精細管内5α-dihydrotestosterone(DHT)濃度の検討では、hcG投与群においてEDs群に比し有意の増加を認めた。またTmcs投与群では精細管内T濃度においてのみ有意の増加が認められた。一方、TP投与群では、血中T濃度は有意の増加が認められたが精細管内T、DHT濃度は著明な低下が認められた。以上より、精子形成に関しては、精細管内T濃度が重要な因子の1つであることが判明するとともに、精巣内Tmcs移植療法の有用性が示唆された。またTP群における結果より、T体外投与が、精巣内におけるLeydig細胞あるいはSertoli細胞を刺激し、androgen以外の精子形成調節因子を賦活化させることが示唆された。精細管内androgen receptor(AR)をmicroreceptor assayにて,その最大結合部位数を測定し,以下の如き結果を得た. 1.乏精子症を呈する精索静脈瘤患者に大量のHCG負荷(1日量4000単位, 3日間筋注)を行い, ARを測定したが, HCG刺激による精細管内Tの増加とともにARも増加することを認めた.2.特発性不妊症におけるARの検討で,一部症例にAR低値が認められたが, AR欠損例は存在しなかった.このことより,男子不妊症では精巣女性化症の如きAR欠損例は存在しないが, AR低値例が存在し,このような症例あるいは前述したT, DHTの精細管内移行の不十分な症例に対しては,精細管内T, DHTを著明に増加させる精巣内弾性ホルモンペレット移植療法が適応となることが推察された.ラットにAdriamycinを6週間皮下投与し,その後の精巣所見を対照群と比較検討したが,精細胞の著明な減少を認め,不妊ラットの作成に成功した.しかし, T, DHTペレット移植に際し,外科的操作による精巣障害を来したため,今後はT, DHTのmicrocrystalsuspensionを作成し,研究を続ける予定である.不妊病態モデルラットとして、10週齢のSprague-Dawley系雄性ラットにAdriamycin(ADR)0.3mg/ml/kgを週3回、7週間、計21回皮下注射し、組織学的、内分泌学的検討を行い、以下の如き結果を得た。1.摘出した精巣、副性器重量については、精巣重量のみ対照群に比較して有意の減少をみた。2.組織学的には、精細胞障害の程度をみる指標としてGerm cell数とSertoli cellの比(G/S比)を用いて検討した。各細胞におけるG/S比は精祖細胞で0.7(対照群2.7)、精母細胞0.5(4.4)、精子細胞1.1(10.6)といずれの精細胞においても対照群に比較して著明な減少を認めた。3.精細管壁の厚さは2.8μmと対照群の4.6μmに比較して有意の肥厚がみられた。4.血中ホルモン濃度に関しては、LH、testosterone(T)は有意の変動を示さなかったがTSHはADR投与により有意の上昇を示した。5.精細管内Tおよび細胞内でより活性を示す5α-dihydrotestosterone(DHT)濃度は対照群と比較して有意の変動は認められなかった。以上より、ADRによる造精機能障害は精祖細胞および精母細胞の分裂時におけるDNA合成を障害するのみであることが推察され、本研究に必要なホルモン依存性の不妊モデルラットとしては不適当であることが判明した。そこで精巣におけるLeydig細胞を直接抑制するといわれているEthane Dimethanesulphonate(EDS)を用いて不妊モデルラットを作成した。さらにTのmicrocrytalsuspensionを作成し、精巣内に直接注入し、組織学的、内分泌学的検討を現在行っているが、今までに判明したことは以下の如くである。1.EDS投与により、精細管は著明に萎縮し、さらに精細管内T濃度は著明に低下した。2.Tのmicrocrytalsuspensionは手術操作による精巣への障害がなく、さらに精巣内にび慢性に分布することが判明した。今後はさらに詳細な検討を続ける予定である。精巣Leydig細胞を直接抑制するといわれているEthane Dimethanesulphonate(EDS)を、13週齢のSprague-Dawley系雄性ラットに腹腔内投与し、不妊モデルラットを作成、hcG、

