hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
真空採液管を用いた高粘性固体サスペンションの流動特性測定システムの開発

しかし、上記操作の至適条件を決定するために必要となるCWMの流動特性に関する知見は、ほとんど得られていないのが現状である。そこで、本研究では先に開発した真空採血管型粘度計の測定原理を、CWNが高粘性流体であることを念頭において応用し、コンプレッサー、加圧排液タンク、試験円管、圧力センサ、電子天秤およびパーソナルコンピュータからなる粘度測定システムを構築した。加圧排液タンクの容積は約2l、試験円管の内径及び長さはそれぞれ1cmおよび200cmで、上流側圧力センサはタンク出口からの助走区間よりも十分長い距離をおいた位置、下流側センサはそこから1.5mの離れた位置に設置した。それら圧力センサおよび試験円管出口下方に設置した電子天秤から得られる差圧および流出物の質量の経時変化をパーソナルコンピュータに取り込んで記録し、それらのデータを処理することによって壁面剪断応力、壁面剪断速度を広い剪断速度範囲において計算し、その流動特性を得た。本システムの健全性を検討するためにグリセリン原液の流動特性を測定したところ、その結果は文献と比較して妥当なものであることを確認した。そこでCWMの流動特性を測定したところ、パイプライン輸送時に該当する剪断速度範囲10100s^<-1>の範囲で顕著な非ニュートン性を示し、その見掛け粘度が約1,000cPであることが明らかになった。また、貯蔵において石炭粒子の沈降を避けるために行われる撹拌操作に着目し、種々の回転数において所定の時間撹拌した後の流動特性を比較したところ、高回転では何らかの構造破壊がおき流動特性が変化することが明らかになった。
高強度レーザー反応場でのセラミックスコーティングにおける気相からの共晶成長

本研究課題では、共晶成長は液相からの析出過程において観察されるという先入観を覆し、気相からの共晶成長を実現する。この目的を達成するために、申請者が独自に発展させてきたレーザー反応場での化学気相析出法を用いる。一般に、セラミックス共晶体の合成には、2000°C以上の超高温融液からの凝固が常識である。もし、気相から直接合成できる手法があれば、共晶体の優れた特性をコーティング膜として利用できるようになり、高次ナノ構造の自己組織化現象を統合した新しいコーティングプロセスとなる。本研究課題では、Al2O3系やTiO2系、Ta2O5系の構造用・機能性セラミックスのナノコンポジットコーティングを合成した。本研究課題は、高強度レーザー反応場を利用した高速化学気相析出法を用いた結晶配向成長に関する研究を進める中で着想を得た。この手法を用いて作製した酸化物セラミックス膜は、顕著な自己配向成長や樹枝状成長を示す。これは、気相中に活性な反応場を創り出すことで、過飽和原料雰囲気下でも気相-膜界面での反応性が失われず、従来法を卓越する結晶成長が起こるためである。本研究課題では、高活性・高過飽和度の極限成膜雰囲気下において、共晶系セラミックスを高速化学気相析出させることで、気相からの共晶成長を達成し、共晶反応に伴う高次ナノ構造の自己組織化現象を統合した新規コーティングプロセスとして提案する。本年度は、多結晶AlNおよび単結晶MgO基板上へのSrTiO3膜の合成実験において、膜の合成条件が自己配向成長およびエピタキシャル成長に与える影響について調べた。さらに、多結晶AlN基板上でTiO2-SrTiO3系共晶コンポジット膜を合成したところ、TiO2およびSrTiO3がそれぞれ自己配向成長を示したコンポジット膜となることを報告し、電顕観察を通じてナノ構造の形成を明らかにした。TiO2-SrTiO3系コンポジット膜を研究対象とし、まずはSrTiO3膜の合成について基礎的な実験を行い、原著論文として報告した。さらにTiO2-SrTiO3系のコンポジット合成し、電顕観察を通じてコンポジット膜の構成相(TiO2およびSrTiO3)が自己配向成長しながらナノ構造を形成することを見出した。また、Al2O3系の共晶材料として、Al2O3-ZrO2系のコンポジット膜を対象に、分析電顕による微細構造観察を通じてナノ構造の形成を議論した。高強度レーザー反応場を利用した高速化学気相析出法を用いることで、顕著な自己配向成長や樹枝状成長を伴うセラミックスコーティングを合成することができる。これは、原料気相中に活性な化学気相析出の反応場を創り出すことで、過飽和原料雰囲気下でも気相とセラミックスコーティングの界面における反応性が失われず、従来法を卓越する結晶成長が起こるためである。本研究課題では、高活性・高過飽和度の条件下において、共晶系セラミックスを高速化学気相析出させることで、気相からの共晶成長を達成し、共晶反応に伴うナノ構造の自己組織化を統合した新規セラミックスコーティングプロセスを開発することを目的とする。本年度は、TiO2-SrTiO3系、SrTiO3-SrO系およびTa2O5-NaTaO3系においてセラミックスコーティングを合成し、コーティングの合成条件が構成相、結晶配向および微細組織に及ぼす影響を調べた。原料として、Ti、SrおよびNaにはβ-ジケトン錯体を用い、Taにはアルコキシドを用いた。TiO2-SrTiO3系では、SrTiO3柱状晶中にTiO2ナノ柱状晶が成長したナノコンポジット膜が得られ、先端分析電顕を用いて微構造を同定した。また、SrTiO3-SrO系では、一連のRuddlesden-Popper相が化学気相成長できることを示した。研究をTa2O5-NaTaO3系に展開し、NaTaO3単相コーティングの化学気相成長に世界で初めて成功した。SrTiO3およびNaTaO3コーティングの光触媒特性を調べたところ、従来法や溶液法で合成した粉末試料と比べて、優れた水素生成能力を有することが明らかになった。ナノコンポジットコーティングでは、さらなる光触媒特性の向上が期待できることから、今後の研究展開を計画している。これまでに合成したTiO2-SrTiO3系コンポジット膜について、先端分析電顕を用いた組織および組成分布の同定観察を行い、気相からの共晶成長プロセスを議論するための基礎的な知見を積み上げる。

平成28年度は、SrTiO3-SrO系に研究を展開したり、他の共晶系にも展開することで、より幅広い実験データを基に、レーザー反応場における高速化学気相析出プロセスを議論する。無機材料合成研究の進捗は順調である。次年度使用額が生じた理由は、試料合成に用いる有機金属原料および基板の費用、または成膜装置のメンテナンス費用が抑えられたためである。そこで、来年度以降に実施する微細構造観察および得られた研究成果の公表に予算を充当した方が、研究が円滑に遂行できると判断し、これらの経費を次年度に計上することとした。本研究課題の成果を実験的に確認するため、次年度はより多くの試料合成を行い、また合成した試料の微細構造を丹念に観察する計画である。また、成膜装置のメンテナンスも随時行う。これらの経費を平成28年度に使用する。以上のように、平成28年度請求額とあわせ、平成28年度の研究遂行に使用する予定である。
母体血中胎児由来細胞の染色体分析法(G-band 等)の開発

