hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトiPS細胞から安定的に成熟した心室筋細胞を得る基盤技術の開発

ヒトiPS細胞から分化誘導した心筋細胞は心臓に対する再生医療や心臓病に対する治療薬を開発するためのツールとして期待されている。従来の技術ではiPS細胞から安定して高品質の心筋細胞を作成するには非常にコストがかかり、iPS細胞から作成した心筋細胞には複数の異なる性質を示す心筋細胞が混在しているなどの問題点があった。本研究で開発した培養液およびプロトコルを利用することでiPS細胞から心筋細胞を生産するためのコストを1/20以下にし、一定の品質を示す心筋細胞のみを精製することが可能になり、ヒトiPS細胞から分化誘導した心筋細胞を利用した再生医療や治療薬開発の研究が推進されると考えられる。(1)安定的にiPS細胞から心筋細胞を分化誘導する系の構築Gordon Kellerらが報告した胚様体形成を介して心筋細胞を分化誘導する手法(Keller法)には安定性・汎用性・コストといった問題点がある。Keller法で利用されているStemPro34に含まれている組成が明らかでない成分や毒物である2-メルカプトエタノールを置換することで新規心筋細胞分化誘導培地を開発した。また、Keller法で用いられているサイトカイン成分を全て低分子化合物に置換することで、安価に安定して心筋細胞への分化誘導が可能なプロトコルを開発した。胚様体形成手法に工夫を行うことで技術的要求度を軽減させ、誰でも簡単に心筋細胞作成のための胚様体を作成できる手法を確立した。心筋細胞分化誘導培地および分化誘導プロトコルについては特許出願を行った。胚様体形成手法についてはノウハウ化した。(2)iPS由来心筋細胞から成熟した心室筋のみを精製する技術成熟した心室筋で高発現する遺伝子を蛍光標識し、iPS由来心筋細胞に取り込ませることで成熟した心室筋細胞を生きた状態のまま分取することに成功した。分取後、パッチクランプ法、免疫染色、リアルタイムPCR法を利用した解析を行い、成熟した心室筋が分取できるいることを確認し、特許を出願した。(3)iPS由来心筋細胞を成熟化・心室筋化させる化合物のスクリーニングiPS由来心筋細胞を96穴プレートに播種し、MLC2vとMLC2aで染色した。MLC2v/2a両陽性の未熟な心室筋細胞の割合を減らす化合物を市販ライブラリーからスクリーニングしたところ化合物Xを同定した。化合物Xはある酵素Aの阻害剤で、酵素Aと逆の作用を持つ酵素Bに対する阻害剤である化合物YはMLC2v単独陽性細胞の割合を減らし、MLC2v/2a両陽性およびMLC2a単独陽性細胞の割合を増加させた。iPS細胞由来心筋細胞を96穴プレートに播種後、心室でより特異的に発現するMLC2vおよび心房筋でより特異的に発現するMLC2aに対する抗体で染色したところ、iPS細胞由来心筋細胞はMLC2vあるいはMLC2aのみで染色される細胞、MLC2vとMLC2aの両方で染色される細胞の3種類に分けることができた。Sigma社から市販されている化合物ライブラリーの中からMLC2vのみで染色される細胞の割合を増加させる化合物をスクリーニングしたところ、濃度依存的にMLC2vの染色強度を増加させると同時にMLC2aの染色強度を減少させる化合物を複数同定した。当該化合物が心室筋化を誘導するメカニズムを解析していたが、事業期間内に終了させることができなかった。平成26年度までに開発した心筋細胞分化誘導培地および心筋細胞プロトコルを利用することで心筋細胞への分化が容易なクローンでは安定して90%以上の分化効率が得られるが、心筋細胞への分化が困難なクローンでは5060%程度の分化効率しか得られなかった。また、平成26年度までに開発した技術を利用した心筋細胞精製法ではコストと時間がかかる点が問題であった。そこで、胚様体の中に含まれる心筋細胞が他の細胞よりもやや大型であることに注目し、細胞の沈降速度に応じて細胞を分離することができないか検討したところ、心筋細胞は40mm/hrから70mm/hrの沈降速度を有しており、胚様体から分離した細胞を培養液に浮遊させたままで心筋細胞と非心筋細胞を非常に簡便に分離できることが明らかになった。沈降速度の異なる心筋細胞が示す表現型の違いに関する解析を加えた後に論文化予定である。当初の計画通り、心筋細胞分化誘導培地・プロトコルおよび心室筋精製技術に関する2件の特許申請を行った。従来の胚様体形成を介して心筋細胞を分化誘導する手法では、コロニー状のiPS細胞を酵素処理したのちに、徒手的に「適度な大きさ」までコロニーを砕く技術が含まれており、実験者間や心筋細胞の分化誘導ロット間で心筋細胞への分化誘導効率が異なる原因となっていた。

当初の計画には含まれていなかった誰でも簡単に心筋細胞作成のための胚様体を作成できる手法を確立することで、従来の課題を解決することに成功した。また、当初の計画ではiPS細胞由来心筋細胞を成熟化・心室筋化させる化合物のスクリーニング系の構築のみを実施し、実際のスクリーニングは平成27年度に実施する予定であったが、想定以上にスクリーニング系が早期に構築できたために市販ライブラリーのスクリーニングを行うことができ、ヒット化合物を同定することができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。循環器内科平成26年度に確立したスクリーニング系を用いて、さらに多くの化合物ライブラリーをスクリーニングし、より効率よく心筋細胞の成熟化・心室筋化を可能にする化合物を同定する。また、平成26年度に同定した化合物X・Yの標的分子である酵素A・Bがどのようにして心筋細胞の成熟化ないし心室筋・心房筋の分化を制御しているかを明らかにする。さらに、心筋細胞の成熟化メカニズムが心不全に伴う心筋細胞の胎児化の鏡像となっているのではないかという仮説をもとに、成熟化を制御する化合物が心不全の発症を抑制することができる可能性について検討するとともに、成熟した心筋細胞を用いて心筋細胞のFunctional assay系(カルシウムイメージングや活動電位測定)を構築する。当初の計画では窒素ガス発生装置を購入する予定であったが、ガス発生量が少なく、インキュベータ開閉後、低酸素状態に復旧するのに時間を要することが明らかになったため、購入を見送った。また、人件費についてはエフォートに応じて按分することにしたため、当初予定より少額の執行にとどまった。一方、当初の予定以上に研究が進捗し、海外学会で2度演題が採択されたため、旅費を計上した。また、外部機関に受託で依頼した電気生理学的解析の費用が想定以上に必要となった。想定以上に経費を必要とした旅費・その他の経費は物品費・人件費から充当したが、差額が生じ5,678円の次年度使用額が発生した。5,678円と少額のため、次年度学術研究助成基金助成金と合算して消耗品の購入に充てる。
ディジタル磁気記録における非線形ビットシフトを考慮したPRML方式

