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溶融アルミニウムのバキュームクリーナー

マグネシウムはアルミニウム合金の主要添加元素である。しかし、アルミニウムの溶湯処理においてマグネシウムは副生廃棄物であるドロスの発生を促進させることから、濃度管理が重要である。マグネシウムの除去は一般的に酸化か塩化が適用されるが、ドロスの発生やドロスの汚染を引き起こす。本研究では真空処理によりアルミニウム溶湯中のマグネシウムを揮発除去するプロセスを調査した。そこでは、気液分離方法としてセラミックフィルターを用いた画期的な真空吸引プロセスを提案し、800°C1Paにおいて溶湯からマグネシウムを揮発除去可能であることを明らかにした。本研究は、アルミニウムの溶融時に不可避的に発生し、その量が年間約60万トンにも上っているアルミニウムドロスの発生量の大幅削減のために、溶融アルミ中にセラミックスフィルターを備えた真空吸引プラグ(バキュームクリーナー)を装入し、ドロス発生の原因物質のひとつであるアルミ中のマグネシウムを優先吸引することを試みるものである。初年度では、アルミナ製プラグを試作し、これを溶融アルミニウムーマグネシウム合金中に浸漬し、他端を真空ポンプに接続して、実際にアルミニウム中のマグネシウムが減少することを確認した。一方、アルミニウムは比重が約2.7であり、真空中では垂直方向に約3.8mも上昇するため、溶融アルミニウムとの濡れ性および気孔径分布を適正に設計するかが最大の技術的ポイントである。すなわち、アルミニウムをプラグ内に深く吸引することなく、ガス状のマグネシウムのみを吸引するプラグの特性が求められる。そのため、初年度では、上記の脱マグネシウム実験を試行すると共に、ポーラス物質と溶融アルミニウム間の力学的バランスをシミュレートし、最適な真空吸引プラグの諸元を求めた。溶融アルミニウムは活性な金属であるため、比較的貴な金属の酸化物を用いた場合には、アルミニウムによる酸化物の還元が生じ、プラグのミクロ気孔構造が変化することがわかったので、2年目以降は吸引中における気孔内界面のミクロ組織についても詳しく検討する。当初予想の範囲内で進行している。アルミニウム合金の添加元素として使用されるマグネシウムは年間約2万トンに上り、マグネシウムの国内総需要の約半数を占める。5000系をはじめ非常に多くの合金でマグネシウムが添加元素として使用されるが、マグネシウムを含む合金の溶湯処理においてはドロスの発生量が比較的多いことも知られている。これは、マグネシウムが極めて酸化しやすい特性を有しており、さらに生成したスピネルがドロスの発生を促進させているためと考えられている。また、マグネシウムは展伸材用合金の添加元素としては主要であるにもかかわらず、鋳造・ダイカスト材においては不純物となる元素である。すなわち、展伸材to鋳造材が主なリサイクルのフローであるアルミニウム産業において、マグネシウムは意図的に除去が必要な元素になる。本研究ではAl-Mg合金浴におけるマグネシウムのコントロールを目的とし、真空プロセスによるAl-Mg合金からのマグネシウム揮発除去について検討した。また、気液分離手法としてアルミナ製の多孔質セラミックフィルターに着目し、多孔質セラミックフィルターを用いたマグネシウムの真空加熱雰囲気における揮発除去を実験的に調査した。そこでは、800°C1Pa程度の真空雰囲気においてAl-Mg合金浴からMgを揮発除去可能であることを明らかにした。またセラミックフィルターを介してもMgが除去可能であることがわかった。初年度はプラグの材質としてアルミナを取り上げて複数回の試験を実施すると共に、力学的シミュレーションを行った。この結果を受け、2年目は、アルミニウムとあまり濡れない(表面張力と接触角の制御)、静水圧でアルミニウムがあまり侵入しない(気孔径分布の制御)、という、大略2つの重要な因子を満足するプラグの絞り込みを行う。条件の選択幅はあまり広くないことが分かったが、シリコンカーバイドやボロンナイトライド等のセラミックス系まで材質を広げて検討を継続する。なお、プラグによる吸引脱マグネシウムが不調に終わった場合は、ガス吹込み循環層(RH型反応器)を別途設計し、これを用いた脱マグネシウムによってドロス発生が抑制できるかどうかについても検討する敬意核である。金属冶金工学初年度は実験に用いるプラグ材料として、安価なアルミナに絞って検討を行ったため、消耗品代が抑えられた。また、プラグ特性の絞り込みを行うために力学シミュレーションに時間を割いたため、当初計上していた実験費用に余裕が生じた。2年目は、初年度の成果を基にして、高価なシリコンカーバイドやボロンナイトライド等の複数種類の特注プラグを用いて実験に傾注するため、予定通り研究費を消化するものと考えている。
マルチカーブ環境における金利デリバティブの価格付け理論の再構築とその応用