母体血中に胎児由来の血液幹細胞が存在していることは間違いないと思われる。今回の研究で我々は、211個の幹細胞コロニーをそれぞれPCR法でY染色体特異的なDYZ3領域を検出しようとした。その結果1コロニーのみが陽性になった。このことは数百分の1程度の存在を意味すると考えた。コンタミネーションの可能性を否定するために該当コロニーをFISH法により性染色体を観察したところ、全ての細胞はXX型であり、最終的にはコンタミネーションと判断した。コンタミネーションの原因は定かでないが、母体血漿中のDNAあるいは幹細胞以外の細胞による可能性が高いと思われる。目的とする培養可能な幹細胞はさらに低頻度しか存在しないと考えられるが、まず全有核細胞中に胎児由来のものがどの程度含まれるかを検討すべく、1検体数百万細胞をFISIH法で検討してみたところ母体血中には全有核細胞比で1/100万1000万以下しか存在していないことが本研究中に判明した。幹細胞コロニーということで濃縮してもせいぜい100倍程度の効果だと考えられるので、少なくとも数千コロニーのスクリーニングが必要と考えられる。現在、高密度のコロニーをプレート上で形成させる方法を模索しているが、採血量に限界があることなどからうまくいっていない。アフェレーシスを行い多数の幹細胞を集めることも考えられるが、その副作用が充分に検討されていないため妊婦には応用しがたいと思われる。[方法]正常成人,妊婦末梢血,分娩直後の母体末梢血を用いて,CD34,CD36,CD71陽性有核細胞の割合をフローサイトメトリー法で測定した.その後,幹細胞コロニーアッセイ培地を用いて,コロニーアッセイを行い幹細胞のコロニーを得た.その後注意深く各コロニーを拾い上げ,PCR法でコロニーの一部から各コロニー毎のY染色体特異的なDYZlの有無を判定した.またPCR法でDYZl陽性のコロニーに関してはFISH法を用いて確認を行った.[成績]妊婦末梢血中の幹細胞コロニーにはDYZlは検出できなかった.男児分娩直後の母体血では1コロニーのみPCR法でXY細胞が疑われたがPCR法での再検査およびFISH法では検出されずコンタミネーションと判断した.[結果]現在までの検討(BFU-E,CFU-GM,CFU-Mix,CFU-Eo,総コロニー数211)では胎児由来と考えられる幹細胞のコロニーは検出されなかった.この結果が幹細胞の出現頻度が低いためか,培養不可能な幹細胞の割合が高いのかはさらに検討が必要だが,少なくとも血液幹細胞を出生前診断の試料とするためにはより多数のコロニーをスクリーニングする必要があると推測された.大量のコロニーのスクリーニング方法を現在検討中である。
可視光線照射が歯髄由来細胞におよぼす影響について

光硬化材料の臨床有用性が広く認められ,最近では深部窩洞や露髄症例に対する直接歯髄覆髄材としての応用も試みられ,その臨床成績も概ね良好であることが報告されている。これら光硬化材料を重合,硬化させる際に照射器からの光線が象牙質を介して,あるいは直接歯髄組織に照射されている可能性が考えられるが,これらの照射は若干の温度上昇が報告されているのみで,その歯髄組織におよぼす影響についての検討はなされていない。そこで申請者らは、光硬化材料の生体安全性を検討する研究の一環として,照射器からの可視光線あるいは同じ可視光線領域に数本の発振線を有し、光硬化材料の重合に有効であることが判明しているアルゴンイオンレーザーを用い,これらの照射光線がヒト歯髄由来の線維芽細胞におよぼす影響について,歯髄細胞の形態,細胞増殖およびアルカリホスファターゼ活性を検討した。ヒト歯髄組織から外生した細胞群を歯髄細胞とし,5代継体培養したものをマルチプレートに藩種し,可視光線あるいはアルゴンイオンレーザーを播種面に可及的に近接させて,476.5nmの波長域で800mW/cm^2の光強度になるように調整し,30,60および120秒間照射を行い,照射後14日まで各条件の細胞群の増殖およびアルカリフォスファターゼ活性を経日的に測定した。なお,細胞増殖はCell Counting Kitを用いた比色定量法によって,アルカリフォスファターゼ活性値は,プレート上で直接酵素反応を行うOhshimaらの方法に準じて測定を行った。その結果,以下の結論を得た。1.照射器光線の照射は,歯髄細胞の形態,細胞増殖およびアルカリホスファターゼ活性に影響をおよぼさなかった。2.アルゴンイオンレーザーの照射は,歯髄細胞の形態,細胞増殖およびアルカリホスファターゼ活性に影響をおよぼさなかった。光硬化材料の臨床有用性が広く認められ,深部窩洞や覆髄にも応用されるようになった。そのため,照射器からの光線が象牙質を介して,あるいは直接歯髄組織に照射されている可能性が考えられる。そこで申請者らは,照射器からの可視光線あるいは同じ可視光線領域に数本の発振線を有し,光硬化材料の重合に有効であることが判明しているアルゴンイオンレーザーを用い,これらの照射光線が歯髄におよぼす影響を検討する研究の一環として,今年度はヒト歯髄由来線維芽細胞の細胞増殖およびアルカリフォスファターゼ活性値におよぼす影響について検討した。ヒト歯髄組織から外生した細胞群を歯髄細胞とし,23代継体培養したものを96穴マイクロプレートに3×10^3個/ウエルとなるように播き,細胞がウエル底に付着した時点で,可視光線あるいはアルゴンイオンレーザーを播種面に可及的に近接させて,476.5nmの波長域で1000W/m^2の光強度になるように調整し,30,60および120秒間照射を行い,照射後14日まで各条件の細胞群の増殖およびアルカリフォスファターゼ活性を経日的に測定した。その結果1.可視光線およびレーザー光線の照射は,歯髄由来細胞の細胞増殖にほとんど影響をおよぼさなかった。2.可視光線の照射は,歯髄由来細胞のアルカリフオスファターゼ活性にほとんど影響をおよぼさなかった。3.アルゴンイオンレーザーの照射によって,歯髄由来細胞のアルカリフオスファターゼ活性は上昇する傾向を示した。今後,石灰化nodule形成およびタンパク質合成についても検討し,これら光線が歯髄の細胞におよぼす影響を細胞生物学的レベルで解明していく予定である。
植物・線虫相互作用解明のための植物寄生線虫の細胞壁分解酵素に関する生化学的研究