本研究は,高密度ディジタル磁気記録において,有効な信号処理方式として注目されているパ-シャルレスポンス(PR)方式と最尤復号法の一つであるViterbi復号法を組み合わせたPRML方式に対して,高密度記録において現れる非線形歪の影響を受けにくいPRML方式を見い出すことを目的としたものである。1.ワークステーションを用いた計算機シミュレーション(a)高密度ディジタル磁気記録における非線形歪である非線形ビットシフト及びパ-シャルイレ-ジャが,PRML方式の誤り率特性に及ぼす影響を計算機シミュレーションを行い,明らかにした。その結果,検討したPRML方式のうちではEEPR4ML方式が最も影響を受けにくい方式であることが明らかとなった.(b)非線形によによる波形干渉をビタビ復号器を持つパスメモリに保持されている最尤系列の候補を用いて推定することにより,PRML方式の性能改善を検討した.その結果,非線形ビットシフトの影響についてはほとんど影響を除くことができ,パ-シャルイレ-ジャに対しても有効であることが確認できた.また,これらのPRML方式では,EEPR4ML,PR(1,1,0,-1,-1)ML方式が良好な性能を示すことが明らかとなった.(c)非線形ビットシフト及びパ-シャルイレ-ジャ量の推定法の検討を行った結果,非線形ビットシフトについては,再生信号のから精度良く推定できることが明らかとなった.一方,パ-シャルイレ-ジャについても波形干渉を生じない程度低い周波数に対する再生波形と高周波数の記録波形に対する再生波形より推定できることが明らかとなった.2.ドラムテスタを用いた記録再生実験記録再生装置としてドラムテスタ(現有)を用いて磁気テープへの記録再生実験を行った。記録データは今回購入したパーソナルコンピュータ(PC)で作成し,信号発生器(昨年度科研費にて購入)を介してドラムテスタにより記録再生し,ディジタルオシロスコープを介して再生波形を再びPCに取り込み波形等化,復号と行った.その結果,計算機シミュレーションで得られた結果をほぼ確認することができた.本研究は,高密度ディジタル磁気記録において,有効な信号処理方式として注目されているパ-シャルレスポンス(PR)方式と最尤復号法の一つであるViterbi復号法を組み合わせたPRML方式に対して,高密度記録において現れる非線形歪の影響を受けにくいPRML方式を見い出すことを目的としたものである。記録データは今回購入したパーソナルコンピュータ(PC)で作成し,信号発生器(昨年度科研費にて購入)を介してドラムテスタにより記録再生し,ディジタルオシロスコープを介して再生波形を再びPCに取り込み波形等化,復号と行った.その結果,計算機シミュレーションで得られた結果をほぼ確認することができた.
カビ毒汚染の原因となっている植物病原菌の宿主内進展遺伝子の解明

ムギ類赤かび病菌は主要穀物にカビ毒汚染を起こしている植物病原菌である。本菌において宿主内を進展できない自然突然変異株が発見された。連鎖解析の結果、その変異は第2染色体の約54Kb中にあることが判明し、宿主内進展能欠損株ではそこに約3Kbの欠失が見出された。本来ならこの領域に存在するはずのFGSG02810遺伝子を野生株からクローニングして宿主内進展能欠損株に導入したところ、宿主内進展能の回復が見られた。従って、FGSG02810遺伝子がムギ類赤かび病菌の宿主内進展遺伝子と判明した。本研究は主要穀物にカビ毒汚染被害を与えているムギ類赤かび病菌について、宿主内進展能を支配する遺伝子の解明を目的としている。この研究は大きく、1、宿主内進展能欠損株と野生株の交配、2、宿主内進展能に連鎖するDNAマーカーの探索、3、ゲノムデータベース探索と候補遺伝子の導入試験、4、野生株と宿主内欠損株で遺伝子構造を比較、から成っており、本年度については当初の計画に沿って1と2を実施した。1、交配を繰り返すことで、連鎖解析に用いる交配子孫株をこれまでの20株から100株にまで増やした。それら一つ一つを宿主であるコムギの穂に接種試験した結果、宿主内進展能を持つものが64株、持たないものが36株であった。2、これまで本菌の連鎖地図作成を通じて開発してきたシーケンスタグ化マーカーから、ゲノム全体に散在しており、かつ、交配に用いた宿主内進展能欠損株と野生株で識別が可能なものとして33個のマーカーを選抜した。これらのマーカーを使って20子孫株のゲノムを分析した結果、第2染色体上に位置するVNTR995マーカーとVNTR1049マーカーが宿主内進展能とそれぞれLODスコア3.71と3.55を示し、強い連鎖関係にあることが分かった。また、これらのDNAマーカー間に位置しているMating Type Ideomorph(MAT)遺伝子をDNAマーカー化して同様に20子孫株を調べたところ、VNTR995マーカーとVNTR1049マーカーより更に高いLODスコア5.98を示した。これら3つのDNAマーカーについて、残り80子孫株のゲノムを分析し、MAT遺伝子マーカーが宿主内進展能と最も強い連鎖関係にあることを確認した。本年度についてはゲノムデータベース探索と候補遺伝子の絞込みを実施した。ゲノムデータベースで第2染色体上のVNTR995マーカーとVNTR1049マーカーの間を探索し、MATのマーカーに加えて新たに18個のPCR-RFLPマーカーを設定した。子孫株でこれらのマーカーのデータを取得した結果、100子孫株において宿主内進展能と完全連鎖を示すマーカーが見出され、宿主内進展遺伝子がHS369/HhaIマーカーからHS367/AvaIマーカーまでの約54Kb中に存在することが明らかとなった。ゲノムデータベースによればこの領域に16個の遺伝子が存在している。当初の予定では、候補遺伝子を宿主内進展能欠損株に導入に際して、野生株のゲノムライブラリーよりクローンを選抜する予定であったが、予想以上に候補遺伝子を絞り込むことができたため、PCRで各遺伝子を増幅して宿主内進展能欠損株への導入用プラスミドベクターを作製することにした。このPCRの過程で、野生株と宿主内進展能欠損株を比較したところ、野生株では全領域で増幅が認められたのに対し、宿主内進展能欠損株では増幅が認められない領域があった。そこでその領域を更に詳しく調べた結果、宿主内進展能欠損株には約3Kbの欠失があることが判明した。ゲノムデータベースによれば、この欠失でFGSG02810遺伝子の全体、及びFGSG02809遺伝子の上流域とFGSG02811遺伝子の一部が失われることになる。従って、宿主内進展遺伝子は、これら3個の遺伝子のいずれかであることが推定された。本年度については宿主内進展能欠損株への候補遺伝子の導入試験を実施した。前年度までの研究によりムギ類赤かび病菌の宿主内進展能を支配する遺伝子は、第2染色体上のFGSG02809遺伝子、FGSG02810遺伝子、FGSG02811遺伝子のいずれかであると推定された。そこで野生株よりこれらの遺伝子をそれぞれ糸状菌の形質転換用プラスミドに挿入したベクターを作成し、形質転換により宿主内進展能欠損株に導入した。

