hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ガレクチンのアポトーシスに対する役割

ガラクトシド残基を含む複合糖質糖鎖を特異的に認識する動物レクチンファミリーであるガレクチンの機能のひとつとして、アポトーシスとの関わりが注目されてきた。ガレクチンと免疫系細胞のアポトーシスとの関連についての報告が相次いでいる。ガレクチン-1によるリンパ球のアポトーシスの誘導には、細胞表面の糖鎖を認識が関わり、これはFasを介さない新しい信号伝達系である可能性がある。われわれはMHL/1prマウスのリンパ節より得られるFasを欠いたリンパ球に対し、ガレクチン-1がアポトーシスを誘導することを認め、上の仮説を支持する知見を得た。一方、Tリンパ球の細胞外マトリックスへの接着やサイトカイン放出もガレクチン-1で抑制されることも見出した。ガレクチン-1が自己免疫疾患の抑制に有効である可能性が示唆されたので、ヒトのリウマチモデルである、コラーゲン注射によりリウマチを誘導させたマウスに対するガレクチン-1の治療効果を検討した。組み換えガレクチン-1を分泌するよう遺伝子操作した繊維芽細胞を注射、あるいは直接に組み換えガレクチン-1蛋白質を注射すると、血清中の抗コラーゲンIgGレベルが低下し、リウマチ発症を抑制できた。またリンパ節中のリンパ球は抗原により誘導されるアポトーシスに対して感受性になっていることも示された。一方、高等動物における諸現象の解析に最適のモデル動物である線虫にも、哺乳動物と相同性の高いガレクチンが多種類存在することをわれわれは発見している。線虫の発生過程におけるプログラム細胞死とガレクチンの関わりを研究するために必要な種々の準備として、種々のガレクチンの遺伝子のクローニング、様々な改変遺伝子の作成などを行った。これらの遺伝子を受精卵へ導入し、アポトーシスとの関わりを今後追求してゆく。研究計画の初年度として本年度は主として準備段階に費やされた。アクチノマイシンによりアポトーシス誘導を受けたHL60細胞が、TPA処理によりHL60より分化したマクロファージにより貪食される系については、アポトーシス細胞表面に発現した糖鎖が、マクロファージに発現しているガレクチンのターゲットになっていることを証明すべく、ガレクチンを固定化したアフィニティー吸着体を調製し、これに結合する糖鎖画分とそれ以外の糖鎖画分に分画し、その量比、構造等を比較、解析中である。Fasリガンドを欠損したT細胞のアポトーシスをガレクチンで誘導する系については、ヒトや線虫由来の各種ガレクチン(非共有結合2量体、タンデムリピート型、キメラ型等)の効果を比較検討している。ガレクチンの糖鎖認識機構が関与していることは、ガレクチン抗体による影響の解析から示唆された。線虫Caenorhabditis elegansの発生途上での特定の細胞のプログラム化細胞死とガレクチンの発現との関わりを探る系では、レポーター遺伝子によるガレクチンの発現解析、ガレクチンの過剰発現、変異ガレクチン遺伝子導入による影響、アンチセンスRNAの影響等を解析するため、卵細胞への遺伝子注入の習熟と基礎的検討を行っており、実験の成功確率が次第に上昇しつつある。

一方、Tリンパ球の細胞外マトリックスへの接着やサイトカイン放出もガレクチン-1で抑制されることも見出した。ガレクチン-1が自己免疫疾患の抑制に有効である可能性が示唆されたので、ヒトのリウマチモデルである、コラーゲン注射によりリウマチを誘導させたマウスに対するガレクチン-1の治療効果を検討した。組み換えガレクチン-1を分泌するよう遺伝子操作した繊維芽細胞を注射、あるいは直接に組み換えガレクチン-1蛋白質を注射すると、血清中の抗コラーゲンIgGレベルが低下し、リウマチ発症を抑制できた。またリンパ節中のリンパ球は抗原により誘導されるアポトーシスに対して感受性になっていることも示された。一方、高等動物における諸現象の解析に最適のモデル動物である線虫にも、哺乳動物と相同性の高いガレクチンが多種類存在することをわれわれは発見している。線虫の発生過程におけるプログラム細胞死とガレクチンの関わりを研究するために必要な種々の準備として、種々のガレクチンの遺伝子のクローニング、様々な改変遺伝子の作成などを行った。これらの遺伝子を受精卵へ導入し、アポトーシスとの関わりを今後追求してゆく。
メルケル細胞と口腔粘膜免疫機構の関連についての実験的検証

前年度の研究において、スナネズミの口蓋粘膜には樹枝状の突起を有する、異型性のメルケル細胞が多数含まれることが判明した。そこで本年度は、1)これらの細胞の口蓋粘膜における分布状況とエイジングによる変化の検討、2)知覚神経によって支配される典型的なメルケル細胞との相違点の検討、3)この現象がスナネズミに特有なのかそれとも齧歯類一般の特徴なのかについての検討、4)免疫抑制が異型性メルケル細胞の出現率に影響を与えるか否かの検討を行った。得られた結果は以下の通りである。1)スナネズミでは性や年齢に関りなく硬口蓋後方部における異型性メルケル細胞の出現率が前方部に比べて有意に高いことが判明した。2)二重標識蛍光抗体法による共焦点レーザー顕微鏡観察により、異型性のメルケル細胞の大半は神経支配を受けていないことが判明し、さらに電顕観察により、異型性のメルケル細胞は典型的メルケル細胞が神経支配を失うことにより形態変化したものである可能性が示唆された。3)種々の神経ポリペプチド抗体や細胞骨格蛋白抗体をもちいた免疫組織化学の成績は、典型的なメルケル細胞と異型性メルケル細胞の間で大差なかった。4)ラットやハムスターの他、数種の野性種のネズミ類を観察した結果、齧歯類の口蓋では一般的にメルケル細胞の多形性が高く、多数の異型細胞が含まれることが判明した。5)シクロスポリン投与により実験的に免疫抑制を起こしたスナネズミと遺伝的免疫不全ラットについて口蓋粘膜を観察し、正常動物と比較したが、免疫不全がメルケル細胞の多形性や分布密度に影響を及ぼすという結論は得られなかった。1,ヒト口蓋の病変部周囲の粘膜と炎症歯肉の病理標本について、メルケル細胞を抗-サイトケラチン20(CK20)で、神経線維を抗-PGP9.5で免疫蛍光二重染色し、共焦点レーザー顕微鏡で観察した。これらの組織には正常な粘膜に比べて多角体形を示す異形のメルケル細胞が多く出現するが、その多くは神経支配を欠いていた。しかし、楕円形を呈する典型的なメルケル細胞でも神経支配を欠くものがあり、異形化と神経支配の欠如との関連性は希薄であると思われた。2,異形化したメルケル細胞と腫瘍化の関係を検討するために、メルケル細胞腫において陽性反応が報告されているニューロフィラメント、ビメンチン、アクチンの発現を免疫組織化学的に調べた結果、異形化した細胞にはこれらの細胞骨格蛋白の発現は無いことが判明した。3,病理標本における異形化メルケル細胞が正常なメルケル細胞から変化したのか、あるいは本来正常粘膜にも僅かながら存在している異形性メンケル細胞の増殖によって生じるのかを調べるため、好銀性核小体オ-ガイナイザー検出反応(AgNOR)と抗-CK20によるメルケル細胞染色を同一切片に対して試みた。その結果、異形化したメルケル細胞には典型的メルケル細胞と同様に細胞分裂活性が無いことが示唆されたので、異形性メルケル細胞は典型的形態のメルケル細胞から変化したと考えられる。4,次年度におこなう動物実験のための予備データを得る目的で、正常なスナネズミの歯肉および口蓋粘膜のメルケル細胞の形態を免疫組織化学的に観察した。スナネズミのメルケル細胞は他の齧歯類とは異なり、抗-CK18ではなく、ヒトと同様に抗-CK20に強い親和性を示した。しかもこれらの細胞の約半数が多角体形を呈し、中には神経突起のような長い突起を有するものも見られた。次年度はこの事実を基に、若干予定の実験計画を変更して研究を進める必要があると考えている。
胃ＳＭ癌の術前転移予測と分子病理マーカーによる新たな内視鏡的根治判定基準の開発

