hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
樹木の生活史および更新特性と樹冠形成の可塑性との関連性

開花サイズと成長平成15年までに九州大学北海道演習林および宮崎演習林に設置した毎木調査プロットにおいて、開花の有無と個体サイズの計測を行った。また過去の計測から個体のサイズ増加量を算出した。個体の樹冠内光環境の幅の計測平成15年に引き続き、北海道演習林、宮崎演習林において識別した各個体について、個体が置かれた光環境と樹冠の形成との関係を明らかにするため、樹冠内光環境の幅、すなわち樹冠頂端の葉と樹冠内でもっとも暗い葉の受光量を、光量子センサを用い計測した。また、それらの個体について、樹冠の深さ、シュートの伸長量、角度などの樹冠の形態に関わる量を計測した。樹冠構造の計測昨年度より継続していた供試個体の刈り取りと器官量の計測を行った。樹冠構造モデルの構築樹冠構造の変化によって個体の受光効率にどのような違いが生じるのか、そのコスト-ベネフィット関係について議論するため、樹木の非同化部/同化部バランスの変化と受光効率の関係を解析するためのモデルの開発を行った。解析とまとめ上記のデータおよびモデルを用い、本研究における作業仮説の検証を行った。用いた種間には開花サイズに明確な差があった。遷移後期型の高木種と低木種の間において、光環境に対する樹冠の可塑性が最も大きく異なった。同じ種内でもサイズが大きな個体ほど、受光量の低下に対して節約型の樹冠形成を行う反応が顕著だった。この可塑性の幅は遷移後期型の高木種において最も大きかった。遷移初期種において、可塑性の幅が大きいものもあったが、これらの着葉限界光量は高く、光量の低下に対する成長の低下も大きかった。この可塑性は単に健全個体との成長差によるものであり、死亡を先延ばしにする機能を持つものではないと思われた。調査地・調査個体の設定平成14年7月、九州大学北海道演習林において、イタヤカエデ、ヤマモミジ、ミズナラ、シラカンバ、ホオノキそれぞれの光環境の異なる場所に成育するサイズの異なる個体数個体について、樹冠形成の追跡調査を行うための個体識別を行った。平成14年10月、九州大学宮崎演習林において、同様に、モミ、ツガ、北海道演習林から移植されたトドマツ、アカエゾマツの、光環境の異なる場所に成育する、サイズの異なる個体数個体について、樹冠形成の追跡調査を行うための個体識別を行った。平成15年3月、九州大学福岡演習林の林齢130年の広葉樹二次林に、個体の追跡調査を行うための方形区を設置し、個体識別とサイズ計測を行った。個体の樹冠内光環境の幅の計測上述の北海道演習林宮崎演習林において識別した各個体について、個体が置かれた光環境と樹冠の形成との関係を明らかにするため、樹冠内光環境の幅、すなわち樹冠頂端の葉と樹冠内でもっとも暗い葉の受光量を、感光フィルム、光量子センサを用い計測した。その結果、樹冠内の着葉最暗光量は種、個体サイズ、個体が置かれた光環境によって異なり、一般的に、遷移後期種、小サイズ、個体の環境が暗いほど、暗いことがわかった。また、樹冠内の着葉最暗光量が個体の光環境(樹冠頂端の光環境)の増加に応じて増加する(すなわち樹冠内光環境の幅が広がらない)種と、あまり増加しない(すなわち樹冠内光環境の幅が広がる)種の存在が確認された。これらの違いはそれぞれの種の更新特性、生活史に関係した樹冠の形成様式の違いによるものと思われた。調査地・調査個体の設定平成15年7月と8月、九州大学北海道演習林において、イタヤカエデ、ヤマモミジ、ミズナラ、シラカンバについて、平成14年に加えてサイズの幅を広げ、光環境の異なる場所に成育する個体を選定し識別を行った。平成15年9月、九州大学宮崎演習林において、同様に、モミツガ天然林内に北海道演習林から移植されたトドマツ、アカエゾマツの、光環境の異なる場所に成育するサイズの異なる数個体について、個体識別を行った。また当該林分の全個体について樹高、直径、樹冠深さ等のサイズの計測を行った。個体の樹冠内光環境の幅の計測上述の北海道演習林、宮崎演習林において識別した各個体について、個体が置かれた光環境と樹冠の形成との関係を明らかにするため、樹冠内光環境の幅、すなわち樹冠頂端の葉と樹冠内でもっとも暗い葉の受光量を、光量子センサを用い計測した。樹冠構造の計測北海道演習林の供試個体について、刈り取りを行い、器官別に分類した。このうち、葉は枝ごとに標本抽出の後、面積を計測した。その他の器官は乾燥させ、乾重量などの器官量について測定を継続中である。樹冠構造モデルの構築樹冠の構造によって個体の受光効率にどのような違いが生じるのか、そのコスト-ベネフィット関係について議論するため、樹木の非同化部/同化部バランスの変化と受光効率の関係を計算機上でシミュレートするモデルの開発を行った。

また過去の計測から個体のサイズ増加量を算出した。個体の樹冠内光環境の幅の計測平成15年に引き続き、北海道演習林、宮崎演習林において識別した各個体について、個体が置かれた光環境と樹冠の形成との関係を明らかにするため、樹冠内光環境の幅、すなわち樹冠頂端の葉と樹冠内でもっとも暗い葉の受光量を、光量子センサを用い計測した。また、それらの個体について、樹冠の深さ、シュートの伸長量、角度などの樹冠の形態に関わる量を計測した。樹冠構造の計測昨年度より継続していた供試個体の刈り取りと器官量の計測を行った。樹冠構造モデルの構築樹冠構造の変化によって個体の受光効率にどのような違いが生じるのか、そのコスト-ベネフィット関係について議論するため、樹木の非同化部/同化部バランスの変化と受光効率の関係を解析するためのモデルの開発を行った。解析とまとめ上記のデータおよびモデルを用い、本研究における作業仮説の検証を行った。用いた種間には開花サイズに明確な差があった。遷移後期型の高木種と低木種の間において、光環境に対する樹冠の可塑性が最も大きく異なった。同じ種内でもサイズが大きな個体ほど、受光量の低下に対して節約型の樹冠形成を行う反応が顕著だった。この可塑性の幅は遷移後期型の高木種において最も大きかった。遷移初期種において、可塑性の幅が大きいものもあったが、これらの着葉限界光量は高く、光量の低下に対する成長の低下も大きかった。この可塑性は単に健全個体との成長差によるものであり、死亡を先延ばしにする機能を持つものではないと思われた。
大質量星の進化とS-元素合成

