hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
故障検出機構を用いた多重化によるAMSシステムの高信頼化

本研究はAMS(Analog Mixed Signal)システムLSIの高信頼化を目的としたアナログ回路の故障検出をシステムの動作中にも行える機構の開発を種鶴目的としている。この機構はAMSシステムがデジタル/アナログ両方の回路を組み合わせて使える利点を利用して、検査対象となるアナログ回路の動作を必要としない時間を利用してテストを進めることで、システムの動作状態での動作以上の検出を行うことができるシステムを提案し、LSI化を行いその有効性を実証することを目標としている。平成30年度には、基準電源回路のカタストロフィック故障を検出するための回路に関してLSI化とΔΣ変調器でのカオス発振に基づいたパラメータ故障の検出手法のLSI化による動作確認、ローパスフィルタのオシレータ化によるパラメトリック故障の検出手法のLSI化による動作確認を行った。基準電源については素子バラツキにより動作確認には至らなかったため、素子バラツキの範囲を確認するための回路をLSI化し、測定を行っている。がΔΣ変調器に関しては積分器に用いられている抵抗、キャパシタについてパラメータ故障を検出できることが確認できた。上記のテスト手法のなかで、カオス発振を利用した手法は、これまで開発してきたインパルス応答による故障検出手法と比べると、パラメータ故障も検出できるので応用範囲が広いが、LSI化した場合の検証が不十分であり、今後の研究が必要である。以上の研究結果については、3件の論文(査読付き)、国内学会での発表が1件ある。計画では基準電流/電圧発生回路については実チップでの実証を行う予定であったが、LSIのパラメータバラツキの影響で実チップでの確認はまだできていない。パラメータバラツキを考慮した回路の設計を現在行っており、、令和元年度に確認を行う予定である。カオス発振によるパラメータ故障の検出は実チップでの検証を行ったが、アナログ回路によるカオス発振回路の特性に実質的な再現性がない可能性があり、この点を令和元年度に検討を行う予定である。平成30年度の研究成果を踏まえて、基準電流/電圧発生回路の故障検出に関しては実チップでの実証を行い有効性を確認する予定である。カオス発振を利用したパラメータ故障の検出に関しては、応用範囲の拡大と、実チップでの確認を行う予定である。また、発振回路の特性の再現性に関しても検討を行う予定である。
19世紀フランスにおける大聖堂の表象研究―旅のテクストとイメージの考察を中心に

本研究は、19世紀フランスにおける「大聖堂」の表象を、「旅」に関わるテクストとイメージを通して考察する。18世紀の特権階級によるグランド・ツアーから19世紀の中産階級によるツーリズムへと移行する旅行文化のなかで、ロマン主義の台頭(北方文化圏への関心)、風景画の隆盛(ピトレスクの美学)を踏まえながら、中世のモニュメントである大聖堂に注がれた眼差しを分析し、ツーリズム時代の観光スポットとなっていく過程を捉える。19世紀前半に刊行された大型出版物から、後半の携行用小型版ガイドブックまでを分析対象とする。
歯周組織老化におけるmicroRNA-34aの機能解析

歯周病は加齢に伴い罹患率が増加し、歯周組織の喪失を伴う慢性炎症性疾患である。よって、細胞レベルでの生物学的老化の関与が強く示唆される。MicroRNA(miRNA)は、ストレス応答性の小分子RNAであり、老化o寿命の制御に関わることが報告されている。我々が、遺伝子網羅解析により同定したmiR-34aは、老化歯根膜に強発現しており、長寿遺伝子、NAD+依存性ヒストン脱アセチル化酵素SIRT1を標的遺伝子としていた。本研究により、老化歯根膜細胞におけるmiR-34aによるSIRT1の発現制御が、歯周組織における歯根膜の幹細胞性喪失の一端を担うことが明らかとなった。歯周病は、加齢に伴い疾患罹患率並びに重篤度が増加する慢性炎症性疾患であり、加齢が同疾患の重要なリスク因子の一つであることが疫学的に証明されています。現在、加齢に伴い臓器の機能が低下し、老化現象が進行する原因の一つとして、細胞レベルでの老化、“細胞老化"説が考えられています。しかしながら、歯周病における老化細胞の役割は未だ十分に解明されていません。我々の研究室ではこれまでに、老化歯根膜細胞が炎症性サイトカインの高産生(SASP現象)することで、細胞老化が歯周組織の加齢に伴う機能低下に関与することを報告しています。本研究においては、歯周組織構成細胞のなかでとりわけ歯根膜細胞に注目し、解析を行いました。歯根膜細胞は豊富な細胞外基質タンパク(ECM)を産生することで歯根膜の生理的特性を担うのみならず、骨芽細胞、セメント芽細胞へ分化する能力を維持することで、硬組織代謝を担う幹細胞性を有し、歯周組織再生の鍵となる細胞です。そこで、歯根膜細胞の老化が高齢者の歯周組織に特徴的な幹細胞性の喪失と治癒の遷延機構に関与するとの仮説のもと、研究を遂行しました。本年度は、歯周組織の老化過程をin vitroモデルにて構築し、実際の老化歯根膜細胞における幹細胞性を評価しました。また細胞老化の過程で発現上昇するmiRNAの一つであるmiR-34aが、ヒト歯根膜細胞の老化過程において、いかなる分子メカニズムで幹細胞能を制御しているかを細胞、分子レベルで解明にあたりました。本年度は、miR-34aがヒト歯根膜細胞の老化過程において、いかなる分子メカニズムで幹細胞能を制御しているかを細胞、分子レベルで解明にあたりました。初代ヒト歯根膜細胞(HPDLs, Scien cell社)継代培養を繰り返し、複製老化を誘導しました。p16,p21等の細胞周期制御タンパクの発現ならびにSA-beta Gal活性の増強を確認することで、老化歯根膜細胞への誘導を確認しました。また継代数の異なる細胞における幹細胞の割合を、幹細胞の表面抗原マーカーの一つであるSSEA3の抗体を用いてFCM解析にて比較検討しました。miR-34aの標的遺伝子であるSIRT1の発現に関しては、タンパク発現をwestern blotting法と細胞免疫染色法にて、遺伝子発現をリアルタイムPCR法にて解析しました。またmiR-34a(hsa-miR-34a)のRNA配列を模倣して人工合成したmicroRNA (mimic miRNA)あるいは、相補配列で阻害作用をもつmicroRNA阻害剤(inhibitor miRNA):mirVana社;を老化歯根膜細胞、正常歯根膜細胞に遺伝子導入し、その生理的役割を検討しました。具体的には、細胞周期調節に関わる因子であるSIRT1のタンパク発現をwestern blotting法にて、遺伝子発現をリアルタイムPCR法にて解析しました。平成29年度は、miR-34aが、ヒト歯根膜の幹細胞能に及ぼす影響を引き続き検討した。その結果、合成miR-34a oligos(miR-34a mimic)を正常歯根膜細胞に導入することにより、G1/S期の細胞周期調節因子であるCDK2/4の発現低下が誘導された。また、細胞分裂をほぼ停止したimmature老化歯根膜細胞は、IL-6、IL-8、ケモカイン、MMPsを高産生するSASP随伴現象を示した。その分子機構を検討した結果、炎症性miRNAsとして報告のあるmiR-146aではなく、miR-34aがSASP随伴現象の誘導に取り、重要であることを発見した。現在、miR-34が、NAD+依存性ヒストン脱アセチル化酵素SIRT1の機能制御を介して、NF-kB依存性に炎症性サイトカインを誘導するメカニズムについて解析している。興味深いことに、老化歯根膜細胞においては、歯根膜細胞に特異的なECMタンパクである、Periostinの発現変動を認めた。実際に、miR-34a mimicの導入により、mRNAレベルでの発現が増加したことより、miRNAs依存性のECMタンパクの機能変化が、老化歯根膜細胞の幹細胞性にとり重要であることが示唆された。次に、高週齢マウスを用いたin vivo歯周病モデルの実験により、Porphyromonas gingivalis( P.g.)細菌感染なしに、加齢性の歯槽骨吸収を伴う自然炎症、歯周病病態モデルの構築に成功した。実際に、組織切片を用いた免疫組織学的な解析により、老化マーカーであるSA-beta GALの上昇と、上述のSIRT1、Periostinの発現変化を認めた。現在、小分子RNAであるmiRNAs検出が可能な新規in situ hybridization法により、歯周組織におけるmiR-34aの発現と幹細胞遺伝子の発現分布を検討している。