遺伝子導入株をコムギ穂に接種して宿主内進展能を調べた結果、FGSG02809遺伝子とFGSG02811遺伝子の導入株では宿主内進展能が回復していなかったのに対し、FGSG02810遺伝子の導入株では宿主内進展能が回復していた。従って、ムギ類赤かび病菌で宿主内進展能を支配しているのがFGSG02810遺伝子と判明した。当初はここで判明した遺伝子について野生株と宿主内欠損株の塩基配列を調べて、構造の違いを明らかにする予定であったが、昨年度の研究から宿主内欠損株ではこの遺伝子の塩基配列が野生株と異なっているというわけではなく、遺伝子全体の欠失であることが分かっている。そこで野生株の感染においてFGSG02810遺伝子が機能していることを確認するために、コムギ穂に接種した試料から抽出したmRNAを用いてRT-PCRを行った。その結果、予想サイズのDNAの増幅が認められ、少なくともムギ類赤かび病菌の感染時にFGSG02810遺伝子が発現していることが確認された。
"C-Methionine PETによる部分膵機能評価

[目的]膵臓外科において、機能温存を目的とした縮小手術のために部分膵機能の評価が課題となっている現状を背景として、^<11>C-Methionineをトレーサーとした、positron emission tomography (PET)を用いて、膵のアミノ酸代謝を画像化して部分膵機能評価を試み、その臨床有用性の検討を目的とした。[対象]正常膵16例、慢性膵炎5例、膵手術施工21例。[方法]院内サイクロトロンを用い、^<11>C-Methionineを合成し、10mCiを静注後30分にて膵への集積をPETにて画像化し、differential absorption ratio (DAR)を用いて定量評価し、膵への^<11>C-Methionineの総集積と,PFD testによる外分泌能の評価、および75gOGTTによる内分泌能の評価と比較検討した。また、マウスを用いて、^3H-Methionineを静注投与し、膵組織への^3H-Methionineの移行を各分画別に定量した。[成績]^<11>C-Methionineの総集積度をみると、慢性膵炎は1837【.+-。】1354で正常膵4983±1903に比し有意に低値であった(p<0.01)。また、総集積度はPFD値と相関した(r=0.776,p<0.05)。また、総集積度は75gOGTTによるinsuinogenicindexとも相関していた(r=0.454,p<0.05)。また、膵頭部と体尾部で集積度の異なる症例も認め、手術法の選択の際に有用であった。マウスに投与した^3H-Methionineは膵組織中に経時的に摂取され、30分後には約50%がprotein分画に、10%がlipid分画に、40%がその他に移行し、^<11>C-MethioninePETの集積もほぼ蛋白合成を評価していると考えられた。[結論]^<11>C-Methionineの膵集積度は、外分泌能および内分泌能と相関し、膵機能の画像的評価法として有用であるだけではなく、PETによる断層撮影により部分膵機能評価も可能であり、膵臓外科における縮小手術への臨床有用性が認められた。
鉄筋を用いないコンクリート床版の開発に関する研究

本研究で得られた成果を要約すると、以下のとおりとなる。I鋼板接着無筋コンクリート梁の載荷試験鋼板端部を引張縁に接着し、アーチアクションを期待した形状の無筋コンクリート梁供試体を作製し、鋼板比を変えて載荷試験を行った。また、有限要素法による弾性解析を行った結果、以下のことが明らかになった。(1)供試体の鋼板比が高くなるにつれて、破壊形態は曲げ破壊からせん断破壊へと移行する。(2)有限要素法による弾性解析は載荷試験結果とよく一致した。またコンクリート部にアーチアクションによる圧縮力が作用することを実験および解析結果より確認し、検討対象とした供試体形状は、アーチアクションを期待した無筋コンクリート床版として有効な構造である。(3)載荷試験結果より、鋼板比が2%程度までは耐力の増加があるが、それ以上の鋼板比では耐力の増加は認められなく、経済的・構造工学的見地より2%程度の鋼板比が適切である。IIアンボンドプレストレスト無筋コンクリートスラブの載荷試験(1)アンボンド方式でプレストレスを床版に導入すると、応力および変形の制御等の力学的な効果が十分期待できる。(2)プレストレスを与える外鋼棒は、床版の膜作用を向上させ、ひび割れ発生に伴う支点の拘束機能を低下させない。(3)全供試体が押抜きせん断で破壊し、解析的に推定された終局曲げ荷重より大きな荷重であった。(4)外鋼棒によるプレストレスの効果は、終局強度と床版の使用限界に大きく影響を及ぼすが、初期ひび割れ荷重の顕著な改善にはならない。(5)高強度コンクリートを用いても、床版のひび割れ強度と終局強度の増大を計ることにはならない。(6)得られた結果を基に、押抜きせん断理論を新たに構築した。鋼板を引張縁に接着し、アーチアクションを期待した形状の無筋コンクリート供試体を作製し、鋼板比を変えて載荷実験を行った。(1)載荷実験においては、供試体の鋼板比が高くなるにつれて、破壊形態は曲げ破壊からせん断破壊へと移行することを明らかにした。(2)有限要素法による弾性解析は載荷試験結果と良く一致することを明らかにした。また、実験および解析結果よりコンクリート部にアーチアクションによる圧縮力が作用することを確認し、検討対象とした供試体形状は、アーチアクションを期待した無筋コンクリート床版として有効な構造であることを明らかにした。(3)載荷実験結果より、鋼板比が約2%までは耐力が増加するが、それ以上の鋼板比では耐力の増加は認められなく、このことから経済的および構造的見地から約2%の鋼板比が適切である可能性を明らかにした。1)支間2200×奥行1000×厚さ170mmのコンクリート版の支間方向にアンボンドPC鋼材を配置し、プレストレスの有無、及び両支点を固定または単純支持としたときの載荷試験を行い、曲げに対するひび割れ強度、及び終局強度特性を明らかにした。2)さらに支間2200×奥行4000×厚さ170mmのコンクリート版の載荷試験を行い、終局押抜きせん断荷重、最大たわみ、ひび割れ荷重及びひび割れモードを明らかにした。3)1)、2)で得られた結果から、アンボンドPC鋼材は、鉄筋を用いないコンクリート版においては、非常に有効であることが明らかとなった。以上の検討より、以下の結果が明らかになった。(1)アンボンド方式によるプレストレスを床版に導入すると、応力および変形の制御等の力学的な効果が十分期待できる。(2)プレストレスを与える外鋼棒は、床版の膜作用を向上させるとともに、ひび割れ発生に伴う支点の拘束機能を低下させない。