今年度の研究は'(1)低金属星におけるs-元素合成'および(2)'回転する大質量星の構造{水素およびヘリウム燃焼段階'である.(1)低金属星におけるs-元素合成大質量星では質量数が90程度までの重元素が合成されるが,低金属の星では^<16>0(n,γ)^<17>0のような通常重要でない核反応が極めて重要な役割を果たすことがわかった.このことは東工大のグループにより新たに測定された核反応率を用いることにより明らかになった.我々の計算で初期組成として太陽系組成比を仮定した場合と比べて数十倍から数百倍s-元素の生成率が落ちることがわかった.しかしイタリアのグループの結果と異なるのでその理由を検討中である.(2)回転する大質量星の構造{水素およびヘリウム燃焼段階大質量星は高速に回転していることが観測的に知られている.しかし回転が星の構造に与える影響はほとんどわかっていない.とくに高速回転する場合は数値的に構造を求めることが困難であったが我々は核燃焼を取り入れた計算に成功し,高速回転が核燃焼している星の構造にどんな影響を与えるかを明らかにした.その結果ある臨界的な回転をした場合中心温度が極端に下がりうることが判明した.今年度の研究は'(1)低金属星におけるs-元素合成'および(2)'回転する大質量星の構造{水素およびヘリウム燃焼段階'である.(1)低金属星におけるs-元素合成大質量星では質量数が90程度までの重元素が合成されるが,低金属の星では^<16>0(n,γ)^<17>0のような通常重要でない核反応が極めて重要な役割を果たすことがわかった.このことは東工大のグループにより新たに測定された核反応率を用いることにより明らかになった.我々の計算で初期組成として太陽系組成比を仮定した場合と比べて数十倍から数百倍s-元素の生成率が落ちることがわかった.しかしイタリアのグループの結果と異なるのでその理由を検討中である.(2)回転する大質量星の構造{水素およびヘリウム燃焼段階大質量星は高速に回転していることが観測的に知られている.しかし回転が星の構造に与える影響はほとんどわかっていない.とくに高速回転する場合は数値的に構造を求めることが困難であったが我々は核燃焼を取り入れた計算に成功し,高速回転が核燃焼している星の構造にどんな影響を与えるかを明らかにした.その結果ある臨界的な回転をした場合中心温度が極端に下がりうることが判明した.
介護労働力の供給決定要因に関する研究

介護労働分析を(i)離職意向(ii)マクロ的動向(iii)女性介護労働者の意識、(iv)福祉系大学の動向の観点から行った。この結果、(i)介護福祉士は、介護の仕事の持続意向は高いが職場からの転職意向は高い、(ii)介護サービス従事者が2001年から2010年の間に常勤換算で80万人から147万人に急増し、資格の構成も変化している、(iii)女性介護労働者の仕事に関する不安・不満がライフ・ステージなどにより異なること(iv)福祉系学部における就労接続の動向や卒業生の進路動向などが明らかになった介護産業では女性労働が中心的な役割を果たしている。このことを踏まえ、今年度は研究分担者(車井浩子)を中心に、介護労供給のバックグラウンドの一部となる女性介護労働者の負担要因の分析を行った。介護労働安定センターの実施した2008年度の「介護労働者の就業実態と就業意識調査」の個票データを用いて、女性介護労働者の不満要因について、因子分析を行った。そこでは、データを40才未満、40才以上、既婚、未婚・離死別に分け、各階層における不満要因がどのように異なっているかを分析している。明らかになったことは、40才未満や未婚・離死別では労働時間やその不規則性、深夜労働などと関係する因子が相対的に大きいのに対し、40才以上や既婚では、雇用の安定性や正社員になれないことと関係する因子が相対的に明らかになっている。前年度から進めていた、厚生労働省のHPにある「介護サービス施設・事業所調査」を用いた、介護保険発足後10年の従事者数、常勤換算従事者数のデータの整理をほぼ完成し、一部を研究資料として公刊した。HPに無い2006年度と2007年度の経営主体別データについては、前年度に統計法33条により、取り寄せたデータに若干の不足があり、追加的なデータを取り寄せて整理した結果、公表されている都道府県別のデータと完全に整合的なデータを得ることができた。介護労働の供給源としての介護系の学校についてのデータは、研究協力者(吉田和夫)を中心に学校基本調査などデータの収集整理が進みつつある。施設介護の中心を担う正社員の確保には新卒の採用が重要である。本年度は、日本社会福祉教育学校連盟に属する大学の福祉系学科の学科長にアンケートを行い、特に福祉就労との関連を調査した。133学科のうち、回収できたのは20学科であったが、学校基本調査では、わからない最近の進路状況の情報が得られた。福祉系大学生でも、最終的に福祉業界を志望するものは少ないという指摘もあったが、この調査対象で、就職した卒業生の過半数が医療福祉分野、特に30%が老人福祉士施設・介護施設に就職している。福祉系学部の長期的な動向は、研究協力者(吉田和夫)が学校基本調査を整理して「福祉系学部の長期動向と産業への接続の問題ー学校基本調査の分析からー」(介護経営第8巻2013年)に纏めた。このデータによると福祉系大学の最近の入学者は2万人前後で、社会保険・社会福祉・介護事業への就職者は平成20年の1万1000人余りから平成24年1万8000人に増加している。学部別の就職者数のデータはないが、アンケート結果を類推すると以前は、社会保険・社会福祉・介護事業への就職者のかなりの部分をこれらの学科が占めていたと見られる。大学は主に社会福祉士を供給するので相談員や支援員の希望が多いが求人は介護職員が多いというミスマッチがあることは予想されていたが、実際の回答で裏付けられた。また、非正社員などの確保では、無業女性の就業が一つの課題となる。本年度は無業女性の中でも専業主婦についてのアンケート結果から、就業を意識したとき仕事と家庭の両立の不安を感じていること、就業には金銭的不安が関わっていることなどを明らかにした。この結果、(i)介護福祉士は、介護の仕事の持続意向は高いが職場からの転職意向は高い、(ii)介護サービス従事者が2001年から2010年の間に常勤換算で80万人から147万人に急増し、資格の構成も変化している、(iii)女性介護労働者の仕事に関する不安・不満がライフ・ステージなどにより異なること(iv)福祉系学部における就労接続の動向や卒業生の進路動向などが明らかになった介護労働安定センターの実施した2008年度の「介護労働者の就業実態と就業意識調査」の個票データを用いて、介護労働者の離職意向に影響を与える要因を分析した。2008年度調査は、大調査であった2006年度調査と比べるとサンプルはやや少ないが、離職についての質問形式が変わり、勤務先の離職意向と介護の仕事からの離脱意向のそれぞれについて、分析を行うことが可能になった。ここでは、介護の仕事からの離脱意向と、介護の仕事は継続したいが現勤務先は離職したいという意向について、プロビット分析をした。その結果、長い労働時間が双方の離職意向を高める、高い相対賃金は介護の仕事の継続意思を強めるなどの結果を得ている。特に注目する結果は、介護福祉士の資格保有者は、介護の仕事は継続したいが現勤務先のみを離職したいという意向が強いことが明らかになったことである。介護労働者のなかで、介護福祉士の割合は高くなってきていて、この結果は、介護労働市場における流動性が高まることを示唆している。