歯周病は加齢に伴い罹患率が増加し、歯周組織の喪失を伴う慢性炎症性疾患である。よって、細胞レベルでの生物学的老化の関与が強く示唆される。MicroRNA(miRNA)は、ストレス応答性の小分子RNAであり、老化o寿命の制御に関わることが報告されている。我々が、遺伝子網羅解析により同定したmiR-34aは、老化歯根膜に強発現しており、長寿遺伝子、NAD+依存性ヒストン脱アセチル化酵素SIRT1を標的遺伝子としていた。本研究により、老化歯根膜細胞におけるmiR-34aによるSIRT1の発現制御が、歯周組織における歯根膜の幹細胞性喪失の一端を担うことが明らかとなった。前年度から継続しmiR-34aのヒト歯根膜細胞における幹細胞能の解析を行います。次に細菌性刺激、活性酸素種、メカニカルストレスなどの老化誘導ストレスが、歯根膜細胞におけるmiR-34a機能をどのように調節制御しているかを解析、検討します。具体的には正常ヒト歯根膜細胞あるいは老化ヒト歯根膜細胞をPorphyromonas gingivalis( P.g.)由来LPSで刺激し、miR-34aの発現ならびに細胞周期調節タンパクの発現変動を解析します。正常ヒト歯根膜細胞あるいは老化ヒト歯根膜細胞に酸化ストレス(H2O2)あるいは抗酸化剤(N-acetylcysteine:NAC)にて刺激した後のmiR-34aの発現変動ならびにCDK2/6の発現変動を解析します。正常ヒト歯根膜細胞あるいは老化ヒト歯根膜細胞をストレッチチャンバー(メニコン社)に播種し、細胞伸展器shellpa(メニコン)で24時間伸展刺激を加えた後のmiR-34aの発現変動ならびにCDK4/6の発現変動を解析します。次にin vivo歯周病モデルを用いて、歯周組織老化おけるmiR-34aの生理作用を解析、検討します。生体での歯周組織の老化と幹細胞能におけるmiR-34aの機能を検討する為に、老齢マウスのP.g.感染歯周炎モデルにおいて、老化歯根膜細胞、幹細胞の動態を検討します。老齢野生型マウス(C57/BL6)の歯周組織にP.g.菌を感染、絹糸を結紮することでマウス歯周炎モデルを構築します。顎骨のmicroCT計測後に、歯周組織切片を作製し、HE染色、老化マーカーであるSA-beta GAL、P16/INK4aと幹細胞マーカーであるSSEA1、CD105を用いた免疫組織学的解析する事で、老化歯根膜における幹細胞の動態を検討します。29年度が最終年度であるため、記入しない。歯周病学29年度が最終年度であるため、記入しない。
新規DNA修復阻害剤を活用したメカニズム解析と癌治療への応用

