hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
導電性・防汚性を有する高硬度プラスチック窓材の開発

テクスチャ構造の形成方法を種々検討したが、結果的に、スチールウールによるラビング処理法が最も耐熱性の向上に寄与した。そして、120°C3hの耐熱性試験においてクラックを抑制することができた。また、SUV(SuperUV)超促進耐候性試験を行い、メッシュマスクを使用し、かつラビング処理を行った試料の実用性の高さを確認した。次に、上記シリコーン樹脂膜上に形成したサブミクロン厚のシリコーンゴム表面に、波長193nmのArFレーザーを照射し位置選択的な光化学開裂を誘起し、周期的な微細隆起構造を形成した。隆起高さは、ArFレーザーの照射エネルギーやシリコーンゴムの厚さに依存し、水滴接触角が150°を超える疎水性の発現を見出した。波長の異なる光源を組み合わせ、硬質で撥水性(防汚性)を有する車両用樹脂窓の実現につながる結果を得た。波長172nmのエキシマランプと157nmのF2レーザーによるSiO2改質膜を比較し、両者により得られるSiO2の機械的物性に差異はないことがわかった。これにより、光源の種類を適宜選択することにより、応用範囲が広げられる可能性が示された。SiO2改質膜に生ずるクラックの抑制方法を明らかにし、また、耐摩耗性のみならず、耐熱性や耐候性においても実用性の高さを明らかにした。さらに、波長193nmのArFレーザーによる光化学的開裂により、新たな機能として超撥水性(防汚性)の発現が明らかにされた。ポリカーボネート(PC)は透明で耐衝撃性に優れたプラスチック材として知られるが、これを車両用樹脂窓に利用し車両の軽量化を図ることがCO2排出量の低減のために注目される。本研究では、プライマー層(アクリル樹脂層)を介して、シリコーン樹脂をPC上に塗布し硬質保護膜として使用するだけでなく、シリコーン樹脂層表面に波長157 nmのF2レーザーや波長172 nmのXe2エキシマランプ等の真空紫外光を照射することにより、SiO2改質層を形成し耐摩耗性の改善に使用できることに着目した。PCやシリコーン樹脂層に対し、SiO2改質層の線膨張率が小さいことや、SiO2形成時の収縮により引張応力が生じやすく、これがクラック等の発生による耐熱性低下の要因となった。我々は、真空紫外光の照射時にメッシュマスクを使用し光の照射領域を細分化することや、スチールウールによるラビング処理を行うことにより、表面硬度と耐熱性の両立性を検討した。F2レーザーを光源とした場合、メッシュマスクの開口長が1.4 mm以下とすることで光照射時間に関わらずクラックフリーのSiO2改質層が得られることを明らかにした。ラビング処理においては、処理時の荷重が大きいほど、またメッシュマスクの開口長が小さいほど、耐熱性が高くなることを明らかにした。さらに、表面の付加機能として超撥水性と帯電防止性の付与を検討した。波長193 nmのArFレーザーをシリコーン樹脂層表面に配列したSiO2微小球を介して照射することにより、微小球の直径に相当する周期的微細隆起構造を形成した。また、波長157222 nmの光照射による帯電圧を測定した。その結果、光プロセスのみにより、テーバー摩耗試験でΔH1000≦2%、耐熱性120°C3 h、水滴接触角150°以上の超撥水性と無機ガラスと同等の帯電防止性を得た。エキシマランプ照射により得られたSiO2やSiOx層の物理的構造を検討する。多孔質性や、密度等を評価し、膜の物性を詳細に調べる。導電性や防汚性を付与するための修飾方法を検討する。より実用に近づけるために、改質層に生ずるクラックの抑制が不可欠であり、クラックの抑制方法をさらに継続して検討する。
相対論効果のための密度汎関数理論

元素周期表は科学の一つの基本的な情報の一つであり、縦の列(族)に同じ性質が並ぶように作られている。この周期性は、価電子の電子配置が同一であることに起因する。現在、新しく超重元素が人工的に合成されているが、これらの化学的性質は広く知られていないため、単に原子番号の順番に並べているだけである。一方、これらの領域では相対論的効果により化学的性質が変わる可能性がある。本研究では超重元素の化学的性質を研究し、「正しい」元素周期表を構築する。また、本手法で開発した相対論的密度汎関数理論を、固体や分子、原子核などの広範な量子多体問題へ応用し、これらの系の精密測定を用いた素粒子物理などの基礎物理も展開をする。
超伝導アトムチップによる中性原子の量子状態制御