(3)全供試体が押抜きせん断で破壊し、解析的に推定された終局曲げ荷重より大きな荷重であった。(4)外鋼棒によるプレストレスの効果は、終局強度と床版の使用限界に大きく影響を及ぼすが、初期ひび割れ荷重の顕著な改善にはならない。(5)高強度コンクリートを用いても、床版のひび割れ強度と終局強度の増大を計ることにはならない。(6)得られた結果を基に、押抜きせん断理論を新たに構築した。
高周波数および複合振動を用いた超音波マイクロ接合に関する研究

1.超音波溶接の周波数特性40kHzから800kHzの超音波ワイヤーボンディング装置を試作し接合特性を調べた結果、必要な振動速度v_rおよび振動振幅x_rは周波数fが高くなるに従って減少する。直線範囲ではv_r=Af^<・0.6>,x_r=Bf^<・1.49>A,B:定数である。300kHz以上の高周波数では接合の方向性が無くなり、接合特性が向上し、また常温接合の実現の可能性が得られた。更に高周波数域については検討予定である。2.複合振動による接合特性190kHzで溶接チップ振動軌跡が直線、円形、方形の場合に温度上昇、溶接部変形、溶接強度、溶接条件等につき検討し、複合振動の有効性を確認した。また高周波数600kHz直線軌跡の温度上昇および溶接特性が190kHz円形振動軌跡の場合とほゞ等価である事を明らかにした。また安定な接合が行われる溶接条件の範囲が複合振動軌跡の場合には直線軌跡より広いことが明らかになった。3.高周波数・複合振動系の開発ボールボンディング用の従来のセラミックキャピラリーの設置が可能な新しい縦振動-複合曲げ振動系を用いた160kHzから1MHzの振動装置を提案・試作し、1MHzまでの高周波で溶接チップ部での円形、方形等の複合振動軌跡を確認した。また400kHzでアルミニウム細線の接合を行い有効性を確認した。4.セラミックキャピラリーの高周波数振動につき検討した結果、160kHz1MHzの範囲ではノード部が2または3個所の高次曲げ振動をし、先端チップ部で接合に必要な振動速度が得られる事がわかった。5.上記の結果より高周波数化による接合性能の向上、高周波数用の振動系を実現する事が出来、飛躍的な接合性能の向上の見通しが得られた。更に自動機での接合、また超高周波数域での接合の可能性等につき検討中である。超音波ワイヤーボンディングは、大集積度のIC、LSI等の信頼性を決定するキ-テクノロジーであり、本研究は接合性能の向上のために、(1)複合振動軌跡、(2)高周波数を用いる事を提案し、その有効性を示している。(1)複合振動軌跡の接合装置:複数の振動系を組み合わせ、超音波振動溶接チップの振動軌跡を線形から長方形、方形、または楕円形として接合を行う事により必要振動速度が数分の1以下となり、必要接合時間も短縮できる事を示した。周波数40,60,90,120および190kHzの複合振動超音波ワイヤーボンディング装置を試作し、複合振動および高周波数の有効性を示した。(2)線形振動の高周波数の接合装置:周波数40,60,90,120,190,330,600および780kHzの現在の商用装置の13倍以上迄の高周波数の超音波接合装置を試作し、接合性能につき検討した。溶接試料としては直径0.1mmおよび0.03mmのアルミニウム細線を共通に用い、十分な接合に必要な超音波振動の振動振幅・速度につき調べ、40780kHzの広範囲にわたる周波数特性を初めて明らかにした。必要振動振幅は600kHzでは60kHzの1/30以下で0.05μm(peak-to-zero value)程度であり、極めて小さく、大集積度に対応した極細線の接合に適している事を明らかにした。(3)接合の方向性:複合振動により接合の方向性が完全になくなり、一様で大面積・大強度の接合が可能であり、また高周波数により接合の方向性が無くなり、直径0.1mmのアルミニウム細線の場合には330kHz以上で接合の方向性がほゞ無くなり一様な接合が可能となることを示した。(4)斜めスリットを有する振動変換器による一軸構成の高周波数複合振動系の構成につき検討した。

5.上記の結果より高周波数化による接合性能の向上、高周波数用の振動系を実現する事が出来、飛躍的な接合性能の向上の見通しが得られた。更に自動機での接合、また超高周波数域での接合の可能性等につき検討中である。縦振動系で先端部に溶接チップ部を持つ曲げ振動棒を駆動する形式の振動周波数40kHz780kHz、縦振動系部分が14.5波長長さ、直径0.120.85波長太さ、曲げ振動棒が46次の自由-自由曲げ振動モードで線形振動する超音波ワイヤーボンディング装置を試作し、直径0.1mmのアルミニウム細線および板厚1.0mmの銅板溶接試料を用い、接合に必要な振動速度および変位振幅を調べた。高周波数になるに従い必要振動速度、変位振幅が減少し、780kHzでは必要振動速度が0.2m/s、必要振動変位振幅が0.04μm(片振動振幅)となり極めて小さくなる。必要振動速度Vreqおよび振動変位振幅ξreqは、40から400kHzの周波数範囲では、ほヾVreq≒540・f^<-0.60->(m/s)およびξreq≒27・f^<-1.49>(m)f:振動周波数(Hz)である事を明らかにした。190kHzの線形、方形、円形軌跡の場合の溶接部温度上昇を熱起電力を用いて測定した結果、方形、円形軌跡の場合には温度上昇時間が短くまた最大測定温度が高いことが明らかになった。金線等のボールボンディング用のセラミックキャピラリーは上記の高周波数での縦振動系の先端部直径が小になるため設置困難であるが、キャピラリーの設置が容易な直径7.0mmの縦振動-複合曲げ振動系(160,450,515kHz)等を試作し、高周波数515kHz以上で現用のキャピラリー(突き出し長さ6.5mm)が高次振動モードで振動し、高周波数で使用可能な事を明らかにした。1.小型電子部品・集積回路生産のキ-テクノロジーである超音波マイクロ接合・超音波ワイヤーボンディングは高周波数化(現在の使用振動周波数40120kHz)および複合振動の使用により飛躍的な接合性能の向上、常温接合の実現を期待できることが従来の研究で明らかになって来ている。2.190kHz複合振動軌跡(直線→円形、方形)および600kHz直線振動軌跡の超音波ワイヤーボンディング装置を試作し、直径0.1mmのアルミニウム細線の接合を試み、接合特性の比較・検討を行った。円形(方形)軌跡の場合には直線軌跡に比べて小振動速度、短時間で良好な接合が行われる。また高周波数600kHzの直線軌跡では、190kHzの円形軌跡の場合に相当した接合特性が得られる。3.集積回路に不可欠な金細線等のボールボンディング用セラミックキャピラリーの設置が可能な新しい縦振動-複合曲げ振動装置を提案し、試作した190kHz1MHzの各種の装置につき振動特性・振動分布・振動軌跡を測定・検討した。2組の直交縦振動系で複合曲げ振動系を駆動する本装置は1MHz付近まで円形、方形の振動軌跡で振動可能である。4.セラミックキャピラリー(アルミナ:直径1.5875mm)の1MHzまでの振動特性を初めて測定した。従来のキャピラリーは高周波数で4,6次の自由-自由曲げ振動の半分で振動し、高周波数でも使用可能であることが明らかになった。5.キャピラリー突き出し長さ一定で複数の振動周波数で使用できる装置が実現可能である。6.高周波数の振動系の固定方法、キャピラリーの固定方法等につき検討した。
人工生命的手法を用いた人工心臓制御法の開発とその実装化研究