本研究では、ヌクレオチド除去修復(NER)を阻害する化合物をケミカルライブラリーから見つけ、阻害メカニズムの解析を通じて細胞内NER反応の理解に寄与するとともに、これらの化合物の癌治療への応用も目指している。最終年度の研究成果は以下のとおりである。(1)細胞内NER反応のメカニズム解析化合物A6によるERCC1分解とスピロノラクトン(SP)によるXPB分解に関与するE3リガーゼは、基質レセプターのみ異なるものの、ともにSCF複合体が関与し、後者の反応にはCDK7キナーゼも必要であることを明らかにした。また、XPBのSer90をアラニンに置換した変異体ではSP誘導分解に抵抗性を示し、この部位のCDK7によるリン酸化が重要な役割を担っている可能性が考えられた(Ueda et al., 2019)。一方、新たな化合物ライブラリースクリーニングから見出した2種類のNER阻害化合物について作用メカニズムを解析し、DNA損傷認識後にTFIIH複合体がリクルートされないことがわかり、DNA損傷認識因子の翻訳後修飾異常を介したNER初期過程の阻害である可能性を示唆した。(2)癌治療への応用の検討前年度の解析から、A6とオラパリブ(PARP阻害剤)の併用でがん細胞に相乗的な致死効果を及ぼすことがわかったため、このメカニズムを解析するとともに、PARP1欠損細胞がA6に対して高感受性を示すか検討するため、ゲノム編集を用いてPARP1ノックアウトHCT116細胞を作製した。その結果、A6の高活性誘導体を処理すると単独でも著しい細胞周期進行抑制を引き起こすことを見出し、特にG1 arrestが顕著であることを示した。一方、PARP1ノックアウト細胞はA6に対して期待したほどの高感受性を示さず、存在するPARP1の活性が阻害された状態がA6との相乗効果に必要であると考えられた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ヌクレオチド除去修復を阻害する化合物をケミカルライブラリーから見つけ、これらの細胞内ターゲット(新規修復関連因子)を同定して阻害機序を解明するとともに、これらの阻害剤をステップ・バイ・ステップ解析にも利用して、細胞内ヌクレオチド除去修復反応の全容解明に寄与することを目的とする。さらに、これらの化合物はシスプラチン等のDNA傷害性抗がん剤の作用増強剤になりうるため、癌治療への応用の可能性についても検討する。初年度の研究実績は以下のとおりである。(1)細胞内NER反応のメカニズム解析先行している化合物A6とスピロノラクトン(SP)について、化合物ビーズを用いて細胞溶解液からターゲットを分離する、あるいは光反応基を付与した活性型化合物を用いて細胞内でターゲットを結合させるなどのアプローチで検討を行っているが、現時点ではまだ同定に至っていない。一方で、A6によるERCC1の分解誘導、およびSPによるXPBの分解誘導に関わるユビキチンE3リガーゼの同定に成功し、2つの反応が非常に類似していることが示唆された。(2)癌治療への応用の検討LDHアッセイを用いて、様々なDNA傷害性抗がん剤とA6との併用効果を解析中で、まだ全ては完了していないものの、現時点でシスプラチンが最も顕著であった。また、マウス肺癌細胞LLCを用いたインビボ移植系でもシスプラチンの抗腫瘍作用をA6が増強することがわかった。一方、定量的な構造活性相関解析により、A6よりも高活性が期待される化合物をデザインできた。各化合物の細胞内ターゲットの同定は遅れているものの、A6とSPの分解誘導反応に関わるE3リガーゼの同定に成功できたことで、全体としてはおおむね順調と判断した。仮に、細胞内ターゲットの同定が現在のようなアプローチでできない場合でも、E3リガーゼが同定されたことで、そこから遡ってターゲットを同定することも可能と考えている。一方、DNA傷害性抗がん剤に対するA6の増感作用は、シスプラチンにおいてインビトロとインビボの両方から実証でき、他の抗がん剤でもインビトロで併用効果が認められていることから、おおむね順調に進展している。本研究では、ヌクレオチド除去修復(NER)を阻害する化合物をケミカルライブラリーから見つけ、細胞内ターゲット(新規修復関連因子)の同定と阻害機序の解明を通して、細胞内NER反応の全容解明に寄与することを目的としている。また、これらの化合物の癌治療への応用も検討しており、シスプラチン等のDNA傷害性抗がん剤の作用増強剤や、他のDNA損傷応答(DDR)経路の欠損との合成致死剤の可能性を追究している。2年目の研究成果は以下のとおりである。(1)細胞内NER反応のメカニズム解析先行している化合物A6によるERCC1分解とスピロノラクトン(SP)によるXPB分解に関わるE3リガーゼを初年度に同定したが、今年度は各々のE3リガーゼ複合体の構成因子をすべて明らかにし、両者で基質レセプターのみが異なることを明らかにした。また、この反応過程に関わると予想されるプロテインキナーゼを絞り込み、XPBに関してはそのリン酸化部位も同定した。一方、新しい天然化合物ライブラリーを用いたスクリーニングにより、NER阻害活性を有する新たな2種の化合物の同定に成功し、その作用メカニズムの解析をスタートした。(2)癌治療への応用の検討今年度は、A6と他のDDR因子阻害剤との併用により合成致死を引き起こすことができるか検討を行った。その結果、2種類のDDR因子阻害剤との併用で著しい抗腫瘍作用が認められ、そのメカニズムについて解析している。

また、初年度の定量的構造活性相関解析からデザインした仮想高活性誘導体を実際に合成してアッセイしたところ、予想どおり10倍以上高いERCC1分解誘導活性をもつことがわかった。A6とSPの作用メカニズムに関して、各E3リガーゼを同定でき、この反応に関わるプロテインキナーゼも絞り込めたため、着実に進展しており全容解明に近づいている。また、新しいライブラリースクリーニングから、新規のNER阻害化合物を2種同定することができ、これまでの解析によりA6やSPとは異なる作用メカニズムと考えられ、今後の展開が期待される。さらに、癌治療への応用面でも、シスプラチンの抗腫瘍効果に対する増感作用だけでなく、他のDDR因子阻害剤との併用による合成致死の方向性も有効であることがわかり、順調に進展している。本研究では、ヌクレオチド除去修復(NER)を阻害する化合物をケミカルライブラリーから見つけ、阻害メカニズムの解析を通じて細胞内NER反応の理解に寄与するとともに、これらの化合物の癌治療への応用も目指している。最終年度の研究成果は以下のとおりである。(1)細胞内NER反応のメカニズム解析化合物A6によるERCC1分解とスピロノラクトン(SP)によるXPB分解に関与するE3リガーゼは、基質レセプターのみ異なるものの、ともにSCF複合体が関与し、後者の反応にはCDK7キナーゼも必要であることを明らかにした。また、XPBのSer90をアラニンに置換した変異体ではSP誘導分解に抵抗性を示し、この部位のCDK7によるリン酸化が重要な役割を担っている可能性が考えられた(Ueda et al., 2019)。一方、新たな化合物ライブラリースクリーニングから見出した2種類のNER阻害化合物について作用メカニズムを解析し、DNA損傷認識後にTFIIH複合体がリクルートされないことがわかり、DNA損傷認識因子の翻訳後修飾異常を介したNER初期過程の阻害である可能性を示唆した。(2)癌治療への応用の検討前年度の解析から、A6とオラパリブ(PARP阻害剤)の併用でがん細胞に相乗的な致死効果を及ぼすことがわかったため、このメカニズムを解析するとともに、PARP1欠損細胞がA6に対して高感受性を示すか検討するため、ゲノム編集を用いてPARP1ノックアウトHCT116細胞を作製した。その結果、A6の高活性誘導体を処理すると単独でも著しい細胞周期進行抑制を引き起こすことを見出し、特にG1 arrestが顕著であることを示した。一方、PARP1ノックアウト細胞はA6に対して期待したほどの高感受性を示さず、存在するPARP1の活性が阻害された状態がA6との相乗効果に必要であると考えられた。A6とSPの作用メカニズムに関して、リン酸化反応も関与する可能性が出てきたため、キナーゼ/ホスファターゼ阻害剤ライブラリー等を利用して、その検証と関与するキナーゼ/ホスファターゼの同定を行いたい。その上で、ERCC1やXPBにおけるリン酸化部位とユビキチン化部位を同定し、その変異体を作製して細胞内レベルやNER能に及ぼす影響を検討していく。一方、癌治療への応用の検討に関しては、残りのDNA傷害性抗がん剤のスクリーニングを早期に完了させ、新たに各種DDR因子阻害剤との組み合わせも調べていく予定である。
アブラナ科の実験植物と作物間の遺伝子発現プロファイルの比較解析と病害応答への適用