論文投稿に関しては,基礎理論と具体的なモデルを別々の論文として執筆することにした.前者では,マルチカーブモデルによる金利デリバティブの価格付け理論を再整理し,英語論文として海外の英文学術雑誌に投稿した.今後はレフェリーとのやりとりを通してさらに内容をブラッシュアップし,掲載に至ることを目指す.後者では,具体的なモデルの例としてOISレートとLIBORレートのツーカーブモデルを考案し,その数値例を示した論文を作成しつつある.数理的な解析はほぼ終了したので,適切な数値例を作成し,その結果の説明をつければ投稿できると考えている.投稿先には海外の英文学術雑誌を考えている.また,デリバティブの初期証拠金の価格付けへの影響に関しては,実務ではISDAが提案したSIMMが広く普及しつつあるが,それとは別に理論的に検討を進めてきた.その検討結果とSIMMによる結果を数値的に比較していけば,SIMMの特徴,長所短所を明らかにすることができるので,今後のSIMMの普及にも貢献できるし,SIMMを越える評価モデルの検討にも繋げられると考えている.さらに,もとは全く別の研究観点からではあるが,レジーム遷移を考慮した確率金利モデルによるリスク計測モデルについて検討してきた.そちらで観測データからパラメータ推定を行い,予備的な計算を行ってみたところ,リスク管理の実務で活用しうるモデルであることがわかってきた.そこで,今後はこのモデルのマルチカーブモデルへの応用も検討していきたい.なお,現在は様々な金融技術のイノベーションが急速に進行中であり,デリバティブの取引環境にも今後影響を与えうる.そこで国際ワークショップ"Digital Innovation in Finance"を開催し,効率的に情報を収集した.投稿論文の方針策定と改訂に時間がかかったが,第一論文は既に投稿し,レフェリーの回答待ちであり,第二論文も理論的な議論は完結し,数値例の作成を残すだけである.これらの成果を2019年度に出すことができれば順調な進展と言えるのではないかと考えている.また,初期証拠金の価格付けへの影響に関する研究も,2019年度には終息させて論文として投稿することを共同研究者と話し合っている.また,別件でレジーム遷移を考慮した金利モデルを用いたリスク計測の研究を進めてきたが,これもマルチカーブモデルへの応用が可能である.このモデルは金利変動の動向をもっともらしく表現できるし,かつ金利リスク管理に有益な結果が得られやすいので,マルチカーブ化,すなわち,レジーム遷移を考慮したマルチカーブモデルの構築も次の検討課題の一つと考えるようになった.まず,マルチカーブモデルの基礎理論の再構築の論文と,事例としてのツーカーブモデルの論文の掲載と執筆に注力する.また,初期証拠金の論文の執筆にも注力する.また,別の視点から,レジーム遷移を考慮した金利モデルによるリスク計測の研究も進めてきたが,これをマルチカーブモデルに応用することも今後の一つの課題であると考えるよいうになった.通常,基礎理論が確立した後は現実をより的確に表現できるモデルの追及へと進むものである.マルチカーブモデルも既にその段階に入っているものの,これまでレジーム遷移を考慮したマルチカーブモデルは提案されていなかった.レジーム遷移は実際の金利の動向の特性を表現しているとも思われるので,2019年度には,レジーム遷移を考慮したマルチカーブモデルの構築にも取り組んでいく予定である.マルチカーブモデルにおける一般的な価格付け理論の再構築を行った.従来は精緻に取り扱われていなかった部分について精緻に議論を展開することで,リスク中立確率の意味を明確にし,より一般的な形で価格付け公式を導出した.特に金利デリバティブに関しては,repo rateが当該金利の短期金利に相当するとみなすことで,実務で使われている定式化を株式デリバティブの場合と整合的に解釈できると提案した.また,フォワード中立化法についても,従来の成果を含む一般的な価格付け公式を導出した.それらの成果を論文にまとめ,英文学術雑誌に投稿した.上記論文の成果をもとに,ショートレート型のツーカーブモデルを具体的に提案した.提案モデルは標準ブラウン運動による2ファクターモデルで,金利市場の現状を踏まえ,OISレートは負値をとりうるが,LIBOR-OISスプレッドは非負性を保つようにした.また,OISレートとLIBORレートの相関も考慮した.モデルの構造が単純なので,LIBOR・OIS割引債価格やFRAレートは閉じた形で,キャップレット価格は簡単な数値計算を含む形で書き下せるため,カリブレーションは容易である.数値計算により,FRAレートやキャップレット価格のボラティリティや相関係数への依存性などを明らかにした.これらの成果は第二論文として執筆中である.また,マルチカーブモデルへの適用を見据えて,室町は金利依存性のあるリスクを内包する金融商品の価格付け,木島は確率ボラティリティモデルによる価格付けとその応用についても研究を進め,それぞれに成果を得た.さらに,2016年9月から中央清算機関を通さないデリバティブ取引に対して初期証拠金の支払が課されたことを受けて,室町は初期証拠金の価格への影響を効率的に評価する手法を検討した.この問題も担保金の差入に起因するもので,マルチカーブの由来と同源である.第二論文の数値例の計算内容は単純であるが,結果の解釈がやや複雑で直感的に把握しにくかったため,論文執筆までに時間がかかってしまった.その理由は,LIBOR-OISスプレッドは理論的に非負であるべきなのでQuadratic Gaussianモデルで表現したところ,OISレートとLIBORレートの相関関係がやや複雑になったためである.

しかし現在はモデルに対する理解が進んだため,順調に論文を書き進めている.また,新たに開始した初期証拠金の研究はパリ第一大学の教授との共同研究で,最新の制度変更に関するホットな議論である.当初の研究計画にはなかったが,これも広い意味でマルチカーブの議論に繋がるテーマであると考えて取り組むことにした.室町と木島は,投稿した論文へのレフェリーコメントへの対応を検討した.その対応の一案として,ツーカーブモデルの数値例の論文と組み合わせての投稿も検討している.室町は,マルチカーブ環境のもとで見られる初期証拠金の価格付けに関して,まずは株式デリバティブをもとに初期証拠金価値の定式化を行い,簡単なモデルを用いた数値計算により基本的な特性を明らかにした.例えば,デリバティブの満期によってはデルタリスク(原資産価格の変動リスク)だけでなくベガリスク(ボラティリティの変動リスク)も寄与が大きくなることや,初期証拠金計算のために必要となる将来のリスク量(ここではVaRを想定)の期間構造の事例,さらに,推定手法による結果の違いなどを示した.これらの成果は近日中に論文としてまとめる予定である.また,プリペイメント率と金利の長期的な変動性に着目した,金利依存性の高いキャッシュフローをもつ金融商品の価格付けモデルを提案した.さらに,銀行の流動性預金の残高推定モデルを提案した.前述したそれぞれのモデルはシングルカーブ環境で構築しているが,その枠組みはマルチカーブ環境へも適用可能である.木島は,Funahashi and Kijima (2013)で完成させた近似手法をVWAPオプションやフラクショナルブラウン運動に適用して,極めて精緻な近似法を開発した.また,価格インパクトがオーダーフローのS字形となるモデルを構築し,実証分析により説明力の高いモデルであることを示した.これらは実務的な応用範囲の広い研究成果であり,特に前者の成果はそのままマルチカーブモデルへ適用することも可能である.今年度の成果としては,7編の論文(うち5編は査読付き)が刊行され,3回(うち2回は国際学会)の研究発表が行われた.取り扱ったテーマは必ずしも研究計画作成当初の方針通りではないが,進行中のものも含めて,どれも本研究課題のマルチカーブモデルの発展に関連付けられる成果であり,今後の研究に生かせると考えている.論文投稿に関しては,基礎理論と具体的なモデルを別々の論文として執筆することにした.前者では,マルチカーブモデルによる金利デリバティブの価格付け理論を再整理し,英語論文として海外の英文学術雑誌に投稿した.今後はレフェリーとのやりとりを通してさらに内容をブラッシュアップし,掲載に至ることを目指す.後者では,具体的なモデルの例としてOISレートとLIBORレートのツーカーブモデルを考案し,その数値例を示した論文を作成しつつある.数理的な解析はほぼ終了したので,適切な数値例を作成し,その結果の説明をつければ投稿できると考えている.投稿先には海外の英文学術雑誌を考えている.
主鎖炭化水素型液晶性ポリマーのシャッター材料としての評価