線虫エクスパンシンの解析を行うため、植物寄生線虫マツノザイセンチュウ(Bursaphelenchus xylophilus)のcDNAライブラリーをスクリーニングし、エクスパンシン全長を含むcDNAをクローニングした。ゲノミックサザン解析の結果はエクスパンシンがゲノム中に遺伝子ファミリーとして存在していることを示し、in-situハイブリダイゼーション解析は本酵素が線虫の唾液腺で生産され、口針を通して外部へ分泌されていることを示した。種内での多様性を確認するため、日本産、ヨーロッパ産、強病原力、弱病原力を含む様々なポピュレーションからエクスパンシン遺伝子部位をPCR法により増幅し、塩基配列の比較を行った結果、イントロン部位に大きな違いが見られたものの、タンパク質レベルでは変異はほとんど見られなかった。線虫類の細胞壁分解酵素をより幅広く調べるため、新たに菌食性線虫Aphelenchus avenaeの増殖ステージcDNAライブラリーを構築した。菌食性線虫A.avenaeは系統的および生態的に菌食性線虫と植物寄生性線虫との境界に位置し、植物寄生性の進化を理解するのに重要なモデルである。さらにこの線虫の持つ乾燥状態で生存できる特別な能力はanhydrobiosisを理解するのに適したシステムである。A.avenaeの増殖ステージcDNAライブラリーを構築し、それを用いて5,000を超えるEST(Expressed Sequence Tag)を獲得した。ESTデータからはセルラーゼ、ペクチン分解酵素、1,3-グルカナーゼおよびエクスパンシンなどが発見された。この結果を持って、植物寄生線虫との比較解析をさらに推進することにより、植物寄生のストラテジーと進化を理解するのに役立つだろう。cDNAおよびゲノムの塩基配列を決定したところ、この遺伝子は171アミノ酸からなるタンパクをコードしており、一つのイントロンを含んでいることが明らかとなった。ゲノミックサザン解析の結果はエクスパンシンがゲノム中に遺伝子ファミリーとして存在していることを示した。また、in-situハイブリダイゼーション解析の結果、エクスパンシンは線虫の唾液腺で発現し、タンパク質が口針を通して外部へ分泌されていることが示された。種内での多様性を確認するため、日本産、ヨーロッパ産、強病原力、弱病原力を含む様々なポピュレーションからエクスパンシン遺伝子部位をPCR法により増幅し、塩基配列の比較を行った。その結果、イントロン部位に大きな違いが見られたものの、タンパク質レベルでは変異はほとんど見られなかった。マツノザイセンチュウのcDNAライブラリーに加えて、新たに菌食性線虫Aphelenchus avenaeの増殖ステージcDNAライブラリーを構築した。本菌食性線虫を大麦-Botrytis培地上で23°C、2週間培養し、改良ベルマン法により線虫を回収した。mRNAを抽出後、SMART法によりcDNAを増幅し、pSPORT1ベクターへ導入した。本cDNAライブラリーは平均800bpのcDNA挿入をもち、ほとんどが一方向に挿入されていることが確認された。菌食性線虫Aphelenchusavenaeは系統的および生態的に菌食性線虫と植物寄生性線虫との境界に位置し、植物寄生性の進化を理解するのに重要なモデルである。Aphelenchus avenaeの分子的基礎を理解するためにEST解析を行った。Aphelenchus avenaeの増殖ステージcDNAライブラリーを構築し、それを用いて5000を超えるEST(Expressed Sequence Tag)を獲得した。整形、クラスタリング、アセンブルの結果、2700のユニジーンを含んでいることが明らかとなった。比較解析の結果、1566(58%)のクラスターがCaenorhabditis elegansと類似性を持ち、1750(65%)が他の線虫、1321(49%)が線虫以外と類似性を示した。また、919(34%)はどの配列ともマッチしなかった。アノテーティングによって、植物または菌細胞壁分解酵素と高い相同性をもつクラスターを発見した。その中からセルラーゼをコードする2遺伝子およびペクチン分解酵素をコードする2遺伝子の全長をクローニングし解析を行った。これらの成果から得られる情報を持って、植物寄生線虫との比較解析をさらに推進することによって、植物寄生のストラテジーと進化を理解するのに役立つ。また、注釈のついたEST情報はAphelenchus avenaeの分子的基礎を理解する出発点となりうるものである。

菌食性線虫A.avenaeは系統的および生態的に菌食性線虫と植物寄生性線虫との境界に位置し、植物寄生性の進化を理解するのに重要なモデルである。さらにこの線虫の持つ乾燥状態で生存できる特別な能力はanhydrobiosisを理解するのに適したシステムである。A.avenaeの増殖ステージcDNAライブラリーを構築し、それを用いて5,000を超えるEST(Expressed Sequence Tag)を獲得した。ESTデータからはセルラーゼ、ペクチン分解酵素、1,3-グルカナーゼおよびエクスパンシンなどが発見された。この結果を持って、植物寄生線虫との比較解析をさらに推進することにより、植物寄生のストラテジーと進化を理解するのに役立つだろう。
再生骨の経時的変化に対する画像評価法の確立