リンパ節転移の有無が確認できた内視鏡的治療根治適応外胃SM癌のホルマリン固定パラフィン切片を用いて腫瘍表層部とSM浸潤先進部よりDNAを抽出し、microsatellite instability (BAT26)とmitochondorial DNAを中心に発現を検討したが、上記マーカーの発現およびheterogenityはほとんど認めず、腫瘍表層部の生検組織を利用した胃SM癌のリンパ節転移予測は臨床的に困難と結論づけた。また、未分化型早期胃癌ではSM癌はいずれの臨床病理学的因子にも関わらずリンパ節転移率が高く、内視鏡的摘除のみでは根治が得られないことを長期経過例の検討から明らかにした。胃SM癌のリンパ節(LN)転移危険因子に関しては、ヘマトキシリン・エオジン(HE)染色を用いた内視鏡治療では臨床病理学的解析の結果、非治癒切除と判定される胃SM癌でもLN転移のない症例の絞り込みが可能であることが明らかとなった。現在、胃SM癌標本から抽出したDNAを用いた遺伝子解析により、LN転移に関連する分子病理学的マーカーを特定し、胃SM癌のLN転移リスクの予測に関して臨床応用の可能性を探索中である。具体的には、外科的切除後にLN転移の有無が確認された胃SM癌組織100検体(リンパ節転移陽性25検体、陰性75検体)のホルマリン固定パラフィン包埋切片を用いて、表層部とSM浸潤先進部をmicrodissectionし、PCRを用いてDNAを増幅させる実験(Polyacrylamide gelを作成し、RI等の試薬を混じたsampleをsupply後、電気泳動にて判定)を継続中である。現在、LN転移に関係するとされるMSI(α32dCP)やmitochondrial DNA異常に注目し、胃SM癌のLN転移に関連する分子病理学的マーカーを解析中である。上記の解析により、LN転移に関連する遺伝子異常やMSI等が特定されることで、胃SM癌LN転移危険因子が抽出されることが予測できる。その結果、内視鏡治療切除標本からLN転移のない胃SM癌の絞り込みが可能となり、内視鏡治療後のover surgeryを減少させることができる。さらに、病変部の生検標本からLN転移の有無が予測できることで治療方針決定に大きく寄与すると考えられる。1990年1月から2010年3月末までに、広島大学病院消化器外科において外科的切除を施行し、リンパ節転移の有無が確認できた胃SM癌患者100名(リンパ節転移陽性25例、陰性75例)に対して、内視鏡治療適応外胃癌のホルマリン固定パラフィン切片を用いて腫瘍表層部とSM浸潤先進部からDNAを抽出し、これまで進行胃癌にてリンパ節転移に関連すると報告されているmicrosatellite instability(BAT26), mitochondrial DNA遺伝子を中心に、各々100-400μl/サンプルを使用し、DNA抽出液を分注してThermal cyclerにてDNAを抽出する手法により実験を行ったが、今回のサンプルでは表層部とSM浸潤先進部における上記マーカーの発現はほとんど認められずheterogeneityも認めなかったため、胃SM癌に対して腫瘍表層部の生検組織を利用したリンパ節転移予測の可能性は臨床的に困難と結論づけた。一方、臨床面からの検討では、早期胃癌の中でも特にリンパ節転移のリスクが高いとされる未分化型早期胃癌を中心に内視鏡的摘除された症例を対象に臨床病理学的特徴と長期予後の点からリンパ節転移リスク因子を解析した。その結果、内視鏡的摘除はtotal excisional biopsy法として有用ではあったが、SM癌はいずれの臨床病理学的因子にも関わらずリンパ節転移が高く(一方、M癌であれば径2cm、UL陰性、脈管侵襲陰性ではリンパ節転移リスクが極めて低く経過観察可であることが立証された)、内視鏡的摘除のみでは根治と判定できないため外科的摘除が必須であることを明らかにした(Surg Endosc 28, 639-647, 2014)。現在、粘膜下層(SM)に浸潤した胃癌の標準的治療法はリンパ節郭清を含めた外科的切除であるが、リンパ節転移のない胃SM癌の多くがover-surgery(不要な外科的切除)されているのが現状である。広島早期胃癌研究会に所属する施設より外科的あるいは臨床的にリンパ節転移の有無が明らかな胃SM癌症例220例(うちリンパ節転移例38例)について臨床病理学的データと標本(未染)を得た。これらを材料に胃SM癌のリンパ節転移陰性の条件について基本的な解析を行った。また、予後(転移再発、生存の有無)が明らかな173例についてリンパ節転移陰性の条件についてその妥当性について検証した。

その結果、現在の胃癌治療ガイドラインで示されている胃SM癌リンパ節転移陰性(外科的追加切除不要)の条件『SM浸潤度500μmまで、腫瘍径30mm、脈管侵襲陰性』は概ね妥当であること、胃SM深部浸潤(SM2)癌は原則外科的追加切除が必要なこと、が明らかとなった。しかしながら、SM2癌であっても、SM浸潤先進部の組織型(高分化型)、SM浸潤の幅(6000μm未満)、浸潤形式(inf)などを考慮することで、リンパ節転移陰性の胃SM癌を抽出することが可能であることも新たな知見として得られた。これにより臨床的に内視鏡治療胃SM癌後のover-surgeryを減らし、患者のQOLや医療費の削減に貢献できる可能性を示すことできた。本結果の一部はGastric cancer 15: 97-105, 2012に報告した。現在、既知の分子病理マーカーを用いてSM浸潤先進部の評価を行い、リンパ節転移との関連を検討中である。1)胃SM癌のサンプル数が少なかったため、現時点では十分な結果が得られていない。統計学的な有意検定を行う上でさらなるサンプル数(特にリンパ節転移陽性胃SM癌例)を必要とするため。2)東日本大震災の影響でRIがしばらく供給停止で入手困難なことにより、追加実験が困難な期間が半年程度あったため。3)実験手法の確立に時間を要したことも一因と考える。解析に必要な胃SM癌のリンパ節転移陽性症例を増やす必要がある。また、分子病理マーカーによるSM浸潤先進部の評価を行うためには、複数のマーカー(E cadherin、MUC1、MMP-7・9、Catepsin D、VEGFファミリー、CD34・p53、Ki-67、apotosis)を評価していく必要があるためやや時間を要しているのが現状である。現行の実験を継続するとともに、サンプルサイズを増やすため多施設より検体を追加して集め解析予定である。通常標本のホルマリン固定パラフィン切片を用いた免疫染色法によるリンパ節転移予測に有用な分子病理マーカーを明らかにするとともに、表層部からDNAを抽出し各転移関連遺伝子やmicrosatellite instabilityとの関連性について検討し生検によるリンパ節転移予測の可能性を追求する。実験に必要な試薬の購入・研究報告のための出張費などを中心に使用する予定である。消耗品の購入と旅費(発表、情報収集)が主な使用用途である。
学校環境ストックを評価し環境共生的で創発的な教育空間をつくるリノベーション方法