モデル実験植物から農作物への技術移管のモデルケースを提案することを目的として、ゲノム配列が明かになっているシロイヌナズナとアブラナ科作物のハクサイについて遺伝子レベルでの比較解析を行った。ハクサイの遺伝子ライブラリーを作成して2000個以上のハクサイ遺伝子を得、これら遺伝子を用いてマイクロアレイを作製し、遺伝子発現解析を行った。その結果、両植物間で機能が類似する遺伝子の存在が示唆され、技術移管に向けた重要なデータが得られた。本研究は基礎研究分野と応用研究分野の融合を図り、モデル植物から農作物への技術移管のモデルケースを提案することを目的とする。1病害ストレス時の遺伝子発現データの集積とデータベースの構築・・・ハクサイ遺伝子発現ライブラリーからシロイヌナズナに対応するオーソログ候補遺伝子を多数加えたマイクロアレイを作製し、遺伝子発現解析を行った。ハクサイに、病原菌接種、シグナル物質および植物ホルモン(SA、JA、ET、アブジジン酸)、活性酸素誘導剤(パラコート、ローズベンガル)処理について、マイクロアレイ解析を行い、データを蓄積した。2ハクサイとシロイヌナズナ間の発現遺伝子の比較ゲノムおよび機能ゲノム解析・・・これまでに構築したシロイヌナズナ・アレイデータベースと本研究で得られたハクサイ・アレイデータを比較解析した。特に、ハクサイの病害防御応答に関わるマーカー遺伝子を取得することを目的として、ハクサイとシロイヌナズナの比較ゲノム解析およびマイクロアレイデータにより遺伝子探索を行った。シロイヌナズナにおいて病害ストレスにより発現する防御応答遺伝子AtPR-1, AtPR-4に対応するハクサイ遺伝子BrPR-1, BrPR-4を同定した。AtPR-1とBrPR-1はストレス処理により同様の発現プロファイルを示したが、AtPR-4とBrPR-4は異なる発現プロファイルを示した。今後、ハクサイとシロイヌナズナ間のカウンターパートまたはオーソログ候補遺伝子の発現について比較解析を行うことで、両者の共通性と特異性を解析することができる。3ハクサイ遺伝子資源の確保・・・ハクサイ遺伝子発現ライブラリーから得たクローンの5'末端側の塩基配列を決定し、2000遺伝子を同定した。1.異種ゲノム環境下での遺伝子の挙動完全長cDNAの塩基配列が明らかになった遺伝子について、アブラナ科作物(ハクサイ)におけるシロイヌナズナ病害防御応答遺伝子のカウンターパートを探索し、遺伝子を獲得した。これらハクサイの病害防御応答遺伝子について、ストレス時の発現誘導を詳細に解析した。また、いくつかのハクサイ遺伝子についてシロイヌナズナへの形質転換を試みた。形質転換植物は現在育成中である。2.完全長cDNAにおけるハクサイ遺伝子の機能注釈付け新たなハクサイ完全長cDNAクローンの部分塩基配列を決定するとともに、前年度の解析で得た遺伝子について全長の塩基配列決定作業を行った。これらの遺伝子についてシロイヌナズナのゲノム情報や公的データベースを利用し、特に病害防御応答遺伝子のカウンターパート遺伝子を中心にアノテーションを付与した。また、ハクサイ完全長cDNAの推定アミノ酸配列とシロイヌナズナとの比較を行い、タンパク質ドメイン、タンパク質配列モチーフをもとに遺伝子の機能注釈付けを行った。さらに、これらハクサイ遺伝子を搭載したハクサイマイクロアレイを作製し、サリチル酸ナトリウム、ジャスモン酸メチル、エテフォンおよび病原菌を接種したハクサイからRNAを抽出して、網羅的な遺伝子発現解析を行った。ハクサイとシロイヌナズナのマイクロアレイデータを比較解析し、ハクサイの病害防御応答遺伝子を得、その機能を推定することに成功した。以上により、モデル実験植物の情報を農作物に利用および移管するための方法論を構築できた。
ノイズFFTインピーダンス解析による農産物の物性モニタリング

1.ノイズFFTインピーダンス測定法と等価回路モデル本研究で構築したノイズFFTインピーダンス測定システムが農産物のβ分散領域のインピーダンス特性を十分測定でき、伝熱や水分移動等の動的現象の検出に有効であることを確認した。農産物のインピーダンス特性はCole-Coleプロット上で二連の円弧で表されるβ_1とβ_2の分散として解析された。細胞膜に起因するβ_1分散は測定周波数100kHz以下で観察され、修正Haydenモデルにより精度よく説明できることを明らかにした。以上の結果に基づき、農産物の物性と等価回路モデルとの対応関係の解明とインピーダンス計測による農産物の物性モニタリング方法の確立のために、以下の項目について検討した。2.物質移動特性とインピーダンス特性との関係ニンジン試料の乾燥過程において、含水率の減少に伴い修正Haydenモデル中の細胞外抵抗Raの値が直線的に増加し、その相関係数は0.972であった。これより、Ra値による水分推定が可能である。3.熱移動特性とインピーダンス特性との関係ジャガイモ試料の加熱過程において、約50°C以下では、細胞外抵抗Raと細胞内抵抗Rsの値による試料温度の推定が可能である。その温度以上では澱粉顆粒の糊化に伴う細胞内部から細胞外部への電解質の移動を表すRa,Rsの変化が観察され、インピーダンス測定は糊化の検出に利用できる。4.物性モデル上記の考察より、物性モデルの構築に際しては、細胞の内部と外部の特性から組織全体の物性を表すのが妥当と考えられる。尚、本研究では、上記の物性の解析に絞り、計画書において予定していた粘弾性特性の検討を今後の課題として計画を変更した。ニンジン試料を用いた乾燥実験において、水分減少に伴うインピーダンス変化の解析を行い、以下の知見を得た。1.水分減少に伴い、細胞外抵抗Rsが増加し、Cole-Coleプロットの円弧の半径が増大した。回帰分析の結果、細胞外抵抗Rsと水分(%d.b.)との間には高い線形関係が見い出され、細胞外抵抗の測定による水分推定、乾燥速度の推定が可能であることが示唆された。この傾向は試料加熱時のRsの減少とは逆の現象であり、加熱と乾燥における細胞内外間の水分移動の相違を示すものと思われる。2.試料は減率2段の乾燥特性を示し、第2限界含水率付近で膜容量の値がピークを示した。これにより、ピーク値の前後で膜およびその周囲の電気的特性が変化したことが示唆された。水分移動特性の定量的な推定のために、拡散式に基づく水分推定値と回路定数との関係の定式化を自己回帰モデルによる解析により行ったが、求めたパラメータ値のばらつきが大きく、統計的な検討に必要なデータの蓄積が今後必要であると考えられる。ジャガイモ試料の加熱実験を通じて、熱移動物性と電気的等価回路モデルとの関係を調べた。1)等価回路モデルとして、細胞外抵抗Ra、細胞内抵抗Rs、膜容量Cm、位相角ψをパラメータとする修正Haydenモデルを採用した。室温約50°Cの区間では、Ra、Rs、Cmと温度との間に線形関係を認め、インピーダンス計測による温度推定が基本的に可能であることを明らかにした。2)52°C71°Cの糊化に生じる温度範囲ではRaの減少とRsの増加が認められた。組織の顕微鏡による観察から、これは澱粉顆粒の膨潤により、細胞内から細胞外への電解質の移動に起因するものと見做され、インピーダンス測定により糊化の検出が可能であることを明らかにした。3)1)の温度範囲でのパラメータの応答は、単なる温度係数ではなく、温度変化に伴う浸透圧の調節も関与していることが、応答速度の考案から推察された。