本研究では,循環系が大規模・多変数・非線形・非定常の複雑系であり,その特性あるいは構造やパラメータの多くが未知であるという,生命体の特徴を考慮することにより,特に患者の個人差および生体や環境の時間的変動に対して自動的に対処することのできる制御装置を開発することを目指した.主な研究成果は以下のとおりである.1)一回抽出量と血圧の時間変動を模擬する非線形モデルにおいて,心拍数揺らぎを自律神経系情報として反映するフィードバック効果を導入することにより,心拍数に発生するカオスの性質が安静状態と運動状態で変化することが明らかとなり,これが実際の人間の特性に近いことが確かめられた.2)人工心臓と自然心臓が複雑に競合する循環系において,自然心臓の心機能推定が可能うかどうかを,動物実験およびモデルを使って検討した.すなわち,定常流補助人工心臓を装着した山羊において,左心室容積と左心室圧を計測することによって心機能指標のEmaxを求め,この値の前・後負荷や定常流ポンプの回転数に対する変化を明らかにした.また,自己心と定常流ポンプが競合する微分方程式モデルを提案することにより,従来静特性を中心にその特性が議論されてきた定常流ポンプは,その最適駆動を考える際,動的特性を考慮しなければならないことを示した.3)両心補助人工心臓において,定常流ポンプの抽出量を,ARXモデルを用いることにより,計測が容易な電力とモータ回転数から推定する方法を提案し,2週間程度の慢性実験では,当初の固定したパラメータを変えなくても抽出量を実用的な精度で推定できることが明らかとなった.4)エネルギー伝送系と干渉しない磁気的情報伝送装置を内蔵した経皮的エネルギー伝送装置を,新たに提案した直交巻きコイルを使って実現し,これが位置ずれ等にも頑健で臨床応用上有効な通信能力を有することが明らかとなった.本研究では,循環系が大規模・多変数・非線形・非定常の複雑系であり,その特性あるいは構造やパラメータの多くが未知であるという,生命体の特徴を考慮することにより,特に患者の個人差および生体や環境の時間的変動に対して自動的に対処することのできる制御装置を開発することを目指した.主な研究成果は以下のとおりである.1)一回抽出量と血圧の時間変動を模擬する非線形モデルにおいて,心拍数揺らぎを自律神経系情報として反映するフィードバック効果を導入することにより,心拍数に発生するカオスの性質が安静状態と運動状態で変化することが明らかとなり,これが実際の人間の特性に近いことが確かめられた.2)人工心臓と自然心臓が複雑に競合する循環系において,自然心臓の心機能推定が可能うかどうかを,動物実験およびモデルを使って検討した.すなわち,定常流補助人工心臓を装着した山羊において,左心室容積と左心室圧を計測することによって心機能指標のEmaxを求め,この値の前・後負荷や定常流ポンプの回転数に対する変化を明らかにした.また,自己心と定常流ポンプが競合する微分方程式モデルを提案することにより,従来静特性を中心にその特性が議論されてきた定常流ポンプは,その最適駆動を考える際,動的特性を考慮しなければならないことを示した.3)両心補助人工心臓において,定常流ポンプの抽出量を,ARXモデルを用いることにより,計測が容易な電力とモータ回転数から推定する方法を提案し,2週間程度の慢性実験では,当初の固定したパラメータを変えなくても抽出量を実用的な精度で推定できることが明らかとなった.4)エネルギー伝送系と干渉しない磁気的情報伝送装置を内蔵した経皮的エネルギー伝送装置を,新たに提案した直交巻きコイルを使って実現し,これが位置ずれ等にも頑健で臨床応用上有効な通信能力を有することが明らかとなった.本研究の目的は,人工生命の手法を用いることによって人工心臓の創発的制御システムを開発することである.すなわち,本研究では,循環系が大規模・多変数・非線形・非定常の複雑系であり,その特性あるいは構造やパラメータの多くが未知であるという,生命体の特徴を考慮することにより,特に患者の個人差および生体や環境の時間的変動に対して自動的に対処することのできる制御装置を開発し,これを体内埋め込みが可能な形で実装することを目指す.今年度の研究成果は以下のとおりである.1、設備備品費で購入した2台の定常流ポンプを用いて,山羊による動物実験を行った.定常流ポンプは,自然心臓をバイアスする形式で装着し,自然心臓を通電により心室細動状態にすることにより,段階的に左心補助人工心臓,両心補助人工心臓,および完全置換型人工心臓の3つの状態を作り出した.これらの駆動条件の変更や,薬剤による生体系の生理的条件の変化に対する循環系の応答を解析した.その結果,左心補助人工心臓および両心補助人工心臓では自然心臓の影響により特性が複雑であること,および,完全置換型人工心臓右心ポンプの流量変化に対する左心房圧の変動特性には20秒程度の時定数を有することなどが判明した.2、上記の結果に基づき,複雑系としてのシミュレーションが可能な模擬循環系の設計を開始しするとともに,循環系を構成要素が互いに連結したニューラルネットワークでモデル化する試みを行った.3、実用的な仕様を満たす経皮的エネルギー伝送装置を製作するとともに,エネルギー伝送系と干渉しない磁気的情報伝送装置を試作した.4、制御用ソフトウェアがシングルチップCPUに基づく制御装置上で動作するようような回路設計と,モータ電力・回転数からセンサレスで流量と差圧を推定する手法について検討した.

