hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中部日本における火山体の巨大崩壊堆積物の特性に関する調査研究

八ヶ岳および妙高火山群(飯綱・黒姫・妙高・焼山)における歴史時代の千ラハ-ル,地質時代の14岩屑なだれ堆積物の特性を詳しく明らかにして、これら火山における岩屑なだれの発生頻度を見積った。発生因については、水蒸気爆発・地震動・ドーム貫入の3つの可能性が考えられるが、さまざまな状況証拠から、水蒸気爆発の可能性が最も高いことを指摘した。発生頻度については、過去1万年内に限って見る限り、体積0.1Km^3に達する巨大崩壊が5回発生しており、したがって平均2千年に1回という値を得た。これらのうち最大規模のものは、妙高火山の矢代川岩屑なだれ(0.5Km^3,9000年前)である。妙高火山最後の岩屑なだれは2700年前(杉野沢岩屑なだれ、0.1Km^3)に発生しており、したがってすでに平均発生年を大きく上回っていることを指摘した。なお、八ヶ岳最新の岩屑なだれは、大月川岩屑なだれ(888年6月20日,0.35Km^3)である。ラハ-ル、とくに融雪や豪雨が誘発する二次ラハ-ルは、八ヶ岳、妙高火山群とも常に警戒が必要である。以上の結果は、火山形成史が詳しく解明されている火山体をモデルケースとした研究によって得られた結果であって、火山災害の防・減災指針や、火山地帯の環境評価にあたって、貴重な基礎データを提供したものである。八ヶ岳および妙高火山群(飯綱・黒姫・妙高・焼山)における地質時代の14岩屑なだれ、歴史時代の4ラハールの特性(岩相・堆積様式・体積・発生源・時代・発生因)を詳しく明らかにした上、とくに岩屑なだれの発生頻度を見積もった。これらの地域では、過去1万年間に体積0.1km^3以上の岩屑なだれが5回発生しており、したがってこの規模の山体崩壊の発生頻度は平均2千年に1回である。それらのうち最大規模のものは、妙高火山7,800年前の田口岩屑なだれである。岩屑なだれの発生因としては、地震動の可能性を否定できないが、水蒸気爆発がより可能性が高いと考えられる。八ヶ岳における岩屑なだれの発生の可能性は、当面は低いと考えられるが、妙高最後の岩屑なだれは2,700年前に発生しており、すでに平均発生年限を大きく上回っていることが注目される。ラハール、とくに二次ラハールについては、八ヶ岳・妙高火山群とも常に警戒が必要である。以上の結果は、詳しく火山形成史が解明されている火山体をモデルケースとして行って得られたものであって、火山災害の防・減災指針を見出だす上で、貴重な成果である。八ヶ岳および妙高火山群(飯綱・黒姫・妙高・焼山)における歴史時代の4ラハ-ル、地質時代の14岩屑なだれ堆積物の特性(層相・堆積様式・体積・発生源の特徴・時代)を詳しく明らかにして、これら火山における岩屑なだれの発生頻度を見積もった。これらのうち発生因については、水蒸気爆発・地震動・ドーム貫入の3つの可能性が考えられるが、地質時代の岩屑なだれの場合は、実証的証拠を見出すことがほとんど不可能であるので、さまざまな状況証拠から、水蒸気爆発が最も可能性が高い、と指摘した。発生頻度については、これらの火山では、過去1万年内に限って見る限り、体積0.1km^3に達する巨大崩壊が5回発生している。したがって平均2千年に1回という値をえた。それらのうち最大規模のものは妙高火山の矢代川岩屑なだれ(0.5km^3、9000年前)である。妙高火山最後の岩屑なだれは、2,700年前(杉野沢岩屑なだれ、0.1km^3)に発生しており、したがってすでに平均発生年を大きく上回っていることを指摘した。

なお、八ヶ岳最新の岩屑なだれは、大月川岩屑なだれ(888年6月20日、0.35k^<m3>)である。ラハ-ル、とくに融雪や豪雨が誘発する二次ラハ-ルは、八ヶ岳、妙高火山群ともつねに警戒が必要である。以上の結果は、火山形成史が詳しく解明されている火山体をモデルケースとした研究によって得られた結果であって、火山災害の防・減災指針や、火山地帯の環境評価にあたって、貴重な教訓となるものである。
ヘテロ原子の特性を利用する分子設計

1.6員環アセチレン、トランスーシクロヘプテン、[1.1.1]ペンタン等炭素の化学でみられなかった化合物をケイ素の特性を利用して成功した。(安藤ピリミジが縮環した対称的なチアチオフテン型10ーSー3スルフラン)(1)を合成し、電子求引力の強いピリミジン環に結合した窒素が選択的にアルキル化されることを示た。(秋葉)分子力学による分子の立体的な形の評価と分子軌道法による活性部位の電子的性質の評価とを組み合わせて新しい生理活性の指標である有効フロンティア因子を定義し、これを用いてペリプラノンB類似化合物の生理活性を評価した。(廣田)1,2,3,4ーテトラキス(トリメチルシリル)ー1,2,3,4ーテトラフェニルシクロテトラシラン[R(Ph)Si]_4(R=MeSi)を合成した(収率20%)この化合物には2種の異性体のみが1:1の比で生成した。これらの中、オ-ルトランスはX線結晶構造解析によって構造を確定した。(松本)SeーSe結合を有する銅錯体を用いてオレフィンをアリルエ-テルに変換する方法及び錯体中での窒素原子とセレン原子の分子内相互作用に対する直接的事実を見出した。(友田)ジチオキソホスホラン、ジセレノキソホスホランの様な興味ある5価3配位の化合物もジホスフェンと硫黄あるいはセレンとの反応で得られた。(吉藤)シラシシクロペンタジエン誘導体の二硫化炭素および数種のベンゾフェノン誘導体との光[2+2]環化付加反応を見出し、この付加過程に電子移動が重要な寄与をしていることを明らかにした。(中平)多数の硫黄原子を分子内に有するTTF誘導体をドナ-分子を合成し、それらを成分とする電導性錯体を合成した。(野上)[Fe(C_3S_5)]アニオン錯体は、FeーS相互作用により二量体トシテ存在していることを明らかにし、部分酸化[Fe(C_3X_5)_2](XーS,Se)アニオン錯体は、分子間相互作用により電導体となり、イオウ配位子錯体の方が電導度が高いことがわかった。(松林TTF類似体はTCNZと高電導性錯体を生成し、電解酸化でカチオンラジカル塩を与えた。二つの複素化環が縮合したBTQBT分子は、単一成分出10^<ー3>Scm^<ー1>の高い電導性やホ-ル効果などの特異な物性を示した。(山下)1.6員環アセチレン、トランスーシクロヘプテン、[1.1.1]ペンタン等炭素の化学でみられなかった化合物をケイ素の特性を利用して成功した。(山下)
脳・神経疾患患者の転倒スクリーニング・スケールの開発