シロキサンスペーサーをもつポリスチレンが、新規な液晶性ポリマーとなることを見い出し、このポリマーをマトリックスポリマーとするブレンドの相構造を制御したシャッター材料を開発することを目的とした。川上は、まず、モノマーについて、その合成法を確立した。ついで、シロキサンをスペーサーとし、種々の構造のメソゲンをもつ重合度の制御されたポリスチレン型液晶性高分子をアニオン重合により合成した。このポリマーは、幅広い温度範囲で液晶性を示した。ポリマー主鎖の分子量・分子量分布と、液晶温度範囲、発現液晶相の構造の関係を示差走査熱分析、熱機械的分析、偏光顕微鏡観察などにより検討し、分子量や分子量分布が液晶構造に与える影響を定量的に解明した。この成果は、Polym. Bull. 36, 653 (1996)に印刷された。ポリジエンについての成果は、Polym. J. 28, 513 (1996)に印刷された。なお、シロキサン化合物の合成についても、その成果をChem. Lett. 107 (1995), 517 (1996)に発表した。これらのポリマーは、自己保持性があり、また、広い波長範囲の可視光に対して透明であった。さらに後藤、柏木と共同して、このポリマーをマトリックスポリマーに少量分散させて、制御された海島構造の検討、ブレンドが作るドメインの大きさを制御し、低分子液晶分散のリザーバーとしての評価を行なった。後藤は、主として液晶配向膜について検討し、成果を新素材,7, 18 (1996)やJSRテクニカルレビュー,103, 1 (1996)に発表した。本研究では、液晶性シャッター材料の開発、評価という目的は達することができたが、実際のシステムとして実用化するためには、重合度の厳密な制御、マトリックスポリマーとの相分離構造のサイズ、均一性の制御、最適低分子液晶の選択などについてさらなる検討も必要である。シロキサンスペーサーをもつポリスチレンが、スペーサーのモビリティを反映して、新規な液晶性ポリマーとなることを見い出した。このようなポリマーをマトリックスポリマーとするブレンドの相構造を制御して有用なシャッター材料を開発するために本研究を行なった。この際、素構造である分散の均一性や、その空間的配列状態の制御が、機能を高度に発揮させるために必須である。まず、モノマーについて、その合成法を確立した。収率、純度の面では若干問題があり、検討を加えた結果、効率のよい合成法を確立することができた。ついで、シロキサンをスペーサーとし、種々の構造のメソゲンをもつ重合度の制御されたポリスチレン型液晶性高分子を合成した。このポリマーの熱分析を行ったところ、幅広い温度範囲で新規な液晶性高分子となることが分かった。ポリマーの主鎖の分子量・分子量分布と、高分子固体構造、発現液晶相の構造、自発分極などの関係をNMR、FT-IR、示差走査熱分析、熱機械的分析、偏光顕微鏡観察などにより検討し、分子量や分子量分布が液晶構造に与える影響を定量的に解明することができた。この成果は、Polym. Bull.に受理され、近々印刷される予定である。このポリマーは、自己保持性があり、また、広い波長範囲の可視光に対して透明であり、このポリマーをマトリックスポリマーに少量分散させて、制御された海島構造発現の可能性の検討、ブレンドが作るドメインの大きさを制御し、低分子液晶分散のリザーバーとする可能性の評価を行なう準備を行なった。今後、重合度を制御したポリマーを用い、マトリックスポリマーとの相溶性、相分離構造を検討し、リザーバーとしてのブレンドの相分離構造の均一性を制御する、また、ポリマーと低分子液晶の組み合わせを変えて、小角X線散乱などの分析手段を用いて評価しながら、液晶分散の均一性を制御することなどが必要である。

本研究では、液晶性シャッター材料の開発、評価という目的は達することができたが、実際のシステムとして実用化するためには、重合度の厳密な制御、マトリックスポリマーとの相分離構造のサイズ、均一性の制御、最適低分子液晶の選択などについてさらなる検討も必要である。シロキサンスペーサーをもつポリスチレンが、新規な液晶性ポリマーとなることを見い出し、このポリマーをマトリックスポリマーとするブレンドの相構造を制御したシャッター材料を開発することを目的とした。川上は、まず、モノマーについて、その合成法を確立した。ついで、シロキサンをスペーサーとし、種々の構造のメソゲンをもつ重合度の制御されたポリスチレン型液晶性高分子をアニオン重合により合成した。このポリマーは、幅広い温度範囲で液晶性を示した。ポリマー主鎖の分子量・分子量分布と、液晶温度範囲、発現液晶相の構造の関係を示差走査熱分析、熱機械的分析、偏光顕微鏡観察などにより検討し、分子量や分子量分布が液晶構造に与える影響を定量的に解明した。この成果は、Polym.Bull.36,653(1996)に印刷された。ポリジエンについての成果は、Polym.J.28,513(1996)に印刷された。なお、シロキサン化合物の合成についても、その成果をChem.Lett.107(1995),517(1996)に発表した。これらのポリマーは、自己保持性があり、また、広い波長範囲の可視光に対して透明であった。さらに後藤、柏木と共同して、このポリマーをマトリックスポリマーに少量分散させて、制御された海島構造の検討、ブレンドが作るドメインの大きさを制御し、低分子液晶分散のリザーバーとしての評価を行なった。後藤は、主として液晶配向膜につて検討し、成果を新素材,7,18(1996)やJSRテクニカルレビュー,103,1(1996)に発表した。
生命倫理学における安楽死・尊厳死論のキリスト教的基盤に関する歴史的社会的研究