本研究は,既存の学校環境ストックを改修して,創発的な教育空間と耐震性能が高く、環境共生的な学校環境をつくるためのリノベーション方法の開発を目的としている。行った研究内容を以下に示す。1)創発的な教育空間としての学校建築・校舎空間・校庭環境の向かうべき方向の検討。2)既存の学校環境および校舎の評価、問題点と可能性の調査と分析。3)既存の学校の改修の可能性の詳しい分析評価、得られるべき学校空間・環境の方向の総合的検討。リノベーションの方向性に関する、計画デザイン、構造工学、環境工学の観点からの分析と、適切で新たな教育空間と、耐震安全性や、環境負荷を軽減する方法の同時解決方法についての開発研究。得られた知見を以下に示す。1)週休二日、総合的学習方式の浸透、教育の地域連携を達成するために、小領域と、交流空間を重視したワークショップや教科学習複合空間をもつ学校空間が今後の目標として必要かつ適切である。2)既存学校の評価を通じ、教科教室型教育方法と平面計画の関係、校舎周り環境の活用法、校庭における環境教育の可能性、地域住民の学校環境の記憶などの詳細な分析を得た。3)既存の学校は、小規模増床と空間の拡大および校庭環境の保全活用などにより、リノベーションが可能である。3-1標準型平面について外部への小規模な増築と内部における間仕切りの変更によって、新しい理念の教育空間への転換の方法が見いだしうる。3-2自由度の高い耐震補強法として,外付けブレースを用いる手法や増床部分の骨組をブレース付き鉄骨造とし,既存RC部分と一体化させる手法を開発した。3-3改修時に屋根面に太陽電池・クール・ルーフを設置し,ダブルスキンを利用した庇・光棚の開発設置、夜間換気を行うことにより、教室・校舎において、自然を活用とした快適環境を実現する方法を分析提案した。これらにより、目的の基礎的研究開発を果たすことが出来た。学校建築における既存ストックを活用評価しながら、1)創発的な教育空間を実現する平面計画への改造方法の追求、2)構造耐力の補強方法の整理と評価、3)環境共生的な建築性能を実現する手法の探求、の3つの視点の総合的な検討を行った。総合的な研究討議を6回行い、それぞれの視点からの問題点の指摘検討に加え、設計現場における事例や、施工事例を含めて検討した。また行政的補助制度上や、学校建築経済に係わる問題や、確認行政上の問題を含めて総合的に検討した。これらの検討に基づいた総合化を試み、課題類型ごとの問題と、改善計画類型を総合的に整理する概略の表を作成し、研究課題のフレームを明らかにした。現存する学校建築のモデル事例を収集し、これらの評価を行った。モデル事例ごとのリノベーション計画の開発スタディの準備研究をすすめ、以下の項目ごとの分析を開始している。・既存リノベーション手法の整理と評価・校舎建築の類型化と対応する問題の類型の整理。・それらの類型と耐震補強方法技術課題の整理・同じく計画課題の整理・同じく環境上の課題と環境工学的解決デヴァイスの整理・既存事例における校庭の調査分析と、計画的・環境共生的役割の評価と整理検討・建替え計画に関連した、校庭・緑地・樹木等の継承持続の方法の検討・改修にともなう教室まわりの空間の平面計画における充実方法の類型的検討これらの方法的着眼による次年度以降の調査分析の計画を準備した。さらに、次年度以降の実験的研究の方法を検討し、学校の屋上緑化、壁面緑化による環境共生型設計手法の開発のための実験の準備、創発的空間へのリノベーション計画に対応する改修を意図した構造設計方法の開発のための実験の準備を進めている。初年度に作成した研究課題

フレームに基づき、1)学校建築の既存リノベーション手法の整理と学校環境ストックの評価、2)学校の屋上緑化及び太陽光発電パネルの利用による環境共生型設計手法の開発スタディ、3)創発的空間へのリノベーション計画に対応する改修を意図した耐震補強に関する実験・解析、構造設計方法の開発スタディの3課題について、事例調査、実験装置の設置・測定、モデル実験を実施し、基本データの収集と分析を進めた。本年度の研究内容と今後の課題を以下に示す。1)創発的な教育空間のモデル事例として玉島北中学、聖籠中学を調査した。また、既存ストックの評価として、門真市、大阪市、尼崎市を対象に小学校の建物及び校庭の環境ストックを調査した。尼崎市の小学校をモデルに校舎の配置・プランと対応方策を類型的に検討し、課題を整理した。2)神戸大学の学舎屋上に実験用太陽電池パネル、クールループ実践施設を設置し、壁面、窓面等の改修による夏季の日射遮蔽及び太陽電池パネルの利用に関する実験及び屋上の改修に伴う屋上緑化施設の熱環境効果に関する測定実験を開始し、屋上緑化及び太陽光発電パネルの利用による環境共生型設計手法の開発を進めた。3)既存鉄筋コンクリート造校舎と新設鉄骨造をモデル化した立体骨組数値解析の予備解析と要素実験を行い、構造実験の試験体設計を進めた。さらにRC骨組を鉄骨ブレースで耐震補強する実物の1/3程度の模型実験を行い異種構造間の応力伝達機構の解析を進めた。また総合的課題として兵庫県下のRC学校建築の建設年代と耐震性能の関係について検討を行った。学校建築の既存リノベーション手法の整理と学校環境ストックの評価、リノベーション計画に対応した耐震補強に関する実験・解析、構造設計方法の開発スタディ、学校の屋上緑化及び太陽光発電パネルの利用による環境共生型設計手法の開発スタディの3課題について、計画・構造・環境の分野全体での総合討論・研究会を行った。また研究分野毎に、課題にそって以下の事例研究、実験的研究を行った。1)既存校舎・校庭を新しい教育空間へと再生活用方法の開発、地域と学校が相互補完的に再生できる学校環境計画指針の開発を目的として、和歌山県龍神村統合中学校、千葉県習志野市立秋津小学校の事例研究を行った。2)既存RC躯体と増床のために設置される鉄骨フレームを接合し構造的に一体化させる技術に関する研究開発を行った。接合材にあと施工アンカーを用いることを想定し、構造実験により、組合せ応力を受けるあと施工アンカーの弾塑性挙動を検討した。また耐震補強と関連して既存RC骨組に外付けで鉄骨骨組補強の開発、既存RC骨組を増床するために鉄骨骨組を接合する工法の開発を目的とした実験的研究を行った。3)夏季に小学校の空き教室を利用して温熱環境の実態調査を行い、その結果に基づき外壁、屋根に注目した改善案の検討を行った。耐震改修の際に生まれる空間を利用したダブルスキン構造の活用、庇による日射遮蔽,夜間換気,屋根の高反射化、外断熱などを取り上げ、シミュレーションにより導入効果の考察を行った。
樹冠における気孔開度の変動機構の解明