また、厚生労働省のHPにある「介護サービス施設・事業所調査」により、介護保険発足後10年の従事者数、常勤換算従事者数のマクロ的な動向を整理した。特に、経営主体別のデータについては、2006年度と2007年度のデータについては、HPで入手できないので、統計法33条の目的外利用の手続きにより、厚生労働省から請求したデータを用いている。この結果、常勤換算従事者数が、2010年には147万人に倍増していること、介護福祉士の割合は、訪問介護員が20%以下から35%、介護職員では、30%から42%に増加していることなどが明らかになった。施設を除くと経営主体別では、営利法人の比率が2006年ごろまでに40%に急増している。また、介護福祉士の割合は訪問介護員、介護職員とも低いという結果を得ている。この結果の一部は富山大学で発表している。介護系学校や専業主婦の再就職は介護労働の供給源として重要なものである。本年度は、これらについてのデータや、様々な観点からの知見が得られた。また、介護労働者についてのマクロ的なデータについて、非常に詳細なデータの整理がほぼ完成したが、これは、すべての研究において、その背景的を示すのに必要なだけでなく、これを精査するこにより、介護労働市場における問題を発見することができると期待できる。介護福祉士資格の離職意向に与える効果は、予想されたものだが、そのインプリケーションは、理論面も含め検討する必要がある。統計的方法については、報酬区分が新しいデータでは明らかになったので、以前のデータと比べ階層的な方法の重要性は減じているが、統計的方法については、もう少し工夫したほうがいい。介護労働者のマクロ的動向は、それ自体興味があるが、介護労働についてどんな分析をするにせよ基礎的なデータとして用いることができるという面でも重要である。介護労働安定センターの「介護労働者の就業実態と就業意識調査」については、2002年から2008年の7年分の個票データを入手している。とくに最後の5年については、比較的均質なデータが得られるので、離職数などについて、擬似パネルなどの方法を用いた分析が可能になると思われる。また、最近Gelontologistを中心にアメリカの介護労働の分析が多く見受けられる。これらは、2004年の調査を元にしたものであるが、調査結果自体もHPで入手可能なようなので、様々な観点からの日米比較が得られることが期待できる。介護系学校については、学校基本調査のデータの他に研究協力者を中心に、日本社会福祉教育学校連盟の正会員校の社会福祉関係学部へのアンケートによりデータを得ることを予定している。この分野の先行研究は少なく、先駆的な結果が得られることが期待できる。新たなテーマとしては、介護労働の供給源としての介護系学校の動向について、文科省関係のデータなどを用いて分析を進めたい。また、介護資格が介護労働市場で果たす資格について、近年研究されている資格に関する労働経済学の見地も踏まえながらも、介護労働の特殊性を考慮したうえで検討したい。また、新しいデータが入り次第、介護報酬改訂の効果を計量分析することを考えているが、その基礎として、規制産業の労働市場についても、一般的観点、介護労働の特殊性の双方の観点から理論的な検討をしたい。通常の学会、研究会、調査などにかかる旅費や統計処理などに要する物品費以外に、上記の福祉関係大学の社会福祉関係学部へのアンケートを予定している。
動脈硬化と動脈瘤の形成と進展におけるSMP30の役割

本研究では、Apolipoprotein E(ApoE)・Senescence Marker Protein-30(SMP30)両欠損マウスを用いて、腹部大動脈瘤形成におけるSMP30の役割を分子生物学的に明らかにし、SMP30を標的とした新しい治療法の開発を目指すことを目的とした。腹部大動脈瘤を作成するため、野生型マウス(WT)、SMP30欠損マウス(SMP30-KO)、ApoE欠損マウス(ApoE-KO)、SMP30・ApoE両欠損マウス(DKO)に対し、生食(sham群)またはAngiotensinII(AngII群)を投与した。AngII投与28日後に大動脈を摘出し、腹部大動脈最大径を測定したところ、WTと比較してApoE-KOでは最大径が拡大し、DKOではさらに最大径が増大する傾向となった。しかし、SMP30-KOでは腹部大動脈に影響は認めず、死亡率についても最大径と同様の結果であった。腹部大動脈瘤の病理組織は、中膜弾性線維層が菲薄化する傾向にあり、瘤化した部位に線維芽細胞の集簇および炎症細胞の浸潤を認めた。ApoE-KOの大動脈組織において、mRNAの発現を定量RT-PCRにて測定したところ、MCP-1、IL-6、IL-1β、TNFの発現が亢進しており、DKOにおいてはApoE-KOに比してより増加していた。一方、SMP30-KOではこれらの発現亢進は認められなかった。また、MMP-9の発現はAngII投与にて増加したが、WTに比してApoE-KO, SMP-KO, DKOいずれにおいても有意な変化は認められなかった。結論として、SMP30はAngIIのpro-inflammatoryな作用に拮抗することにより大動脈瘤形成を抑制していることが示唆された。一方、SMP30-KOによる表現型は明らかでなく、今後より詳細な細胞内メカニズムの解明が必要である。Senescence Marker Protein-30 (SMP30)は、ノックアウトマウスの解析から抗酸化作用、抗アポトーシス作用を有することが判明し、抗老化蛋白として機能していることが示唆されている。現代社会においては高齢化と食生活の欧米化に伴い動脈硬化性疾患が増加しており、動脈硬化の形成には酸化LDLの形成をはじめとした酸化ストレスやアポトーシスは重要な役割を演じているが、SMP30との関連についてはこれまでに全く検討されていない。本研究ではSMP30が動脈硬化の形成と進展においてどのような役割を有するかを明らかにする。遺伝子操作マウスを用いて、SMP30の抗酸化作用、抗アポトーシス作用に着目し、新しい動脈硬化への治療の開発について検討する。実験方法としては野生型(WT)マウスとSMP30-KOマウス、動脈硬化モデルとして頻用されているApoE-KOマウスと、それらのマウスを交配させたダブルノックアウト(SMP30/ApoE d-KO)マウスを用いて研究する。それらのマウスにアンジオテンシンを持続投与して、腹部大動脈瘤モデルを作成する。アンジオテンシン投与前のベースラインでの血圧、心拍数、体重、大動脈径に有意差は認められず、また大動脈組織は、ヘマトキシリン・エオジン染色、エラスチカ・マッソン染色において形態的に差異は認められなかった。アンジオテンシン投与後4週間での解析では、すべての系統のマウスが同等に血圧が上昇しており、WTマウス、SMP30-KOマウスの腹部大動脈中膜層は肥厚する傾向にあったが、ApoE-KOマウス、SMP30/ApoE d-KOマウスの腹部大動脈中膜層はベースラインと同等もしくは菲薄化する傾向にあり、血管径が有意に拡大する結果であった。今後は研究計画に沿って更に実験を進めていく予定である。WTマウス、SMP30-KOマウス、ApoE-KOマウス、SMP30/ApoE d-KOマウスの4系統におけるベースラインの血圧、心拍数、体重、大動脈径に有意差は認められず、また大動脈組織は、ヘマトキシリン・エオジン染色、エラスチカ・マッソン染色において形態的に差異は認められなかった。4系統のマウスにアンジオテンシンIIを1000ng/kg/minの投与量で持続投与したところ、全ての系統においてベースラインと比較し有意に血圧は上昇しており、4群間での血圧の差は認められなかった。アンジオテンシンIIを28日間持続投与された4系統のマウスのうち、WTマウス、SMP30-KOマウスの腹部大動脈中膜層は肥厚する傾向にあったが、ApoE-KOマウス、SMP30/ApoE d-KOマウスの腹部大動脈中膜層はベースラインと同等もしくは菲薄化する傾向にあり、血管径が有意に拡大する結果であった。アンジオテンシンIIを持続投与された4系統のマウスのうち、WTマウスおよびSMP30-KOマウスと比較してApoE-KOマウスでは瘤破裂もしくは大動脈解離で死亡する割合が増加し、SMP30/ApoE d-KOマウスではさらに同じ原因による死亡率が有意に増加した。