本研究は、生命倫理学における安楽死・尊厳死論とキリスト教との関連性を歴史的・社会的に解析する企てである。その成果として、(1)生命倫理学黎明期のキリスト教神学者、J.フレッチャーの原著作の蒐集、(2)彼の"Dysthanasia","Anti-Dysthanasia"概念と日本の「尊厳死」言説との関係の解析、(3)安楽死・尊厳死運動において切腹や棄老伝説における「自死」が日本人の美徳としてキリスト教と対置されていること、(4)臓器提供を「自己犠牲」として期待する語りの構造を明らかにした。本研究は、生命倫理学における「安楽死・尊厳死」論とキリスト教との関連性を歴史的・社会的に解析する企てである。とりわけ、生命倫理学黎明期に活躍したキリスト教神学者ジョセフ・フレッチャー(Fletcher, Joseph, 1905-1991)の叙述に着目する。研究初年度にあたる平成21年度になされた調査とそのは、フレッチャーの著作を網羅的に蒐集して整理し、戦前からの彼の多彩な活動と著作から全体像を把握した。第一に、フレッチャーの死後編まれたJoseph Fletcher: memory of an EX-RADICAL(1993)のbibliographyほかに記載された文献の蒐集にあたった。なお、この作業が思いの外手間取ったため、本年度計画されていたフレッチャーの日本での活動(1963-64年)記録の蒐集は、来年度に延期された。第二に、"Dysthanasia,""Anti-Dysthanasia"概念と日本の「尊厳死」言説との関係を分析し、両者の深い結びつきが明らかになった。成果としてGCOE死生学×生存学シンポジウム、日本生命倫理学会のワークショップでの2報告、及び共著書『メタバイオエシックスの構築へ--生命倫理を問いなおす』の公刊がなされた。第三に、第一、第二の調査結果を共有し考究するために、日米のバイオエシックスの歴史に詳しい香川知晶氏を迎えて、立命館大学先端総合学術研究科院生公募研究会「生命倫理研究会」、立命館大学GCOE「生存学」創成拠点との共催で、「『死ぬ権利--カレン・クライラン事件と生命倫理の転回』合評会」を行った。本研究会では有馬斉氏(東京大学医学研究科GCOE特任助教)、堀田義太郎(日本学術振興会特別研究員)が指定質問を行った。また、研究代表者の担当講義と連携して、安部彰(立命館大学GCOE生存学PD)がフレッチャーのSituation Ethics『状況倫理』とその論争集の報告を行い、活発な討議が行われた。その他、文部科学省科学研究助成金基盤研究(B)「現代社会における統制と連帯:階層と対人援助に注目して(代表:景井充)」研究会を7度共催した。本研究は、とりわけ、生命倫理学黎明期に活躍したキリスト教神学者、ジョセフ・フレッチャー(Fletcher, Joseph, 1905-1991)の叙述に着目して、生命倫理学における「安楽死・尊厳死」論とキリスト教との関連性を歴史的・社会的に解析する企てである。研究2年めにあたる平成22年度は、フレッチャーの著作の網羅的な蒐集・整理をさらにすすめ、その活動の分析を継続しながら、国内外で日本の「伝統的死生観」とみなされているものと、安楽死・尊厳死運動との関連の解析を試みた。上記の研究活動の中で、日本における安楽死・尊厳死言説において「自死」が日本の伝統的死生観の発露として、さらには日本人の美徳として語られていること、しかし、そこで取りあげられる武士道や特攻隊は、特定の階層に名誉とともに強いられた処刑や戦闘の様式であること、また、老人が自ら死地に赴く「楢山節考」の原型である棄老伝説は、本来は養老を説くものであったことを明らかにするとともに、それらがとりわけ「安楽死・尊厳死」運動において選好的にとりあげられていることを指摘した。上記の研究の具体的な成果として、第一に、国内外における安楽死・尊厳死論における棄老伝説や武士道の語られ方を、第二に、死の自己決定における「承認」の錯綜について批判的検討を行い、その成果を国際誌International Journal of Japanese Sociologyと初学者向けテキストとして公刊した。学問的成果の国際発信と一般市民及び初学者向けの刊行物によって、本研究の成果をより広くより「広汎な対象に公開することができたと思われる。そのほか、本研究と関連して、2009年臓器移植法改定に関するメディア報道がまとめられ、Web上にて公開された。

研究3年目にあたる平成23年度は、フレッチャーの著作の網羅的な蒐集・整理をさらにすすめ、その活動の分析を継続しながら、生命倫理問題を遠近で扱った小説や映画作品にキリスト教の有形無形の痕跡をさぐった。特に、平成23年春、日系の英国ブッカー賞受賞作家、カズオ・イシグロの小説「私を話さないで』の映画化作品が日本でも公開されたことに機会を得、上記2作品を中心に臓器移植を扱った作品群をとりあげて臓器移植と安楽死・尊厳死問題との関係を解析した。上記の研究活動の中で、臓器移植が助かるべきいのちと死を期待されるいのちに人を二分するものであることを明らかにするとともに、経済的社会的に追い詰められて臓器提供を強いられる状況下においてさえ、自己犠牲によって自らの「生」の承認を求めようとする心性があることを指摘した。上記の研究の具体的な成果として、研究論文、初等教育管理者向けの小論ほかを公刊し、福祉関係者やNPOへの教育講演を行った。学問的成果を学術論文として発信するとともに、教育者、福祉関係者、NPOへの刊行物や教育講演によって、本研究の成果をより広くより広汎な対象に公開することができたと考える。本研究では、生命倫理学における「安楽死・尊厳死」論とキリスト教との関連性について、とくに、生命倫理学黎明期に活躍したキリスト教神学者ジョセフ・フレッチャー(Fletcher, Joseph, 1905-1991)の叙述に着目することにより、生命倫理学成立史におけるフレッチャーとそのキリスト教的背景の位置取りを検討してきた。最終年度にあたる平成24年度は、フレッチャーの広範な著作の蒐集・整理について、一定程度の完成をみることが出来た。また、フレッチャーの「安楽死・尊厳死」論と、フレッチャーが客員教員をつとめた1970年代初頭の日本滞在時に国際基督教大学にて近しい関係にあった古屋安雄が、当時の著名な神学者ヴァン・ドゥーセン夫妻の1975年の「理性的」自殺ついて報ずるなど、日本において「安楽死ブーム」ともいうべき状況が展開した1970-1980年代の「安楽死・尊厳死」の言説を、映画、演劇、文学、メディア報道など広範に照合することにより、生命倫理学における「安楽死・尊厳死」論とキリスト教について、pro life vs. pro choice, SOL vs. QOLといった、人口に膾炙したステレオタイプな理解とは異なる関連性を指摘した。上記の研究の具体的な成果として、研究論文のほか、発達心理学や社会科教育など、広範な領域の図書において小論を公刊し、教育関係者やキリスト教系のセミナーで教育講演を行った。研究計画を若干軌道修正した点はあるが、本研究の目的を同時代の社会状況に照らしてより発展的に修正したものであり、おおむね順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終年度である平成24年度は、これまで3年間で得た知見をもとに、生命倫理学における「安楽死・尊厳死」論とキリスト教との関連性をまとめる。特に、J.フレッチャーの思想・行動と移植医療との関係、J.フレッチャーの思想・行動とデス=エデュケーションとの関係を検討してまとめ、次期科研への発展的布石としたい。
電気自動車、ハイブリッド電気自動車用バッテリ群の最適制御技術