骨膜からの骨再生過程観察により,骨膜が骨形成能を有し,その骨再生量は約46週間で最高値になることが示された。また,骨欠損部への移植材料として骨膜からの再生骨が自家骨以上に有用であることも示された。テトラポッド状人工骨(TB)の骨膜下移植による骨造成では,TB移植による骨造成で良好な形状安定性と力学的強度が認められ,TBは他の人工移植材料や自家骨と比較しても骨造成材料として有用であった。骨欠損修復では,micro-CT解析によってTB単独移植群および対照群と比べTBとコラーゲン併用移植群において形成される骨量の増加が認められ,TBとコラーゲンの併用移植が骨欠損治療に有効な方法と考えられた。咬合再建のために,骨移植や人工骨移植などによる硬組織再建や骨造成が行われている。咬合再建の安定した結果を得るためには骨吸収・再生過程の解明と十分な骨量が維持されていることの適切な評価が必要であり,この評価を非侵襲的に標準化された方法で行い,形成された骨に見合う適切な治療法を選択する必要がある。本研究では,骨吸収・再生過程の解明と画像情報を基にして標準的評価法の確立を目指している。昨年度の研究結果より,骨膜からの骨再生は骨切除後5日より2週間の期間において旺盛に認められ。その後当初見られた網状骨が次第に層板骨へと変化してゆくことが観察された。骨膜下にαーTCP,HAを主成分とする人工骨を埋入する骨造成を行い,人工骨の材料や形態により造成過程に影響があることが確認された。本年度の研究では,昨年度の研究結果を基にして,<自家骨の生体内への移植後の変化>では自家骨を移植した場合と人工骨を移植した場合における骨造成量の検討を行いまた骨の力学的強度計測も行っている。その結果,自家骨を移植した場合と比較して人工骨の埋入でも同等以上の力学的強度が得られる可能性が示唆された。<再生骨の生体内への移植後の変化について研究>では再生骨を骨欠損部位に骨再検材料として移植し,その生着・吸収・再生過程についての検討を行った。その結果,再生骨は現在用いられている自家骨と同様に安定した生着が見られ,再建材料として有効であることが示された。<骨膜からの骨形成過程に発現する骨形成関連遺伝子の分析>と<骨形成促進物質の検討>では頭蓋骨に形成した骨欠損部分に対して人工骨およびコラーゲンを充填しその条件下での骨再生過程を観察するとともに,骨再生過程に観察される関連因子の解析を行い,骨関連因子としてTGF-β,Runx2,VEGFの同定を行っている。骨欠損および骨吸収が見られる症例においては,顎義歯装着や歯科インプラント埋入による咬合再建のために,骨移植や人工骨移植などによる硬組織再建や骨造成が行われている。本研究では,移植骨吸収・再生過程の解明と画像情報を基にして,義歯装着やインプラント埋入に利用できる標準的評価法の確立を目指している。本年度の研究では,(A)骨膜より再生される骨量の経時的変化の検討:実験動物において,血管柄付きで挙上した骨・軟骨弁により再生される骨・軟骨量を経時的に観察し,再建材料として用いるのに最適な骨・軟骨量の得られる時期を決定するための実験を行った。(B)骨再生のための足場素材の影響の検討:α-TCP,HAを骨膜下に足場素材として埋入し,その生体親和性,強度や可塑性についての検討を行うとともに,支持組織としての必要な期間が過ぎた後には生体内において吸収される過程について検討を行った。(C)骨膜からの骨形成過程に発現する骨形成関連遺伝子の分析:骨再生過程に発現する関連遺伝子等について,人工骨埋入した骨欠損部の修復過程において検討した。上記(A),(B),(C)の動物実験の結果から,血管柄付き骨膜からの骨再生は骨切除後5日より2週間で旺盛な骨再生が認められ,その後当初見られた網状骨が層板骨になり,緻密化していくことが解明された。足場材料の影響では,同じ材質の足場材料でも材料の形状により骨造成に対する影響が異なることが認められた。骨造成に有効と思われる形状に加工された足場材料の埋入により,旺盛な骨造成が認められた。またこの過程の遺伝子等の発現が足場材料に影響されることも示唆された。

本研究では,骨吸収・再生過程の解明と画像情報を基にした再生骨標準的評価法の確立を目指して研究を行った。24年度<骨膜より再生される骨量の経時的変化の検討>骨膜において再生される骨量を経時的に観察した結果,骨再生を約1週間で認め,その後再生骨が経時的に減少することが認められた。<骨再生のための足場素材の影響の検討>骨膜下骨表面に人工骨であるαーTCP,HAを足場素材として埋入し,骨再生過程を観察した結果,骨膜からの骨再生は骨切除後5日より2週間の期間において旺盛に認められ。網状骨が次第に層板骨へと変化してゆくことが観察された。25年度<自家骨の生体内への移植後の変化>自家骨と人工骨を移植した場合における骨造成量の比較検討結果,自家骨移植では経時的に吸収されるが,人工骨移植による造成骨では吸収が少なく骨造成に有効であった。<再生骨の生体内への移植後の変化>再生骨を骨欠損部位にブロック骨移植した結果,再生骨を移植材として用いた場合にも自家骨と同等以上の良好な生着が認められた。<骨膜からの骨形成過程に発現する骨形成関連遺伝子の分析>骨欠損部分に人工骨とコラーゲンを充填し骨再生過程の解析を行った結果,未分化間葉系細胞遊走を促進するTGF-β陽性細胞と骨芽細胞分化に必須なRunx2陽性細胞が認められた。26年度<力学的強度の検討>人工骨による造成骨の力学的強度測定結果,造成骨は自家骨と比較して同等以上の力学的強度を有していた。<再生骨の生体内への移植後の変化>再生骨を細片骨として移植した結果,再生骨では安定した生着が見られ,再建材料として有効であることが示された。<実験動物生体内移植骨画像の評価>CT画像は組織標本に近似した形態を示しており,CT画像を評価することにより,骨再生過程の評価は十分に行えることが示された。<臨床例移植骨画像の評価>臨床例について研究継続中である。口腔外科,顎顔面再建外科,形成外科,再生医療24年度に計画していた<血管柄付き下腿骨膜における骨再生量の検討>,<骨再生における足場素材の影響の検討>は概ね計画していた研究が行われている。<骨膜からの骨形成過程に発現する骨形成関連遺伝子の分析>では,遺伝子の分析が遅滞しているが,骨形成因子の同定は行えており本研究も概ね研究計画が遂行できている。昨年度,研究が遅れ気味であった<骨形成促進物質の検討>については,αーTCPを主体成分とする人工骨およびコラーゲンが骨再生には有効であることが確認できているため,今後はこれらに加えBMPおよびb-FGFを投与することによる更なる骨再生が可能かについて検討が必要であり,研究計画が遅滞している。<PRPに含まれる骨形成物質の同定>についても,骨形成促進物質の検討と同様に今後実験を行う必要があり,研究計画は遅れている。25年度に予定していた<自家骨の生体内への移植後の変化>および<再生骨の生体内への移植後の変化>については研究は順調に行われ,再生骨が自家骨と同等以上の再建材料としての可能性を有することが確認できており,研究計画は良好に行われている。尚本年度研究を計画していた<再生骨の生体内への血管柄付き移植後の変化>については,現在再生骨を血管柄付きで無い状態で移植しても良好な生着結果が得られていることから,現時点では研究の必要性は低いと考えられ,現在は実験を休止している。本年度の実施予定であった研究計画のうちで,<血管柄付き下腿骨膜における骨再生量の検討
予測補正制御に基づく高速高精度加工システムの試作