Testosterone propionate(TP)およびTestosterone microcrystal suspension(Tmcs)投与によるEDSの精巣障害に対する防止効果について検討し、以下の如き結果を得た。1.EDS投与1週間前よりhcGを投与すれば、微量(12.5IU)でも精細管障害を防止でき、一方、EDSと同時投与では高単位量(100IU)でないと精細管障害を回復することは困難であることが判明した。2.Tmcs投与群において、EDSと同時投与では精細管障害の回復は困難であるが、1週間前によりの投与ではEDSによる精細管障害を防止でき、その至適用量は34mg/精巣であることが判明した。3.TP投与群に関してもTmcs群と同様、1週間前よりの投与(36mg)でEDSによる精細管障害を防止できることが判明した。4.血中testosterone(T)、精細管内Tおよび精細管内5α-dihydrotestosterone(DHT)濃度の検討では、hcG投与群においてEDs群に比し有意の増加を認めた。またTmcs投与群では精細管内T濃度においてのみ有意の増加が認められた。一方、TP投与群では、血中T濃度は有意の増加が認められたが精細管内T、DHT濃度は著明な低下が認められた。以上より、精子形成に関しては、精細管内T濃度が重要な因子の1つであることが判明するとともに、精巣内Tmcs移植療法の有用性が示唆された。またTP群における結果より、T体外投与が、精巣内におけるLeydig細胞あるいはSertoli細胞を刺激し、androgen以外の精子形成調節因子を賦活化させることが示唆された。
三重立方体型酸化物クラスターの立方体単位増減反応と新型クラスターの合成

近年、我々のグループでRhCp^*基(RhCp^*=C_5Me_5)を持つモリブデン酸化物クラスター、([RhCp^*)_4(MoO_4)_4])1を合成した。1は面共有した並列の三重立方体型の構造をしており、分子内にRh(III)、Mo(VI)の異なる金属イオンを含み、しかも反応活性な三種類のMo-O結合を持つ。本研究は、この様な混合金属多中心の複合配列に基ずく特異な反応性の開発を目的とした。1はp-hydroquinoneの存在下メタノールと反応して、トリスホモキュバン型の[(RhCp^*)_2Mo_3O_9(MeO)_4]2をあたえる。2のMeO基のC-H結合、C-O結合の切断は起こり易く、溶液中、あるいは固体の熱分解反応によりホルムアルデヒド、ジメチルエーテル、メチルホルメートが生成する。これらの生成は、MeO基とM-O結合の立体化学と密接に関係することが分かった。その他アセトンの生成が見られるが、現在その生成機構に関して検討しているところである。一方、メルカプタンとの反応では酸化物クラスターの立方骨格は壊れ、以下に示す三種類のRh_2Mo_2四核クラスター、[(RhCp^*)_2Mo_2O_5(μ-SMe)_63、[(RhCp^*)_2Mo_2O_4(μ-SMe)_6]4、[(RhCp^*)_2Mo_2O_3S(μ-SMe)_6]5が、更には[(RhCp^*)_2)μ-SMe)_3]_2[Mo_6O_<19>]6、[(RhCp^*)_2(μ-SMe)_3]_4[Mo_8O_<26>]7のポリ酸イオンが生成する。これらの生成物は反応モル比等の条件をかえることにより選択的に得られる。5の架橋S原子はメルカプタンからきたもであり、C-S結合切断反応が非常に温和な条件下で起こることは興味深い。おそらくMoおよびRhの両方の金属がこのC-S結合切断反応に関与しているとかんがえられる。本研究で1とメタノール及びメルカプタンとの反応及びクラスターの生成とその構造について明らかにした。
Optically thick windとその総合的応用