本研究の目的は,人工生命の手法を用いることによって人工心臓の創発的制御システムを開発することである.すなわち,本研究では,循環系が大規模・多変数・非線形・非定常の複雑系であり,その特性あるいは構造やパラメータの多くが未知であるという,生命体の特徴を考慮することにより,特に患者の個人差および生体や環境の時間的変動に対して自動的に対処することのできる制御装置を開発し,これを体内埋め込みが可能な形で実装することを目指す.今年度の研究成果は以下のとおりである.1.設備備品費で購入したデスクトップ型モデリングマシンを用いて,定常流ポンプを自作し,山羊による動物実験を行った.また,海外共同研究者である米国Baylor医科大学能勢教授の研究室において,慢性動物実験を行った.その結果,両心補助人工心臓において,定常流ポンプの拍出量を,ARXモデルを用いることにより,計測が容易な電力とモータ回転数から推定できることが明らかとなり,2週間程度の慢性実験では,当初の同定したパラメータを変えなくても拍出量を十分実用的な精度で推定できることが明らかとなった,当初は,自然心臓の影響により特性が複雑に変化すると予想されたが,その影響はかなり少ないことが明らかになった.2.上記の結果に基づき,複雑系としてのシミュレーションが可能な模擬循環系の設計を開始しするとともに,一回拍出量と血圧の間の関係がカオスで表すことができるとともに,これを同期現象としてみなすことが可能であることをシミュレーションにより明らかにした.3.エネルギー伝送系と干渉しない磁気的情報伝送装置を内蔵した経皮的エネルギー伝送装置を製作し,有効な通信能力を有することが明らかとなった.4.シングルチップCPUに基づく制御装置を自作し,モータ電力・回転数からセンサレスで流量と差圧をリアルタイムに推定することが可能となった.本研究では,循環系が大規模・多変数・非線形・非定常の複雑系であり,その特性あるいは構造やパラメータの多くが未知であるという,生命体の特徴を考慮することにより,特に患者の個人差および生体や環境の時間的変動に対して自動的に対処することのできる制御装置を開発し,これを体内埋め込みが可能な形で実装することを目指す.今年度の研究成果は以下のとおりである.1)動物実験を行うことにより,人工心臓と自然心臓が複雑に競合する循環系において,臨床的に重要である自然心臓の心機能推定が可能うかどうかを,実験およびモデルを使って検討した.すなわち,定常流ポンプを補助人工心臓として左心脱血・大動脈送血状態で装着した山羊において,左心室容積と左心室圧を計測することによって心機能指標のEmaxを求め,これが前・後負荷や定常流ポンプの回転数によってどのように変化するかを明らかにした.また,自己心と定常流ポンプが競合する微分方程式モデルを提案することにより,従来,静特性を中心にその特性が議論されてきた定常流ポンプは,その最適駆動を考える際,動的特性を考慮しなければならないことを示した.2)昨年提案した一回拍出量と血圧の関係をシミュレーションするモデルを,今年度はさらに改良した.すなわち,心拍数揺らぎを自律神経系情報として反映するためのフィードバック効果を新たに導入することにより,心拍数に発生するカオスの性質が安静状態と運動状態で変化することが明らかとなり,これが実際の人間の特性と似ていることが確かめられた.
メカニカルストレスが気道リモデリングに与える影響

気管支喘息の病態形成に対するメカニカルストレスの役割を検討した。メカニカルストレッチはモルモット気道平滑筋組織の持続性収縮反応を引き起こす。この反応の制御機構には複数の経路が存在し、特にstretch-activated Ca^<2+>channelを介した細胞内へのCa^<2+>流入、Rho/Rho-kinase系及びcyclooxygenase-2の活性化が関与していることを明らかにした。培養ヒト気道平滑筋細胞を用いた実験で、単回メカニカルストレッチが細胞外からCa^<2+>を流入させること、この反応がstretch-activated Ca^<2+>channel阻害剤Gd^<3+>及びTRPVチャネル阻害剤ruthenium redで抑制できることを見出した。更にTRPVチャネルファミリーのうちTRPV-2,-4が発現していることを見出し、以上の知見からストレッチによるCa^<2+>流入において、TRPVファミリーに属するイオンチャネルの関与が示唆された。同細胞に対して繰り返しのストレッチにより細胞内シグナル伝達系のp38 MAP-kinase, ERK1/2を活1生化することを見出した。次に、マウスを用いて呼吸生理機能に対する肺容量、一回換気量、PEEPの変化といったメカニカル環境の影響を検討した。肺のelastance, resistanceなど呼吸生理機能はメカニカル環境の影響を強く受け、肺内での分布の違い(heterogeneity)が存在することを明らかにした。以上の知見から、呼吸生理機能はメカニカル環境によって影響を受け、気管支喘息の病態形成に対してメカニカルストレスによる気道平滑筋細胞の細胞内シグナルの活性化が重要な役割を果たしている可能性が示唆される。自然発症マウス肺気腫モデル(Tight-skinマウス)の換気メカニクスを測定し、その結果を数学モデル解析することによって、メカニカルストレスが弾性線維の構成成分であるfibrillin-1の機能異常とともに肺気腫の病態進行に深く関与することを明らかにした。次に、気管支喘息の病態形成に対するメカニカルストレスの役割を検討した。まず呼吸を模した条件での気道の生理機能を調べるため、モルモット気道平滑筋の組織標本の動的メカニクス(ダイナミクス)をオッシレーション法にて測定し数学モデル解析を行った。その結果、メカニカルストレス及び収縮刺激が平滑筋の硬さ(stiffness)を増強し、非線形性(nonlinearity)を低下させることを明らかにした。これはアクチン細胞骨格の再構築を介して引き起こされる現象であると考えられた。更に、メカニカルストレッチがモルモット気道平滑筋組織の持続性収縮反応を引き起こすことを見出し、この反応がstretch-activated Ca^<2+>channelからの細胞内へのCa^<2+>流入とRho-kinase及びcyclooxygenase-2によって制御されていることを明らかにした。また、培養ヒト気道平滑筋細胞を用いた実験で、単回メカニカルストレッチが細胞内Ca^<2+>濃度を上昇させ、この反応がstretch-activated Ca^<2+>channel阻害剤Gd^<3+>で抑制できることを見出した。以上の知見から、気管支喘息の気道収縮の病態形成に対してメカニカルストレスが重要な役割を果たしている可能性が示唆される。
触媒的環化付加反応を基盤とする新しい精密重合手法の開拓