本研究は、脳・神経疾患患者の転倒スクリーニング・スケールの開発をすることを目的に行われた。結果、個々の脳・神経疾患に特徴的な簡易転倒予測指標として「爪先立ち動作の可否」が考えられた。そして、脳神経疾患患者の場合、既存の転倒アセスメントツールに加えて「爪先立ち動作の可否」の評価を行うことで有効性の高い転倒者スクリーニング・スケールとなることが示された。本研究は脳・神経疾患患者の転倒予防のために、脳卒中患者およびパーキンソン病患者のそれぞれに特徴的な転倒予測指標を明らかにすること、およびそれに基づいた各疾患別の転倒予測スケール開発を目的としている。平成19年度は、すでにバランス機能等の評価を行った脳卒中およびパーキンソン病患者を1年間追跡することにより、バランス指標や転倒既往などの転倒関連要因と追跡期間中の転倒発生との関連を疾患別に検討した。ベースライン調査者のうち追跡調査に同意の得られた脳卒中患者125名(応諾率88.0%)、パーキンソン病患者54名(応諾率80.6%)を対象に、1年間の転倒状況を3か月毎に電話または郵送にて確認した。転倒者は1年間に1回以上転倒した者と定義した。結果、脳卒中患者については調査協力者中再梗塞や転居等の16名を脱落とし、残りの109名を分析対象者とした。分析対象者のうち過去1年間の転倒経験を有した者(n=29)はそうでない者(n=80)と比較して、1年間の追跡期間中の転倒生起割合が高かった(それぞれ62.1%、21.3%、p<.001)。また、パーキンソン病患者についても脱落16名を除いた41名を対象とし解析した結果、過去1年間の転倒経験を有した者(n=22)はそうでない者(n=19)と比較して、1年間の追跡期間中の転倒生起割合が高かった(それぞれ77.3%、36.8%、p=.009)。次年度は、過去の転倒経験のない脳卒中およびパーキンソン病患者を対象に転倒関連要因の検討をすすめるとともに、その結果を元に個々の疾患で最も関連の強い転倒危険因子を既存の転倒アセスメントツールに追加し、脳・神経疾患患者に対する転倒スクリーニング・スケールの開発およびスケールの有効性を疾患別に検討する予定である。【目的】これまでの我々の研究により、脳卒中やパーキンソン病などの脳神経疾患患者において「爪先立ち動作の可否」や「スクワット動作の可否」が独立した転倒予測指標となることが明らかとなった。そこで本研究では、脳神経疾患患者における転倒アセスメントツールの有効性を「爪先立ち動作の可否」や「スクワット動作の可否」を用いて検討した。【方法】対象は一大学病院の神経内科および脳神経外科に入院した患者とし、入院時に行われる既存の転倒アセスメントツール評価と同時に「爪先立ち動作の可否」および「スクワット動作の可否」を評価し、入院中の転倒の有無を追跡調査した。解析は既存のツール単独の場合、既存のツールに「爪先立ち動作の可否」および「スクワット動作の可否」の評価を追加した場合の感度・特異度をそれぞれ算出した。【結果】調査対象者136名のうち欠損があった25名を除外し111名を分析対象者とした。分析対象者の年齢(平均値±標準偏差)は57.5±19.5歳、性別は男性が55名(49.5%)であった。診療科の内訳は神経内科45名(40.5%)、脳神経外科66名(59.5%)であった。入院中に1回以上転倒したものは10名(9.0%)であった。既存の転倒アセスメントツール合計得点は8.0±5.1点(35点満点)で、このツールによって転倒の危険が高いと評価される17点以上のものは6名(5.4%)であった。入院時に評価された既存のツール合計得点の感度は20.0%で、特異度は96.0%であった。一方、既存のツールに加えて「爪先立ち動作の可否」を評価項目に加えると感度90%、特異度63.4%で、「スクワット動作の可否」を評価項目に加えると感度90%、特異度54.5%であった。【結論】脳神経疾患患者の場合、既存の転倒アセスメントツールに加えて「爪先立ち動作の可否」や「スクワット動作の可否」の評価を行うことで有効性の高い転倒者スクリーニングスケールとなることが示された。
二次元核発生頻度の制御による双晶が無い立方晶の炭化ケイ素成長

立方晶炭化ケイ素は物理的な性質から200度以上でも使える半導体材料であるが、双晶と呼ばれる結晶欠陥が高密度で存在するためデバイス作製に向けて立方晶基板の高品位化が望まれている。本研究では基板に微細な凹凸を設け、成長初期における二次元結晶核の発生頻度を制御する。そして双晶の発生を抑制した立方晶の炭化ケイ素基板の成長とそれを使って電子デバイスを試作、評価する事を目的とする。立方晶の炭化ケイ素は種佶晶や基板は市販されていない。昇華法を用いて作成した六方晶炭化ケイ素基板を用いる。六方晶と立方晶の結晶構造は異なるが、格子定数と熱膨張係数が同じなので格子不整合の心配はない。六方晶と立方晶では積層順序が異なるため、六方晶基板を使うと双晶を含む立方晶炭化ケイ素が必ず成長する。双晶の発生を抑制するため、まず六方晶基板を微細加工して表面に凹凸構造を作る。凸構造上部の限られた領域に生えた立方晶の二次元結晶核をもとに立方晶炭化ケイ素を成長する。成長初期の過飽和度を下げて結晶核の数を少なくして双晶の発生密度を抑制し大面積の立方晶炭化ケイ素を成長する。三フッ化塩素、塩素・酸素混合ガス、臭化水素、など種々のハロゲンガスを用いて炭化ケイ素表面の微細加工を行った。マスク材を用いて選択エッチングすることにより凹凸構造の作成に成功した。凸構造中央付近では基板に関係した六方晶炭化ケイ素が得られたが、凸構造周辺部には目的とする立方晶炭化ケイ素が成長しているのが確認できた。成長条件によっては最表面が全て立方晶炭化ケイ素で構成されている部分が得られ、その部分の双晶の有無を解析した。成長温度を低下させると立方晶が得られる確率は増加するが核発生密度が増えるため単一部の面積が小さくなる。素子寸法を踏まえた成長条件の最適化が必要である。熱酸化により形成された酸化膜を用いてMOS構造を作成し界面の電子状態を評価した。省エネ半導体として期待されている炭化ケイ素は200種以上の結晶多形(polytype)を有するワイドギャップ半導体である。なかでも4H型(六方晶系)と呼ばれる炭化ケイ素は省エネ用の電力デバイス材料として期待されているが、デバイス性能は理論値に達していない。本研究ではデバイス1つの大きさに相当する特定の領域(数μm数mm角)で双晶を含まない3C型(立方晶系)の炭化ケイ素を成長することを目的とした。また3C型炭化ケイ素の基礎デバイス構造を試作して、その特性を解析した。基板として六方晶系の炭化ケイ素を用いた。3C型の結晶核を意図的に発生させるため、基板表面に凸構造を作製した。また結晶核の発生密度を制御するため、結晶学的に微傾斜面を有する基板も作製した。炭化ケイ素は1300°Cから1600°Cの温度で成長した。成長表面は微分干渉顕微鏡、結晶多形の判定はラマン分光法、双晶の有無は熱エッチングを用いて解析した。1550°C以下の温度で凸型構造の六方晶系基板上に3C型の結晶核が発生した。双晶の有無は熱エッチング法によるエッチピット形状から判断した。三角形状のエッチピット形状が一方向に揃っている領域は、双晶のない3C型の炭化ケイ素であった。成長温度が低いほど3C型の炭化ケイ素を成長できたが、1400°C以下では核発生密度が増え、多結晶の炭化ケイ素とシリコンが堆積した。一方、微傾斜面を有する六方晶系の基板を用いたとき、双晶のない3C型が得られる成長条件は限られていた。デバイスの基本構造である絶縁膜/炭化ケイ素の積層構造(MOSダイオード)を作製した。絶縁膜は3C型の炭化ケイ素を1150°Cで熱酸化して得た。絶縁膜の厚さは約80nmとなり、六方晶系を用いた場合より約2割厚くなった。MOSダイオード特性の動作を確認し、蓄積状態の静電容量が理論値に一致した。