これまで加藤が新星の光度曲線を理論的に解明するために発展させてきたOpticallythick wind理論は、本研究で新星の理論分野の域をこえて応用されるようになり、大きな飛躍をみたと言える。本研究の主な成果は次のようにまとめられる。(1)新星の光度曲線解析古典新星の光度曲線解析により白色矮星の質量を求める新しい方法を確立した。また回帰新星については白色矮星表面のほか、白色矮星に部分的に照らされたアクリーションディスクと伴星の寄与も含む精巧なモデルを確立し、観測される複雑な光度曲線を再現できた。その結果、回帰新星を起こす白色矮星は非常に重く、チャンドラセカール質量ぎりぎりであること、白色矮星は新星爆発を繰り返すとともに重くなっていることもわかった。(2)Ia型超新星の起源opticallythick windが起こると、それによる角運動量と質量の変化が連星系の進化を決める。これは従来の連星系の進化の道筋を大きく変えるものであった。このwind効果を連星系の進化に組み込むことにより、これまで不明であったIa型超新星に至る道筋を新しくみつけることができた。それは2つあり、超軟x線星型と共生星型である。(3)回帰新星とIa型超新星との関係回帰新星の光度曲線解析から連星系パラメターがかなり正確に求まり、それらの量から、回帰新星が2つのサブグループに分類でき、それぞれが上記(4)で述べた2つの道筋の最終段階にぴったりあてはまることがわかった。つまり、U ScoやT CrBなどは、Ia型超新星の親星の最有力候補であることが定量的に結論される。(4)超大質量主系列星の構造大質量主系列星の構造を求め、質量が大きいと星はコア-外層構造をとるため半径がふくれることを示した。この効果は銀河やマゼラン銀河での大質量星の観測の傾向にはっきりあらわれていることもわかった。本年度の成果は3つにまとめられる。まず古典新星の光度曲線解析については、古典新星の光度曲線を多数計算しデータ集を作った。連星パラメターは広い領域をとっており種族IとIIもカバーしている。これにより銀河の進化への応用がひらけた。次に回帰新星の光度曲線を詳しく計算し、4つの天体について光度曲線解析を行った。その結果、白色矮星の重さはいずれもチャンドラセカ-ル質量に非常に近いことがわかった。回帰新星がいずれも非常に重い白色矮星を含むことは連星系の進化とIa型超新星の母天体との関連からみて非常に興味深い。いくつかの回帰新星の起源は、次の項でのべる連星系の進化説で説明できることがわかった。また、連星系の進化に関する新しいパラダイムを作った。白色矮星を含む連星系の進化については、白色矮星表面からの質量放出を考慮すると、連星系の進化がこれまでの通説とは全く違うものになる。ここではOptically thick wind理論を連星系の進化にとりこんで時間変化を迫った。これは伴星からガスが定常的に流入して降着円盤を作り、赤道面から白色矮星に降着するが、一方で白色矮星の表面では水素の核燃焼がおこっており、定常的な質量放出があるというものである。質量放出するガスの持ち出す角運動量と質量が系の進化をきめる。

この新しいパラダイムに基づいたモデルで、いくつかの超軟X線源や共生星の光度曲線について、細かな点まできれいに説明できる連星系モデルを構築することに成功した。これらの成功により、新しいパラダイムは確立したといってよい。本年度の研究成果は次の3つにまとめられる。1. Ia型超新星の進化モデル昨年度確立した連星系の進化パラダイムに基づき、optically thick windを組み込んだ連星系の進化モデルを展開した。その結果、Ia型超新星となる主な道筋には2種類あること(伴星が赤色巨星と主系列星の場合)がわかり、それぞれの詳しい進化経路を示すことができた。また超新星になる直前の天体として、回帰新星が位置付けられ、それも対応する2通りのものがあることがわかった。Ia型超新星の発現率は宇宙の化学進化によって変わり、それは観測事実をよく説明できることもわかった。2.新星白色矮星の上でヘリウムの不安的核爆発が起きたとき、どのくらいのガスが飛び散るかをoptically thick wind理論によって計算し、白色矮星の成長率を求めた。これは回帰新星でみられるはずの現象であるとともに、Ia型超新星の進化モデルの基本物理を提供する。3.大質量星の内部構造大質量主系列星の内部構造を求め、重い星は、コア・ハロー構造をもち外側部分がふくれた構造をしていることを示した。この効果のために主系列は従来の予想と異なり、上部が低温の方に曲がる。この効果は星の種族が若いほど顕著である。最近ぞくぞくと発見されている非常に重い星(>120太陽質量)の観測値はこの理論と一致する。1.Ia型超新星の進化モデル昨年度までに確立した連星系の進化パラダイムに基づき、optically thick windを組み込んだ連星系の進化モデルを詳細に展開した。