1. AB型モノマー連鎖環化付加重合:昨年度までに,モノマーの電子的及び,立体的要因と重合速度の関係を明確にすることによって,ランダム成分勾配型ブロック共重合体までの範囲の基質構造による重合制御を確立している。本年度は,本重合系による制御され且つ官能基化された高分子合成を目的とした,新規モノマー設計・合成を行い,本重合法による,機能性高分子合成への基礎的知見が得られた。また,本重合反応拡張を目的とした,他の代表的なアルキン[2+2+2]環化付加触媒の適用範囲について調査を行った。その結果,連鎖型重合の実現には本法で用いているコバルト触媒系が重要であり,ロジウム触媒系にも一定の可能性があることを明らかにした。2. A_2+B_2およびAB_2型モノマーの選択的交差環化付加による直鎖および多分岐高分子の合成:昨年度までに,交差環化付加による直鎖および多分岐高分子の合成を行っている。しかし、その解析手段として得られた高分子の<13>^C NMRから算出しているため,必ずしも解析が容易でない。今後,分岐度の予測・制御の体系化へ向け様々検討を行うにあたり,様々なモノマーに対して,より一般性のある解析,主確さ及び迅速な手段が必要であると考え,本年度は,分岐度算出を行う手法について見直し,再度モノマーの設計を行った。その結果,完全分子間型環化付加反応による分岐高分子合成を検討し,モノマーモデル反応での生成物組成比が重合反応により得られる分岐高分子の分岐度の予測に有用であること明らかにした。本研究の研究目的が着実に達成されつつあるとともに,本触媒系以外にも一定の可能性が示唆された。研究は全体として期待した通りに進展していると考えている。(i)AB型モノマー連鎖環化付加重合:本年度までに得られた多くの知見を基盤として,本重合系での官能基を有するモノマーの重合による官能基化された機能性高分子合成を行っていく。また,本触媒系以外への適用範囲拡張により,触媒的環化付加精密重合の今後の発展に寄与できるものと考えてきる。(ii)A_2+B_2およびAB_2型モノマーの選択的交差環化付加による直鎖及び多分岐高分子の合成:本研究を基盤に今後,分岐度の予測や制御の体系化が実現できると考えられる。また,上記の解析手法を用いることで,他の重合反応を用いた,分岐度の算出が困難であった多分岐高分子においても可能で解析手法の一つとして,提案できるものと考えている。1.AB型モノマー連鎖環化付加重合:これまでに,大きな反応性の差を利用したブロック共重合に成功している。本年度は,種々の反応性を持つモノマーを組み合わせることによって,自発的なランダム型や成分勾配型の共重合反応が可能であると考え様々なモノマーを合成し検討を行い,新しい重合法である環化付加連鎖重合を基盤に,モノマーの重合活性を変化させる事でone-potでのブロック,成分勾配(gradient),ランダム共重合体の作り分けが実現できた。2.A_2+B_2およびAB_2型モノマーの選択的交差環化付加による直鎖および多分岐高分子の合成:本年度は初期的知見を得るためDipimp/CoCl_2-6H_2O/Zn触媒系における,種々の2種類のアルキンの混合物を用いて環化付加反応を行い,得られてきた生成物の選択性を調査した。その結果,アルキンの立体的因子及び,電子的因子の両方が制御因子となることが,明らかになった。次に,交差環化付加反応を生長反応とする重合について検討を行った。最初に高分子の分岐度制御あるいは,分岐度予測に向けたモデル反応の検討を行い,完全分子間型反応による分岐度制御された高分子合成について,次年度の研究の基盤を作った。3.アルキン+ニトリル共環化付加による重合法:本年度は,CoC_2-6H_2O/dppe/Zn触媒系を基盤として,アルキンとニトリルの反応性の精査によりモノマー設計をし,共環化付加反応によるピリジン生成を重合反応とする主骨格にピリジンを有する高分子の合成を行った。^1HNMR,MALDI-TOF MSによって解析した結果,直鎖型高分子であることが明らかとなり,アルキン/ニトリルの共環化付加反応による選択的な直鎖型高分子の合成に成功した。さらに,GPC溶出曲線が単峰性であったので,本重合の重合挙動についても興味がもたれ,調査を行った。その結果,アルキン環化付加反応による重合機構と異なり,本重合機構は,逐次重合機構で進行していることが明らかになった。

しかし、その解析手段として得られた高分子の<13>^C NMRから算出しているため,必ずしも解析が容易でない。今後,分岐度の予測・制御の体系化へ向け様々検討を行うにあたり,様々なモノマーに対して,より一般性のある解析,主確さ及び迅速な手段が必要であると考え,本年度は,分岐度算出を行う手法について見直し,再度モノマーの設計を行った。その結果,完全分子間型環化付加反応による分岐高分子合成を検討し,モノマーモデル反応での生成物組成比が重合反応により得られる分岐高分子の分岐度の予測に有用であること明らかにした。本研究の研究目的が着実に達成されつつあるとともに,その過程で幾つかの新しい合成手法に繋がる発見があり,研究は全体として期待した以上に進展していると考えている。本研究の研究目的が着実に達成されつつあるとともに,本触媒系以外にも一定の可能性が示唆された。研究は全体として期待した通りに進展していると考えている。(i)AB型モノマー連鎖環化付加重合:本重合系による制御され且つ官能基化された高分子合成の例示を拡張し,その基礎物性を明らかにする。また,本重合法によるπ共役系高分子合成を実施し,その重合法及び得られた高分子の物性評価を行う。(ii)A_2+B_2およびAB_2型モノマーの選択的交差環化付加による直鎖及び多分岐高分子の合成:前年度の知見を基盤として重合反応を行い,その直鎖高分子及び多分岐高分子生成の制御について評価を行う。さらに,制御された重合法として問題解決を行っていく。(iii)アルキン+ニトリル共環化付加による重合法:前年度の知見を基に,実際にそれぞれの重合を行い,その含ピリジン高分子生成の制御及び,物性評価などを行っていく。(i)AB型モノマー連鎖環化付加重合:本年度までに得られた多くの知見を基盤として,本重合系での官能基を有するモノマーの重合による官能基化された機能性高分子合成を行っていく。また,本触媒系以外への適用範囲拡張により,触媒的環化付加精密重合の今後の発展に寄与できるものと考えてきる。(ii)A_2+B_2およびAB_2型モノマーの選択的交差環化付加による直鎖及び多分岐高分子の合成:本研究を基盤に今後,分岐度の予測や制御の体系化が実現できると考えられる。また,上記の解析手法を用いることで,他の重合反応を用いた,分岐度の算出が困難であった多分岐高分子においても可能で解析手法の一つとして,提案できるものと考えている。
粘板岩系石器の生産と流通