本研究ではSMP30が動脈硬化の形成と進展においてどのような役割を有するかを明らかにする。遺伝子操作マウスを用いて、SMP30の抗酸化作用、抗アポトーシス作用に着目し、新しい動脈硬化への治療の開発について検討する。実験方法としては野生型(WT)マウスとSMP30-KOマウス、動脈硬化モデルとして頻用されているApo-E KOマウスとそれらのマウスを交配させたダブルノックアウト(SMP30/ApoE double KO)マウスを用いる。それらのマウスにアンジオテンシンを持続投与して腹部大動脈を作成し、その形態学的変化(瘤形成の大きさの評価など)、また動脈壁における炎症反応の程度の評価などを検討する。アンジオテンシン投与では動脈瘤の形成の程度を評価するが、高脂肪食負荷モデルにより動脈硬化巣のプラークの形成の程度を評価する。動脈硬化の形成には炎症反応が強く関与しており、免疫染色や細胞内接着因子の発現などについて検討していく。アンジオテンシン投与前の血圧、心拍数、体重、大動脈径には差は見られず、また組織学的検討においても形態的な差異は認めなかった。アンジオテンシン投与4週間後の検討ではすべての系統のマウスにおいて血圧が上昇していた。腹部大動脈中膜層の肥厚、または菲薄化についての組織学的検討を中心に検討したところ、マウスによる個体差が大きく、それぞれの群の間での有意差は得られていない。またアンジオテンシン投与による腹部大動脈瘤の破裂によ死亡するマウスもあり、現在、研究が遅れている状態である。本研究では、Apolipoprotein E(ApoE)・Senescence Marker Protein-30(SMP30)両欠損マウスを用いて、腹部大動脈瘤形成におけるSMP30の役割を分子生物学的に明らかにし、SMP30を標的とした新しい治療法の開発を目指すことを目的とした。腹部大動脈瘤を作成するため、野生型マウス(WT)、SMP30欠損マウス(SMP30-KO)、ApoE欠損マウス(ApoE-KO)、SMP30・ApoE両欠損マウス(DKO)に対し、生食(sham群)またはAngiotensinII(AngII群)を投与した。AngII投与28日後に大動脈を摘出し、腹部大動脈最大径を測定したところ、WTと比較してApoE-KOでは最大径が拡大し、DKOではさらに最大径が増大する傾向となった。しかし、SMP30-KOでは腹部大動脈に影響は認めず、死亡率についても最大径と同様の結果であった。腹部大動脈瘤の病理組織は、中膜弾性線維層が菲薄化する傾向にあり、瘤化した部位に線維芽細胞の集簇および炎症細胞の浸潤を認めた。ApoE-KOの大動脈組織において、mRNAの発現を定量RT-PCRにて測定したところ、MCP-1、IL-6、IL-1β、TNFの発現が亢進しており、DKOにおいてはApoE-KOに比してより増加していた。一方、SMP30-KOではこれらの発現亢進は認められなかった。また、MMP-9の発現はAngII投与にて増加したが、WTに比してApoE-KO, SMP-KO, DKOいずれにおいても有意な変化は認められなかった。結論として、SMP30はAngIIのpro-inflammatoryな作用に拮抗することにより大動脈瘤形成を抑制していることが示唆された。
マイクロ流路デバイスによる薬剤内包多糖類ハイドロゲル粒子の形態制御

平成30年度は以下を実施した.(1)ゲル粒子の形状に影響を与える因子の評価:前年度までに実施したゲル粒子作製において,得られるゲル粒子の真球度に影響を及ぼす因子を評価した.結果,カルシウムイオン(Ca2+)を含有する油中水(W/O)型エマルションの油相と水相の体積比率の影響が顕著であることを見出した.体積比率の適切な設定により,例えば平均径160μm, CV値4.2%,真球度0.96の単分散且つ高真球度のゲル粒子が得られた.(2)球状ゲル粒子の表面修飾:マイクロ流路内のNa-alginate液滴の両脇から供給するCa2+含有W/Oエマルション滴内にFe3O4ナノ粒子をあらかじめ分散させ,生成される球状ゲル粒子の表面をFe3O4ナノ粒子で被覆することを試みた.得られた球状ゲル粒子を光学顕微鏡および電子顕微鏡にて観察したところ,ゲル粒子の表面近傍のみにFe3O4ナノ粒子が固定化されている様子を確認できた.さらに,両脇から供給するCa2+含有エマルションの片方のみにFe3O4ナノ粒子を分散し,およそ半球がFe3O4ナノ粒子で被覆された球状ゲル粒子を得た.またこれらのFe3O4ナノ粒子で表面修飾されたゲル粒子を外部磁場の印加により操作することができた.(3)球状ゲル粒子量産を目的としたW/Oエマルション量産装置の作製:ゲル粒子の前駆体となるW/Oエマルションの生成量をスケールアップさせる装置を作製した.ソフトリソグラフィ法を用いて100-1000本の流路を高密度に並べたシリコーン樹脂(Polydimethylsiloxane, PDMS)チップと機械加工で作製したステンレス製の液体供給装置を組合せ,直径のCV値10%が以下の液滴の生成を確認した.平成28年度は以下を実施した.(1)球状ゲル粒子作製用マイクロ流路の作製:アルギン酸ナトリウム(Na-alginate)液滴を生成する上流部の流路と,真球状とした当該液滴の周囲にカルシウムイオン(Ca2+)含有ナノエマルションを供給し,合一させるための下流部の流路から成る,球状アルギン酸カルシウム(Ca-alginate)ゲル粒子連続生成用マイクロ流路の作製を行った.高い化学的安定性から,流路基板として合成石英ガラスを選択し,機械加工あるはレーザ加工によって微細溝の加工を行った後,熱溶着にて密封されたマイクロ流路を形成した.ガラス流路はシラン化処理剤により疎水化して使用した.その他PDMS製マイクロ流路も作製した.(2)球状ゲル粒子の作製と形状評価:上記のマイクロ流路を用い,球状ゲル粒子を作製した.分散相としてNa-alginate水溶液(2wt%)にモデル薬剤を添加したもの,連続相としてコーン油に界面活性剤を加えたものを用いた.液滴生成部と生成した直径100-200umのNa-alginate液滴に対し,下流域にてゲル化反応液を接触させ,真球状ゲル粒子を作製した.作製したゲル粒子の光学顕微鏡による観察および乾燥ゲル粉体の電子顕微鏡観察を行った.(3)UV-Vis分光測定による球状ゲル粒子からの薬剤徐放性評価:乾燥ゲル粉体からのモデル薬剤の放出挙動をUV-Vis分光測定によって評価した.石英製キュベットに入れて近紫外可視光領域における吸収スペクトルを測定し,別途得た校正曲線との比較により薬剤濃度を算出し,放出挙動の経時評価を行った.球状ゲル粒子生成用マイクロ流路の作製,作製したデバイスを用いたゲル粒子の作製試験,および作製したゲル粒子からの徐放性評価に至るまで,順調に行うことができた.平成29年度は以下を実施した.(1)非球状ゲル粒子作製用マイクロ流路の作製:アルギン酸ナトリウム(Na-alginate)水溶液を半球成分として含むJanus状液滴を生成する上流部の流路と,当該Janus液滴の周囲にカルシウムイオン(Ca2+)含有ナノエマルションを供給し,合一させるための下流部の流路からなる,非球状アルギン酸カルシウム(Ca-alginate)ゲル粒子連続生成用マイクロ流路の作製を行った.前年度作製した球状ゲル粒子用マイクロ流路と同様に,流路基板として合成石英ガラスを選択し,機械加工法によって微細溝の加工を行い,熱溶着にて密封されたマイクロ流路を形成した.ガラス流路はシラン化処理剤により疎水化して使用した.(2)非球状ハイドロゲル粒子の作製試験:上記のマイクロ段差流路を用いてJanus状液滴を生成し,サイズ・形状の揃った非球状ゲル粒子の作製を試みた.先ず,Na-alginate水溶液(2-3wt%)を一方の分散相に,ポリエチレングリコールおよびグリセリンにより粘度調整した水溶液をもう一方の分散相として用いてY字型マイクロ流路で二層並行流を形成し,下流部にてJanus液滴の生成を試みたところ,粘度比が1に近いほどJanus状の液滴が得られることを確認した.また2つの水溶液の流量調整により,異なる体積比率のJanus液滴が生成されることを確認した.下流部にCa2+を含むW/Oエマルションを導入してゲル化を行い,洗浄の後に光学顕微鏡にて観察を行ったところ,非球状ゲル粒子が得られていることを確認した.非球状ゲル粒子生成用マイクロ流路の作製,および作製したデバイスを用いたゲル粒子の作製試験を順調に行うことができた.平成30年度は以下を実施した.