これまでの成果では、Ia型超新星となる道筋には2通りあり、それぞれの経路について、爆発直前の候補天体として、U ScoタイプとT CrBタイプの回帰新星が位置付けられることがわかっていたが、それを確実なものにするため、回帰新星の光度曲線解析を行い、詳細モデルを構築した。2.古典新星古典新星の爆発時の光度曲線やエンベロープの基本量の総合的まとめの研究をした。白色矮星の質量や重元素量などのパラメターを大きく変えた場合の質量放出解の基本データをまとめた表をつくり、発表した。これは系外銀河やハロー中での古典新星に広く適用できる。種族により新星の光度曲線やガスの膨張速度などに系統的な差が出ることをまとめた。3.回帰新星U Scoの研究1999年2月にU Scoが爆発した。はじめて詳しい観測データが爆発の始めから終りまで得られたため、詳細モデルを構築した。モデルは白色矮星と照り返しのあるアクリーション・ディスク、および伴星で、光度曲線を詳細にあわせることにより、白色矮星の質量やディスクの大きさなどがわかる。また静穏時の光度曲線解析から連星系における質量交換・放出が定量的に詳細に判明した。これはIa型超新星のみちすじにぴたっとはまるものであり、超新星進化モデルの正しさをうらずけるものでもある。本年度の研究成果は次の2つにまとめられる。1.回帰新星の光度曲線の精密化回帰新星の光度曲線を精密化し、白色矮星の光度だけではなく、アクリーションディスクと伴星に白色矮星からの光が照り返されて増光する効果までふくめたモデルをつくり、連星系の回転による光度変化も考慮して、いくつかの回帰新星について非常に詳しいモデルを作った。
末期がん患者の心理的適応と生存期間に関する研究

面接調査で得られた、末期がん患者の心理的適応に関するデータについて、生存期間とセルフ・エフィカシー、心理的適応の関係の分析を行った。解析の対象者は、大阪府のホスピス緩和ケア病棟にて面接を行ってきた入院中および外来通院中の末期がん患者67名であった。セルフ・エフィカシーと、心理的適応の指標として、抑うつ、不安、身体的要因の指標として、一般性活動状態(Performance Status : PS)、そして面接時から死亡日までの日数を生存期間として、それぞれの関係について分析を行った。まず、Kaplan-Meyer法を用いた生存分析を行い、高セルフエフィカシー群、低正セルフ・エフィカシー群それぞれの生存曲線を算出した。高セルフエフィカシー群の中央生存期間は84日、低セルフ・エフイカシー群の中央生存期間は47日であった。Log-Rankテストの結果、2つの群間の生存期間に有意な差が認められた。これは、高セルフ・エフィカシー群の方が、低セルフ・エフィカシー群に比べて有意に長く生存していることを示している。次に、構造方程式モデル分析を行い、生存期間とセルフ・エフィカシーの間に、PSの影響を想定したモデルについて検討した。その結果、、セルフ・エフィカシーから生存期間への直接効果は有意とはならなかった。一方で、心理的適応の指標である抑うつ・不安に対しては、セルフ・エフィカシーのみが有意な影響を与え、生存期間、PSは有意な影響を与えなかった。よって、セルフ・エフィカシーは心理的適応とPS、生存期間という身体的な指標を媒介する要因であることが明らかとなった。この結果は、生存期間にかかわらず心理的適応状態は変化するものであり、残りの時間が短くなったからといって必ずしも、うつ状態や不安の強い状態になるというわけではないことを意味している。これは、心理的適応の向上のためには、たとえ残された時間が少なくなったとしても、セルフ・エフィカシーをターゲットにした介入の余地が残されているということを示していると言える。まず、末期がん患者の心理的変数と生存期間の関係について文献的な検討を行った。Spiegel et al. (1989)、Fawzy et al. (1993)においては、がん患者に対する心理学的介入を行った介入群の方がコントロール群に比べて有意に長い生存期間を持つことが示されている。しかぬがら、ここ数年の研究、例えば、Edelman et al. (1999)1こおいては、転移のある乳がん患者に対して認知行動療法的介入を行った結果、直後に情緒状態に対する改善は認められたかが、5年後の生存率には介入による有意な効果は認められなかったとしている。