ハイブリッド電気自動車(HEVs)の駆動用電池は,寿命問題は避けて通れない.本研究では,HEV用駆動用電池の中で市場の主流であるニッケル水素電池を取上げた.新品電池を用いて代表的な電池の劣化パラメータである,1充電状態を表すSOCと,2電池温度について市場環境を想定した範囲で変化させ,電池の劣化量を表す内部抵抗に相当するACインピーダンス特性を実験的に求めた.ACインピーダンス特性を用いた劣化パラメータ評価の可能性を検証した結果,測定時の電池状態が異なっていても,標準状態へ換算できる関係性を見出すことが出来た.この関係性は,市販の代表的な2タイプの結晶構造の電池実験から成立性が確認できた.ハイブリッド電気自動車(HEVs)の駆動用2次電池は,化学反応を伴うため電池のサイクル寿命や保存寿命は重要な問題となる.本研究は,2次電池の主流であるニッケル水素式電池を取り上げ,代表的な劣化パラメータである電池温度と,電池の充電状態を表すSOCに対して,電池の劣化状態を示す内部抵抗の関係を求めた.上記劣化パラメータは,使用環境を想定して変化させ,内部抵抗であるACインピーダンス特性を実験的に求めた.そしてACインピーダンス特性を用いた電池劣化評価の有用性を検証した.試料電池は,結晶格子構造が異なる市販のニッケル水素二次電池を2タイプ用いた.それぞれ,Aタイプ(パナソニック製EVOLTA [HHR-3MWS],1900mAh),Bタイプ(パナソニック製eneloop [HR-3UTGB],1900mAh)とした.試料電池は,新品状態から数回充放電の後,活性化させた状態で実験を行った.結晶構造が異なる市販のニッケル水素式二次電池2タイプの実験から次の知見を得た.(1)超格子合金構造を持つ電池(Bタイプ)は,一般的なAB5型結晶構造を持つ電池(Aタイプ)より,全SOCで低いACインピーダンス値を示した.(2)中間SOCで最も低いACインピーダンス値を示した.(3)低温(ー5°C)の中間SOC以下の領域では,ACインピーダンス値が大きく上昇した.(4)低温(ー5°C)中間SOC以上では,ACインピーダンス上昇が抑制される特性を示した.(5)高温(50°C)では,常温(22°C)に対しACインピーダンス値が低下するものの,差異は常温(22°C)に対する低温(ー5°C)ほども乖離しないことがわかった.ハイブリッド電気自動車(HEVs)の駆動用電池は,寿命問題は避けて通れない.本研究では,HEV用駆動用電池の中で市場の主流であるニッケル水素電池を取上げた.新品電池を用いて代表的な電池の劣化パラメータである,1充電状態を表すSOCと,2電池温度について市場環境を想定した範囲で変化させ,電池の劣化量を表す内部抵抗に相当するACインピーダンス特性を実験的に求めた.ACインピーダンス特性を用いた劣化パラメータ評価の可能性を検証した結果,測定時の電池状態が異なっていても,標準状態へ換算できる関係性を見出すことが出来た.この関係性は,市販の代表的な2タイプの結晶構造の電池実験から成立性が確認できた.ハイブリッド電気自動車(HEVs)の駆動用電池は,化学反応を伴うため,寿命問題は避けて通れない.本研究では,駆動用電池として主流であるニッケル水素電池を取上げた.代表的な劣化パラメータである電池の充電状態を表すSOCと,電池温度に対する電池の内部抵抗の関係を求めた.上記劣化パラメータは,市場環境を想定した範囲で変化させて,電池の内部抵抗であるACインピーダンス特性を実験的に求めた.そしてACインピーダンス特性を用いた劣化パラメータ評価の可能性を検証した.ハイブリッド電気自動車(HEVs)の駆動用電池は,化学反応を伴うため,寿命問題は避けて通れない.本研究では,HEV用駆動用電池の中で市場の主流であるニッケル水素電池を取上げた.新品電池を用いて代表的な電池の劣化パラメータである、1充電状態を表すSOCと,2電池温度について市場環境を想定した範囲で変化させ、電池の劣化量を表す内部抵抗に相当するACインピーダンス特性を実験的に求めた.ACインピーダンス特性を用いた劣化パラメータ評価の可能性を検証した結果、測定時の電池状態が異なっていても、標準状態へ換算できる関係性を見出すことが出来た。この関係性は、市販の代表的な2タイプのニッケル水素二次電池(一般的なAB5型結晶構造のものと、リチウムイオンタイプの構造に見直した超格子合金構造のもの)の実験から成立性が確認できた。本結果を受けて、充放電サイクル試験を重ねた電池の場合と、放置寿命試験を経た電池について、ACインピーダンス特性を用いた劣化パラメータ評価の成立性を検証した。試験途中にあるものの、途中経過から次の知見を得た(サイクル寿命試験は1600サイクルが経過、放置寿命試験は2年間を経過).(1)一般的なAB5型結晶構造を持つ電池は、ACインピーダンス特性を用いた劣化パラメータの評価が可能であることを確認した(2)超格子合金構造を持つ電池は、ACインピーダンス特性を用いた劣化パラメータの評価が成立しない。超格子合金構造を持つ電池は、更なる劣化評価指標を準備する必要がある。この劣化評価指標として有効なものは、放電時の電圧低下特性であることをサイクル寿命試験で確認することが出来た。(3)上記の検証結果は寿命試験途中の知見であるため、電池劣化に到達した時点で本研究の最終評価判断を行う考えである。

エネルギー変換工学電池の劣化診断には、極めて多岐に亘る要因や測定条件等を考慮しなければならず、ある一つのパラメータ(履歴も含む)の取捨(適否)により劣化診断結果が一変してしまう。このため、従来例では、インピーダンス線図をRC回路を使用してモデル化して計測診断する方法など、電池の現在容量や劣化量を定量的に計測診断する方法及び装置はなかったそこで、本研究では、電池の容量や劣化量を簡易的な方法で、かつ定量的に精度良く計測診断可能な電池状態判定装置及び電池状態判定方法を提供することを課題とした。課題に対して、電池の温度及び電池の容量を表すSOCの測定条件下で、複数の周波数で測定された電池のインピーダンス測定データを入力し、インピーダンスの実数成分Z'と虚数成分Z''とで表される複素平面上にプロットしてコールコールプロット曲線を求める複素インピーダンス処理部と、前記インピーダンス測定して得たコールコールプロット曲線の形状と、基準電池の温度及び電池の容量を表すSOCの測定条件下で、前記基準電池の各電池状態毎に予め複数作成された基準コールコールプロット曲線の形状とを照合し、前記複数作成された基準コールコールプロット曲線の中から、前記測定したコールコールプロット曲線の形状が最も近い基準コールコールプロット曲線を統計的手法を用いて選び、当該選んだ基準コールコールプロット曲線を基に電池のSOC量を特定する照合部と、を備えることを特徴とするシステムを構築する方向性が明らかになった。本研究では、コールコールプロット曲線を、複数の周波数で測定された電池のインピーダンス測定データから求め、基準コールコールプロット曲線の形状と照合し、最も近い基準コールコールプロット曲線を統計的手法を用いて選んで電池のSOC量を特定するので、電池の容量や劣化量を簡易的な方法で、かつ定量的に精度良く計測診断を行えることが明らかとなった。結晶構造が異なる市販のニッケル水素二次電池2タイプの実験から次の知見を得た.(1)超格子合金構造を持つ電池(Bタイプ)は,一般的なAB5型結晶構造を持つ電池(Aタイプ)より,全SOCで低いACインピーダンス値を示した.(2)中間SOCで,最低のACインピーダンス値を示した.(3)低温(-5°C)の中間SOC以下の領域では,ACインピーダンス値が大きく上昇した.低温の中間SOC以上の領域では,AタイプはACインピーダンス値が上昇するものの,Bタイプは殆ど上昇しない特性を示した.(4)高温(50°C)では,常温(22°C)に対しACインピーダンス値が低下するものの,差異は常温に対する低温(-5°C)ほども乖離しないことが分かった.本研究で得られた知見から、充放電可能な二次電池の充電状態や、劣化状態を判定する電池状態判定装置、及び電池状態判定方法を確立することができた。これは、電池の容量や劣化量を簡易的な方法で、かつ定量的に精度良く計測診断可能な電池状態判定装置及び電池状態判定方法を提供するものである。
地域との協働で創るグローバル市民育成モデルの開発