マスク材を用いて選択エッチングすることにより凹凸構造の作成に成功した。凸構造中央付近では基板に関係した六方晶炭化ケイ素が得られたが、凸構造周辺部には目的とする立方晶炭化ケイ素が成長しているのが確認できた。成長条件によっては最表面が全て立方晶炭化ケイ素で構成されている部分が得られ、その部分の双晶の有無を解析した。成長温度を低下させると立方晶が得られる確率は増加するが核発生密度が増えるため単一部の面積が小さくなる。素子寸法を踏まえた成長条件の最適化が必要である。熱酸化により形成された酸化膜を用いてMOS構造を作成し界面の電子状態を評価した。省エネ半導体として期待されている炭化ケイ素は200種以上の結晶多形(polytype)を有するワイドギャップ半導体である。なかでも4H型(六方晶系)と呼ばれる炭化ケイ素は省エネ用の電力デバイス材料として期待されているが、デバイス性能は理論値に達していない。本研究ではデバイス1つの大きさに相当する特定の領域(数μm数mm角)で双晶を含まない3C型(立方晶系)の炭化ケイ素を成長することを目的とした。基板として六方晶系の炭化ケイ素を用いた。基板表面へ意図的に凸構造を作り特定の領域とした。凸構造を得るためにプラズマや熱エッチング法を用いて準備した。基板表面へ直径50μm1mmのマスク層をつくり、マスク層がない部分の炭化ケイ素を選択的にエッチングして形成した。成長前、1500°C以上で1030分間、基板表面層を炉内で取り除いた。炉内で均一の厚さの表面層を除去したので、凸構造は維持されていた。そして炉の温度を再調整し、炭化ケイ素を成長した。成長の表面形態は微分干渉顕微鏡で観察し、結晶多形の判定にはラマン分光法を用いた。1450°Cで成長した試料において、凸構造の中央付近では基板の結晶多形に起因する4H型のTOフォノンが観測できた。この部分では4H型の炭化ケイ素が成長した。一方、その凸構造の周辺部に小面が得られ、そこでは4H型と3C型のTOフォノンをそれぞれ確認した。アルゴンを用いたラマン分光測定であるため、炭化ケイ素基板への侵入長が数μm以上あり、成長層と基板の両方の情報が含まれている。しかし4H型と3C型のラマン信号強度が明らかに異なるので、小面には3C型の炭化ケイ素が選択的に成長した。長時間成長により基板上の幾つかの凸構造で最表面が全て3C型の炭化ケイ素が得られた。さらに熱エッチング法を使って3C型の成長層内の双晶の有無を調べた。その結果、双晶がない特定の領域が幾つか得られた。研究計画通りおおむね進捗している。特に今年度に重点を置く方針で行った200μm以上の領域で双晶の発生を抑制する項目では、幾つかの実験条件下で抑えることができた。これは六方晶系の炭化ケイ素ウエーハ表面に凸構造を作り、そこに立方晶(3C)の二次元結晶核を発生させ炭化ケイ素を成長する手法である。今年度は六方晶系ウエーハの品質が良い部分を使うようにした。これまでの実験結果から、ウエーハの結晶性は双晶の発生と関連していることが分かりつつあった。つまり転位や研磨傷があると、それらの部分で容易に3C型の二次元核が発生し、双晶が生じる。今年度は凸型の前後で転位や研磨傷の有無をエッチングで確認した。また今年度は凸構造を作らずに双晶の発生を抑制した3C型の成長に挑戦した。六方晶系のウエーハ表面へ結晶学的に微傾斜面を有する基板を用いた。その結果、双晶のない3C型が得られる成長条件は限られていた。
成長軟骨板損傷の定量的予後判定の確立と成長軟骨板再生医療の開発

小児の外傷では,1530%の成長軟骨板損傷が生じ,広範囲の損傷では将来的に四肢の成長障害や変形につながり,重篤な後遺症を生じる.7.0テスラの高磁場MR画像撮像装置により,超早期の段階で動物モデルにおける成長軟骨板損傷を詳細に評価することが可能になった.成長に伴い自家矯正される機序を解明することにより,自家矯正される損傷かどうかをMR画像で判定し,外科的治療が必要であれば,早期に介入が可能となる.さらに,成長軟骨板再生に向けて,多血小板血漿とゼラチンハイドロゲルを用いた再生医療の手法を導入することにより,後の侵襲を伴う頻回の外科的治療や重篤な後遺症を回避する新たな治療法の開発を目的とする.小児の外傷では,1530%の成長軟骨板損傷が生じ,広範囲の損傷では将来的に四肢の成長障害や変形につながり,重篤な後遺症を生じる.7.0テスラの高磁場MR画像撮像装置により,超早期の段階で動物モデルにおける成長軟骨板損傷を詳細に評価することが可能になった.成長に伴い自家矯正される機序を解明することにより,自家矯正される損傷かどうかをMR画像で判定し,外科的治療が必要であれば,早期に介入が可能となる.さらに,成長軟骨板再生に向けて,多血小板血漿とゼラチンハイドロゲルを用いた再生医療の手法を導入することにより,後の侵襲を伴う頻回の外科的治療や重篤な後遺症を回避する新たな治療法の開発を目的とする.
高感度バイオセンサーによる雨・河川中の酸性雨成分の計測