(1)ゲル粒子の形状に影響を与える因子の評価:前年度までに実施したゲル粒子作製において,得られるゲル粒子の真球度に影響を及ぼす因子を評価した.結果,カルシウムイオン(Ca2+)を含有する油中水(W/O)型エマルションの油相と水相の体積比率の影響が顕著であることを見出した.体積比率の適切な設定により,例えば平均径160μm, CV値4.2%,真球度0.96の単分散且つ高真球度のゲル粒子が得られた.(2)球状ゲル粒子の表面修飾:マイクロ流路内のNa-alginate液滴の両脇から供給するCa2+含有W/Oエマルション滴内にFe3O4ナノ粒子をあらかじめ分散させ,生成される球状ゲル粒子の表面をFe3O4ナノ粒子で被覆することを試みた.得られた球状ゲル粒子を光学顕微鏡および電子顕微鏡にて観察したところ,ゲル粒子の表面近傍のみにFe3O4ナノ粒子が固定化されている様子を確認できた.さらに,両脇から供給するCa2+含有エマルションの片方のみにFe3O4ナノ粒子を分散し,およそ半球がFe3O4ナノ粒子で被覆された球状ゲル粒子を得た.またこれらのFe3O4ナノ粒子で表面修飾されたゲル粒子を外部磁場の印加により操作することができた.(3)球状ゲル粒子量産を目的としたW/Oエマルション量産装置の作製:ゲル粒子の前駆体となるW/Oエマルションの生成量をスケールアップさせる装置を作製した.ソフトリソグラフィ法を用いて100-1000本の流路を高密度に並べたシリコーン樹脂(Polydimethylsiloxane, PDMS)チップと機械加工で作製したステンレス製の液体供給装置を組合せ,直径のCV値10%が以下の液滴の生成を確認した.当初の予定どおり,平成29年度は非球状のゲル粒子の作製および薬剤徐放性評価に取り組む.平成30年度は非球状のゲル粒子の薬剤徐放性評価と球状ゲル粒子との比較,生産量スケールアップ装置を用いた量産試験,等に取り組む.
冷戦初期の旧ソ連邦における科学者の思考と行動に関する歴史的実証研究

本研究においては、冷戦初期の旧ソ連邦を対象に、"冷戦型科学・技術体制"が形成される過程において科学者たちの行動がはたした役割とその背景を明らかにすることを目的に、数次にわたる現地での資料調査をはじめ、文献探索、資料分析をおこなってきた。その結果、以下のような結果をえた。(1)計算機開発を担当していた機械技術者は、軍部の砲兵部門の要求を背景に、機械式の専用計算機にこだわりをみせていた。一方、核開発に動員された数学者たちは、汎用高速電子計算機の開発を渇望していた。ラヴレンティエフら後者のグループは、政治的指導部に自分たちのパトロン(この場合はフルシチョフ)を見いだし、その影響力を利用して、ブルーエヴィチら古い計算機技術者を排除することにようやく成功した。(2)1948年秋、科学アカデミーでは(1)観念論の克服、(2)実践からの研究の遊離批判、(3)対外拝跪主義の払拭を課題する討論が組織された。本研究では、物理学分野、物理化学分野における討論を検討した。(1),(2)の課題については、科学者たちは充分説得的な反論材料を用意しており、重要な争点とはならなかった。唯一、(3)の論点については、科学者は打撃的な負の影響をうける。それは、党の科学行政家たちが、科学者のなかにある対外依存の風潮の一掃を政策目標にしていたためであると考えられる。(3)戦中の劣悪な教育研究条件のなかで、2度にわたる疎開に従った、ほぼ教育専任のモスクワ国立大学物理学部の教員たちと、多くがカザンに疎開した、相対的に恵まれた研究条件をもつ研究者=同学部の兼職教員たちとの間には埋めることのできない溝がうまれていたことを証明し、冷戦初期において、イデオロギー抗争として現象するにいたった科学者諸集団間の確執の原因を探った。研究代表者は平成15年5月18日5月27日、および、平成16年3月14日20日の間、2回にわたり、ロシア連邦モスクワ市において、史料調査を実施した。現地では、ロシア科学アカデミー・S.I.ヴァヴィロフ名称自然科学史=技術史研究所の協力をえて、ロシア国立社会=政治史文書館、ロシア科学アカデミー文書館、および、モスクワ国立大学文書館などで史料調査に従事し、1940年代後半から1950年代前半の時期に旧ソ連邦のアカデミズム、具体的にはソ連邦科学アカデミー(とりわけ、その「物理学・数学部」、および「工学部」)に生起した重大な諸事件のうち、(1)一連の学問分野別"討論"と並行して繰り広げられた"コスモポリタニズム、対外拝跪主義"批判キャンペーンの烽火ともなった一連の科学者の他の科学者グループに対する権力=ソ連共産党宛の告発、(2)彼らの第2次世界大戦中からの科学アカデミー会員補充選挙やその他の待遇問題に関する不満、(3)強い影響力をもった科学アカデミー会員、ニコライ・ブルーエヴィチの解任劇の実態と科学アカデミーにおけるムスティスラフ・ケルドゥィシュ、ミハイル・ラヴレンティエフらの台頭を跡づける一次史料の発掘に成功した。これらは「計画調書」に例示した6項目の事例うち、(2)、(3)、(5)項の事例研究の典拠となりうる、非常に貴重な発見であった。本補助金で購入したノート型パソコンは複写が事実上禁じられている文書資料の摘記に大きな力を発揮した。また、二次資料ながら、本補助金で購入した図書資料の多くが貴重な研究情報源となるものであった。これらを分析し、ブルーエヴィチ解任劇を課題のひとつとする論稿を執筆することができた。当該論稿は現在、国際学会誌において査読の過程にあることを申し添えておく。