森林群落からのCO_2フラックスやH_2Oフラックスの評価には,樹冠構造と乾燥度,樹幹から葉への水分供給と,それに対応した気孔による調節機構の解明が重要である。本年度はいくつかの角度から気孔開度と蒸散の関係を解析し重要な結果を得た。日本産樹種21種の気孔形態と気孔コンダクタンスの関係について検討し,その結果,気孔長と気孔密度の間には負の相関関係があること,常緑広葉樹の気孔は落葉広葉樹に比べ孔長が揃っているが,開孔幅は逆にばらつきが大きい傾向があった。また,気孔形態の日変化については,孔長さは1日を通じてほぼ一定であるが,開孔幅は光合成・蒸散に対応して日変化を示した。各時刻における気孔開孔幅の分散解析から,気孔は基本的に光合成・蒸散に対応して開閉するが,気孔開度は正規分布するある一定の分散を持ちながら変動していた。気孔形態データから個葉の気孔コンダクタンスが推定可能であった。さらに,葉の全ての気孔が全開になった値(理論的には葉の物理的な気孔コンダクタンスの上限)を計算し,葉の細胞生理学的なガス交換能力に対する気孔開度の余裕度を検討した。年間を通じて,同じ樹冠において測定を行なった結果,ある瞬間における樹冠内の葉の気孔の開度のばらつきは非常に大きいが,1日平均ではその差は非常に小さくなり,さらに年間平均に直すとその差は数%以内に収まった。この理由は,年間を通じては,葉の向きによる日射入力の差は小さく,さらに,南向きの直達日射が長時間当たる葉位の葉では,強光阻害が生じるため気孔が閉じ気味になるのに対して,北向きの葉位の葉では,光利用効率が高くなるため,年間を通じてはその生産性に大きな差が生じないためであることが示唆された。富山県・立山高山帯の2つのハイマツ群落において,個葉レベルの測定から群落蒸散量を推計した。その結果,夏期の晴天日にはハイマツ群落は510mm/day程度という非常に大量の蒸散を行っていた。またハイマツの気孔は茎からの水供給の変化に対して非常に敏感に反応していたが,大気乾燥度に対してはほとんど反応していないかった。樹冠構造と林分の立地の関係からGISを用いて林内の光分布を推定するための簡易式を考案し,下層植生との対応関係を比較した。樹体内水動態の解析を放射孔材樹種であるマテバシイについて行い,ヒートパルス法による樹液流速測定と木材解剖学的な構造との関係を明らかにした。さらに,樹液流測定精度向上に必要ないくつかの技術を提案した。樹高が低いために気孔の樹冠内動態を追いやすい富山県・立山高山帯の2つのハイマツ群落において,個葉レベルの測定から群落蒸散量を推計した。その結果,夏期の晴天日にはハイマツ群落は10mm/day程度という非常に大量の蒸散を行っていた。また,平地のアカマツと比較して高山のハイマツの気孔は茎からの水供給の変化に対して非常に敏感に反応していた。樹冠構造と林分の立地の関係から林内の光分布を推定するための簡易式を考案し,下層植生との対応関係を比較した。

気孔形態データから個葉の気孔コンダクタンスが推定可能であった。さらに,葉の全ての気孔が全開になった値(理論的には葉の物理的な気孔コンダクタンスの上限)を計算し,葉の細胞生理学的なガス交換能力に対する気孔開度の余裕度を検討した。年間を通じて,同じ樹冠において測定を行なった結果,ある瞬間における樹冠内の葉の気孔の開度のばらつきは非常に大きいが,1日平均ではその差は非常に小さくなり,さらに年間平均に直すとその差は数%以内に収まった。この理由は,年間を通じては,葉の向きによる日射入力の差は小さく,さらに,南向きの直達日射が長時間当たる葉位の葉では,強光阻害が生じるため気孔が閉じ気味になるのに対して,北向きの葉位の葉では,光利用効率が高くなるため,年間を通じてはその生産性に大きな差が生じないためであることが示唆された。富山県・立山高山帯の2つのハイマツ群落において,個葉レベルの測定から群落蒸散量を推計した。その結果,夏期の晴天日にはハイマツ群落は510mm/day程度という非常に大量の蒸散を行っていた。またハイマツの気孔は茎からの水供給の変化に対して非常に敏感に反応していたが,大気乾燥度に対してはほとんど反応していないかった。樹冠構造と林分の立地の関係からGISを用いて林内の光分布を推定するための簡易式を考案し,下層植生との対応関係を比較した。
血液・血管内カテーテルから分離された酵母様真菌の菌種別分離頻度および薬剤感受性

【背景・目的】Candida属などの酵母様真菌による深在性真菌症は,易感染患者における抗菌薬療法開始後やカテーテルの挿入・留置によりしばしば認められる.これらは真菌性眼内炎や血栓性静脈炎の起因となるため,早期に適切な処置を行なうと共に抗真菌薬療法が必要となる.近年,抗真菌薬に耐性を示す株も報告されており,酵母様真菌における薬剤感受性試験を実施する必要性は高い.今回,真菌血症由来株を用い,各種抗真菌薬のMIC値を測定したので分離株数と合わせて報告する.【対象および方法】【結果および考察】C. albicansの薬剤感受性試験成績は,全ての薬剤に対し感受性を有していたが,アゾール系抗真菌薬に高度耐性を示した株が83株中2株認められた.他の菌種では,C. kruseiがアゾール系抗真菌薬に耐性を示し,次いでC. glabrata, C. guilliermondiiが低感受性を示した.また,C. kruseiは5-FCにも耐性を示した.MCFGに低感受性を示した菌種は,C. parapsilosis, C. guilliermondiiであり,菌種によって特徴が認められた.1997年から2001年に調査した時はほとんど認められなかったC. guilliermondiiが,今回約6%分離された背景には,2003年から販売されはじめたMCFGの影響があるのかもしれない.今後もさらに分離状況の推移,耐性化の動向を見極めることは重要と思われる.これらの結果は,第19回臨床微生物学会総会にてロ演した.【背景・目的】Candida属などの酵母様真菌による深在性真菌症は,易感染患者における抗菌薬療法開始後やカテーテルの挿入・留置によりしばしば認められる.これらは真菌性眼内炎や血栓性静脈炎の起因となるため,早期に適切な処置を行なうと共に抗真菌薬療法が必要となる.近年,抗真菌薬に耐性を示す株も報告されており,酵母様真菌における薬剤感受性試験を実施する必要性は高い.今回,真菌血症由来株を用い,各種抗真菌薬のMIC値を測定したので分離株数と合わせて報告する.【対象および方法】【結果および考察】C. albicansの薬剤感受性試験成績は,全ての薬剤に対し感受性を有していたが,アゾール系抗真菌薬に高度耐性を示した株が83株中2株認められた.他の菌種では,C. kruseiがアゾール系抗真菌薬に耐性を示し,次いでC. glabrata, C. guilliermondiiが低感受性を示した.また,C. kruseiは5-FCにも耐性を示した.MCFGに低感受性を示した菌種は,C. parapsilosis, C. guilliermondiiであり,菌種によって特徴が認められた.1997年から2001年に調査した時はほとんど認められなかったC. guilliermondiiが,今回約6%分離された背景には,2003年から販売されはじめたMCFGの影響があるのかもしれない.今後もさらに分離状況の推移,耐性化の動向を見極めることは重要と思われる.これらの結果は,第19回臨床微生物学会総会にてロ演した.
半導体レーザ2焦点流速計による液体微粒化初期過程の解明