本研究においては、バイオセンサーによる雨・河川中の酸性雨成分の計測を行うことを目的とした。本年度は前年度に考案した各種バイオセンサーを用いる実試料測定の際の問題点を検討した。まず、バイオセンサーの構築を行う上での問題点を考察した。硫酸測定用微生物センサーは、微生物の調整を行うのに数日を要し、また安定した微生物の供給を行うためにはより大規模の培養容器が必要であるとの結果が得られた。さらには、センサーの応答値が安定するためには5回程度標準溶液中での測定を要することもわかった。これらのことから、硫酸測定用微生物センサーを実際の酸性雨測定に応用する場合は、硫酸イオン標準液を搭載した装置系にする必要があると考えられた。亜硝酸イオン測定用センサーで用いている亜硝酸還元酵素は、現在大量発現系が確立しているものの、大規模の容積の培養槽での大量生産は困難であり、むしろ数リットルレベルの培養を繰り返す方が効率的であるとの結論に達した。また、高感鷹の亜硝酸イオン測定は可能であるものの、酵素の安定性についてはまだ問題があり、今後遺伝子工学的手法を用いて酵素の安定性を向上させる工夫が必要であると考えられた。実際に酸性雨成分の中で測定が急務であると考えられているものは硝酸イオンである。この成分を高感度に測定することが可能な化学センサーは多種開発されており、この様な化学センサーと本研究で開発されたバイオセンサーとを組み合わせることによって総合的な酸性雨の計測が可能になると考えられる。本研究においては、大きく分けて三つの観点からセンサーを構築した。まず第一に酸性雨中の主成分測定用微生物センサーの開発を行った。酸性雨成分としてもっても多く雨中に含まれるものは硫酸イオンと硝酸イオンである。前者を測定するために、硫酸イオン存在下で鉄酸化能が促進される鉄酸化細菌Thiobacillus ferooxidansを酸素電極上に固定化し、硫酸センサーとした。このセンサーは硫酸イオンに対して十分な感度を持っており、その応答は共存する硝酸イオンや塩化物イオンによって妨害されないことがわかった。第二に、微量成分測定用酸素センサーの開発を行った。酸性雨中の亜硝酸イオンや亜硫酸イオンは微量成分として考えられ、環境に負荷を与えることが十分考えられるにも関わらず、本格的な測定が行われていない。そこでこれらのイオンを測定する酵素センサーを構築した。Alcaligenes faecalis S-6由来の亜硝酸還元酵素を金電極上に固定化し、亜硝酸センサーとした。メディエーターとして1-methoxy PMSを用いた。その結果、従来法であるJIS法と同程度の感度で亜硝酸イオンの測定が可能になった。また、亜硫酸酸化酵素を用いて、化学発光法により亜硫酸イオンを測定するバイオセンサーを開発した。その結果世界でもっとも高感度な亜硫酸イオンセンサーの構築に成功した。第三に、上記のバイオセンサーでは解決できない安定性を補うものとして、窒素化合物イオン測定用化学センサーの開発を行った。本センサーはデバルダ合金を用いて測定対象である窒素化合物イオンをアンモニアに還元し、ガス透過性膜を通過させ、蛍光試薬と反応させて蛍光法で測定するものである。20種類以上の河川水サンプル中の硝酸イオンの測定を行った結果、従来法によって測定した値とほとんど同じ結果が得られた。
肝細胞の長期培養系の確立:特にレチノイン酸、ステロイドホルモン代謝の役割について

我々は、マウスCRAD2(cis-retinol/androgen dehydrogenase type2)蛋白質に特異的な部位のオリゴペプタイドを合成し、ウサギに免疫することにより、マウスCRAD2のポリクローナル抗体を作成した。そして、ウエスタンブロット法および、免疫組織染色により、発生過程の経時的なマウス肝臓組織におけるCRAD2の局在及び、その発現量の推移を明らかとした。Real-time PCR法を用いて、他のレチノール脱水素酵素・レチナール脱水素酵素の発現量の推移も検討した。CRAD2も含めたレチノール脱水素酵素群の発現は肝臓分化とともに増強していた。我々は、昨年、コラーゲンサンドイッチ法を用い、マウス初代培養肝細胞の分化・脱分化の調節に成功していたため、この系を用いCRAD2も含めたレチノール脱水素酵素群およびレチナール脱水素酵素群の発現動態を検討した。レチノール脱水素酵素群の発現は肝細胞分化とともに増強しており、最終産物であるレチノイン酸の動態調節を介し、肝細胞分化を制御する可能性が示唆された(Tomita et al.JPn.J.Alcohol&Drug Dependence2003)。そこで我々は現在HPLCを用いin vivo, in vitroの肝細胞分化における、all-trans,9-cisレチノイン酸の微量測定を施行中である。更に再生期の肝臓・発生段階の肝臓の各ステージ及び、in vitroでの、分化状態・脱分化状態の肝細胞よりそれぞれ核抽出物を精製し、DNaseI footprinting assayを施行し比較検討をおこなうことにより、肝細胞分化に関わる転写因子の同定をも試みている。我々は、マウスCRAD2(cis-retinol/androgen dehydrogenase type 2)蛋白質に特異的な部位のオリゴペプタイドを合成し、ウサギに免疫することにより、マウスCRAD2のポリクローナル抗体を作成した。現在作成された抗体を用い、ウエタンブロット法及び免疫沈降法により、CRAD2蛋白質の発現量の変化を検討中である。材料としては、発生過程の経時的なマウス肝臓組織及び、マウス肝臓の部分切除後の経時的な再生肝組織を用いている。また、同組織に関して、同抗体を用いた免疫組織染色を行い、CRAD2の局在および、その変化についても検討中である。具体的には、発生段階および、再生期の肝臓のCRAD2の発現を他の肝細胞特異的蛋白質(アルブミン、AFPなど)の発現の推移と比較する。次にHGFなどの肝細胞の増殖因子・分化因子の投与によりCRAD2の発現の変化がみられるか否かを検討する。再生期の肝臓・発生段階の肝臓の各ステージからそれぞれ核抽出物を精製し、DnaseIfoortprinting assayを施行し比較検討をおこなうことにより、肝細胞分化に関わる転写因子の同定をも試みている。また、この時点でCRAD2の発現が肝障害の発生あるいは抑制に関わるか否かで、新たな肝障害治療への応用の可能性も検討できるものと考えている。また、我々は、コラーゲンゲルサンドイッチ法を用い、マウス初代培養肝細胞の分化・脱分化の調節に成功した。分化のマーカーとしてはアルブミンの発現、チトクロムP450の活性、アンモニア代謝能を用いた。この系を用い、CRAD2の発現が肝細胞の分化・脱分化の過程でどのように変化するか現在検討を加えている。
ヒト膵臓がんに対する分子診療標的の同定