本研究は、立命館アジア太平洋大学の留学生を対象に、グローバル市民に必要な資質について検証し、地域と協働で、真のグローバル市民としての留学生を育成するためのモデルを提案することを目的としている。初年度にあたる2018年度は、これまで研究代表者・分担者が行ってきた地域とつながる研究(本田(2016)、板橋(2017)等)や活動の中で出会った学生の中から、グローバルな視点を持ちながら地域のために活動したり支援したりしている留学生3名を選び、どのようなきっかけでそのような関わりを始めたのか、現在までにどのような思考や行動の変化を経験しているのかを明らかにするべく、インタビューを行った。インタビューは数回に分けて行い、その結果をもとに複線径路等至性モデル(以下、TEM)を用いてTEM図を作成し、彼らの選択や行動に影響を与えた要因を分析した。最初のインタビューでは、グルーバル市民とはどういう人だと思うか、自分自身をグローバル市民だと思うかについて聞き、高校時代から現在に至るまでのライフラインを描いてもらった上で、ゴール(等至点)に至るまでの経緯を話してもらった。その後、インタビュー内容をもとにTEM図を作成し、フォローアップインタビューを行いながら、TEM図の確認と修正を複数回繰り返すことで、どのような影響を受けて分岐点で選択をしたのか、どのような経過をたどってゴール(等至点)にたどり着いたのかを詳細に分析した。今後は、インタビュー結果をもとに、地域のために動ける人が持つ特長やきっかけを抽出し、グローバル市民に必要な資質や経験についての仮説を立てる。そして、現在地域との関わりが薄い留学生が、その仮説をもとに作成したプログラムに参加することで、どのような意識の変容や行動の変化を見せるのか調査する。2018年度は、グローバル市民に必要な資質や経験についての仮説を立て、学会や研究会での報告を行う予定であったが、そこまでは到達することができなかった。理由としては、インタビュー対象者の持つ背景や経験が当初の予想以上に豊かで興味深いものであったことから、インタビュー及びTEM図の作成に時間がかかってしまったことが挙げられる。インタビュー対象者には、1回2時間から3時間のインタビューに最低でも3回は協力してもらわなければならず、予定の調整がスムーズにいかないこともあった。また、当初はTEMについて詳しい外部の専門家に指導を仰ぐ予定であったが、TEMを用いた研究を行っている研究者が本学の教員に加わったことにより、作成したTEM図に対するフィードバックが得やすい環境となった。そのため、複数回TEM図の書き直しを行ったことも研究の遅れに影響した。今後、インタビューが完了していない対象者については、速やかに残りのインタビューを行い、TEM図の作成と分析を行う。2019年度は、インタビューとTEM図の作成を完了し、グローバル市民に必要な資質や経験についての仮説を立てた後、類似体験ができるプログラムを作成する。そして、最終年度に向けて、これまで地域と接点がなかった学生が、このプログラムに参加することで、どのように変化し成長していくか観察する。活動に参加した学生に対しては、半構造化インタビューとアンケートを実施し、参加理由や満足度、活動から受けた利益等について情報を収集し、随時学会や研究会での発表を行う。

また、当初はTEMについて詳しい外部の専門家に指導を仰ぐ予定であったが、TEMを用いた研究を行っている研究者が本学の教員に加わったことにより、作成したTEM図に対するフィードバックが得やすい環境となった。そのため、複数回TEM図の書き直しを行ったことも研究の遅れに影響した。今後、インタビューが完了していない対象者については、速やかに残りのインタビューを行い、TEM図の作成と分析を行う。2019年度は、インタビューとTEM図の作成を完了し、グローバル市民に必要な資質や経験についての仮説を立てた後、類似体験ができるプログラムを作成する。そして、最終年度に向けて、これまで地域と接点がなかった学生が、このプログラムに参加することで、どのように変化し成長していくか観察する。活動に参加した学生に対しては、半構造化インタビューとアンケートを実施し、参加理由や満足度、活動から受けた利益等について情報を収集し、随時学会や研究会での発表を行う。2018年度中に購入予定だったPCの納期が遅れ、2019年度の執行になったこと、また、研究計画の遅れにより、学会発表にかかる旅費を次年度に持ち越す必要性が生じたことから、次年度使用額が生じた。残額はPC購入費用の支払いと学会発表旅費に充てる。
燃料電池用水素燃料タンクの早期欠陥検出システム

本研究では、従来の検査技術の適用が困難な、燃料電池用水素燃料タンクの欠陥検出実現のため、現在最も高感度なSQUID磁気センサを用いたタンク欠陥早期検出装置の開発を行った。本装置は、磁気シールドのない環境でも動作する、高磁場耐性・高感度特性をもつSQUID磁気センサを開発・使用しており、本センサをロボットアームに搭載して、タンクを低周波数励磁しながらスキャンすることにより、タンク内亀裂検出が可能なことを示した。本研究では、従来の非破壊検査技術では検査が困難な、燃料電池用水素燃料タンクの検査実現のため、現在最も高感度なSQUID磁気センサを用いたタンク欠陥早期検出装置の開発を行った。問題となる水素燃料タンクは、厚いアルミタンクが複合材料CFRPで囲まれ強化された積層肉厚構造となっている。本年度の研究では、肉厚アルミタンクの深部まで侵入し、かつ最大限大きな二次的磁場応答を発生する励磁磁場周波数の最適値について、SQUID磁気センサを用いた実験により検討を行った。この結果、厚さ3mmのアルミタンクの深部欠陥に適した最適な励磁周波数は約1000Hzであることを明らかにした。また、SQUID磁気センサの超高感度特性を維持するため、通常、厳重な磁気シールド下にて用いられるが、実際に自動車に搭載されるタンクの検査では、シールドのない通常環境雑音下にて、センサを環境中で移動させてタンク全周囲の検査を行う必要がある。そこで、SQUIDよりも感度で数桁劣るが、環境中でも安定に動作するフラックスゲート磁気センサを用いて環境雑音をキャンセルするアクティブシールド技術を開発した。本技術をSQUIDに適用して、SQUIDを三次元移動可能なロボットアームに搭載した、タンク検査装置を開発した。本装置によりSQUIDの二次元移動が可能となった。また、本装置を用いて、アルミタンク構造を模擬したアルミ・CFRP積層構造の深部欠陥検出に成功した。ロボットによるSQUID磁気センサの移動は世界的に見ても例がほとんどなく、検査技術実用化の観点から見ても重要な研究成果といえる。本研究では、従来の渦電流や超音波などを用いた検査技術の適用が困難な、燃料電池用水素燃料タンクの欠陥検出実現のため、現在最も高感度なSQUID磁気センサを用いたタンク欠陥早期検出装置の開発を行った。今年度の研究では、磁気シールドのない環境でも動作する、ランプエッジジョセフソン接合をもつ新しいSQUID磁気センサを、平成19年度の研究で開発したロボットベースの電磁的非破壊検査技術に導入した。これにより、SQUID磁気センサに励磁磁場として約400nTの交流磁場を印加しながら、環境磁気中をセンサが三次元移動可能なタンク検査装置を開発した。ここでは、タンク表面に沿ってセンサを移動させ、低周波数交流励磁によりアルミタンク深部まで励磁しながら、アルミタンク内の欠陥に由来する磁場応答分布を測定するロボット移動・測定プログラムを作成した。本装置を用いて、油圧による繰り返し負荷により発生させた亀裂欠陥をもつ厚さ6mmの水素燃料タンクの非破壊検査を行ったところ、10kHz以下の低周波数励磁により、アルミタンク内亀裂欠陥に由来する微小な磁場応答変動を検出することができた。超高感度なSQUID磁気センサをロボットにより環境磁気中で移動させて構造物の非破壊検査を行った例は過去にほとんどなく、従来技術の適用が困難な水素燃料タンクのような先進構造物の品質・完全管理を実現する非破壊検査技術の実用化の可能性が示された。以上の結果から、本研究により検査技術の新規開発・実用化における重要な研究成果が得られたといえる。
ミオスタチンの制御による新しいＯＡ治療法の開拓