液体微粒化初期過程においては、液柱が存在し、あるいは液滴数密度がきわめて高いことから、非接触測定が必要であり、また個々の液滴を識別するにはできるだけ小さい測定体積が望まれる。研究代表者はレーザー2焦点流速計の光学的SN比が高く、かつ測定体積を縮小できることに着目した。すなわち、分裂過程にある液滴の挙動を、半導体レーザを光源としマイクロスケールの測定体積を有するレーザー2焦点流速計を用いて測定した。測定対象として微粒化の促進が図られる一方、分裂過程の計測がほとんど行われていないディーゼル燃料噴霧を選択した。分裂過程においては、分裂を支配する因子の一つである液滴速度、および分裂の結果である液滴サイズを同時計測することが必要と考え、従来のレーザー2焦点法で採用されている飛行時間から液滴速度を求める手法を採用するとともに、散乱時間から液滴サイズを求める手法を開発した。本方法は、これまで全く情報が得られなかった高数密度噴霧内部における液滴の速度とサイズの計測が可能であるという点で、液滴分裂過程の把握にはきわめて有効であると考えられる。1.まず、新しく開発したレーザー2焦点流速計の測定原理および構成について検討し、測定精度を明らかにした。2.次に、噴孔近傍すなわち微粒化初期過程、および噴霧中心部における液滴分裂過程の測定結果について考察した。3.さらに、測定結果を基に液滴分裂モデルの一つを取り上げ数値シミュレーションによる検証を行った。本研究では液柱の測定について取り扱わなかった。開発したレーザー2焦点流速計は原理的に液滴間隔が2焦点間隔より長い場合に測定可能であるためである。しかし、無効データが得られる場合には液柱の存在が示唆される。液柱の測定については今後の課題である。またデータサンプリングレートが低いため測定体積を通過する液滴をランダムに抽出し測定していることについても今後の課題である。出力50mW、波長639nmの可視半導体レーザからの射出光を、焦点の直径dが約2μm、長さが約50μmであり、焦点の間隔Sが36μmである2つの焦点に集光し、液滴が2つの焦点を飛行する時間t_1により速度u(=S/t_1)を求め、焦点における液滴の散乱時間t_2により粒径dp(=u・t_2-d)を求めた。(1)噴孔径Dが0.2mmの単噴孔ノズルから大気中に間欠噴射されるディーゼル燃料噴霧において、噴孔からの距離zが0.2、0.5、および1.5mmで、噴射開始後、針弁および噴射圧の上昇とともに液滴の速度および粒径が増加し、また噴孔から下流に向かって液滴の速度および粒径が減少することが確認された。一方、噴射圧が高く針弁全開の時期にはz=0.2mmの速度および粒径が下流側より小さく観察され、液柱あるいは液滴数密度のきわめて高い領域が存在するものと判断された。(2)z=2040mmで、針弁上昇初期に噴射された低速の液滴が後に噴射された高速の液滴に追い越される現象が捉えられ、またこの位置では追い越しに起因する液滴の衝突・合体は顕著でないことが明らかになった。さらに、z=10mmにおいて液滴速度を代表速度とするウエーバー数が120より大きい液滴はz=40mmに到達せず、液滴の分裂時間が短いものと判断された。また、液滴の粒径分布は噴孔近傍ならびに噴霧軸中心部においても抜山棚沢分布に近いことが明らかになった。(3)往復動エンジンのガス流動および噴霧液滴の分裂・合体・蒸発・燃料を解析するFortran

ソースコード:KIVA-3に、F.X.Tannerの拡張テーラーの液滴分裂(ETAB)モデルを組み込み、噴孔半径をザウタ平均粒径とするカイ2乗分布を噴孔出口部の粒径分布とし、また分裂後の液滴半径を適切に見積もることにより、良好に計測結果をシミュレートできることを明らかにした。最大出力80mW、波長658nmの可視半導体レーザーを光源とするレーザー2焦点流速計(L2F)を構築した。L2Fの測定体積は2つの焦点から構成され、それぞれの焦点の直径dは約2μm、焦点の長さは約50μmである。2つの焦点の間隔Sを昨年度の36μmから20μmへ縮小し、コモンレールを用いた高圧噴射にともなう液滴の高数密度化に対応することを意図した。液滴が2つの焦点を飛行する時間t1により速度u(=S/t1)を求め、焦点における液滴の散乱時間t2により粒径dp(=u・t2-d)を求めた。(1)噴孔径0.2mmの単噴孔ノズルから大気中に間欠噴射されるディーゼル燃料噴霧コア部の噴孔下流1.5mmおいて、針弁および噴射圧の上昇とともに液滴の速度および粒径が増加することを確認するとともに、0.56msの時間窓ごとの粒径確率密度が抜山棚沢分布で近似できることを明らかにした。(2)コモンレール燃料噴射システムにおいてレール圧を50MPaおよび80MPaに設定し、噴孔径0.16mmのインジェクタから大気中に間欠噴射される噴霧を噴孔下流15mmで計測した。測定点に噴霧が到達する直後からL2Fデータが得られること、さらに、レール圧の上昇による噴霧液滴速度の増加ならびに液滴の微細化が確認された。(3)往復動エンジンのガス流動および噴霧液滴の分裂・合体・蒸発・燃焼を解析するFortranソースコード:KIVA-3に、F.X.Tannerの拡張テーラー液滴分裂(ETAB)モデルを組み込み、噴孔半径をザウタ平均粒径とするカイ2乗分布を噴孔出口部の粒径分布として噴霧液滴挙動の数値シミュレーションを行った。その結果、数値シミュレーションでは粒径が過小評価されること、また分裂モデルの実験定数を変更した修正モデルにより測定結果を再現できることを明らかにした。
海洋観測データの統合化と大気化学モデルによる海洋起源有機ガスの全球収支と影響解析