これより、インピーダンス測定から、植物組織の環境応答速度を知る可能性が示唆されると共に、動的現象の測定に適したノイズFFTインピーダンス測定システムの有効性が示された。4)以上の結果、考察から、物性モデルの作成に当たって、細胞内外の要素の特性とその構造様式に基づいて組織全体をモデル化することが必要であるとの結論を得た。なお、本年度の計画では、浸透圧と見られる動的な挙動という、興味深いものの予期しない知見が得られ、その解析を優先したため、計画を変更し、粘弾性特性の検討については、今後の課題とした。
地方談林俳諧文化圏の発展と消長～西鶴の諸国話的方法との関係から～

日本文学史において、談林俳諧と呼ばれる俳諧の流派は延宝期(16731681)を中心に前後十余年間、俳壇の主流を占めたにもかかわらず、松尾芭蕉(16441694)が台頭することで瞬く間に消滅した。しかし、その全盛期、地方談林俳諧の人々は流通網を利用して俳諧文化圏を形成し、文化情報を都市部に発信していた。その実態を当時の経済繁栄の中心都市「大坂」で活躍していた談林俳諧師井原西鶴(16421693)が諸国話的方法を用いた浮世草子(短編小説群)との関係から研究調査した。研究課題「地方談林俳諧文化圏の発展と消長西鶴の諸国話的方法との関係から」の研究遂行のため、今年度はまず「江戸時代における松前・函館等北方俳諧文化圏」の資料調査(7.288.1)を行った。西鶴の諸国話に何度も登場する北海道「松前」を地元教育委員会の方とともに、郷土資料館等の文献調査をしたが、俳諧文化圏の調査にとどまった。しかし、藩主菩提寺「法幢寺」には談林俳諧の宗匠西山宗因の連歌が残っており、松前藩主との交流の一端を知り得た。文献を求めて函館市立図書館・北海道大学附属図書館北方資料室なども調査したが、江戸時代中期の蕉門俳諧・幕末の俳諧資料を見出したものの談林俳諧は未見であった。8.68.7、「高野山文化圏における調査と資料収集」を行った。金剛峯寺、奥の院、高野山霊宝院において俳諧調査を行ったが、生前の芭蕉・西鶴が訪れた俳諧文化圏であることは確認したが、新出資料は得られなかった。8.319.1、「但馬談林俳諧文化圏(中心地出石)の基礎調査研究」を行った。豊岡市立出石史料館等で元禄年間、談林俳諧の雄、井原西鶴の弟子西国が「出石藩」を何度も訪れていることから、談林俳諧文化圏は確認したが、新資料は見いだせなかった。9.8、「西鶴忌」を実施し、地元大阪の方々と西鶴の俳諧活動を顕彰した。9.2728、11.1417二度にわたり、伊勢、松阪、朝日町、名古屋に行き、俳文学会、日本近世文学会に参加するとともに、「尾張・伊勢談林俳諧文化圏の調査」を行ったが、あまりに調査対象が広く、基礎調査にとどまった。12.2012.22、以上の調査成果の補足と談林俳諧に関するシンポジウムに参加(俳文学会東京研究例会)し、研究の学術的方向性を確認し、単著「『おくのほそ道』と地方談林俳諧芭蕉が塗り替えた俳諧勢力文化圏」(『人文論究』第63巻4号、関学大人文学会、p2149)として発表した。初年度は地方談林俳諧文化圏の基礎調査を重点的に行った。成果は来年度より今年度製作したホームページ(http://saikaku48.web.fc2.com/index.html)に随時upする。1福井・三国談林俳諧文化圏の基礎調査(4月2021日)。[県立文書館(敦賀・桜井家文書)・県立図書館(郷土史関係)、福井市立郷土歴史博物館における福井・敦賀俳壇の基礎調査。みくに龍翔館における三国俳壇の基礎調査。]2韓国所蔵・俳諧関係文献資料の調査研究(7月2225日)。[韓国高麗大学校日本研究センターを訪れ、日帝時代短歌・俳句の書誌目録作業を見学調査。韓国国立中央図書館所蔵俳諧文献調査。]3紀州談林俳諧文化圏の基礎調査(8月2728日)。玉津島神社奉納俳諧、和歌浦天満宮、紀州東照宮奉納俳諧の文献調査。県立文書館の俳諧文献調査。]4九州北部談林俳諧文化圏の基礎調査(10月25日28日)。[天草史料閲覧(熊本県立大学)。西鶴の弟子大分日田出身「西国」周辺の調査。(咸宜園教育センター、天領日田資料館等)。福岡大学図書館特別展示「日田市文献資料」閲覧。]5大阪俳文学研究会シンポジウムでの発題(11月18日於伊丹柿衛文庫)[発題題目「卍繋ぎ地巻龍文様にみる京都書肆の役割延宝・貞享期の談林俳諧圏との関係」]6東京・公共機関での基礎調査(2月1618日)。[印刷博物館、芭蕉記念館等]7大津談林俳諧文化圏の基礎調査(2月25日)。三井寺(園城寺)等での俳諧文献調査。]8九州南部談林俳諧文化圏の基礎調査(3月46日)。[談林俳諧の祖「西山宗因」の出身八代での調査。「八代市立博物館未来の森ミュージアム」にて資料調査。熊本俳諧について市立博物館、市立美術館永青文庫にて調査。]9三重・尾張談林俳諧文化圏の基礎調査(3月2224日)。[津(石水博物館)、(名古屋市立博物館)にて資料調査。]先ず、山形を中心とした東北地方談林俳諧文化圏に関する調査を実施した(2014.5.710)。