Myostatinは、筋の組織幹細胞であるサテライト細胞の増殖抑制、筋芽細胞から筋管への分化抑制等の作用を通じて、骨格筋組織の発生と再生を制御するサイトカインである.最近,Myostatinがカヘキシア等の病態にも重要な意義を有し,一方で糖脂質代謝を制御することも知られるようになってきた.Myostatinシグナルの抑制は,カヘキシアやサルコペニア等の筋萎縮性病態の予防と治療,肥満や糖尿病の制御等につながる可能性がある.これらの結果からヒトiPS細胞から筋芽細胞への分化および増殖においてMyostatinが重要な役割を担っている事が示された。Myostatinは、筋の組織幹細胞であるサテライト細胞の増殖抑制、筋芽細胞から筋管への分化抑制等の作用を通じて、骨格筋組織の発生と再生を制御するサイトカインである.最近,Myostatinがカヘキシア等の病態にも重要な意義を有し,一方で糖脂質代謝を制御することも知られるようになってきた.Myostatinシグナルの抑制は,カヘキシアやサルコペニア等の筋萎縮性病態の予防と治療,肥満や糖尿病の制御等につながる可能性がある.ミオスタチンに対するsiRNA(siMstn)を3種類作成しそれらの比較検討を行った。各群にsiRNAを導入し、24時間後にRNAを回収した。real time RT-PCR法で遺伝子発現を解析した。Mstn遺伝子発現は、Control群と比較してそれぞれ、siMstn-A群が約8%、siMstn-B群が約25%、siMstn-C群が約14%であり、すべての配列で有意に抑制された。また、siNeg群は約89%であった。以上から、siMstn-Aの配列が最も抑制効率に優れており、以後の実験ではこの配列を使用する予定である。ラットに対する有効なsiMstnの配列、導入条件について明らかとした。この結果を踏まえて、細胞サイズや増殖速度の検討、および今後の動物実験における布石となる。筋芽細胞を用いた実験を継続する。Mstn遺伝子発現抑制が筋芽細胞の分化や増殖に与える影響を検討する予定である。また、in vivoでの効果を検討するために動物実験を行い筋力や組織学的な解析を予定している。細胞の購入、遺伝子抑制剤、遺伝子導入試薬、分化や増殖の解析に対して用いるフローサイトメトリーの試薬、動物購入、組織学的解析などに主に使用する予定である。
パニックディスオーダーの病態生理と薬物・認知療法の効果に関する研究

今年度は空間恐怖の有無によるPanic Disorder(PD)患者の生物学的特徴を、聴覚事象関連電位((1)認知機能の指標:P300成分、(2)中枢Serotonin神経系機能の指標:the slope of the amplitude/stimulus-intensity function(ASF slope))を用いて治療前と認知療法導入後で検討した。対象と方法:DSM-IVの診断基準を満たす未服薬のPD患者のうち、検査について十分な説明を行い同意の得られた39例で、空間恐怖を伴う(AP+)群19例、伴わない(AP-)群20例。うち認知療法終了再測定しえた症例はAP+群5例,AP-群6例。対照群は健康成人18例。P300測定は日本脳波筋電図学会の測定指針に基づき、75dB,2KHz(標的)及び1KHz(非標的)tone burstを2:8の頻度で呈示し、標的刺激を数えるoddball課題とし、Pz導出波形を30回加算平均した。ASF slopeは,1KHzで音圧の異なる4種類のclick音(55,65,75,85dB)を各40回呈示し、音圧ごとの加算平均波形のN1/P2電位差を求め、最小自乗法によりその傾斜を算出(単位:μV/10dB)した。結果:(1)治療前の測度。P300潜時はAP+群でAP-群(p<.05)と対照群(p<.01)よりも有意に延長していたが、AP-群と対照群の間には有意差を認めなかった。P300電位は3群間に有意差を認めなかった。ASF slopeはAP+群で他の2群より急峻な傾向を認めたが統計学的有意差はなかった。(2)認知療法導入後の測度。例数は少ないが、各群間にみられた傾向は治療前と同様で、認知療法による有意の変化は認められなかった。考察:昨年度の結果からAP+群の生物学的異質性の可能性を指摘してきたが、今年度の認知療法治療前後を通じたAP+群でのP300潜時の延長所見からAP+群が他の群とは異なった認知機能の特徴を素因として有していることが推測された。また、AP+群の急峻なASF slopeは中枢Serotonin機能が他の2群よりも低下している可能性が推測された。これらはAP+群の生物学的異質性の可能性を示唆する所見と考えられる。研究結果の一部を第8回日本総合病院精神医学会総会、第11回国際事象関連電位会議などで報告した。
重症熱中症に対する水素を用いた新たな治療戦略