揮発性有機化合物(VOC)は大気中における光化学反応の燃料となる重要な成分であり、海洋は放出源または吸収源として、VOCの全球的収支に大きな役割を果たすと考えられている。しかしながら、技術的困難さゆえに観測例が非常に少なく、VOCの収支における海洋の役割は大きな不確実性を伴っている。そのため、極微量濃度を計測できる高い感度を維持しつつ小型な観測技術の開発を行い、研究船に搭載して実海洋環境下における観測を行っているが、ここでは、これまで蓄積してきた海洋観測データおよび今後得られる海洋観測データを、他国の研究者によって得られたデータとも統合することで様々な海域における海洋表層溶存VOCデータベースを作成し、それをグローバル大気化学輸送モデルに組み込むことで、VOCの全球収支に及ぼす海洋の役割および環境影響に関する理解を深めることを目的にしている。これまで、我々がこれまで太平洋における観測で蓄積してきた、大気中および海洋表層における硫化ジメチルやアセトンといった低分子のVOCを対象にしてデータベースを作成した。これにより、太平洋における南北両半球間のVOCの海水濃度、大気濃度、大気海洋間フラックスに関して、観測データによるカバレッジを確認し、その地域性(緯度方向や経度方向の濃度勾配)や季節性(クライマトロジー)に関する知見を得た。また、観測された動態や変動の要因を海洋起源および陸域起源の寄与の両面から考察し、特に大気海洋間フラックス(海洋がVOCを放出しているか吸収しているか)に関して、太平洋について年間収支を算出した。自身のグループによるデータを取りまとめ、他国のデータと統合するための準備の第一段階が整ったため。他国の研究者によって得られたデータとも統合することで、太平洋だけでなく、大西洋などを含めて全海域における海洋表層溶存VOCデータベースを作成する。その後、データベースをもとに海洋から大気へのVOCフラックスマップを作成し、グローバル大気化学輸送モデルに組み込むことで、VOCの収支に及ぼす海洋の役割および環境影響に関する理解を深める。内定年度:2017揮発性有機化合物(VOC)は大気中における光化学反応の燃料となる重要な成分であり、海洋は放出源または吸収源として、VOCの全球的収支に大きな役割を果たすと考えられている。
炭素安定同位体ラベリングを用いた森林地下部炭素循環の解明

炭素安定同位体ラベリング手法を森林樹木に適用し、レーザー同位体分光装置を用いて幹・根呼吸中の13CO2を測定することによって、炭素が樹体に取り込まれ、滞留・循環し、放出されていく様子を定量化することを目指した。コナラ成木に計7回のラベリングを行い、炭素の移動速度を計算した。夏にはラベリングから半日程度で粗根まで、1日程度で細根まで到達していたが、秋には遅くなっており、炭素の移動速度に季節変化があることが明らかになった。本研究の目的は、安定同位体炭素のパルスラベリング手法を用いて、光合成によって得られた炭素が根系へ分配され、一部は「成長・代謝に使われ」、「呼吸として放出され」、残りは「樹体に蓄積され」ていく様子を記述し、これらの情報をよりよい生態系炭素循環モデルの開発に資することである。そのために、安定同位体比を現場で高頻度で測定できるTDLSを導入し、根からのCO2を測定できる新しいチャンバーによる呼吸観測と、ラベリング後のサンプル分析を組み合わせる。初年度は、すでにブナ(Fagus sylvatica L.)、オーク(Quercus petraea Matt Liebl)、マツ(Pinus pinaster Ait)を対象にラベリング実験が行われたフランスの試験地において、長期間経過後の同位体比変動を明らかにするために、各コンパートメントに蓄積されている炭素安定同位体比を測定した。ラベリング後に土壌サンプリングを定期的に行い、細根と、土壌微生物、メッシュにより根を排除したコア中の土壌微生物にわけ、それぞれ有機物として含まれている炭素中の^<13>Cと、呼吸として放出される^<13>Cを測定した結果からは、細根と土壌有機物のどちらからもほぼ同時にシグナルが検出されたこと、メッシュにより根の侵入を防いだコアサンプルには、土壌への炭素配分量が少ないことから、炭素が細根を通じて短時間で土壌微生物(菌根・菌糸、浸出物由来の微生物を含む)へと供給されていた。成果はDannoura et al.,(2011)およびEpron et al,(2011)にて公表した。また、日本におけるラベリング実験の場所の選定および、樹木の選定、ラベリングプロットの作成を行った。山城水文試験地のコナラを対象に、TDLSを現場に設置し、チャンバーの準備とあわせ、温度、湿度をモニタリングするための設備を整えた。最終年度である2年目は日本におけるラベリング実験およびサンプリングを行った。対象となるコナラは胸高直径33.7cm、樹高11.7mであり、非常に大きく樹冠全体を覆うことができず、かわりに最も高い位置にある枝2つを利用した。季節による違いをみるため、夏から秋にかけて、同じ枝で、合計7回のラベリングを行った。その結果、葉から取り込まれた炭素が細根から呼吸として放出されるまでに夏ではおよそ1日(22-28時間)かかり、秋になり気温が低下すると、2日程度かかっていた。すなわち、土壌から放出される二酸化炭素は、数日前の樹木の活動に影響され、そのタイミングや量は樹種や季節によって異なることが示された。このことは気候変動予測等にとって重要な情報になると考えられる。
他国との比較に基づく日本型の精神障害者就労支援方策の提言

2018年度は、日本と諸外国の文化、民族性、精神医療福祉制度、障害者の就労支援体制、労務管理に関する文献検討、及び海外の精神障害者支援施設へ訪問し、就労支援の実態や精神障害者の雇用に関する課題等の聞き取り調査を計画としていた。訪問先は、ロンドンのMosaic Clubhouse(イギリス)、ヘルシンキのHelsingin Klubitalo(フィンランド)、ミラノのProgetto Itaca Milano(イタリア)のクラブハウス3か所であった。聞き取りによると、いずれの国も市民は精神疾患や精神科に対する偏見やスティグマを今も根強くもち、施設運営は市・教会・企業・家族・チャリティにより行われている部分が大きかった。イタリアとフィンランドは昨今の失業率が高くなっており、精神疾患・障害の如何に関係なく、就労が難しい状況であった。そのような状況の中でも、ミラノの施設では、スマートワークや在宅ワークを導入し、精神障害者の就労形態の幅を広げるよう努めていた。次年度は、各国の労務管理に関する文献検討、欧州以外の国の精神障害者支援施設の訪問調査を引き続き行うとともに、国内(主として東京都、千葉県)のクラブハウス、就労移行・就労継続A型・就労継続B型事業所、障害者就労支援センター等の利用者・スタッフ、一般企業の人事担当者を対象に、心理的安寧、健康関連QOL、精神障害者の社会生活、精神障害者雇用に関する考え方と課題、企業と医療福祉機関との関係等に関する半構成的面接を行なう予定である。2018年度の計画としていた文献検討および海外の精神障害者支援施設の訪問調査を概ね実施することができたため。計画していた各国の労務管理に関する文献検討と整理が十分できなかったため、これは引き続き行なう。海外施設の訪問調査は、欧州に偏っているため、アジア圏、アメリカ、オーストラリアのいずれかの国の施設訪問を実施できるよう予定を組みたいと思う。2019年度の計画は、国内での面接調査が主であるため、調査実施の具体的な計画書、倫理申請書類、依頼する施設や企業の選定と調整を行なっていく予定である。予算計上していた、連携研究者1名の国内旅費、および連携研究者2名の外国旅費を使用しなかったため、次年度使用額が生じたと考えられる。次年度は、連携研究者が学会や研修会へ参加し情報収集等を行なうべく、国内外の旅費として使用する予定である。
実践的な集積回路ものづくり実験教材の開発