具体的には、芭蕉が『奥の細道』の旅で東北を訪れる以前の山形俳壇の実態を調査することを目的としており、山形市「山形県立博物館」「山寺芭蕉記念館」、尾花沢「芭蕉・清風歴史資料館」、大石田「歴史民俗資料館」、酒田「旧鐙屋」「本間家旧本邸」などを調査し、当時の東北俳壇が芭蕉一行を諸手を挙げて歓迎した形跡が少ないことを確認した。むしろ、「鈴木清風」及び「大淀三千風」は芭蕉を拒否し、大坂談林の雄「西鶴」と接近した形跡が認められた。この成果は今年度上梓した森田編著『島国文化と異文化遭遇』の第1章「西鶴『一目玉鉾』と「海の道」」として論文化し公表した。また、台湾に保管されている江戸時代の俳書の調査を行うため、国立台湾大学図書館貴重文庫を調査した(2014.6.57)。また、すでに所蔵和本調査が行われ目録化されていることを知り『国立台湾大学図書館典蔵日文善本解題図録』(国立台湾大学図書館2009年刊)『国立台湾大学図書館典蔵「長澤文庫」目録』(国立台湾大学図書館2013年刊)を購入し、談林俳書調査を続けている。これらと並行して、今年度は森田が実行委員長として、関西学院大学で俳文学会第66回全国大会及び図書館展示『西鶴と談林俳諧』の開催(2014.10.1720)に力を注いだ。特に『西鶴と談林俳諧』の展示では、未公開の談林俳諧資料の史的価値を書誌解題し、研究者だけでなく一般にもに提示し、学会誌等に論文として公表した。また、西鶴『武道伝来記』の副題が「諸国敵討」であるところから、その巻三の二が武士の敵討ちを扱いながら、実は伊予俳壇、出石俳壇への「挨拶」であることを分析し、「愛媛近世文学研究会」や「日本文芸学会」で発表、論文化した。以上の成果は研究用ホームページで公開している。西鶴浮世草子の研究と近世文学における地方談林俳諧、俳諧文化圏の調査研究及び、その一部成果公表に取り組んだ。1江戸時代の浮世草子研究により『浮世草子事典』(笠間書院)に8項目執筆。平成28年度中に刊行される。西鶴諸国話の方法に関係する「諸国敵討」などに言及している。2大垣という俳諧文化圏について研究成果を「芭蕉、木因、そして西鶴」(6.14於大垣「奥の細道むすびの地記念館」)として講演。内容詳細は科研用森田ホームページで公開予定。また、その補完として「『奥の細道』と元禄文化」(10.15於神戸婦人大学)と題して講演を行った。3江戸と大坂の俳諧文化圏を結んだ談林俳諧師池西言水『愛宕山連句』について研究。本刻とともに京都談林俳諧の位置づけについて『日本文芸研究』第67巻2号(関学大日本文学会)を投稿した。ただし、同号は事情により第68巻1号と合併されたため平成28年度中に刊行される。4地方談林俳諧文化圏と西鶴大矢数の関係について論じた「西鶴の海と舟の原風景『西鶴大矢数』にみる地方談林文化圏の存在」を脱稿。平成28年度中に『西鶴とことばの魔術師』(勉誠出版)に所収され刊行される。5西鶴忌を主催(9.13於西鶴菩提寺大阪誓願寺)して、西鶴についての講演会を開催し、研究会を開催した。また第41回西鶴研究会(8.27於青学大)42西鶴研究会(平28.3.24於青学大)に参加した。6地方談林俳諧圏研究のため、岐阜・大垣・関ヶ原(5.2122、6.1315)、秋田本荘由利市・にかほ市(9.1820)、福山・今治大三島・尾道因島(平28.3.1921)で実地調査した。以上の研究成果をUPするため、今年度末より業者に委託して科研用ホームページを改修(http://saikaku48.jp/)し、一部を公開した。来年度にはさらに汎用度の高いものとして随時UPの予定である。本研究の骨子は西鶴浮世草子に見える諸国話と大阪談林俳諧の旗手でもあった西鶴と地方談林俳諧、俳諧文化圏の関係を精査するところにある。そのため、文献調査にあたっては江戸時代前期の地方文学文化圏の資料調査が必要となり、ここまで実地調査を中心に研究に取り組んで来た。以下年度ごとの調査進捗状況を上げる。
中国古代から中古に至までの身体観および生命観の変遷

本研究は、中国の古代から中古時期に至るまでの期間において、人間の身体および生命に関し、同時代の人々の間でいかなる観念が共有され、また時代とともにどのように変遷したのかということについて考察を行った。先秦諸子、秦漢、魏晋時代の資料から、その時期の身体観、生命観をうかがいうる資料を探し、その内容についての分析を行った。その際のキーワードとして、「気」「神」「形(体)」「生」「性」「養生」等に注目した。また、当初は予定していなかった唐玄宗の『道徳真経』御注・御疏に関しても、その注釈において治身論が重要な位置を占めているという理由から考察の対象とし、その修身論を支える論理構造について分析を行った。本研究は、中国の古代から中古に至るまでの期間において、人間の身体および生命に関し、同時代の人々の間でいかなる観念が共有され、また時代とともにどのように変遷したのかという事について考察を行うものである。初年度においては、主に比較的入手の容易な資料の収集と考察を行った。先秦諸子、漢代、魏晋時代の資料の中から、各時代の生命観・身体観を考察する材料となると思われる資料を収集した。その際、「気」「神」「形(体)」「生」「性」「養生」等いくつかのキーワードに注目して資料をピックアップし、それぞれの意味内容を文脈に即して解釈・分析し、それらの資料について整理を行った。また、もう一つの研究課題である『老子』河上公の思想的な位置づけに関する分析に関連し、唐代における『老子』注釈書である、『唐玄宗御注道徳真経』(以下『御注』)および『唐玄宗御製道徳真経疏』(以下『御疏』)分析が一定の重要性を持つのではないかと考え、検討を行った。『御注』・『御疏』には「沖気」という語が使用されているのだが、先行研究では、両書の思想的な特徴を指摘する場合、もっぱら「妙本」という語に注目して分析が行われていた。しかしその「妙本」について正しく理解するためには「沖気」について適切に理解することが不可欠であり、その「沖気」の位置づけを明らかにすることによって、御注・御疏の『老子』の「道」に対する観念の全体を把握することが出来ることを明らかにした。こうした考察により、それ以前の『老子』注釈書における「沖気」の用例との差異が次第に明らかになり、河上公注を含む『老子』注釈史について考える材料を得ただけでなく、本研究の主眼である生命観・身体観の研究にとっても重要な“道の体得"ということを考える上で重要な足がかりを得た。本研究は、中国の古代から中古に至るまでの期間において、人間の身体および生命に関し、いかなる観念が提出されてきたのか、それら諸思想が時代の変化とともに受容と批判を経ていかに変遷したのかということについて分析を行った。その際、注目したのは「生」「性」「気」「神」「形」「精」「有」「無」といったキーワードである。本研究を進めるなかで、当初の計画ではそれほど重視していなかった唐玄宗『道徳真経』御注・御疏の分析についても行うこととなった。本研究で明らかにしようとする人間の身体観、生命観に関わる重要な要素である「養生思想」に関わりが深い資料として『老子』及びその注釈書である河上公注があるが、その河上公注の思想的位置づけを検討する中でこの資料についても扱うこととした。河上公注の思想的な特徴として、『老子』を解釈する上で「治身」と「治国」を重視するという点があるが、唐玄宗御注・御疏もまた「理身」「理国」を『老子』解釈の基本的姿勢として表明していた。その上で人間の本性とその現れについて議論を行い、本性を十全に発揮するための実践について述べるに際し、御注・御疏以前に提出された『老子』解釈、経書、諸子の書物に由来する知識、道教者や仏教者によって用いられていた語彙や概念を吸収・受容し、さらにそれを再構築していたことが明らかになった。玄宗御注・御疏は広く天下に公布されており、唐王朝が老子を国の祖と位置づけていることからすれば、玄宗御注・御疏は単に『老子』の一注釈ではなく、国家による修身・治国に関する公的見解の表明ととらえることもできる。古代から変遷・発展を続けてきた人間の身体・精神・生命、そしてそれらの構造と時にパラレルの関係で述べられてきた国家観が、『老子』解釈という形でもって結実した、ある時期の集大成として御注・御疏を見ることで、本研究の分析は一定の枠組みを得ることができた。当初予定したように、本年度は本研究に関連すると思われる資料の網羅的収集と分析、整理を行った。