分子状水素は抗酸化作用、抗炎症作用、抗アポトーシス作用を有することが様々な疾患で報告されている。ラット熱中症モデルを用いて、分子状水素が熱中症により引き起こされる酸化ストレスや全身炎症反応を抑制し臓器保護効果を有するか検討した。水素ガス吸入および水素輸液は、熱中症による酸化ストレスおよび全身炎症反応を限定的ではあるが抑制し、肝臓保護効果を有することが明らかとなった。さらに、24時間後の生存率も上昇させた。今後、熱中症の新規治療薬としての分子状水素の臨床研究が望まれる。健常ラットの脳に水素電極を植え込み、2%水素を吸入させると、電流値は上昇し約20分でほぼ定常となることを確認した。吸入を中止すると約5分で基線まで減少した。一方、水素水については静脈投与を行う毎に上昇を認め、投与を繰り返すことで徐々に上昇したが、水素ガス吸入と比較するとわずかな上昇であった。ラット熱中症モデルを用いた水素の効果の検討では、熱中症群(リンゲル液、n=7)、水素ガス吸入群(2%水素ガス吸入+リンゲル液、n=7)、水素水低容量群(水素加リンゲル液27mL/kg、n=7)、水素水高容量群(水素加リンゲル液37mL/kg、n=5)に分け、発症1時間後の血清酸化ストレスマーカーおよび炎症マーカーを測定して効果判定を行った。熱中症は、白熱灯および加温パッドを用いて40°Cまで加温し、平均血圧が10mmHg低下した時点を熱中症の発症とした。各群直腸温度は40°Cで1時間維持した。水素吸入群は熱中症発症後2%水素を吸入させた。水素水(1.6ppm)群は、熱中症発症直後17mL/kgの水素水を静脈投与し、その後低容量群は10mL/kgの水素水を10分毎に5回に分割投与、高容量群は20mL/kgの水素水を5分毎に10回に分割投与した。水素ガス吸入群および水素水投与群のMDA、sICAM1、HMGB1は、熱中症群と比較して低値の傾向にあったが、水素水低容量群のsICAM1を除いて有意差は認めなかった。また、水素水低容量群と高容量群ではその効果に差は認めなかった。このパイロット試験から、水素水低容量群に絞ってn数を増やし、24時間後の転帰(生存率)を比較するため、直腸温を37°Cに維持したSham群(n=7)、熱中症群(リンゲル液、n=15)、水素水群(水素加リンゲル液27mL/kg、n=15)の3群の実験を行っている。水素ガス吸入群および水素水投与群のMDA、sICAM1、HMGB1は、熱中症群と比較して低値の傾向にあった。また、24時間後の生存率は、熱中症群(リンゲル液)と比較して水素水投与群(水素加リンゲル液)で明らかに上昇傾向にあったことから、水素治療の効果を示すことができた。H27年度ラット熱中症モデルを用いた動物実験において、水素水投与量は低用量群(27mL/kg)と高容量群(37mL/kg)で酸化ストレスおよび炎症マーカーの抑制効果に有意差は認めなかったことから、低用量(27mL/kg)で行う方針とした。熱中症発症後に水素水投与の有無で2群(リンゲル液群;n=15、水素リンゲル液群;n=15)に分け、発症1時間後のバイオマーカー、24時間後の生存率を比較検討した。バイオマーカーは酸化ストレス(MDA、ニトロチロシン、8-OHdG)、炎症(sICAM-1、HMGB1)、肝臓(GOT、GPT)マーカーを測定した。水素リンゲル液を投与した群は、リンゲル液のみを投与した群と比較して有意差は認めなかったが、いずれの酸化ストレスマーカーも低下傾向を示した。炎症マーカーおよび肝臓マーカーは、水素リンゲル液を投与した群でリンゲル液のみを投与した群と比較して有意に低下した。24時間後の生存率はリンゲル液のみを投与した群が4/15匹(27%)であったの対して、水素リンゲル液を投与した群は11/15匹(73%)が生存しており有意差(P=0.011)を認めた。いずれの群においても死亡するラットは平温に復温途中あるいは復温後3時間以内の早期に死亡した。現在、低体温療法を併用することで相加的な臓器保護効果を有するか検討している。熱中症により引き起こされる急性期の高度な酸化ストレス障害、炎症反応、肝臓損傷が、水素輸液によって軽減されることにより生存率が上昇したと考えられた。H28年度に予定していた、低体温療法を併用することで相加的な臓器保護効果を有するか継続実験している。熱中症に対する水素の有効性について検討した。ラット熱中症モデルを用いて、ラットの深部体温を10分間に1°Cの速度で40°Cまで上昇させ、平均血圧が10mmHg低下した時点を熱中症の発症とした。40°Cで1時間維持し、採血後に安楽死させ肝臓を灌流固定した。また、40°Cで1時間維持した後、24時間後の生存率を検討した。発症1時間後の酸化ストレスマーカー(MDA、ニトロチロシン、8-OHdD)、炎症マーカー(sICAM-1、HMGB1)、肝臓マーカー(GOT、GPT)を測定した。

肝臓の組織学的評価は、6つのパラメーター(細胞質退色、空胞形成、核凝縮、核断片化、核消退、赤血球停滞)をスコアリングするLiver histology (injury) scoreを用いて定量的に行った。熱中症の発症後、水素投与の有無で群分けし比較検討した。酸化ストレスマーカーおよび肝臓マーカーは水素投与群(水素ガス吸入群および水素リンゲル液投与群)ではいずれも低い傾向にあったが、有意差は認めなかった。炎症マーカーにおいても同様に水素投与群で低い傾向にあり、リンゲル液のみを投与した群と比較して水素リンゲル液群では有意に低値であった。組織学的検討では、リンゲル液群で細胞質退色、空砲形成および赤血球停滞を認め、LISはいずれも水素投与群で有意に低値であった(P<0.005)。24時間後の生存率は、リンゲル液を投与した群4/15匹(27%)であったの対して、水素リンゲル液を投与した群は11/15匹(73%(73)が生存しており有意差を認めた(P=0.011)。以上の結果より、水素ガス吸入および水素水輸液は、熱中症による酸化ストレスおよび全身炎症反応を限定的ではあるが抑制し肝臓保護効果を有すること、さらに24時間後の生存率を上昇させることが示唆された。分子状水素は抗酸化作用、抗炎症作用、抗アポトーシス作用を有することが様々な疾患で報告されている。ラット熱中症モデルを用いて、分子状水素が熱中症により引き起こされる酸化ストレスや全身炎症反応を抑制し臓器保護効果を有するか検討した。水素ガス吸入および水素輸液は、熱中症による酸化ストレスおよび全身炎症反応を限定的ではあるが抑制し、肝臓保護効果を有することが明らかとなった。さらに、24時間後の生存率も上昇させた。今後、熱中症の新規治療薬としての分子状水素の臨床研究が望まれる。引き続きラット熱中症モデルを用いた水素水の臓器保護効果の検討を行い、定量的判定を行う。また、低体温療法を併用することで相加的な臓器保護効果を有するか、さらに水素療法と低体温療法の併用療法が、therapeutic time windowを延長するか検討する予定である。低体温は心停止後症候群に対する治療に準じて、33°Cで120分間維持し、1°C/hrで4時間かけて復温する。H28年度に予定していた、低体温療法との併用により相加的な臓器保護効果を有するか、引き続き継続実験するとともに、水素療法と低体温療法の併用療法がtherapeutic time windowを延長するか検討する予定である。救急医学当該助成金はほぼ使い切っているが、端数が残存したものである。当該助成金はほぼ使い切っているが、端数が残存したものである。消耗品(試薬・キット類、抗体)の購入ならびに実験動物(ラット)の購入に充てる。消耗品(試薬、キット類、抗体)の購入ならびに実験動物(ラット)の購入に充てる。