研究代表者は平成16年9月5日9月17日、および、平成17年2月6日16日の間、2回にわたり、ロシア連邦モスクワ市において、史料調査を実施した。現地では、ロシア科学アカデミー・S.I.ヴァヴィロフ名称自然科学史=技術史研究所の協力をえて、ロシア国立社会=政治史文書館、ロシア科学アカデミー文書館、および、モスクワ中央市立文書館などで史料調査に従事し、前年度にひきつづき、(1)一連の学間分野別"討論"と並行して繰り広げられた、一連の科学者にたいする、ある科学者グループからの権力=ソ連共産党への告発キャンペーンの実態、(2)彼らの第2次世界大戦中からの待遇問題に関する不満と前記の告発キャンペーンとの関連、(3)物理学、物理化学分野における、告発の対象となった一連の科学者の、学問分野別"討論"、および告発キャンペーンへの対応、(4)科学者内部の確執がもっとも尖鋭に現れたモスクワ国立大学物理学部の戦時下・終戦直後の物質的条件、などを跡づける一次史料の発掘に成功した。これらは「計画調書」に例示した6項目の事例うち、(1)、(2)、(6)項の事例研究の典拠となりうる、非常に貴重な発見であった。本補助金で購入したノート型パソコンは複写がたいへん困難な文書資料の摘記に大きな力を発揮した。また、二次資料ながら、本補助金で購入した図書資料の多くが貴重な研究情報源となるものであった。平成16年度においては、これらの分析のうえに、おもに、上記の(3)の論点について、現在印刷中の論稿(下記)、および、(4)の論点について現在投稿中の論稿、計2稿をまとめあげることに成功した。また、前年度に執筆したブルーエヴィチ解任劇(「計画調書」の(5)項に関連)を課題のひとつとする論稿はIEEE Annals of the History of Computing誌に掲載されることが確実となったことを申し添えておく。研究代表者は平成17年9月10日9月24日の間、ロシア連邦モスクワ市において、史料調査を実施した。現地では、ロシア科学アカデミー・S.I.ヴァヴィロフ名称自然科学史=技術史研究所の協力をえて、ロシア国立社会=政治史文書館、および、ロシア科学アカデミー文書館で史料調査に従事し、前年度において探究を深めた課題である、科学者内部の確執の背景となった戦時下・終戦直後の科学者をめぐる物質的条件をより深く探るべく、戦時下における科学アカデミーのカザン市などへの疎開(とくに物理学研究所のそれ)の影響を重点的に調べ、貴重な一次史料の発掘に成功した。また、二次資料ながら、現地、および国内で本補助金により購入した図書資料の多くが貴重な研究情報源となるものであった。研究成果の発表については、平成16年度は、上記資料の分析のうえに、論稿[市川浩「ソ連邦科学アカデミー・物理学研究所のカザンへの疎開(19411943年)」]を執筆し、日本科学史学会の学会誌『科学史研究』に投稿し、現在、査読を受けている過程にある(同誌編集委員会名2006年1月17日付受理証明.受付番号2507)。
聴覚中継核におけるシナプス伝達機構の固体発生過程の研究

聴覚系の第3次ニューロンである台形体内側核(MNTB)は音の強度差を指標とする音源の識別機構に関与する。生後4日令(p4)から13日令(p13)のラットを用いて脳幹のスライス標本を作製し、MNTB主細胞から興奮性シナプス後電流(EPSC)を記録しそのサイズおよび振幅の揺らぎを解析した。EPSCサイズは生後日令の増加に伴い平均で6.5倍に大きくなり、一方振幅の揺らぎは6分の1に減少した。さらに、EPSC振幅の揺らぎは細胞外Caイオン濃度の関数として,Caイオン濃度が減少することで増大する。しかし、細胞外Caイオン濃度への依存性が生後発達に伴い変化し、Caイオンヘの感受生が増大する。また、電気刺激後のシナプス電流発生のタイミングも生後発達に伴い揃い、電気刺激時刻でそろえて平均加算したシナプス電流の立ち上がり時間で示すと1.5msecから0.5msecに減少する、さらに非同期的に発生するEPSCが生後発達に伴い消失した。すなわち、生後の1週間程度の発達期間中に高い位相応答特性を示す、かつ伝達効率の非常に高いシナプスが完成する事を示した。さらに、こうしたシナプス伝達の完成の過程はシナプス前終末でのCa電流の量的な増大(2倍)を伴うことを明らかにした(Chuhma & Ohmori,1998)。シナプス前終末における細胞内Ca動態を検討した結果、生後発達過捏はおそらくシナプス前終末でのNa-Ca交換系の発達を伴い、活動電位の発生によって大量に流入するCaイオンを急速に除去する能力を高める結果として、シナプス前終末内静止状態でのCaイオン濃度を多少低めに設定し、活動電位発生に伴う大量のCaイオンの流入と、発達したCa除去機構によってシナプス伝達物質放出がより高い確率で、しかも同期的に起こる過程を実現するものと思われる。
新しいヒト胎盤モデルを用いた妊娠高血圧症候群の分子生物学的な解明