膵臓がんに対し有効な新規分子診療標的を同定するために、MAPKの下流標的遺伝子群を対象にRNA干渉法を用いた網羅的機能スクリーニングを行い、発現抑制によってがん細胞の生存増殖、造腫瘍性を強く抑制する分子を治療標的に有用な分子として同定した。がん細胞特異的に高発現を認める分子を血清中に検出するシステムを構築し,膵腫瘍患者血清で高値を示す血清診断マーカーの候補分子を同定した。治療標的に有効な短2重鎖RNA配列を「膵臓がん治療用の組成物」として特許出願した。膵臓がん発生進展の分子機構の分子生物学的解析から膵臓がんの予防、診断,治療に有用な分子を見いだすことを目的とし,以下の解析を行った。I. MAPK1下流標的遺伝子の網羅的発現抑制解析II.遺伝子発現解析上記遺伝子群中,新規分子についてその産物に対する特異的抗体を作成した。III.遺伝子機能の解析RNA interferenceによる癌細胞増殖および生存の抑制効果のメカニズムを知るため,siRNA導入後細胞を回収し,DAPIで染色してDNA含量をflowcytometryで測定し,細胞回転の変化を解析した。結果,癌細胞はsiRNA導入によりG0/G1静止あるいはG2/M静止となり、apoptosis型細胞死に至っていた。I.候補分子診療標的の発現解析(古川、眞崎、山本、羽鳥):前年度までに同定した候補分子診療標的の膵臓がん組織内発現の解析を行った。膵臓がん組織内発現解析では前がん病変と浸潤がん病変部分で比較解析を行い,発現解析には定量PCR法による転写物発現解析、特異的抗体による蛋白発現解析を行った。分子により発現様式は異なっていたが幾つかで膵臓がん組織中での発現亢進が認められた。新規分子についてcDNAクローニング,特異抗体の新規作成を行い、特異性を検:討した。II.候補分子診療標的の機能解析(古川、高垣):候補分子診療標的の機能を発現ベクターを用いた強制発現,RNA干渉による発現抑制をベースにがん細胞のin vitroにおける生存、増殖の変化,in vivoでの腫瘍形成等の悪性形質の変化を細胞回転、細胞内挙動,蛋白相互作用、遺伝子・蛋白発現プロファイルの変化の観点から解析した。In vitroでは同定標的分子の恒常的発現抑制によりがん細胞の生存が有意に押さえられた。細胞回転の検討でGO/G1停止あるいはG2/M停止を来していた。標的分子の恒常的発現抑制クローンをヌードマウス皮下に移植し、造腫瘍性を解析したところ,幾つかのクローンで造腫瘍性が有意に押さえられた。幾つかの分子については干渉RNAの誘導発現系を用いて解析中である。ある標的分子の蛍光標識蛋白を発現させ,細胞内局在を確認したところ,核内に点状に分布していた。同分子の蛋白相互作用を幾つかの候補について解析中である。がん細胞におけるMAPK経路抑制による蛋白発現プロファイルの変化を2D-DIGE法により解析し,発現が有意に変化する蛋白を幾つか同定した。DUSP6について発現制御機構を解析した。以上より、同定した標的分子についてはがん細胞の増殖,生存に重要な役割を果たしていることが示された。本研究はRNA干渉法によるMAPK下流標的遺伝子の網羅的発現抑制による表現型スクリーニングと分子機能解析により、極めて予後不良な膵臓癌に対する分子診療標的として有用な分子を見いだすことを目的とした。計画に基づき結果を述べる。I.同定分子標的候補の機能解析:MAPK関連下流標的候補分子について以下により癌細胞における機能解析を行った。1)組み替え蛋白発現による細胞内局在を細胞機能に関連して解析する。結果,GFP結合蛋白発現ベクターを構築し,細胞内局在と相互作用関連分子について検討し,核内スペックルパターンを示す分子とその関連分子との関係を明らかにした。2)特異的抗体を作製し,細胞内局在,正常組織内発現,癌組織内発現について解析する。結果,抗体を作製し、局在を確認した。3)RNA干渉法による発現抑制により変化する蛋白発現について解析する。結果,発現が変化する蛋白を網羅的に明らかにした。4)信号伝達経路、細胞分裂との関連について解析する。結果,細胞回転停止と細胞死誘導を認めた。II.造腫瘍性の解析:誘導的RNA干渉ベクターを用い,マウスゼノグラフトモデルにおいて候補分子の造腫瘍性に対する効果を解析する。結果,RNA干渉誘導効果が弱いため,誘導効果を増強する必要があった。III.実験的分子標的治療:2本鎖干渉RNAを用い,マウスゼノグラフトモデルにおいてin vivoでのMAPK下流標的候補分子の抗腫瘍効果について直接注入法,静脈内投与法により抗腫瘍効果の解析を行う。結果,腫瘍縮小効果にばらつきが認められ,投与法をさらに工夫する必要があった。以上より,膵臓癌に対して有用な新規分子診療標的として、SON,PBK,CENPA,WDR5,MCM5を同定し,各々に対し有効な短2重鎖RNA配列を「膵臓癌治療用の組成物」として特許出願するに至った(特願2009-229503)。
中学生の自己肯定感を高める音痴克服のための歌唱指導教材の開発

中学校では、音楽の授業、校内合唱コンクールなど他者と歌う機会が多々あるにもかかわらず、自分自身のことを「音痴」だと思い、歌うことへのコンプレックスを持つ生徒が多い。そこで本研究では、歌唱における生徒自身の内的フィードバック能力(自分自身の歌唱の音高・音程が合っているかどうか認知できる能力)向上と生徒の心理面に着目して、中学生の自己肯定感を高める音痴克服のための歌唱指導教材の開発を行うことを目的とする。
見るスポーツの社会的価値の測定

本研究プロジェクトでは、見るスポーツの社会的価値を明らかにするために、(1)スポーツ観戦の価値に対する認識を観戦者と非観戦者で比較すること、(2)スポーツ観戦から獲得されるベネフィットを確認すること、(2)プロスポーツ組織が地元住民に与える影響を確認することに取り組んだ。質問紙調査の結果、観戦者と非観戦者との間におけるスポーツ観戦価値の認識の違いが明らかになった。また、スポーツ観戦者の観戦前に期待するベネフィットと観戦後に認識された獲得ベネフィットの違いも確認された。さらにインターネット調査を実施した結果、新規参入のプロサッカークラブの地元住民に対するポジティブな影響が明らかになった。見るスポーツの社会的価値を明らかにする研究の2年目の本年度は、主に次の2つのことに取り組んだ。まず、昨年度に行ったプロスポーツ観戦者を対象にした質問紙調査のデータを再度分析し、ヨーロッパスポーツマネジメント学会で口頭発表を行った。研究の目的は、観戦前の期待と観戦後の評価の比較分析から、スポーツ観戦によって得られるベネフィットの価値を確認することであった。その結果、観戦対象であるゲームそのものにかかわるベネフィットについては期待通りの価値が得られていたが、「社交」および「日常からの逃避」というゲームに直接関与しない一般的な余暇活動のベネフィットについては、観戦者の期待以上の価値が得られていることが確認された。次に、見るスポーツを提供するプロスポーツ組織の地域における価値を測定するために、新しくプロスポーツ組織が誕生した地域の住民を対象としたインターネット調査の実施に取り組んだ。これは、新しくプロスポーツ組織が誕生したことによる価値を時系列的に測定し、分析する計画であり、本年度実施の調査はその変化が想定される事前の調査に相当する。測定尺度設定のために、Lee et al. (2012)による「スポーツの社会的影響」を測定する尺度などを検討し、翻訳した。調査対象はこれまでに主要なプロスポーツ組織が存在しておらず、新たにJクラブ(J2またはJ3)が誕生した地域の住民であり、1,878部の有効な回答が得られた。測定尺度を検討した結果、スポーツの社会的影響を構成する4つの概念の尺度の信頼性係数は.85から.89を示した。内部一貫性が確認できたため、次年度行う事後調査においてもこれらの測定項目を用いることが可能であることが確認された。見るスポーツの社会的価値を明らかにする研究の1年目の本年度は、プロバスケットボールチームの観戦者および地元住民を対象に質問紙調査を実施し、特に「個人の欲求(獲得されるベネフィット)」と「地域帰属意識」に関してデータを収集し、分析を行った。研究成果の1つは、非観戦者が見るスポーツおよび提供するプロチームに対してどのような意識を持っているのかを明らかにし、実際に観戦した対象者の意識と比較したことであった。結果からは、スポーツのパフォーマンスに直接関わる観戦特有のベネフィットについては、非観戦者のほうが低い値を示し、社交や日常からの逃避については両者に差がない、あるいは非観戦者のほうが高いことが明らかになった。地域愛着は両者間に統計的有意差はなかったが、チームの地域貢献に対しては観戦者のほうが高く評価していることが分かった。また、非観戦者を今後の観戦意図によって二群に分けて比較分析した結果、観戦意図を持っている群のほうが、スポーツ観戦から得られるベネフィットを理解していることが推察された。一方で、チームの地域貢献に対する評価と地域愛着においては、両者間に有意差はなく、本研究の対象となったプロチームの地元住民の間では、観戦意図の有無に関わらず、地域でのチームの貢献が高く評価されている可能性が示唆された。もう一つの研究成果は、観戦者を対象にしたデータを用いて、観戦前の期待ベネフィットと観戦後に獲得したと認識したベネフィットをそれぞれ確認し、それらの関係を検討することであった。観戦前の調査用紙に回答し、さらに観戦後の調査用紙に回答し返信した対象者は235名(回収率38.1%)であった。5つすべての動機因子において、観戦後の獲得ベネフィットが期待ベネフィットを上回ったが、重回帰分析の結果から、試合の価値に対しては「達成感」が最も高い説明力を持つ要因であることが明らかになった。見るスポーツの社会的価値を明らかにする研究の3年目の本年度は、次の2つのことに取り組んだ。まず、昨年度に行った、見るスポーツを提供するプロスポーツ組織(球団・クラブ)のホームタウンの住民を対象としたインターネット調査の分析結果について、世界スポーツマネジメント学会において口頭発表を行った。その概要は、地元のプロスポーツ組織のホームゲーム観戦経験がある者のほうが、地域愛着度およびソーシャル・キャピタルの測定値が高かったということであった。