半導体工学を理論と実践の両面から理解することに役立てられるように,簡略化した工程を使って,集積回路を構成する重要な半導体デバイスであるMOS電界効果トランジスタ(MOSFET)を作製する実験教材の開発に取り組んだ.その結果,n型不純物拡散層及びアルミニウム(Al)電極を簡略化した工程で形成することによって,比較的容易にMOSFETが作製できる実験教材が構築できた.この実験教材は,MOSFET及び集積回路の作製に必要な作製工程が全て含まれており,半導体工学を技術的及び物理的に理解することに繋がる効果的な実験教材になると思われる.高専は,さまざまな制約によって現在の高度情報化社会を支える半導体デバイスのものづくり実験の実施は容易ではない.本研究は,集積回路の作製技術と集積回路に含まれる半導体デバイス及び電子回路の動作を学生が理論と実践の両面から効果的に習得することのできる実用的な「集積回路ものづくり作製実験教材」の開発に取り組んでいる.研究代表者によるこれまでの取り組みによって,シリコン(Si)半導体デバイスを作製する上で欠かすことのできない不純物拡散層は,不純物源を含んだ液状のスピンオングラスをSi基板に塗布して熱処理するだけの非常に簡易な方法で形成できる技術を確立している.同様に,アルミニウム(Al)電極については,Alエッチングプロセスを省くことができるように,メタルマスクを使って形成できるようになっている.この2つの技術に加えて,フォトリソグラフィ及びSi酸化膜形成プロセスが構築できれば,Si集積回路の作製に最低限必要となる要素技術を全て確立できる.そこで,今年度の取り組みでは,まずフォトリソグラフィプロセスの構築を試みた.MOS電界効果トランジスタ(MOSFET)の作製で必要となる,4種類のパターンからマスクを設計し,Si基板上に所望の2次元構造が形成できるようになった.さらに,構築したフォトリソグラフィプロセスにおいては,研究代表者が設計したジグを使うことによって,顕微鏡を使うことなく,簡易的な方法でマスクの位置合わせ作業ができる.以上の結果,Si集積回路を作製するために必要となるフォトリソグラフィプロセスを確立することができた.とくに,不純物拡散層の形成,Al電極・配線の形成,フォトリソグラフィについては,それぞれ簡略化した手法を用いることで,それぞれのプロセスが比較的容易に遂行できるようになった.高専は,様々な制約によって現在の高度情報化社会を支える半導体デバイスのものづくり実験の実施は容易ではない.本研究は,集積回路の作製技術と集積回路に含まれる半導体デバイスの動作を学生が理論と実践の両面から効果的に修得することのできる実用的な「集積回路ものづくり作製実験教材」の開発に取り組んでいる.これまでの取り組みによって,シリコン(Si)半導体デバイスを作製する上で欠かすことのできない不純物拡散層は,不純物源を含んだ液状のスピンオングラス(SOG)をSi基板に塗布して熱処理するだけの非常に簡易な方法で形成できる技術を確立している.同様に,アルミニウム(Al)電極の形成については,Alエッチングプロセスを省くことができるように,メタルマスクを使って形成している.この2つの技術に加えて,フォトリソグラフィプロセスを構築した結果,Si基板上に所望の2次元構造が形成できるようになり,更に,酸化膜の形成プロセスも構築し,Si基板上に良好なシリコン酸化膜が形成できるようになった.以上の結果,Si集積回路を作製で重要な4つのプロセスが確立できたことから,これらのプロセスを組み合わせた簡略化した作製プロセスでnMOSFETの作製を試みた.その結果,線形領域と飽和領域を有する良好なドレイン電流ードレイン電圧特性が得られた.集積回路ものづくり実験教材の構築を目指して,これまで,その実現に克服しなければならない「nMOSFET作製プロセスの簡略化」をどのようにして実現できるか検討してきた.それを実現するために,「1.簡略化した手法による不純物拡散層の形成,2.メタルマスクを用いたAl電極の形成による電極形成プロセスの簡略化,3.簡易なフォトリソグラフィプロセスを構築」を試み,それぞれの技術を個々に確立してきた.このように,個々のプロセスを構築できたことから,これらの技術を組み合わせた簡略化した作製プロセスでnMOSFETの作製を試みた.その結果,上記の簡略化した手法を組み合わせた作製プロセスでnMOSFETを作製できる見通しが得られた.これらの簡略化した手法を組み合わせた作製プロセスで作製したnMOSFETのドレイン電流ードレイン電圧特性を評価したところ,ドレイン電圧が比較的小さいときは,ドレイン電圧の増加に伴ってドレイン電流が増加する線形領域が得られた.また,ドレイン電圧が比較的大きいときは,ドレイン電圧が増加してもドレイン電流がほとんど変化しない飽和領域が得られた.これらは,典型的なnMOSFETの特性であり,このような簡略化した作製プロセスでも良好な静特性を有するnMOSFETを作製できることが確認できた.以上の結果から,本研究課題の研究目的に対する本年度までの達成度はおおむね順調に進展していると言える.半導体工学を理論と実践の両面から理解することに役立てられるように,簡略化した工程を使って,集積回路を構成する重要な半導体デバイスであるMOS電界効果トランジスタ(MOSFET)を作製する実験教材の開発に取り組んだ.MOSFETの作製で必要となるn型不純物拡散層をリンケイ酸ガラスを使った簡易な方法で形成し,任意の形状のアルミニウム(Al)電極をメタルマスクを使った簡易な方法で形成できる作製工程を確立した.