その進捗はおおむね順調であり、大きな遅延はない。平成26年度中は東北大学助教任期の最終年度に当たり、業務上の理由から、学外および国外の資料の収集に関してはやや時間的制約があったため、国外資料の収集については27年度に行うこととなった。中国思想今後は、26年度に行うことの出来なかった学外および海外資料の収集を行うとともに、26年度中に収集・分析した内容と合わせ、中国の古代から中古時期に至るまでの生命観・身体観の思想的変遷、その諸相についてまとめる予定である。その際、研究の推進の過程で着目するに至った唐代の資料に関しても利用するつもりである。また、もうひとつの課題である『老子』の河上公注の思想史的位置づけについても考察を行い、合わせて研究の総括を行う。東北大学の助教の任期最終年度に当たっていたため、業務上の理由により時間的制約があり、当初予定していた学外・国外資料の収集を次年度に行うこととしたという理由で、旅費、資料調査に必要な機材購入費用、複写費用、郵便費用などを使用しなかったため。学外・海外の資料調査に必要な旅費・機材購入費・複写・郵便費に使用し、また必要書籍の購入費に当てる予定である。
Id2欠損マウスを活用した低分子化合物ハルミンの骨組織再生作用の解析

本研究計画は、小分子化合物をId2遺伝子欠損マウスに由来する骨芽細胞および破骨細胞に作用させることで、新たな細胞内分子機構を探索することを目的として行われた。その結果、小分子化合物harmineは、破骨細胞分化に重要な役割をするNFATc1の活性をリン酸化酵素DYRK1Aの阻害を介して増強するが、同時に破骨細胞の分化抑制因子として作用するId2の発現を増強する結果、破骨細胞分化における細胞融合を著明に抑制することを明らかにした。本研究計画は、小分子化合物ハルミンが、破骨細胞において分化抑制因子Id2の発現促進を介して分化を著明に抑制することから、ハルミンをId2欠損マウスあるいはこれに由来する培養細胞に作用させることで、新たな骨芽細胞、破骨細胞の分子機構を探索することを目的とする。本年度は、野生型およびld2欠損マウスから分離培養した破骨細胞あるいは骨芽細胞にハルミンを添加し、細胞分化に及ぼす影響を検討した。その結果、3-10μMのハルミンは破骨細胞分化に重要な役割をするNFATc1の活性を増強する一方で、破骨細胞分化初期における細胞融合を著明に抑制することが明らかとなった。また、Id2欠損マウスから分離培養した骨髄由来間葉系幹細胞(BMSC)は、野生型のBMSCと比較して骨芽細胞に分化し易い傾向を示し、ハルミンによる刺激によってその骨芽細胞分化は著明に亢進した。このように、Id2欠損マウスから分離培養した骨芽/破骨細胞は、野生型由来の細胞では著明に捕らえることのできない表現形を引き立てるという特徴があるため、これらの細胞が分化過程における未知の分子機構を解析するシステムとして適している可能性が考えられる。現在、野生型あるいはld2欠損マウス由来骨芽細胞を用いて、骨芽細胞特異的遺伝子群の発現を経時的に比較観察することで、細胞内分子伝達機構の検討を進めている。一方で、ハルミン投与がマウス生体の骨代謝に及ぼす影響を解析するために、予備実験として野生型マウス胎仔を用いて骨代謝異常あるいは骨格形成異常が生じるハルミン投与濃度の検討を行っている。本研究計画は、ハルミンをId2欠損マウスあるいはこれに由来する培養細胞に作用させることで、新たな骨芽細胞、破骨細胞の分子機構を探索することを目的としている。これを達成するため、これまでにId2欠損マウスから分離培養した破骨細胞にハルミンを添加し、細胞分化に及ぼす影響を検討してきた。その結果、前年度にはハルミンが破骨細胞分化に重要な役割をするNFATc1の活性を増強する一方で、その分化を著明に抑制することをつきとめ、さらに本年度には、Id2がハルミンによる破骨細胞の細胞融合阻害に関与していることを明らかにした(Egusa H et al.Bone,2011)。また、Id2欠損マウスから分離培養した骨髄由来間葉系幹細胞(BMSC)は、野生型のBMSCと比較して骨芽細胞に分化し易い傾向を示し、ハルミンによる刺激によってその骨芽細胞分化は著明に亢進することを、アルカリフォスファターゼ活性染色法、von Kossa染色法およびリアルタイムPCR解析で確認した。これらの結果から、Id2欠損マウスから分離培養した骨芽/破骨細胞は、野生型由来の細胞では著明に捕らえることのできない表現形を引き立てるという特徴があるため、これらの細胞が分化過程における未知の分子機構を解析するシステムとして適している可能性が示唆された。一方で、ハルミンを野生型の妊娠マウスに腹腔内投与し、ハルミンが胎仔の発生過程における骨格形成におよぼす影響を検討した結果、その著明な影響は認めなかった。今後、Id2欠損マウスを用いて同様の実験を行うことにより、Id2を介したハルミンの骨代謝への作用を検討していく予定である。
生体膝関節機能を有する人工膝関節の最適設計・試作・評価システムの開発