これは、新しくプロスポーツ組織が誕生したことによる価値を時系列的に測定し、分析する計画であり、昨年度に実施した「その変化が想定される事前の調査」に続いて、本年度は「その変化が想定される事後の調査」を実施した。昨年度の調査でその信頼性が確認された尺度には、ソーシャル・キャピタル、地域社会所属意識、幸福、そしてヒューマン・キャピタルの4要因(各3項目で測定)が含まれた。昨年度の調査で回答が得られた1,878部のうち、その10か月後に実施された本年度のインターネット調査でも回答が得られたのは1,208部であり、これが「変化が想定される前後」での比較分析の対象となった。上記の4要因のうち、3要因において新規プロスポーツの活動の前後の測定値において、統計的な有意差が確認され、いずれも活動後の値のほうが高いことが確認された。その3要因は、ソーシャル・キャピタル(前:4.16、後:4.22)、幸福(前:3.95、後:4.02)、そしてヒューマン・キャピタル(前:3.89、後:3.98)であった。この結果から、新たに誕生したプロスポーツが地域住民の意識に影響を与える可能性が示唆された。スポーツマネジメント昨年度に質問紙調査で収集したスポーツ観戦者のデータ分析を進め、観戦者が見るスポーツから獲得する価値についての検討をある程度終え、本研究プロジェクトの目的の一部は果たすことができた。また、見るスポーツを提供するプロスポーツ組織の価値を地域住民の意識から分析する計画については、本年度中に1回目の調査を終え、十分なサンプル数を確保することができた。また、測定尺度についての検討も十分に行うことができ、尺度の信頼性についても確認ができている。以上より、おおむね順調に研究計画が進んでいると評価する。「見るスポーツ」が地域社会に与える影響として考えられる「個人の欲求」「地域帰属意識」「ソーシャル・キャピタル」の測定に焦点をあて、見るスポーツの受け手(消費者)である観戦者、およびその地域の住民の心理的側面(信念や態度)の変化を測定することにより、見るスポーツの社会的価値を明らかにすることを目的としている本研究では、1年目に研究のフレームワークが作成でき、さらにデータ収集を行った。特定の1つのプロスポーツチームのホームタウンでのデータ収集であったが、観戦者および非観戦者である一般住民からもデータを収集することができた。さらに、それらの分析結果から、プロスポーツがそれぞれの対象に与える影響を把握し、それらの比較分析も実施した。このように、おおむね順調に研究計画が進んでいると評価する。既に記しているように、実際に試合会場でスポーツを見る観戦者の意識から検討した見るスポーツの価値はある程度分析、検討を終えることができた。次年度においては、本年度の後半に実施した新たにプロスポーツ組織が誕生した地域の住民に対する2回目のインターネット調査を実施し、プロスポーツクラブに対する評価などの変化から、見るスポーツの社会的価値を検討することが主な課題となる。最終的には総合的な検討を行い、本研究プロジェクトの成果をまとめ、当該研究領域における今後の研究課題についても提示する。
ＭＣＩと初期認知症におけるポジティヴな感情表出のＢＰＳＤと認知機能の関係