本研究では幾何形状からサーボデータを生成し,直接モータを駆動する形状補間による指令精度の向上と,切削中の誤差の予測補正による加工精度の向上によって高速高精度加工を実現する新たな手法を提案している.これまでの研究において形状補間の有効性および速度制御による切削負荷の低減,工具たわみを考慮した工具経路生成による誤差の低減の有用性が明らかになった.しかし誤差の予測精度の向上に課題が残る結果となった.本研究では幾何形状からサーボデータを生成し,直接モータを駆動する形状補間による指令精度の向上と,切削中の誤差の予測補正による加工精度の向上によって高速高精度加工を実現する新たな手法を提案している.これまでの研究において形状補間の有効性および速度制御による切削負荷の低減,工具たわみを考慮した工具経路生成による誤差の低減の有用性が明らかになった.しかし誤差の予測精度の向上に課題が残る結果となった.本研究では,CAM, NC加工シミュレーション,CNC装置,工作機械の垣根を取り払い,CNC装置の最終位置出力であるサーボデータを中心に誤差の予測補正制御を行うことで,さらなる高速高精度加工を実現する加工システムの開発を目的としている.本年度は切削力の予測補正精度向上と基本システム構築手法の検討を行った.具体的に平成21年度は以下の事を実施し,提案するシステムの有用性が示されたが,一方で新たな検討課題も明確になった.(1)削力の計算式を最新の素材,工具に合わせるための加工実験とデータ取り切削動力計をレンタルし,除去体積と切削力の関係を加工実験により求め,数式化した.これによりNC加工シミュレーションで切削力の予測が可能となった.(2)NC加工シミュレーションにおける切削力の計算精度の高精度化切削力については加工実験により高精度な予測式を得られたが,切削方向については実験と一致しなかったため,今後の検討が必要である.(3)工作機械の運動特性の予測と補正手法の構築(工具たわみの予測補正)工作機械の運動特性としてステックモーション特性の予測を試したが,高精度に測定するには高価な測定器が必要であることがわかった.このため,工具のたわみの予測補正に内容を変更して実施した結果,単位時間あたりの切削除去体積を制御することでたわみを低減できることが明らかになった.(4)システム統合手法の検討NC加工シミュレーションの統合のため,切削により生じる工具たわみを試行的に反映させた.組み込みは成功し,シミュレーション後の形状にたわみの誤差が測定できるようになった.本研究では,CAM,NC加工シミュレーション,CNC装置,工作機械の垣根を取り払い,CNC装置の最終位置出力であるサーボデータを中心に誤差の予測補正制御を行うことで,さらなる高速高精度加工を実現する加工システムの試作開発を目的としている.平成22年度は以下の3つの項目に分け,NC加工シミュレーションの元になる切削力から工具のたわみ予測と工具摩耗予測について誤差の精度向上を図ると共に,加工実験を行い精度の検証と向上を行った.(1)切削力の方向予測手法の確立(切削負荷と切削力関係を求める)切削動力計を導入し,切削加工実験により切削力の測定精度を向上させ,単位時間当たりの除去体積から切削力の予測式の精度を向上させた.しかし,切削方向についてはさらなる検討を必要とする.(2)切削による工具摩耗の予測手法の確立加工中の誤差要因として工具摩耗に対応するため,加工実験を行い,工具摩耗量を測定した.工具や加工の条件を変えて実験し,切削距離でなく工具の高さ方向での工具除去体積の総和と加工実験の結果から工具摩耗量の予測手式を求めた.しかし,精度に関してはさらなる検討を必要とする.(3)システム統合手法の検討高精度な指令データの生成と,加工中の誤差の予測と補正を並行して行うため,これらの計算の順番と組み合わせ及び補正手法を検討したが,精度向上には至っていない.現状では予測精度が不十分であるため,全体的に計画が遅れており,平成23年度は早急に研究を進めて精度を向上させる必要がある.またこれらの研究とあわせ,工作機械とのI/Fを構築し,加工中の誤差の予測と補正した駆動データ(サーボデータ)を生成する統合試作システムの構築を行う必要がある.本研究では,CAM,NC加工シミュレーション,CNC装置,工作機械の垣根を取り払い,CNC装置の最終位置出力であるサーボデータを中心に誤差の予測補正制御を行うことで,さらなる高速高精度加工を実現する加工システムの開発を目的としている.平成22年度は,NC加工シミュレーションの元になる工具のたわみ予測と工具摩耗予測について誤差の精度向上を図ると共に,加工実験を行い精度の検証を行った.本年度は,引き続き切削力の方向予測手法の検討と,加工時に生じる誤差として,工具摩耗の予測手法の検討,切削負荷の予測手法の精度向上を行い,これらの結果から予測補正する手法について研究を早急に進める.具体的には実施計画書に基づいて次の4項について研究を進めた.(1)切削力の方向予測手法の確立加工実験を行い予測手法の検討を繰り返しているが,精度の向上に苦慮している.(2)切削による工具摩耗の予測手法の確立加工実験を行い摩耗量の予測手法の検討を繰り返しているが,ばらつきも多く,予測に苦慮している.(3)システム統合手法の検討工具のたわみ,摩耗の予測に対して,これらの誤差量を低減するため速度を制御する手法を検討しシステム化した.(4)試作システムの構築と検証実験工作機械に測定用のデータサーバや通信機能を付加し,試作システムを構築した.
砂型鋳造における水分の影響と安全

研究目的水分が砂型鋳造にどのような影響を与えているのか,また注湯などに起こりうる水蒸気爆発はどのように危険なのか,失敗を再現し教材製作を行う。研究方法水蒸気爆発の再現では,溶融金属の飛散防止のため囲い(外寸W450×D450×H800)を耐火材塗布板とスパッタシートにて製作し,金属には低温溶融できる減摩合金(注湯温度300°C)を使用した。実験ではピペットにより計量した水50μlを1「溶融液面上へ水滴を匙にて挿入した場合」, 2「92ccステンレス製カップ底面へ水滴を置き注湯した場合」, 3「カップ底面の水滴に減摩合金製の蓋を被せ注湯した場合」について行った。砂型不良の再現では,水分の影響について状況を確認するため,石英ガラスを使用した内部可視化用型枠(内寸W150×D220×H180mm)と木型を製作し,注湯時の溶融金属(アルミ合金)の動きと砂型の状態について観察を行った。研究成果水蒸気爆発の再現では,実験1および2において水滴は溶融金属液面上にて沸騰・蒸発が行われ,反発し混ざり合うこともないため,爆発のような現象は確認されなかった。実験3では水滴に溶融金属が覆い被されるよう減摩合金製の薄蓋を施したため,溶融金属が水滴を包み込み水蒸気爆発の再現を行うことができた。飛散した金属は飛散防止壁天井まで到達していることから,一滴でも状況によって危険であることが分かった。砂型では水分による影響を観察するため鋳型側面の可視化を行い,砂型の一部へ水を浸透させ,水分過多状態にて注湯を行った。水を浸透させている部分では,ガス(水蒸気)抜きが遅れていることが見られ,鋳物を見ても浸透側には流動不良も起こり,水分の影響を確認することができた。しかし可視化に用いたガラスは鋳物の収縮時に亀裂が入ったため,今後は対策を検討する必要がある。上記実験では映像記録も行っているため,実習授業教材として編集も行った。
精神障害モデルとしての大麻による異常行動発現機構の解明