また、最新の報告として、Goodwin et al. (2001)は、Spiegelらのプロトコルを用いて、大規模な無作為比較試験を行った結果を示している。それによると、情緒状態に対する心理学的介入の効果は認められたが、生存期間に対しては影響は認められなかったとしている。よって、心理学的変数と生存期間の関係については再検討の時期に来ていることが示唆される。次に、末期がん患者の心理的適応について、面接調査を行った。生存期間と心理的適応の関係について明らかにする前段階として、心理的適応の各指標と身体状況の指標の関係について分析を行った。大阪府のホスピス緩和ケア病棟にて面接を行ってきた入院中および外来通院中の末期がん患者67名のデータを解析の対象とした。心理的適応の指標として、抑うつ、不安、セルフ・エフィカシー、身体的要因の指標として、一般性活動状態(Performance Status : PS)の関係について分析を行った。その結果、心理的媒介変数であるセルフ・エフィカシーと心理的適応の指標である抑うつ・不安都の間と、セルフ・エフィカシーとPSとの間に有意な関連性が認められた。一方で、抑うつ・不安との間には有意な関連性は認められなかった。来年度は、これらの関係に生存期間を含めて検討する予定である。

よって、セルフ・エフィカシーは心理的適応とPS、生存期間という身体的な指標を媒介する要因であることが明らかとなった。この結果は、生存期間にかかわらず心理的適応状態は変化するものであり、残りの時間が短くなったからといって必ずしも、うつ状態や不安の強い状態になるというわけではないことを意味している。これは、心理的適応の向上のためには、たとえ残された時間が少なくなったとしても、セルフ・エフィカシーをターゲットにした介入の余地が残されているということを示していると言える。
ヒト消化管ストローマ細胞腫瘍の発生・悪性化とc-kit機能獲得性突然変異の関係

がん原遺伝子c-kitはレセプターチロシンキナーゼ(KITレセプター)をコードしており、そのリガンドはSCF(stem cell factor)である。メラノサイト・赤芽球系細胞・生殖細胞・マスト細胞のほかカハール介在細胞も、SCF-KITレセプターシステムを細胞の分化・増殖に必須としており、c-kit遺伝子の機能喪失性突然変異動物ではこれらの細胞の欠損症状が出現する。消化管の自発運動を調節しているカハール介在細胞の欠損は、消化管の自動運動低下や胆汁逆流をもたらす。KITレセプターが分化・増殖に必須であるマスト細胞にはc-kit遺伝子の機能獲得性突然変異が原因と考えられるマスト細胞腫の発生が知られていたので、カハール介在細胞にもc-kit遺伝子の機能獲得性突然変異が原因と考えられる腫瘍が存在するのではないかと考えた。われわれは消化管の間葉細胞腫を対象としてKITレセプターの発現を調べたところ、その多くにKITレセプターの発現が見られ、さらにc-kit遺伝子のシークエンスを行うと、多くの腫瘍に傍膜貫通領域の突然変異をみつけた。この変異は、KITレセプターのチロシンキナーゼ活性を恒常的に活性化させており、機能獲得性突然変異であることがわかった。また、IL-3依存性に増殖するBa/F3培養細胞株にこの変異を導入すると、IL-3がなくても自律性に増殖するようになり、ヌードマウスの皮下に移植すると腫瘍を形成したことから、生物学的にも細胞の腫瘍化に重要な突然変異であることがわかった。この研究の過程で、消化管の間葉細胞腫が多発する家系を見つけた。そこで、この家系の患者のの腫瘍組織にc-kit遺伝子に変異がないかどうか調べた。すると、単発性の間葉細胞腫の場合と同様、c-kit遺伝子の傍膜貫通領域に突然変異をみつけ、さらに患者の末梢血白血球にも突然変異が認められた。この突然変異も機能獲得性であることがわかり、c-kit遺伝子の傍膜貫通領域の突然変異は消化管の間葉細胞腫の発生に極めて重要であることが示された。
絶縁体基板上におけるナノ構造体の構築