岩手県一関市の嶺沢遺跡、平前遺跡などで発掘調査を行い、縄文時代後・晩期の粘板岩を用いた石棒類の生産状況について検討した。また、南部北上高地内の石棒生産に関わる資料を集成し、実測図面の作成を通じて、素材・製作技術・流通に関する分析を行った。特に、遺跡間に共通して敲打技法による特徴的な技法が用いられていることを明らかにした。【石刀類生産関連遺跡の発掘調査】岩手県東磐井郡藤沢町保呂羽に所在する嶺沢遺跡群の発掘調査を実施した。嶺沢I遺跡は、果樹園造成等により遺物の出土は確認できなかった。嶺沢II遺跡も過去の土地造成により改変されていたが、撹乱層から縄文時代後期中葉と晩期前葉の土器片が出土した。嶺沢III遺跡では縄文後期中葉と晩期後葉の遺物を採集し、近接する嶺沢IV・大沢田I遺跡を含め、黄海川上流の大宝城川流域での粘板岩系石材を用いた石刀類生産の時期を特定できた。また、嶺沢遺跡群で採集されていた石器類の写真撮影・実測図作成を行い、素材石材の傾向、石刀を折断する作業が行われていることを明らかにした。さらに発掘調査の成果をまとめ、採集資料を含めて、概要報告書を刊行した。【石刀類生産関連遺跡の分布調査】藤沢町保呂羽地区の遺跡分布調査を行い、新たに平前遺跡など石刀類生産に関わる遺跡を確認した。さらに保呂羽地区に隣接する藤沢町内、一関市千厩町、同市室根町周辺の遺跡を踏査し、一帯にわたって粘板岩系石器が存在することを確認した。【南部北上高地内の関連遺跡確認】宮城県石巻市周辺から宮城県北部にかけての関連遺跡から出土している粘板岩系石刀類のデータを収集した。【関連遺物および文献類調査】関西大学収蔵の石棒・石刀類の調査を行い、明治期に東北地方で出土した資料が含まれていることを確認、それに関係した蓑虫山人の絵画資料を秋田県立博物館等で調査し、上記の嶺沢遺跡から出土した資料が含まれていることを確認するとともに、当時の地元協力者に関する情報を藤沢町で収集、当該地域の考古学史を明らかにできた。【石棒類生産関連遺跡の発掘調査】岩手県一関市藤沢町保呂羽に所在する平前遺跡に関して発掘調査を実施した。その結果、平前遺跡はA・B二地点に区分でき、A地点では縄文時代後期後葉の土器類とともに石棒未成品が出土した。これにより、以前から採集されていた石棒類の時期を特定することができた。B地点では、縄文時代晩期中葉の土器片が出土し、この遺跡が縄文後期から晩期にかけて営まれた遺跡であることが確認できた。なお、平前遺跡で採集されていた石棒類の写真撮影・実測図作成を行い、これらの資料を含めて、発掘調査の概要報告書を刊行した。【石棒類資料調査】岩手県一関市千厩町に所在する南小梨蛇王遺跡及び畑ノ沢遺跡で採集され、旧千厩町教育委員会が保管している石棒類約80点について、写真撮影、実測図作成を行い、22年度に調査した嶺沢遺跡群、23年度調査の平前遺跡との比較を行った。この結果、南小梨蛇王遺跡では粘板岩系石材だけにとどまらず、他地域から搬入された可能性のある石棒があること、これまでと同様に故意に折断した例が多いことなどを確認した。加えて、文献により岩手県内出土の成興野型石棒について集成し、そのうち典型的な資料について実測図を作成した。【石棒流通システムの検討】南部北上高地周辺の石材を用いたとされている新潟県村上市元屋敷遺跡資料を実見し、石材の特徴、製作技法の分析を行った。また、秋田県内の縄文晩期遺跡から出土した石棒類を実見し、石材・製作法等に関して検討した。【研究史関連資料調査】明治20年代に岩手県南部を巡遊し石棒などの記録を残した蓑虫山人に関して彼の訪問先を訪ね関連資料の確認を行った。この結果、絵画作品など複数の資料を確認できた。【石棒類生産関連遺跡の発掘調査】岩手県一関市保呂羽に所在する平前遺跡において平成23年度のA地点発掘区から北に約30m離れた箇所で補足的な発掘を行った。その結果本遺跡は縄文時代後期後半に加え、晩期前半の遺物出土を確認したが、確実な遺物包含層の検出はできなかった。【石棒類資料調査】岩手県一関市の浮野遺跡・畑ノ沢遺跡で採集されていた石器類の写真撮影・実測図作成を行うとともに、黄海川流域の関連資料データを収集した。【石棒類製作技術の検討】石棒類製作の大規模な遺跡である岐阜県飛騨市金清神社前遺跡の資料を確認し、南部北上高地の諸遺跡の資料と製作技術の比較を行った。石棒製作関連資料が出土している富山県小矢部市桜町遺跡の資料も確認した。金清神社前遺跡で多数出土している敲打具が、本地域の関係遺跡では確認できない。

しかし北上川流域の金附遺跡など縄文晩期後半の遺跡にはみられ、後期晩期前半と晩期後半では製作手法などに相違点がうかがえた。また、本地域内に敲打により頭部を切断し、調整する独特の技法があること、連続敲打列と名付けた技法が成興野型石棒を中心に用いられていることなどが確認できた。関連遺跡の検討により、本地域の石棒製作が、縄文中期末葉・後期初頭に出現し、縄文晩期中葉まで継続して展開したことが明らかになった。本地域で製作された石棒は、完成品の状態で、北上川流域等に搬出され、その消費地では、石棒類を加熱・折断する行為が行われたことも確認できた。【研究成果報告書の刊行】南部北上高地の関連遺跡(浮野・内貝森・嶺沢I・嶺沢II・平前・南小梨蛇王・畑ノ沢)の粘板岩系石器について、資料写真・実測図を掲げるとともに石材・製作技術・流通等に関して考察した報告書(A4判・本文207頁)を編集・刊行した。岩手県南部の石棒生産に関わる遺跡から出土、採集された資料については約200点の実測図を作成するなど、現在確認できる資料の大部分について調査・検討を行うことができた。これにより周辺の石材産出地を含め素材獲得から製作にいたる工程がほぼ把握できた。また遺跡ごとの比較から保有のあり方も想定できた。また、流通システムに関しては遺跡発掘報告書等文献調査で判明できる予想がついた。24年度が最終年度であるため、記入しない。1、南部北上高地東縁部にあたる宮城県沿岸北部地域の関連遺跡については東日本大震災の影響により現地確認が困難な状況にあるが、津波被災地以外の場所に所在する遺跡の確認を行い概況を把握する。2、これまで調査した粘板岩系石器は、肉眼観察から大まかに三種類の石材に区分できた。この違いが何に起因するのか岩石学的な分析と周辺地質との関わりを検討する。