本研究はMCIおよび初期認知症患者のポジティヴな感情表出はBPSDと負の関係を持つ、との仮説を検証するために、2種類の友好的会話環境を創出し自尊感情やポジティヴな感情表出機会を可能にし観察を行った。研究その1)は、認知症カフェで2組の初期認知症の人とその家族を1年間観察、研究その2)は5組の初期認知症の人とその家族を2人のSWが約6回家庭訪問し、友好的環境の提供により感情表出を可能にした。認知症の人のBPSDの軽減と介護者の負担感の軽減を観察できた。認知症本人の感情表出の必要性のみならず、家族介護者の感情表出の必要性も発見され、双方に並行的に感情表出機会と支援の提供を行う必要性が確認された。本研究の目的はMCI(軽度認知症)および初期認知症の患者の感情の、BPSDおよび認知機能との関係を探ることである。行動範囲の狭小化や社会生活の矮小化、さらに家族との関係悪化で、日常的に他者の「敵対的」な言動にさらされることの多いMCI及び初期認知症の患者は友好的な会話環境では自尊感情やポジティヴな感情表出機会の増加がみられることを想定し、そのBPSDと認知機能への影響を測り、BPSDの生起するメカニズムを立証しようとするものである。本年度は2年目であり、昨年度の準備と試行により当初計画した友好的会話環境の設定と持続の難しさが明らかとなり、次善の環境を見つけ、1MCIおよび初期認知症の患者と家族の日常的な相互作用を観察確認する方法、2友好的な会話や相互作用によるポジティヴな感情をどのように把握するかを考慮、吟味した。1の方法の第1は『Oカフェ今出川』の中で展開される友好的会話環境、第2は初期認知症の人の家庭(又は希望の場所)を2人のソーシャルワーカーが訪問し提供する友好的会話環境である。2のポジティヴな感情の把握と分析のための方法として、プロセスレコード手法を用いて認知症の人とその家族にポジティヴな感情がどのように起きたかを検討することとである。対象として、オレンジカフェからは3例取り上げた。家庭訪問は現在3組の初期認知症の人と家族に34回ずつ行い、データを蓄積中である。得られたデータは、析の適切さを判断し、信頼性を保持するために研究者チーム4人で議論を行っている。これまでの友好的環境の提供の実行から、認知症本人のBPSDの改善と認められる行動変容を確認し、それに先立つ家族の認知症状への理解や、家族の不安の改善などが伴っていたことも認めた。いずれの本人と家族の主観的なwell-beingは向上している。本研究はMCI(軽度認知症)および初期認知症の患者の感情の、BPSDおよび認知機能との関係を探る。仮説を「ポジティヴな感情はBPSDと負の関係を持ち、BPSDは認知機能に影響する」とする。行動範囲の狭小化や社会生活の矮小化、さらに家族との関係悪化で、日常的に他者の「敵対的」な言動にさらされることの多いMCI及び初期認知症の患者の社会関係を把握すると共に、友好的な会話環境では自尊感情やポジティヴな感情表出機会の増加がみられることを想定し、それらのBPSDと認知機能への影響を測り、BPSD生起のメカニズムを立証しようとする。本年度は、この調査の準備と試行に費やされた。成果は次の2点である。第1点は、先行文献の渉猟とその検討を行い、1MCIおよび初期認知症の患者が、家族と日常的に持っている相互作用を観察確認する方法を決定し、次に、2友好的な会話や相互作用によるポジティヴな感情をどのように把握するかを考慮、吟味し、その結果次のような決定を行った。1の実施場所は、2か所とし、共同研究者の主宰する外来の患者の診察前問診や相談の記録から読み取ること、また、2012年9月から、我々チームが開設したメモリーカフェ『Oカフェ』において、毎週1回、本人と家族からの聞き取りを行うことである。2の感情の把握場所も、2か所とし、1か所は自宅で家族による記録から、2か所目は『Oカフェ』で人為的に友好的会話環境を提供し、ポジティヴな感情を2人以上の観察者評価の一致と、本人からの証言をもとに得ることにした。第2点は、メモリーカフェの発足・運営に参加し軌道に乗せることができた。この研究に必須の要素であり、かつ実現が難しい「友好的な会話や相互作用」が提供される環境がカフェであり、第2年度の研究に基盤を確立した。

当初の研究の目的と方法:本研究はMCIおよび初期認知症患者の感情の、BPSDおよび認知機能との関係を探ることにあった。仮説を「ポジティヴな感情はBPSDと負の関係を持ち、BPSDは認知機能に影響する」とし、行動範囲と社会生活の矮小化、家族との関係悪化で、MCI及び初期認知症の患者は他者の敵対的な言動にさらされるという傾向を前提に熟練のソーシャルワーカー(以下、SW)による友好的会話環境において自尊感情やポジティヴな感情表出機会の増加を創出し、BPSDと認知機能への影響を測ろうとした。当初の方法の試行とその現実:この目的のために、友好的環境を準備し、初期認知症の人とその家族への試行を実施したが、環境設定と持続の困難、及び、初期認知症の人と家族を対象に、実験的日程を実施することの困難が判明した。研究方法の改定と結果:そこで、この研究では、次の2つの研究に変更した。1つは時宜にかない開設されたオレンジカフェに参加している認知症の人と家族の、感情表出を経時的に辿り、友好的な会話環境が及ぼすものとして評価する(研究その1)。第2に、出かけることを好まない在宅の認知症の人とその家族の家庭を訪問し友好的会話環境を届けることにより、感情表出とBPSDの関係を記録する(研究その2)。どちらも研究の目的を達成する適切な代替方法であると考えた。このような研究計画の変更を経て、研究その1で、2012年9月開始のオレンジカフェでは、2人の初期認知症の人とその家族を対象に1年間観察、記録の分析を実施した。研究その2では、2013年12月より5人の初期および若年性の認知症の人とその家族介護者に対し、6回の家庭訪問を行い(合計29回)、1組に同時並行的に、2人のSWが別々に友好的環境を提供し、感情表出を創出し、認知症罹患者本人のBPSDと介護者の負担感の軽減を観察し、記録した。社会福祉2年目である今年度は順調に推移したが、初年度に、ポジティヴな感情を引き起こすための「友好的な会話や相互作用」が提供される環境という物理的な場所の確保と「友好的な会話や相互作用」を提供するスタッフの技術の準備に時間が必要だったために遅れた分を完全に取り戻すことはできなかった。しかし、準備の間に、『Oカフェ今出川』を開始し、調査参加者ではない客である認知症の人と家族にも毎週関わり、初期の認知症やMCIの人が感じるもの忘れすることへの絶望的な感情や、日常生活で生じる家族との軋轢や葛藤について、本人と家族の双方から話を聞き、双方の心理的なトラウマや困難と、その相互作用を学び、友好的な会話を提供する技術を習得することができた。申請時にはそのような準備にいかに時間と労力が必要かは認識できていなかったので、今から考えれば、その1年間の時間的な遅れは当然必要な時間であった。この遅れは、当初の計画が未熟であったためで、研究自体は、準備段階を適切に経たがために、当初の目的を達成するための「友好的な会話や相互作用」が提供される環境と、友好的な会話や相互作用を提供するに必要な熟練したソーシャルワーカーの育成が果たされた。やや遅れてはいるが、納得のゆく「友好的会話環境」と「友好的会話」を提供できているので、実質的な効果を生んでおり、参加者のリクルートも順調である。これまでに、本研究に欠かせない家族介護者からの聞き取りと介入支援を重点的に行い、認知症やMCIの本人と家族との相互作用のメカニズムとBPSDの関係の理論的構築を試みた。それを基に試論として、平成24年7月には、「家族へのケア」の項目を北徹監修横出正之、荒井秀典編『健康長寿学大事典QOLからEBMまで』V-8,798-805.に上梓することができた。また、基礎的なデータ収集に必要な尺度、行動範囲の狭小化や社会生活の矮小化を探るための尺度、BPSDを測る尺度、ポジティヴな感情を測る尺度などの決定も行った。
交流磁場を用いた舌癌の低侵襲焼灼治療システムの確立