1.絶縁体基板上でのAFMリソグラフィー本研究ではナノ構造体構築のための主な方法の一つとして、AFM探針を用いたリソグラフィー技術を用いた。AFM像観察中に電圧パルスを印加することにより探針上の金原子を蒸着させてドットを形成させ、ドットをつなぎ合せることにより、金ワイヤーを作成することを試みた。これまでの手法で用いられていたタッピングモードAFMに比ベ力感度が高くしたがって探針試料間距離の細かい制御が可能な非接触モードでのリソグラフィーを行い、ナノメートルサイズの金ドットを単位として任意のパターンを作製することに成功している。2.AFMリソグラフィー用金属プローブの作製通常、AFMリソグラフィー探針としては、シリコン製プローブの上に金属膜を蒸着したものが用いられているが、探針先端が鈍ってしまう、加工に用いる金属の量が制限されるなどの問題があった。そこで、市販のAFM用カンチレバーの先端にタングステンなどの極細金属ワイヤーをマイクロマニピュレーターにより接着し、集束電子線(FIB)を用いて鋭利な探針を作製し、透過電子顕微鏡(TEM)観察や実際のAFMに観察によって十分にAFM探針として機能する鋭利な探針が得られていることを確認できた。3.低温AFMユニットの作製原子レベルでの表面加工を行うためには、探針位置を高精度かっ高安定度に制御する必要があるため、低温で動作するAFMが不可欠である。既に稼働していた低温(>2.8K)磁場中(<11T)UHV-STMに若干の改良を加え、AFMとして動作させることに成功し、低温でのSi(111)7x7表面の原子像を得ることができた。1.絶縁体基板上でのAFMリソグラフィー本研究ではナノ構造体構築のための主な方法の一つとして、AFM探針を用いたリソグラフィー技術を用いる計画である。本年度は、AFM探針を用いたシリコン酸化膜上のリソグラフィーを行い、ナノメートルスケールでの酸化されたドットを基本単位として任意のパターンを作製することに成功し、またその酸化膜をHFにより選択的にエッチングすることにより、任意のパターンのピット構造を作成する技術を開発した。2.AFMリソグラフィー用金属プローブの作製通常、AFMの金属探針としては、シリコン製プローブの上に、金属膜を蒸着したものが用いられているが、探針先端が鈍ってしまう、加工に用いる金属の量が制限されるなどの問題があった。そこで、市販のAFM用カンチレバーの先端にタングステンなどの極細金属ワイヤーをマイクロマニピュレーターにより接着し、集束電子線(FIB)を用いて鋭利な探針を作製し、透過電子顕微鏡(TEM)観察や実際のAFMに観察によって十分にAFM探針として機能する鋭利な探針が得られていることを堪忍できた。3.低温AFMユニットの作製原子レベルでの表面加工を行うためには、探針位置を高精度かつ高安定度に制御する必要があるため、低温で動作するAFMが不可欠である。これまでの手法で用いられていたタッピングモードAFMに比べ力感度が高くしたがって探針試料間距離の細かい制御が可能な非接触モードでのリソグラフィーを行い、ナノメートルサイズの金ドットを単位として任意のパターンを作製することに成功している。

2.AFMリソグラフィー用金属プローブの作製通常、AFMリソグラフィー探針としては、シリコン製プローブの上に金属膜を蒸着したものが用いられているが、探針先端が鈍ってしまう、加工に用いる金属の量が制限されるなどの問題があった。そこで、市販のAFM用カンチレバーの先端にタングステンなどの極細金属ワイヤーをマイクロマニピュレーターにより接着し、集束電子線(FIB)を用いて鋭利な探針を作製し、透過電子顕微鏡(TEM)観察や実際のAFMに観察によって十分にAFM探針として機能する鋭利な探針が得られていることを確認できた。3.低温AFMユニットの作製原子レベルでの表面加工を行うためには、探針位置を高精度かつ高安定度に制御する必要があるため、低温で動作するAFMが不可欠である。既に稼働していた低温(>2.8K)磁場中(<11T)UHV-STMに若干の改良を加え、AFMとして動作させることに成功し、低温でのSi(111)7x7表面の原子像を得ることができた。
磁気軸受を用いた高耐久遠心ポンプ型人工心臓の研究