大麻成分テトラヒドロカンナビノール(THC)の作用は、連続的に使用したり,あるいは使用時の精神状態や性格などの多くの環境因子によって容易に変容することが知られている.我々はラットを用いてTHCによる攻撃行動が飼育条件によって発現形態が変化し,長期間存続するものとフラッシュバックに類似した現象が認められるものに分類されること,抗うつ薬がこの攻撃行動を抑制することなどを明らかにした.このことから,THCによる攻撃行動は,薬物依存の解明にも重要な手がかりを与えるものと思われる.今回はこの攻撃行動発現時の脳内カンナビノイド(CB_1)受容体のmRNAならびに一酸化窒素(NO)の変化について検討した.まず,環境因子の要因を調べた結果,攻撃性を高めるような飼育条件や種差を用いると扁桃体においてCB_1受容体mRNAの低い発現とNO量の低下を示した.次に,THC(6 mg/kg, i.p.)の投与によってフラッシュバックに類似したマウスへの攻撃行動を示すラットが約30%出現し,その攻撃行動はCB_1受容体拮抗薬のSR141716A(0.01-0.1mg/kg, i.p.)によって抑制された.THC投与時の攻撃行動を示したラツトの扁桃体においてCB_1受容体mRNAの発現は低下していた.さらにマイクロダイアライシスを用いてNO量を測定した結果,THC投与時のマウスへの攻撃行動を示したラットの海馬および扁桃体内NO量は有意に低下し,その低下は扁桃体が著明であった.以上の結果から,THCによる攻撃行動の発現には,扁桃体でのCB_1受容体を介したNO量の低下が関与していることを明らかにした.また,THCを利用することで,ヒトの精神機能の調節機序の解明や,精神障害や神経変性疾患に対する新しい薬物の開発につながるものと期待される.大麻の活性成分であるΔ^9-tetrahydrocannabinol(THC)に特異的なカンナビノイド(CB_1)受容体の内因性リガンドのアナンダミド(anandamide)や2-アラキドノイルグリセロール(2-AG)およびCB_1受容体拮抗薬のSR141716Aを用いて,THCによって惹起されるカタレプシー,攻撃行動および空間認知障害に対する影響を調べた.その結果,SR141716AはTHCによる行動変化をすべて抑制した.一方,anandamideや2-AGは,空間認知障害を発現したが,カタレプシーや攻撃行動には影響しなかった.つまり,これらの内因性リガンドは,THCがもつ一部の作用を示したが,THCのもつ全ての作用を必ずしも有していないことが判った.次に,THCによって惹起されるカタレプシーおよび空間認知障害に対するグルタミン酸受容体の役割を調べた.その結果,THCによって惹起されるカタレプシーには,NMDA受容体が,空間認知障害には,NMDA受容体およびAMPA受容体の両受容体の関与が示唆された.さらに,多発性硬化症の動物モデルである実験的アレルギー性脳脊髄炎(EAE)に対するTHCの影響を,グルタミン酸遊離阻害薬のriluzoleと比較した結果,両薬物共にEAEで発症した運動機能障害を著明に改善したが,THCはriluzoleより有効であった.以上の結果から,THCによって発現する行動変化は,CB_1受容体を介することは明らかであるが,用量,飼育条件などの環境因子,作用部位,内因性リガンドの存在などによってかなり異なった行動変化を示すため,THCにはそれぞれの行動変化によってCB_1受容体以外の作用機序を有すると考えられる.また,THCを利用することで,ヒトの精神機能の調節機序の解明や,精神障害や神経変性疾患に対する新しい薬物の開発につながるものと期待される.大麻成分テトラヒドロカンナビノール(THC)の作用は、連続的に使用したり,あるいは使用時の精神状態や性格などの多くの環境因子によって容易に変容することが知られている.我々はラットを用いてTHCによる攻撃行動が飼育条件によって発現形態が変化し,長期間存続するものとフラッシュバックに類似した現象が認められるものに分類されること,抗うつ薬がこの攻撃行動を抑制することなどを明らかにした.このことから,THCによる攻撃行動は,薬物依存の解明にも重要な手がかりを与えるものと思われる.今回はこの攻撃行動発現時の脳内カンナビノイド(CB_1)受容体のmRNAならびに一酸化窒素(NO)の変化について検討した.まず,環境因子の要因を調べた結果,攻撃性を高めるような飼育条件や種差を用いると扁桃体においてCB_1受容体mRNAの低い発現とNO量の低下を示した.次に,THC(6 mg/kg, i.p.)の投与によってフラッシュバックに類似したマウスへの攻撃行動を示すラットが約30%出現し,その攻撃行動はCB_1受容体拮抗薬のSR141716A(0.01-0.1mg/kg, i.p.)によって抑制された.THC投与時の攻撃行動を示したラツトの扁桃体においてCB_1受容体mRNAの発現は低下していた.さらにマイクロダイアライシスを用いてNO量を測定した結果,THC投与時のマウスへの攻撃行動を示したラットの海馬および扁桃体内NO量は有意に低下し,その低下は扁桃体が著明であった.以上の結果から,THCによる攻撃行動の発現には,扁桃体でのCB_1受容体を介したNO量の低下が関与していることを明らかにした.また,THCを利用することで,ヒトの精神機能の調節機序の解明や,精神障害や神経変性疾患に対する新しい薬物の開発につながるものと期待される.
歯科不正咬合の頭蓋骨格系に及ぼす力学的影響に関する研究