さらに,MOSFET及びMOSFETを組み合わせた集積回路の作製ではシリコン基板上に形成したシリコン酸化膜を任意の形状にパターニングする必要があるが,本研究課題ではフォトリソグラフィー工程でガラス乾板を使わずに市販のレーザープリンタでパターンを描いたOHPシートのフォトマスク及びシリコン基板とフォトマスクのマスク合わせを簡易な位置合わせジグを使った簡略化したフォトリソグラフィー工程を使うことによって,シリコン酸化膜を任意の形状にパターニングができる見通しを得た.このようにして構築した,これらの各工程を組み合わせた簡略化したMOSFET作製工程で,MOSFETを作製したところ,ドレイン電圧が小さい領域ではドレイン電圧の増加に従ってドレイン電流が増加し,ドレイン電圧が高い領域ではドレイン電圧が増加してもドレイン電流が飽和する典型的なMOSFETの特性が得られた.また,MOSFETを組み合わせたインバータ回路構造も作製できた.以上の結果,比較的容易にMOSFET及びMOSFETで構成される集積回路を作製できる実験教材が開発できた.この実験教材は,MOSFET及び集積回路の作製に必要な作製工程が全て含まれており,半導体工学を技術的及び物理的に理解することに繋がる効果的な実験教材になると思われる.半導体工学を理論と実践の両面から理解することに役立てられるように,簡略化した工程を使って,集積回路を構成する重要な半導体デバイスであるMOS電界効果トランジスタ(MOSFET)を作製する実験教材の開発に取り組んだ.その結果,n型不純物拡散層及びアルミニウム(Al)電極を簡略化した工程で形成することによって,比較的容易にMOSFETが作製できる実験教材が構築できた.この実験教材は,MOSFET及び集積回路の作製に必要な作製工程が全て含まれており,半導体工学を技術的及び物理的に理解することに繋がる効果的な実験教材になると思われる.集積回路ものづくり実験教材の構築を目指して,これまで,その実現に克服しなければならない「nMOSFET作製プロセスの簡略化」をどのようにして実現できるか検討してきた.それを実現するためには,次の2つの課題を克服する必要があったため,まずそれぞれの課題の克服を試みた.課題1.ジグを使ったフォトリソグラフィープロセスにおける位置合わせ作業の簡略化課題2.Al電極・配線形成プロセスでのフォトリソグラフィー,Alエッチング,及びレジストはく離プロセスの省略化「課題1.」については,研究代表者が設計し,自作したジグを使ったフォトリソグラフィープロセスによって,顕微鏡を使わない簡易な方法でマスクの位置合わせができるようになった.その結果,チャネル長=0.5mm程度,チャネル幅=3mm程度のサイズのMOSFETを構築したジグを使ったフォトリソグラフィープロセスで作製できる見通しを得た.「課題2.」については,形成するAl電極・配線の任意の形状がパターニングされたメタルマスクを設計し,Si基板上にマスクパターンの形状のAl電極・配線が形成できるか試みた.その結果,最小0.3mm程度の幅のAl電極・配線が形成できることが確認できた.
様々な動作で、体幹のその長軸回りの回転を生み出す下肢の動作分析

テニス、野球、ゴルフ等の打具を用いた運動では、体幹のその長軸周りの回転が、打具に大きな速度を与え、ボール速度を大きくするために重要である。本研究は、これらの運動の打動作について、高速度映画撮影と床反力の計測を用いて、体幹のその長軸周りの回転を生み出す下肢の働きの仕組みを明らかにすることを目的とした。テニスについては、大学関東1部リーグのチームに属する選手14名のバックハンド・グランドストロークの、そして野球については、東都大学1部リーグチームのレギュラー選手8名のティーバッティングの測定を行った。また、ゴルフについては、レッスンプロ3名と低ハンディのアマチュア2名のドライバーショットの測定を行った。テニスの両手打ち及び片手打ちバックハンド・ストローク(軽度のトップスピン)では、主に後脚の股関節伸展筋群と前脚の股関節内転筋群が、骨盤のその垂直軸周りの回転に貢献していた。両手打ち及び片手打ちのストロークでは、それぞれ後脚の股関節伸展筋群と前脚の股関節内転筋群の貢献が上回っている傾向にあった。ゴルフのドライバーショットでの股関節周りの筋群の貢献のパターンは、基本的にはテニスの場合のパターンに似ていた。野球のバッティングでの股関節周りの筋群の貢献のパターンについては、テニスの場合のパターンに加えて、前脚の股関節屈曲筋群の貢献が観察された。この前脚の股関節屈筋群の貢献が、テニスのバックハンド・ストロークとゴルフのドライバーショットでは観察されなかった理由は、テニスではトップスピンボールにして返球するためにラケットを上方へ振る必要があり、また、ゴルフでは円運動をするクラブの向心力を生み出すために、インパクト直前にはクラブをその回転中心の方向へ強く引く必要があり、それぞれ前脚の股関節を伸展せざるを得なかったためと考えられる。テニス、卓球、野球、ゴルフ等の打具を用いた運動においては、体幹のその長軸回りの回転が、打具に大きな速度を与え、ボール速度を大きくするために重要である。そのための練習や指導には、体幹の長軸回りの回転の動力源になっている下肢の働きについての知識が必要不可欠である。本研究は、先に挙げた運動の打動作について、高速度映画撮影と足の床反力の計測から下肢の諸筋が発揮している力を推定し、体幹の長軸回りの回転を生み出す下肢の働きの仕組み及び各動作間でのその違いを明らかにすることを目的としている。今年度は、テニスのフォアハンドストロークの2種類のスタンス(クローズド、オープン)について、及びバックハンドストロークの2種類の打法(トップスピン、スライス)について、それぞれの下肢の働きの比較を行うために、各8名、延べ16名の大学生関東一部リーグの選手について、2台の16mm映画カメラを用いて撮影(200コマ/秒)を行った。また、ゴルフのドライバーショットの際の下肢の働きを調べるために、3名のレッスンプロと2名のアマチュア選手(ハンディが1と-2)について同様の映画撮影を行った。これらの撮影と同時に、左右のそれぞれの足が床を押している力も、2台の床反力計を用いて測定した。現在、撮影したフィルム画像上の被験者と打具に付けたマーカーの位置の読みとりをデジタイズ装置を用いて行い、それらの位置を3次元空間に再構築する作業を行っている。本研究は、これらの運動の打動作について、高速度映画撮影と足の床反力の計測から、体幹の長軸周りの回転を生み出す下肢の働きの仕組みを明らかにすることを目的とした。

テニスについては、大学関東一部リーグのチームに属する選手14名のバックハンドストロークの、そして野球については、東都大学一部リーグチームのレギュラー選手8名のティーバッティングの測定を行った。また、ゴルフについては、レッスンプロ3名と低ハンディのアマチュア2名のドライバーショットの測定を行った。テニスは、軽度のトップスピンで返球するという条件下での、両手打ち及び片手打ちバックハンドストロークの比較を行った。その結果、主に後脚の股関節伸展筋群と前脚の股関節内転筋群が体幹の回転に貢献していた。両手打ちの場合は後脚の股関節伸展筋群の方が体幹の回転により貢献しており、片手打ちでは前脚の股関節伸展筋群の方がよりその回転に貢献していた。ドライバーショットでの体幹の回転への股関節周りの筋群の貢献のパターンは、基本的にはテニスのバックハンドストロークのパターンによく似ていた。バッティングでの体幹の回転への股関節周りの筋群の貢献のパターンは、テニスのバックハンドストロークのパターンに加えて、前脚の股関節屈曲筋群の貢献も観察された。テニスのバックハンドストロークとゴルフのドライバーショットでは、野球のバッティングで観察された、前脚の股関節屈筋群の体幹回転への貢献が観察されなかった。この理由は、トップスピンを打っため、または円運動するクラブの向心力を生み出すために、両運動で前脚を伸展させる必要があったためと考えられる。