心臓移植に代わる心臓病の治療,循環維持法として,高耐久埋め込み型人工心臓の実現が待ち望まれている.また,心臓移植までのつなぎ,心臓移植後の補助循環として,従来のメカニカルシールを用いたものにくらべ高い耐久性を有する使い捨てタイプの体外設置型血液ポンプに対する強いニーズもある.この社会的な要請に対して,コンパクトな磁気軸受を用いた体内埋め込み型遠心血液ポンプと,磁気軸受を用いた体外設置型ディスポーザブル血液ポンプの実現を目指した研究開発を実施した.その結果,1)体内埋め込み型遠心血液ポンプに関しての成果(1)外径65mm×高さ32.5mmの磁気軸受内臓としては世界最小の遠心血液ポンプを試作し,補助循環に必要な流量特性を達成した.また,モータドライバの改良,磁気軸受コア材質の検討を行い,モータの高効率化,磁気軸受の低消費電力化を実現した.(2)外径69mm×高さ28.5mmのチタン製の磁気軸受遠心血液ポンプを試作し,チタン隔壁採用に伴う,磁気軸受制御に不可欠な変位計測法の問題点や,モータの効率低下等の問題を明らかにした.(3)外径55mm×高さ28.5mmの次世代小型磁気浮上血液ポンプの設計を実施した(試作は19年度予定).(4)数値流体解析により,インペラに作用する流体力を計算し,インペラ・ロータの安定浮上,回転のための磁気軸受設計等の指針を得た.2)体外設置型ディスポーザブル血液ポンプの成果(1)昨年度の研究に引き続き,試作血液ポンプの溶血試験を実施し,製品として利用されている接触軸受を用いた血液ポンプの45分の1以下の溶血を実現した.(2)昨年度の血液ポンプのインペラを,ベーン型から,コーン型に変更したものを試作し,ポンプ特性を評価した.心臓移植に代わる心臓病の治療,循環維持法として,高耐久埋め込み型人工心臓の実現が待ち望まれている.また,心臓移植までのつなぎ,心臓移植後の補助循環として,従来のメカニカルシールを用いたものにくらべ高い耐久性を有する使い捨てタイプの体外設置型血液ポンプに対する強いニーズもある.この社会的な要請に対して,コンパクトな磁気軸受を用いた体内埋め込み型遠心血液ポンプと,磁気軸受を用いた体外設置型ディスポーザブル血液ポンプの実現を目指した研究開発を実施した.その結果,1)体内埋め込み型遠心血液ポンプに関しての成果(1)外径65mm×高さ32.5mmの磁気軸受内臓としては世界最小の遠心血液ポンプを試作し,補助循環に必要な流量特性を達成した.また,モータドライバの改良,磁気軸受コア材質の検討を行い,モータの高効率化,磁気軸受の低消費電力化を実現した.(2)外径69mm×高さ28.5mmのチタン製の磁気軸受遠心血液ポンプを試作し,チタン隔壁採用に伴う,磁気軸受制御に不可欠な変位計測法の問題点や,モータの効率低下等の問題を明らかにした.(3)外径55mm×高さ28.5mmの次世代小型磁気浮上血液ポンプの設計を実施した(試作は19年度予定).(4)数値流体解析により,インペラに作用する流体力を計算し,インペラ・ロータの安定浮上,回転のための磁気軸受設計等の指針を得た.2)体外設置型ディスポーザブル血液ポンプの成果(1)昨年度の研究に引き続き,試作血液ポンプの溶血試験を実施し,製品として利用されている接触軸受を用いた血液ポンプの45分の1以下の溶血を実現した.(2)昨年度の血液ポンプのインペラを,ベーン型から,コーン型に変更したものを試作し,ポンプ特性を評価した.心臓移植に代わる心臓病の治療,循環維持法として,高耐久埋め込み型人工心臓の実現が待ち望まれている.また,心臓移植までのつなぎ(ブリッジ),心臓手術後の循環補助として,従来のメカニカルシールを用いたものに比べ高い耐久性を有する使え捨て(ディスポーザル)タイプの体外設置型血液ポンプに対する強いニーズもある.この社会な要請に対して,次の目標を設定し,研究を行った.1)コンパクト磁気軸受を用いた体内埋め込み型遠心ポンプ式人工心臓の実現,目標:吐出圧力100mmHg,吐出流量5L/min以上,消費電力10W以下(モータ,磁気軸受含め),世界最小・最軽量(寸法Φ60×H45mm以下,質量350g以下),血球破壊(溶血)既製品の5分の1以下2)磁気軸受を用いた体外設置型ディスポーザル血液ポンプの実現,目標:ポンプ性能は(1)と同じ,使い捨て部分の構造単純化(→低コスト化)とディスポーザル化のための使い捨て部分と再利用部分との脱着メカニズムの開発.平成17年度の研究結果として,1)コンパクト磁気軸受を用いた体内埋め込み型遠心ポンプ式人工心臓の実現に関しては,ポンプ寸法(Φ60×H45mm以下),重量400g以下,流量特性(吐出圧力100mmHg時,吐出流量5L/min以上,消費電力6.5W以下(磁気軸受1.5W以下,モータ5W以下)),溶血指数は,従来の接触型軸受を用いたものに比較して,50%まで低減したものを実現した.2)体外設置型対応