妊娠高血圧症候群は母児共に予後不良の転機を起こしうる重篤な疾患で初期胎盤形成及び機能不全が疾患発生の発端と考えられている。これまで従来の実験モデル、ヒトにおいては倫理的な面からも着床期から胎盤形成を対象に研究を進めるのは不可能で本疾患の解明は困難であった。本研究では疾患胎盤よりターゲット遺伝子を定め、人工多能性幹細胞(iPS細胞)から胎盤を構成する絨毛細胞(トロホブラスト)へと分化させた系を用いて、同遺伝子のトロホブラストへの分化過程における機能を解析する研究である。2018年2019年にかけては妊娠高血圧症候群患者胎盤の網羅的解析を目的としている。本研究は東京医科大学病院倫理委員会にて承認を経て開始されている。採取した胎盤より切片を作成、レーザーマイクロダイゼクションを用いて、CT、ST、EVTよりRNAを抽出、cDNAライブラリーを合成しRNA-sequenceを用いて健常者のコントロール群と比較し網羅的解析を行う。この網羅的解析においては、クラスター解析などを行う事により妊娠高血圧症候群のCT、ST、EVTにおける新規遺伝子も含めてターゲット遺伝子を絞り込んでいく。報告者は既にヒト胎盤モデルにおけるCT、ST、EVTの特徴的な分子網を特定しておりその解析データはクラスター解析に応用できる。本年度は疾患胎盤、健常者の胎盤の採集を中心に行っているが妊娠高血圧症候群の症例自体が少なくまた妊娠高血圧症候群であっても妊娠糖尿病であったり元々内分泌疾患などの母体合併症を持っているケースが多くてなかなか疾患胎盤が採取できないのが現状である。疾患検体の採集が困難であったため。検体採集については引き続き行う。一方で検体採集が困難であった場合は報告者の構築したiPS細胞を絨毛細胞系に分化させた群の中とデータベースにある妊娠高血圧症候群に関与すると言われている遺伝子を比較することでその遺伝子の機能の解析などを行い、病態及び胎盤形成のメカニズムにアプローチしていく予定である。検体採集が困難であったため計画が遅れ次年度使用額が生じた。
行動経済学や心理学に基づく調査回答と事実の乖離の理解及び低減

一般的に、マーケティングリサーチ結果は企業の商品開発や広告戦略、更には重要な経営意思決定等を支援する役割を持っており、ここで得られる結果に誤りがあれば、誤った商品開発や広告投下等を行ってしまう恐れがある。こうした課題に対して、本研究はマーケティングリサーチでの調査回答と実際の行動との間に生じる可能性のある乖離について、その大きさや方向(過大回答か過少回答か)を把握し、行動経済学的指標や心理学に基づく尺度等との関連に基づき乖離の生じる要因を理解することを目的としている。更に、調査と事実の乖離の要因を理解したうえで、様々な改善策を検討し、乖離の低減を試みることを想定している。
磁気軸受と玉軸受で支持されるハイブリッド主軸によるエンドミル工具のびびり振動抑制

本研究は、主軸の支持剛性は玉軸受で確保し、磁気軸受によって主軸下端の運動を制御できるハイブリッド主軸を用い、電磁力により主軸・工具系の振動を制御し、小径エンドミル工具先端での動的コンプライアンスを改善することでびびり振動を抑制することを目的とし、本年度は提案したハイブリッド主軸の実験機を製作し、基本的機能の評価を行った。実験機では主軸として首下の長さ60mm、直径20mmのツールホルダを用い、ツールホルダの下端近くに電磁力を受けるケイ素鋼板円筒部を取付けた。またマシニングセンタ主軸ヘッドの下端に冶具を介して電磁石を取付け、ツールホルダ下端のケイ素鋼板円筒部と組み合わせ、制御磁気軸受とした。また工具から遠い方のころがり軸受は、実験に用いたマシニングセンタ主軸の転がり軸受をそのまま用いる構造とした。ツールホルダを仮想的な主軸と見做した時のケイ素鋼板円筒部のばね定数は5MN/m、1次の固有振動数は約600Hzであった。電磁力は25N/Aであり、±9A(バイアス電流3.8A)の電流に対し、±50μmの範囲でほぼ直線関係が得られた。また長さ65mm、直径6mmのエンドミルをツールホルダに取付けて振動試験を行い、ケイ素鋼板円筒部とエンドミル下端に集中質量がある2自由度系になっていることが示された。ここで振動系は同じ方向に質量が振動するモデルではなく、2重振り子のモデルを用いることで、実際の主軸・エンドミルの振動系の振動特性の理論値が実験値により近くなることが明らかになった。また得られた振動系のモデルを用いて極配置法により状態フィードバック係数を求め、状態フィードバック制御により、工具先端のコンプライアンスのピーク値が低下することを確認した。2018年度の目標は「エンドミル工具のコンプライアンス制御システムの設計・試作と評価」することであった。研究実績で述べたように、製作したハイブリッド主軸の実験機は、当初計画していた基本的な仕様をほぼ満足していることを確認した。また実験機は主軸回転速度12000rpmで高速回転させることができ、エンドミル加工も可能なこと、12000rpmで高速回転させても電磁力によりエンドミルを高速で動かすことができることを確認した。これら成果は、初号機での当初の仕様を上回る結果であり、今後の研究の進展にとって大きな助けになると考えられる。エンドミルの振動制御にとって重要な振動系のモデルについても、当初は2自由度系で同じ方向に質量が振動するモデルを考えていたが、詳細な振動実験を繰り返した結果、振動系のモデルは2重振り子を用いる必要があることが明らかになった。これも2019年度に実施を予定している状態フィードバック制御を用いた場合のエンドミル下端でのコンプライアンスの測定において、良好な結果を得る上で重要か知見になると考えられる。また状態フィードバック制御において、当初エンドミル先端の振動の測定が必要であり、コンプライアンスの測定は主軸を回転させないでレーザー変位計で行う必要があると考えていた。しかし、詳細な振動実験を行うことで、エンドミルの上端に近い位置に取付けたアルミリングの振動でもエンドミル先端の振動とほぼ同じ測定結果が得られることが分かった。レーザー変位計による振動測定ではやや無駄時間があり、制御特性を悪くするではないかと懸念されたが、エンドミル上端のアルミリングの振動変位を渦電流式非接触変位センサで測定できるため、無駄時間の影響を排除することが可能になった。以上述べたように、今後予想される問題点のいくつかを解決することができ、予定よりも研究は進んでいると考えている。2019年度は、予定通り「エンドミルの振動制御すステムの機能の評価」を行う。既に制御系の主要な部分の製作は終えており、状態フィードバック制御を行う部分は、デジタル化による制御系への影響を排除するため、アナログ回路で製作する予定である。アナログ回路の実装は容易でないが、オペアンプを用いることで、できるだけ簡単に制御回路を製作し、コンプライアンスの評価試験を行う。当初の2019年度の実施計画は、以上で述べたことのみであったが、2020年度が最終年度であり、十分な成果を得るために、2018年度に得られた研究成果を踏まえ、以下のことを追加で行う予定である。(1)エンドミルの振動変位をエンドミル上端に取付けたアルミリングの位置で測定できるようになったため、主軸を高速回転させた状態で電磁力によるスイープ加振を行い、主軸系の振動特性を測定し、静止状態で測定される主軸系の振動特性との違いについて検討し、主軸振動系のモデルの修正を行う。また切削中でもエンドミルの振動変位の測定できるので、最終年度に実施を予定していた切削実験を行い、エンドミル下端でのコンプライアンスの制御によるびびり振動の抑制の効果について検証する。(2)本研究の最終年度は、オブザーバーを使ってエンドミル下端の振動変位を推定してコンプライアンスを制御し、切削実験により有効性を検証する予定である。そこで、2019年度はその準備として、アナログ回路で作成する状態フィードバックの制御回路をソフトウェアでも製作し、アナログ回路で製作した制御系との特性の違いについて検討する。