噛み合わせの不具合は,単に歯科領域に関する疾患の誘発にとどまらず,医科(整形外科,外科,内科等)疾患の誘発,さらには寝たきり老人の輩出につながっていることが,噛み合わせを行う歯科医院の臨床実績に次第に表れてきている.しかしながら,噛み合わせの不正と全身の骨格系のひずみとの関係はいまだ科学的に明らかにされておらず,そのことが噛み合わせの重要性を広く市民に普及させない大きな原因とも言える.そこで,本研究では,不正咬合の生体構造に及ぼす力学的な影響を,計算力学シミュレーションに基づき明らかにした.まず,昨年度構築した頭蓋系モデルを構築し,その解析モデルを用いて種々の不正咬合に対する力学の解析を行った.その結果,片噛みに対する影響はそれ程大きくはないが,筋肉の力学的特性(ヤング率)を変化させると,それに大きく依存し額関節の支持部に生じる支持反力の正負が反転することがわかった.その頭蓋系モデルの支持部には,拘束条件によっては接続される頸椎にモーメントを発生させる偶力の存在がわかったので,筋・骨格系データベースSIMMの標準体の形状データから,頸椎,脊柱のモデルを付加し拡張した.その結果,その偶力の脊柱に及ぼす影響は極めて小さいが,脊柱を構成する椎間板の軟組織の力学モデルが大きく影響を与えることがわかり,時間応答の過程を踏まえた解析の重要性が明らかになった.咀嚼動作に係わる筋系統,および頸椎,脊柱につながるシステムを支持するための筋系統のモデリングと,軟組織のモデリングが今後の重要な課題であることが明確になった.噛み合わせの不具合は,単に歯科領域に関する疾患の誘発にとどまらず,医科(整形外科,外科,内科等)疾患の誘発,さらには寝たきり老人の輩出につながっていることが,噛み合わせを行う歯科医院の臨床実績に次第に表れてきている.しかしながら,噛み合わせの不正と全身の骨格系のひずみとの関係はいまだ科学的に明らかにされておらず,そのことが噛み合わせの重要性を広く市民に普及させない大きな原因とも言える.そこで,本研究では,不正咬合の生体構造に及ぼす力学的な影響を,科学的な根拠に基づき明らかにすることを目的とした.口腔内の不正咬合から,上下顎・頭蓋・頸椎を通じて全体の骨格系におよぶ力学的なつり合い状態を求め,全身で自己平衡している状態を明らかにする咬合解析シミュレータの開発をめざす研究構想全体の枠組みの中で,とりわけ支配的な咬合力分散が見込まれる下顎,上顎を含む頭蓋の3次元はり要素を用いた有限要素解析モデルを構築した.不正咬合が導く力学的平衡状態を求めるために,適切な咬合力を歯列に負荷し頭蓋系全体の力学解析を行った.その結果,以下のことがわかった.1.咬合による荷重分担は,基本的に頭蓋系の前頭葉の領域で負担している.2.咬合力が前歯に負荷されるにつれて,顎関節に生じる支持反力が増加する.3.歯列に荷重を負荷する場合と,それに相当する咬合系の咀嚼筋に収縮力を作用させる場合では,支持反力の大きさなど力学的なバランスは異なる.4.片噛みにより,微小ではあるが頸椎に変形に伴うモーメントが発生する.噛み合わせの不具合は,単に歯科領域に関する疾患の誘発にとどまらず,医科(整形外科,外科,内科等)疾患の誘発,さらには寝たきり老人の輩出につながっていることが,噛み合わせを行う歯科医院の臨床実績に次第に表れてきている.しかしながら,噛み合わせの不正と全身の骨格系のひずみとの関係はいまだ科学的に明らかにされておらず,そのことが噛み合わせの重要性を広く市民に普及させない大きな原因とも言える.そこで,本研究では,不正咬合の生体構造に及ぼす力学的な影響を,計算力学シミュレーションに基づき明らかにした.まず,昨年度構築した頭蓋系モデルを構築し,その解析モデルを用いて種々の不正咬合に対する力学の解析を行った.その結果,片噛みに対する影響はそれ程大きくはないが,筋肉の力学的特性(ヤング率)を変化させると,それに大きく依存し額関節の支持部に生じる支持反力の正負が反転することがわかった.その頭蓋系モデルの支持部には,拘束条件によっては接続される頸椎にモーメントを発生させる偶力の存在がわかったので,筋・骨格系データベースSIMMの標準体の形状データから,頸椎,脊柱のモデルを付加し拡張した.その結果,その偶力の脊柱に及ぼす影響は極めて小さいが,脊柱を構成する椎間板の軟組織の力学モデルが大きく影響を与えることがわかり,時間応答の過程を踏まえた解析の重要性が明らかになった.咀嚼動作に係わる筋系統,および頸椎,脊柱につながるシステムを支持するための筋系統のモデリングと,軟組織のモデリングが今後の重要な課題であることが明確になった.
柱状地盤改良体及び二重鋼管杭の地震応答解析法の確立と減衰性能向上に関する研究

軟弱地盤域での新しい免震工法として,研究分担者らが提案している「地盤免震装置」の地震解析法の確立と減衰性能向上を目指した研究を実施した。初年度に4体の柱状地盤改良体(径600mm,長さ2.5m)により改良された地盤上に従来工法により,正方形平面(2.4m×2.4m)を有する高さ1.0mの基礎ブロック(CF)を作製し,側面部の状態をパラメータとした加振実験を実施した。次年度に,同基礎ブロックの東側61n離れた位置に前年度と同一工法により同一寸法の新設基礎ブロックを作製し,その側面部の状況を変化させた加振実験を実施した。その最終段階(トレンチ深さ0.8m)で,減衰材として廃タイヤゴムチップ混入砕石アスファルトを新設基礎ブロック(IF)のレンチ部に打設し加振実験を実施した。なお,実験後,周辺地盤を含めて地震観測を継続している。加振実験および地震観測とそれらのシミュレーション解折から得られた主な知見は下記の通りである。改良型基礎ブロック(IF)の従来型基礎ブロック(CF)に対する,減衰性能向上および振動低減効果が定量的に明らかになった。加振実験結果から,IFはCFに比べ共振振動数帯域での単位加振力当たりの応答変位が約30%低下することが確認された。新潟県中越地震をはじめとする32波の地震観測データから推定した,基盤に対する基礎ブロックの伝達関数から,周波数によって異なるがIFはCFに比べ応答低減が確認された。しかしながら,低下率は加振実験ほどではない。これは,基礎ブロックの寸法が小さいことや側面部からの入力が小さいことに起因している。シミュレーション解析は,IFの減衰性能や振動低減効果を良好に模擬できた。しかしながら,地震観測のシミュレーション結果は加振実験の結果に比べ,対応があまり良くない。このことから,地震応答は近傍の構造物や地盤の不整形性の影響を強く受けることが示唆された。研究初年度は、(1)「柱状地盤改良体上の基礎の小型模型による加振実験」、(2)「二重鋼管杭システムの減衰性能向上に関する研究」(3)「試験装置周辺地盤の地震観測網の整備及び地震観測」の3テーマを掲げ研究に着手したが、諸般の事情によりテーマ(2)は来年度以降の課題とした。日本大学理工学部船橋校舎の学術フロンテイア推進事業「環境・防災都市に関する共同研究センター」北側空地に、同センターに既設の「地盤免震装置」の基礎部と同一工法を用いて柱状地盤改良体を4体造成し、その上部にRC造基礎ブロックを打設した。他に材料試験用改良体2体を造成、その1体からコアサンプルを抜き取り、材料試験を実施した。1軸圧縮強度は、設計基準強度1MPaの2.544.62倍であり、変形係数は8391755MPaという結果が得られた。また、基礎ブロック上2箇所に地震計を設置すると共に周辺地盤2箇所3測点に地中地震計を埋設した。偏心マス型の起振機により加振実験を実施すると共にシミュレーション解析を薄層法及び新規導入の「非線形動的解析ソフトTDAP III」により実施し、実験・解析両面から改良地盤上の基礎ブロックの動特性を把握した。共振振動数が約9Hzであることと、基礎ブロック近傍の構造物の影響が無視できないことが判明した。