本研究では、新しい舌癌の焼灼治療システムを開発するため、全長26.5mmのチタン被覆磁性体針を試作した。そして、交流磁場中での発熱実験により、穿刺角度に関わらず同一の発熱特性を示すことを明らかにした。これにより、焼灼治療における正確な温度制御が可能となった。さらに、発熱機構を調べるための磁界解析を行って、電流密度やジュール損失密度などのシミュレーション画像を得た。生体等価ファントム(模擬生体)への熱伝達挙動を視覚的に捉えるため、熱解析シミュレーションも合わせて実施した。今年度、本研究において実施した研究内容、及び得られた主な結果は下記の通りである。1.【チタンで被覆した焼灼用磁性体針の改良】舌腫瘍に焼灼用磁性体針を刺入する場合、その大きさや位置によって、穿刺角度が大きく異なる可能性がある。従来の焼灼用磁性体針では、刺入角度により交流磁場中での発熱特性が大きく異なるため、正確な温度制御により腫瘍を凝固壊死させることが困難であった。したがって、本研究における最大の課題は、交流磁場中の磁束方向に対して、無方向性の発熱特性を持つ焼灼用磁性体針の開発と見なされる。今年度は、前年度に試作したチタン被覆焼灼用磁性体針の改良に重点を置いて研究を進めた。そして、従来の課題を克服した、チタン被覆焼灼用磁性体針を完成することができた。2.【チタン被覆磁性体針の熱解析シミュレーション】チタン被覆磁性体針を臨床応用するための基礎データとして、交流磁場中での発熱特性のシミュレーション解析が重要である。今年度までの2年間の研究により、交流磁場中での発熱挙動を視覚的に捉えて、そのメカニズムを明らかにすることができた。得られた研究成果は、3編の研究論文として纏めて、磁性材料、及び生体機能材料に関する分野の国際雑誌(2編)、並びに国際会議(1編)で公表した。3.【治療用小型焼灼装置の改良と交流磁場誘導加温実験】本研究では、舌癌を対象とした治療用小型焼灼装置の開発を目指している。そのためには、舌腫瘍に穿刺したチタン被覆焼灼用磁性体針からの熱伝達挙動を明らかにする必要がある。前年度に確立した生体等価ファントム(模擬生体)の作製技術を踏まえて、今年度は人体を想定した生体等価ファントム(模擬生体)中での交流磁場誘導加温実験を行った。そして、熱伝達シミュレーション解析により得られた結果と比較検討した。今年度は、助成事業期間の最終年度に当たるため、チタン被覆磁性体針の試作、生体等価ファントム(模擬生体)実験、さらに熱伝達シミュレーション解析などの各項目について、追加の実験と解析を実施した。合わせて、これまでの研究成果を取り纏めて、平成25年5月にイタリア・パドヴァで開催された下記の国際会議において研究発表を行った。この国際会議に参加した多くの国外の研究者との討議によって、関連分野の最新の研究動向を把握するとともに、今後の研究の進展に不可欠な多くの情報を入手することができた。昨年度までの研究により、磁束方向に対する無方向の発熱特性を有するチタン被覆強磁性体針の試作に成功した。一般に、金属強磁性体針を交流磁場発生用コイル中に置くと、その磁束方向との角度によって発熱特性が著しく変化する。この現象は『形状磁気異方性』と呼ばれており、その効果の低減なくして臨床応用は困難であるが、その影響を低減させることが可能となった。すなわち、焼灼用磁性体針の刺入角度が著しく異なっても、ほぼ一定の発熱曲線を得ることができた。この研究成果は、交流磁場強度と周波数を設定すれば、穿刺角度の影響を受けることなく、焼灼温度の把握と制御が実現されることを意味する。さらに、シミュレーション解析の手法を確立したため、焼灼用磁性体針から生体等価ファントム(模擬生体)への熱伝達挙動を視覚的に捉えることが可能となった。これにより、舌腫瘍の大きさや分布状況に対応して、焼灼用磁性体針の穿刺本数、あるいは穿刺間隔を視覚的にイメージできるようになった。本研究の推進により、今後の臨床応用に向けての二つの課題を克服することができた。今年度、本研究において実施した実験内容、及び得られた主な結果は下記の通りである。1.【チタンで被覆した「焼灼用磁性体針」の試作】焼灼用針を刺入する場合、舌腫瘍の大きさや位置によって、その角度が大きく異なる可能性がある。従来の「焼灼用磁性体針」では、刺入角度で発熱特性が著しく異なるため、一定温度で腫瘍を確実に凝固壊死させることが困難であった。今年度は、磁束方向に対して無方向性の発特性を有する焼灼用針を試作することを最重要な課題とした。このような「形状磁気異方性」の効果を低減させるため、金属強磁性体を包み込むチタン層の厚さを変化させるとともに、舌癌に適用するための最適な長さ、直径、さらに先端部の形状に関する検討を行った。

そして、完全な無方向性の発熱特性を有する、全長26.5mmの焼灼用針を完成することができた。得られた研究成果は、生体機能材料に関する国際雑誌に論文として発表した。2.【チタン被覆磁性体針の熱解析シミュレーション】チタン被覆磁性体針を医療現場で実用するには、正確な温度制御技術の確立が不可欠である。磁性体針の発熱特性をシミュレーション解析により調べた結果、交流磁場中での発熱挙動を視覚的に捉えて、そのメカニズムを明らかにすることができた。3.【治療用小型焼灼装置の設計・試作と交流磁場誘導加温実験】本研究で開発を目指すのは、舌癌を対象とした「治療用小型焼灼装置」である。そのためには、人体における「焼灼用磁性体針」からの熱伝達の挙動を明確にする必要がある。今年度は、模擬生体である「生体等価ファントム」の作製技術に着目して検討を行った。そして、その作製技術を確立することができ、人体を想定した「生体等価ファントム」中での交流磁場誘導加温実験が可能となった。今年度までの研究(2年間)により、磁束方向に対する無方向の発熱特性を有するチタン被覆磁性体針の開発に成功した。針状の金属磁性体に特有な「形状磁気異方性」の効果を低減したことで、焼灼用磁性体針の刺入角度が大きく異なっても、一定の発熱曲線を得ることが可能となった。これらの結果は、交流磁場の強度と周波数を決定すれば、穿刺角度の影響を受けることなく、焼灼温度の把握と制御が可能なことを意味する。さらに、熱伝達シミュレーションの手法を確立したことで、焼灼用磁性体針から生体等価ファントム(模擬生体)への熱伝熱挙動を視覚的に捉えることが可能となった。これによって、舌腫瘍の大きさや分布状況によって、焼灼用磁性体針の穿刺本数、あるいは穿刺間隔を視覚的にイメージすることができる。臨床応用のための大きな2つの課題を克服できたことから、本研究はおおむね順調に進展していると見なされる。本研究の成否の鍵を握るのは、磁束方向に対して無方向性の発熱特性を有する「チタン被覆磁性体針」の開発である。針状の金属磁性体に特有な「形状磁気異方性」の効果の低減に成功したことで、焼灼用磁性体針の刺入角度が異なっても、一定の発熱曲線を得ることが可能となった。この結果は、高周波出力と周波数を決定すれば穿刺角度の影響無しに、しかも温度測定センサーを用いなくても、治療温度の把握が可能なことを意味する。直接的な温度測定の必要が無くなることで、臨床応用への展開が有利になると考えられる。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると見なされる。無方向性の発熱特性を有する「チタン被覆焼灼用磁性体針」の改良を終えたことを踏まえて、臨床応用を想定した最終的な作製技術を確立する。治療用小型焼灼装置については、患者への安全性の確保が最重要の課題と見なされる。臨床応用を可能とするため、「治療用小型焼灼装置」の安全性と機能性について最終的な確認作業を行う。熱伝達シミュレーションの手法を確立したので、次年度は、舌癌の焼灼治療計画の策定に不可欠な、焼灼領域の範囲、焼灼用磁性体針の刺入本数とそれらの間隔などを最終確認する。