実験機では主軸として首下の長さ60mm、直径20mmのツールホルダを用い、ツールホルダの下端近くに電磁力を受けるケイ素鋼板円筒部を取付けた。またマシニングセンタ主軸ヘッドの下端に冶具を介して電磁石を取付け、ツールホルダ下端のケイ素鋼板円筒部と組み合わせ、制御磁気軸受とした。また工具から遠い方のころがり軸受は、実験に用いたマシニングセンタ主軸の転がり軸受をそのまま用いる構造とした。ツールホルダを仮想的な主軸と見做した時のケイ素鋼板円筒部のばね定数は5MN/m、1次の固有振動数は約600Hzであった。電磁力は25N/Aであり、±9A(バイアス電流3.8A)の電流に対し、±50μmの範囲でほぼ直線関係が得られた。また長さ65mm、直径6mmのエンドミルをツールホルダに取付けて振動試験を行い、ケイ素鋼板円筒部とエンドミル下端に集中質量がある2自由度系になっていることが示された。ここで振動系は同じ方向に質量が振動するモデルではなく、2重振り子のモデルを用いることで、実際の主軸・エンドミルの振動系の振動特性の理論値が実験値により近くなることが明らかになった。また得られた振動系のモデルを用いて極配置法により状態フィードバック係数を求め、状態フィードバック制御により、工具先端のコンプライアンスのピーク値が低下することを確認した。2018年度の目標は「エンドミル工具のコンプライアンス制御システムの設計・試作と評価」することであった。研究実績で述べたように、製作したハイブリッド主軸の実験機は、当初計画していた基本的な仕様をほぼ満足していることを確認した。また実験機は主軸回転速度12000rpmで高速回転させることができ、エンドミル加工も可能なこと、12000rpmで高速回転させても電磁力によりエンドミルを高速で動かすことができることを確認した。これら成果は、初号機での当初の仕様を上回る結果であり、今後の研究の進展にとって大きな助けになると考えられる。エンドミルの振動制御にとって重要な振動系のモデルについても、当初は2自由度系で同じ方向に質量が振動するモデルを考えていたが、詳細な振動実験を繰り返した結果、振動系のモデルは2重振り子を用いる必要があることが明らかになった。これも2019年度に実施を予定している状態フィードバック制御を用いた場合のエンドミル下端でのコンプライアンスの測定において、良好な結果を得る上で重要か知見になると考えられる。また状態フィードバック制御において、当初エンドミル先端の振動の測定が必要であり、コンプライアンスの測定は主軸を回転させないでレーザー変位計で行う必要があると考えていた。しかし、詳細な振動実験を行うことで、エンドミルの上端に近い位置に取付けたアルミリングの振動でもエンドミル先端の振動とほぼ同じ測定結果が得られることが分かった。レーザー変位計による振動測定ではやや無駄時間があり、制御特性を悪くするではないかと懸念されたが、エンドミル上端のアルミリングの振動変位を渦電流式非接触変位センサで測定できるため、無駄時間の影響を排除することが可能になった。以上述べたように、今後予想される問題点のいくつかを解決することができ、予定よりも研究は進んでいると考えている。2019年度は、予定通り「エンドミルの振動制御すステムの機能の評価」を行う。
機械的刺激に対する志肉由来細胞の応答性

1.ヒト臍帯動・静脈血管内皮細胞に機械的刺激を与えたところ、細胞増殖が促進された。機械的刺激の付与には、培養細胞伸展装置フレキサーセルを用い、細胞に24%伸展の応力で1日につき6,12,24時間の機械的刺激を与えた。動脈血管内皮細胞は1-5日間の間歇的な機械的刺激(6,12時間/日)により増殖が促進された。一方、静脈血管内皮細胞は1-9日間の連続的な機械的刺激により最も増殖が促進された。2.血管新生に着目し、その指標として、VEGFとそのレセプター(flt-1,KDR,flt-4)を、mRNAレべルで検討した。臍帯血管内皮細胞に1.と同様の機械的刺激を与えた後、RNAを抽出し、RT-PCR法により比較、検討した。その結果、機械的刺激の時間が長くなるにつれ、VEGF,KDRのmRNAの発現が増加し、逆に、flt-1,flt-4においては、そのmRNAの発現が減少した。3.ヒト歯肉線維芽細胞に、1.と同様の機械的刺激を与え、細胞数を測定した。その結果、歯肉線維芽細胞では、1-2日間の間歇的な機械的刺激(6時間/日)によって増殖が促進された。4.組織の修復過程に関与しているフィブロネクチンに注目し、機械的刺激に対する歯肉線維芽細胞のフィブロネクチン産生能を検討した。3%,6%伸展の刺激で24時間細胞に刺激を与えた後、産生量を測定した。その結果、3%伸展において、有意にフィブロネクチンの産生が促進された。血管内皮細胞にはstretch activated channelの存在が報告されている。ヒト歯肉毛細血管内皮細胞にも他の血管と同じように機械的刺激により血管内皮細胞の増殖や、血管の新生がおこると思われる。本研究では,機械的刺激による歯肉由来細胞の応答性を明らかにすることを目的とした。しかし,ヒト歯肉毛細血管内皮細胞の分離は得られる歯肉量が少ないことから困難である。そこで平成9年度においては,まずサイタイ動・静脈を使用し,機械的刺激に対する応答性として血管新生に着目した。血管新生の指標として,VEGFとそのレセプター(flt-1,kdr,flt-4)をmRNAレベルで検討した。サイタイ血管内皮細胞より回収したmRNAをRT-PCR法により増幅し,定量,比較した。フレクサ-セルを用いて細胞に機械的刺激を最大の応力(24%伸展)で0,6,12,24時間与えた。サイタイ静脈血管内皮細胞は与える機械的刺激の時間が長くなるにつれVEGF、kdrのmRNAの発現が増加した。逆にflt-1,flt-4のmRNAの発現は減少した。これらによりサイタイ静脈血管内皮細胞は機械的刺激によりVEGFとそのレセプターのmRNAの発現の応答性が異なることが示唆された。また,静地の状態ではサイタイ静脈血管内皮細胞に比べ,サイタイ動脈血管内皮細胞のflt-1 mRNAの発現が少なく,サイタイ動脈と静脈血管内皮細胞でmRNAの発現のパターンが異なる可能性が示唆された。また,今後必要となる歯肉毛細血管内皮細胞の分離も併せて行っている。本研究の目的は、機械的刺激に対して、歯肉由来細胞(毛細血管内皮細胞、線維芽細胞、上皮細胞)がどのように応答するのかを明らかにすることである。前年度は、ヒト臍帯動・静脈血管内皮細胞を使用して、細胞に与える機械的刺激の条件(刺激の強さ、時間等)を検討した。本年度は、前年度の結果を参考に、ヒト歯肉線維芽細胞に機械的刺激を与え、同細胞の応答性を検討した。ヒト歯肉線維芽