なお、予備解析値よりも基礎ブロック及び周辺地盤の振動レベルが高かったため、急遽、当初計画を変更しテーマ(2)の実施を来年度に先送りし、基礎ブロックの振動低減のための予備実験を実施した。具体的には、土嚢、廃タイヤゴムチップ入り土嚢、さらに、ゴムチップを整形加工したブロックを鋼板で挟み込んだ振動低減材を改良部側面に埋め込んで加振実験を行った。その結果、来年度実施予定の減衰性能向上のための基礎的な知見が得られた。なお、整備した地震観測網は、加振実験時にも有効利用したが、十勝沖地震ほか数回の地震のデータを収録できた。本年度は、(1)柱状地盤改良体上の減衰材を付加した基礎ブロックの加振実験」、(2)「二重鋼管杭システムの減衰性能向上に関する研究」(3)「基礎ブロックおよび周辺地盤の地震観測」の3テーマを掲げたが、本報告書では(1)および(3)に的を絞って報告する。本年度実施した加振実験は、ステージIとステージIIに大別できる。ステージIは、昨年度作製した既設基礎ブロックに対して、基礎回りのトレンチ深さをパラメータとした実験である。その後、同基礎ブロック東側に6m離れた位置に昨年度と同一工法により打設された4体の地盤改良体上に新設基礎ブロックを作製し、同基礎上にサーボ型加速度計2台を新規に設置した。当初計画では減衰性能の高いアスファルトを捨てコンの代わりに敷設する予定であったが、同一仕様の2基礎に対する加振実験も不可欠と考え、昨年度同様に通常の捨てコンを打設した。ステージIIは2基礎状態での加振実験であり、新設基礎回りのトレンチ深さをパラメータとして既設基礎を加振した。その最終段階(トレンチ深さ80cm)で、減衰材として採用した廃タイヤゴムチップ混入砕石アスファルトをトレンチ部に打設後に加振実験を実施した。本実験結果より、トレンチを設ける前の埋め込み基礎状態と比較して単位加振力当たりの共振時の応答加速度が20%程度低減するが確認でき、廃タイヤゴムチップ混入砕石アスファルトの防振効果が確認できた。最後に起振機を新設基礎ブロック上に移設し、加振実験を実施した。この実験では、ステージIでの埋め込み基礎状態時に比べて共振時の応答値がほぼ半減し、採用した減衰材の有効性が検証できた。同実験終了後、新潟県中越地震の観測波形が収録できた。同観測波形から、新設基礎の加速度波形の振幅値およびフーリエス振幅ペクトル値が従来型の既設基礎に比べ、3割程度低下していることが判明し、地震時についても採用した減衰材の有効性が確認できた。本年度は、(1)「起振実験及び地震観測のデータ解析」、(2)「3次元シミュレーション解析」、(3)「簡易モデルの構築」の3テーマを掲げたが、年度はじめより多くの中小地震の観測データが得られたため、観測データの解析およびその3次元シミュレーション解析に的を絞って研究することにした。得られた主要事項を下記に記す。本研究者らは、10年ほど前より、本学船橋キャンパスで高密度の地震観測を実施しており、現在までに多くの観測データが得られている。平成17年7月23日に観測された、千葉県北西部を震央とする地震の同キャンパス内の地表面での最大加速度値は1m/s^2前後であり、観測開始以来最大のものであった。研究対象の2タイプの基礎ブロックモデル近傍地盤3測点での最大加速度値は0.90m/s^2,0.84m/s^2,1.20m/s^2である。
小児の転倒を防げ～小児の咬合力低下と転倒との関連性～

本研究は、運動能力の向上に関連があるとされる咬合が、バランス機能の向上に寄与するか否かを小学生において検討することを目的としている。対象は、平衡機能および顎口腔機能に異常がない平均年齢11.16 SD 0.57歳の健常な小学生321人とした。バランス計測には、外乱負荷として急激な前後動揺を与えたときに生じる重心動揺をForce Plateで測定するEqui Testシステム[○!R]を用いた。咬合力は、OCCLUSAL FORCE-METERGM10を使用した。データは外乱負荷直後から実際に立ち直り動作を開始するまでの足圧中心からみた時間であるLatency(ms)、体重配分の左右対称性を示すweight symmetry、strength symmetryとした。このデータを咬合力にて比較した。得られたデータを分散分析にて解析し危険率は5%未満を有意水準とした。統計ソフトは、the SAS statistical package, version8.2(SAS Institute Inc)を用いた。結果として、咬合力と有意差が認められた項目は、Latency(p<0.01)であった。weight symmetry(p=0.4928)、strength symmetry(p=0.9045)は有意差を認められなかった。この結果から、咬合力は外乱負荷直後から実際に立ち直り動作を開始するまでの足圧中心からみた時間であるLatencyとの関連が認められた。従って、咬口力が強い人ほど、バランス機能の指標となるLatencyの値が良好となる傾向がみられる。以上から、本研究によって、立位時に不意な前後動揺の負荷が加わったとき、咬合力が強い人ほど、バランスを崩しにくく小児の転倒予防の向上に寄与する。平成18年度は、仮説の検証と安全面の確認を実施した。仮説の検証として健常青年にて実施した。その結果、立位姿勢時に与えられる外乱負荷直後から立ち直り動作を開始するまでの時間は、小さな外乱負荷では差がほとんどみられなかったが、中間の外乱負荷、大きな外乱負荷と負荷が大きくなるに従って、咬合時のLatencyは小さく、非咬合時のLatencyは大きな値を示した。これにより、本計測の安全性及び、咬合とバランス機能との関連性を再確認できた。この結果を礎に、平成18年12月、平成19年3月の計2回、被検者を小学5年生として計測を実施した。被検者数は200名、計測項目は咬合力、静的バランス、動的バランス、握力、下肢反応時間等、及びアンケート調査とした。平成19年度には、このデータから、咬合力とバランスなど運動機能の統計学的解析をおこなう。さらに、被検者数を増やして、同計測を実施する。また、新たな評価項目として、骨密度やMRIによる計測も検討している。本研究は中間報告の段階であるが、立位時に不意な前後動揺の負荷が加わったとき、咬合していたほうがバランスを崩しにくく、安定性の向上に寄与する可能性があると考えられる。そして、本結果を小学生へフィードバックして健康増進に寄与できると考えている。対象は、平衡機能および顎口腔機能に異常がない平均年齢11.16SD0.57歳の健常な小学生321人とした。バランス計測には、外乱負荷として急激な前後動揺を与えたときに生じる重心動揺をForce Plateで測定するEqui Testシステム(R)を用いた。

データは外乱負荷直後から実際に立ち直り動作を開始するまでの足圧中心からみた時間であるLatency(ms)、体重配分の左右対称性を示すweight symmetry、strength symmetryとした。このデータを咬合力にて比較した。得られたデータを分散分析にて解析し危険率は5%未満を有意水準とした。統計ソフトは、the SAS statistical package, version8.2(SAS Institute Inc)を用いた。結果として、咬合力と有意差が認められた項目は、Latency(p<0.01)であった。weight symmetry(p=0.4928)、strength symmetry(p=0.9045)は、有意差を認められなかった。この結果から、咬合力は外乱負荷直後から実際に立ち直り動作を開始するまでの足圧中心からみた時間であるLatencyと関連が認められた。従って、咬合力が強い人ほど、バランス機能の指標となるLatencyの値が良好となる傾向がみられる。以上から、本研究によって、立位時に不意な前後動揺の負荷が加わったとき、咬合力が強い人ほど、バランスを崩しにくく小児の転倒予防の向上に寄与する。