まず,生体膝の非接触計測や非侵襲MRI計測により3次元曲面形状データを収集し,曲面解析に基づき大腿・脛骨の形状設計・試作を行いシミュレータにより評価するシステムを構築した.このシステムを利用して,表面形状のリモデリング最適設計案や二円弧デザインを提案し,摩擦や変形特性・潤滑膜形成における優位性を提示した.また,シミュレータ試験により,現用の臨床用各種人工関節と生体膝における接触面圧や摩擦と過酷度の対応等を確認するとともに,現存の形状設計の諸問題点を指摘した.楕円接触形状について,とくに軟質材摩擦面を用いる場合に方向性による潤滑膜形成の相違が認められた.膝蓋部についても新型シミュレータにより屈曲位による接触状態の変化の計測を可能とした.臨床現像との関連については,膝関節シネラディオグラフィー法を適用し,歩行時の各部品間の接触部の相対関係を観測し,生体内での人工関節の実際の運動状態についても評価を試みた.さらに,屈伸時における大腿・脛骨部品間の転がり滑り運動の評価を設計プロセスにフィードバックすることによる最適設計を提案した.人工軟骨に関しては,脛骨部品用として,含水率の異なるPVAハイドロゲルおよびセミIPN系ハイドロゲル製人工軟骨について,シミュレータや摩擦試験によりトライボ性能を評価した.歩行条件では,潤滑液中に蛋白成分が存在すると,高含水PVAでは摩擦状態が非常に改善することが判明した.また,AFM(原子間力顕微鏡)により,摩擦面上における蛋白成分の吸着状態を観測することにより,各種材料のトライボ特性間の相違を評価することが出来た.当初計画にほぼ沿った研究を実施し,まず,生体膝の非接触計測や非侵襲MRI計測により3次元曲面形状データを収集し,曲面解析に基づき大腿・脛骨の形状設計・試作を行いシミュレータにより評価するシステムを構築した.このシステムを利用して,表面形状のリモデリング最適設計案を提案し摩擦と変形特性における優位性を提示した.また,シミュレータにより現用の臨床用各種人工関節と生体膝における接触面圧の相違を示し,現存の形状設計の諸問題点を指摘した.膝蓋部については,計測システムを構築中である.臨床現象との関連については,膝関節シネラディオグラフィー法を適用し,歩行時の各部品間の接触部の相対関係を観測し,生体内での人工関節の実際の運動状態についても評価を可能にしつつある.さらに,屈伸時における大腿・脛骨部品間の転がり滑り運動の評価を設計プロセスにフィードバックすることにより最適設計を進めている.人工軟骨に関しては,脛骨部品用として,含水率の異なるPVAハイドロゲル製人工軟骨を試作し,シミュレータや摩擦試験によりトライボ性能を評価した.歩行条件では,潤滑液中に蛋白成分が存在すると,高含水PVAでは摩擦状態が非常に改善することが判明した.また,AFM(原子間力顕微鏡)により,摩擦面上における蛋白成分の吸着状態を観測することにより,各種材料のトライボ特性間の相違を評価することが出来た.また,新規購入したオートクレーブによりPVAハイドロゲル素材の緻密化やセルインジェクターを利用した含水構造の修正を検討しつつある.また,高速現象の計測が可能なメモリーハイコーダを利用して衝撃荷重下の人工関節の応答を調べつつあり,今後は広範な条件下での評価研究を進める予定である.まず,生体膝の非接触計測や非侵襲MRI計測により3次元曲面形状データを収集し,曲面解析に基づき大腿・脛骨の形状設計・試作を行いシミュレータにより評価するシステムを構築した.このシステムを利用して,表面形状のリモデリング最適設計案や二円弧デザインを提案し,摩擦や変形特性・潤滑膜形成における優位性を提示した.また,シミュレータ試験により,現用の臨床用各種人工関節と生体膝における接触面圧や摩擦と過酷度の対応等を確認するとともに,現存の形状設計の諸問題点を指摘した.楕円接触形状について,とくに軟質材摩擦面を用いる場合に方向性による潤滑膜形成の相違が認められた.膝蓋部についても新型シミュレータにより屈曲位による接触状態の変化の計測を可能とした.臨床現像との関連については,膝関節シネラディオグラフィー法を適用し,歩行時の各部品間の接触部の相対関係を観測し,生体内での人工関節の実際の運動状態についても評価を試みた.さらに,屈伸時における大腿・脛骨部品間の転がり滑り運動の評価を設計プロセスにフィードバックすることによる最適設計を提案した.人工軟骨に関しては,脛骨部品用として,含水率の異なるPVAハイドロゲルおよびセミIPN系ハイドロゲル製人工軟骨について,シミュレータや摩擦試験によりトライボ性能を評価した.歩行条件では,潤滑液中に蛋白成分が存在すると,高含水PVAでは摩擦状態が非常に改善することが判明した.また,AFM(原子間力顕微鏡)により,摩擦面上における蛋白成分の吸着状態を観測することにより,各種材料のトライボ特性間の相違を評価することが出来た.当初計画にほぼ沿った研究を実施し,まず,生体膝の非接触計測や非侵襲MRI計測により3次元他面形状データを収集し,曲面解析に基づき大腿・脛骨の形状設計・試作を行いシミュレータにより評価するシステムを構築した.このシステムを利用して,表面形状のリモデリング最適設計案を提案し摩擦と変形特性における優位性を提示した・また,シミュレータにより現用の臨床用各種人工関節と生体膝における接触面圧の相違を示し,現存の形状設計の諸問題点を指摘した.楕円接触となる形状については,とくに軟質材摩擦面を用いる場合に潤滑膜形成の相違が認められた.

膝蓋部についても新型シミュレータにより屈曲位による接触状態の変化の計測を可能とした.臨床現象との関連については,膝関節シネラディオグラフィー法を適用し,歩行時の各部品間の接触部の相対関係き観測し,生体内での人工関節の実際の運動状態についても評価を可能にしつつある.さらに,屈伸時における大腿・脛骨部品間の転がり滑り運動の評価を設計プロセスにフィードバックすることにより最適設計を進めている.人工軟骨に関しては,脛骨部品用として,含水率の異なるPVAハイドロゲルおよびセミIPN系ハイドロゲル製人工軟骨について,シミュレータや摩擦試験によりトライボ性能を評価した.歩行条件では,潤滑液中に蛋白成分が存在すると,高含水PVAでは摩擦状態が非常に改善することが判明した.また,AFM(原子間力顕微鏡)により,摩擦面上における蛋白成分の吸着状態を観測することにより,各種材料のトライボ特性間の相違を評価することが出来た.今後,従来材料製人工関節については,最適形状設計の指針を確立するとともに,人工軟骨系材料の改質を試みるとともに,広範な条件下での評価研究を進める予定である.まず,生体膝の非接触計測や非侵襲MRI計測により3次元曲面形状データを収集し,曲面解析に基づき大腿・脛骨の形状設計・試作を行いシミュレータにより評価するシステムを構築した.このシステムを利用して,表面形状のリモデリング最適設計案や二円弧デザインを提案し,摩擦や変形特性・潤滑膜形成における優位性を提示した.また,シミュレータ試験により,現用の臨床用各種人工関節と生体膝における接触面圧や摩耗と過酷度の対応等を確認するとともに,現存の形状設計の諸問題点を指摘した.楕円接触形状について,とくに軟質材摩擦面を用いる場合に方向性による潤滑膜形成の相違が認められた.膝蓋部についても新型シミュレータにより屈曲位による接触状態の変化の計測を可能とした.臨床現象との関連については,膝関節シネラディオグラフィー法を適用し,歩行時の各部品間の接触部の相対関係を観測し,生体内での人工関節の実際の運動状態についても評価を試みた.さらに,屈伸時における大腿・脛骨部品間の転がり滑り運動の評価を設計プロセスにフィードバックすることによる最適設計を提案した.人工軟骨に関しては,脛骨部品用として,含水率の異なるPVAハイドロゲルおよびセミIPN系ハイドロゲル製人工軟骨について,シミュレータや摩擦試験によりトライボ性能を評価した.歩行条件では,潤滑液中に蛋白成分が存在すると,高含水PVAでは摩擦状態が非常に改善することが判明した.また,AFM(原子間力顕微鏡)により,摩擦面上における蛋白成分の吸着状態を観測することにより,各種材料のトライボ特性間の相違を評価することが出来た.