超伝導永久電流アトムチップを用いて、閉じ込め強度が数百kHzまで可能な磁場ポテンシャル中に、ルビジウム原子を捕捉して冷却することで、ボース・アインシュタイン凝縮を達成した。また、超伝導体にピン留めされた磁束を用いて、原子を捕捉する新しい磁場トラップを開発し、超伝導磁束の樹枝状崩壊に起因する不連続な変化を起こす温度と磁場との関係を実験的に明らかにすることで、超伝導アトムチップの安定動作条件を見出した。本研究では、中性原子の外部自由度を量子化レベルにまで強く閉じ込めることが第一の課題である。その実現の鍵となるのは、電線の近傍におけるトラップの捕捉安定性を改善することであり、超伝導材料と永久電流を用いてこれを行うことが、本研究の最大の特徴となっている。理論計算の予測によれば、このアプローチは捕捉安定性を何桁も改善することが期待されるものであるが、H21年度の我々の研究によって、従来の理論計算には含まれていなかった、新たな損失チャンネルの存在を示唆する結論を得るに至った。具体的には、超伝導アトムチップの電線近傍における捕捉寿命は、超伝導体の内部に侵入する磁束が、樹枝形状のパターンを形成することにより、磁場のポテンシャルに局所的なゼロ点を作り、そのゼロ点からマヨラナ遷移による大きな損失が生じていることを明らかにした。その一方で、この研究の過程で得た知識から、超伝導磁束を積極的に利用する新しい原子の捕捉方法を考案し、超伝導ディスクトラップとして開発することに成功した。この超伝導ディスクトラップによって、超伝導体中の磁束が、樹枝形状のパターンに崩壊する温度領域を、冷却原子を用いて計測することに成功した。以上の結果を考慮すれば、超伝導磁束が樹枝形状のパターンへと崩壊しない特定の温度領域が存在し、その温度領域で超伝導アトムチップを動作させることで、トラップポテンシャルに局所的なゼロ点を生じさせることなく、捕捉安定性を改善できることが明らかになった。この結論は本研究の進捗に重要な意味を持つ研究指針である。超伝導アトムチップによる中性原子の量子状態制御に向けての当面の課題は、原子の外部自由度を量子化レベルにまで強く且つ安定に捕捉する技術を確立することである。その実現に向けて、本年度の前半では、第2種超伝導体の薄膜に侵入する磁束の安定性について研究した。具体的には磁束の樹枝状崩壊現象について、平均的な磁場を計測する方法ではなく、表面近傍の磁束分布によって作られるポテンシャルを冷却原子によって計測する方法により詳細に解析し、超伝導アトムチップの安定動作領域を明らかにした。さらに本年度の後半では、量子化閉じ込めを実現する方法として、超伝導永久電流近傍の磁場が有効であることを確認する為に、トラップへの移行過程の最適化と閉じ込め強度の増大について研究した。具体的には四重極磁場と永久電流の作る磁場を断熱的に変化させることにより、超伝導永久電流型アトムチップ上のトラップに捕捉される原子数を10倍に増大させ、且つ温度を数十マイクロケルビンにまで低下させることに成功した。その結果、捕捉された原子の温度をあと一桁下げることで2次元的な外部自由度が量子化される領域に到達する極めて強いマイクロ磁場トラップ(数百kHz)に原子を捕捉することに成功した。また、反射像を用いたトラップ高さの精密計測に加え、サファイアのチップマウントを採用して残留磁場対策を施すことで飛行時間計測も精度良く実施することが可能となった。超伝導アトムチップを用いて中性原子の量子状態を制御する為に、現在最も重要と考えられる課題は、安定で急峻な磁場勾配のポテンシャルに冷却原子を捕捉し、(ポテンシャルの量子化ステップ)>(捕捉原子の運動エネルギー)を達成する、あるいは、ボース凝縮体を生成することにより、原子の外部自由度を量子化させることである。これまでの本研究課題の進捗により、超伝導永久電流を用いて、2次元的な閉じ込め周波数(ω)が数百kHzに至る強いポテンシャルを生成し、熱平衡温度が数十μKのルビジウム原子を捕捉することに成功した。しかしながら、捕捉された原子の温度が、まだ十分には冷えていない為、捕捉原子の更なる冷却が次の課題となっていた。本年度は、上記の課題を達成する為に、強い閉じ込めポテンシャルに捕捉された原子の特性の解明と、捕捉原子の冷却実験を行った。具体的には、捕捉原子のトラップからの損失率、および、トラップ中の熱平衡温度を飛行時間法(TOF)により計測することで、超伝導体の表面から数十μmの近傍に保持した原子には、大小2つの損失率が存在することを確認した。これらの内、大きい損失率は、超伝導体表面への原子の衝突に起因し、表面での原子の損失による蒸発冷却効果が働くことを確認した。また、小さい損失率は、バックグランドガスとの衝突に寄るものであり、数十秒の寿命がある為、蒸発冷却や捕捉原子の量子状態制御を行う上で障害とはならないことを確認した。次に、捕捉原子にRF磁場を印加・掃引することにより蒸発冷却を行い、超伝導チップ上の異方性が高いIP型磁場トラップ中でボース凝縮体を生成することに成功した。これにより、アトムチップ上で中性原子の外部自由度の量子化を達成した。
マラリアが流行する熱帯地域で使用する簡便かつ高感度なマラリアDNA診断法の開発

現在でもマラリアは世界的規模で流行しており、人的及び経済的損害を与える世界最大の寄生原虫感染症である。世界的視野に立ってマラリア制圧の戦略を練るためには、マラリアの診断・検出法の開発は不可欠である。なぜならば、現在でもマラリアの診断には患者の血液検体をギムザ染色し、顕微鏡下で検索するという古典的な方法が取られており、正確な診断には熟練を要する。全世界で一日あたりのマラリアの感染者数は70万人以上であり、流行地では莫大な数の被験者に対して検査技師の数が追いつかないのが現状である。本研究は、顕微鏡法にかわりうる簡便で確実な診断法を開発することを研究目的とする。我々はマラリア原虫の18S rRNAの配列をターゲットとし、4種のヒトマラリア原虫を識別できる診断法(Microtiter-plate hybridization(MPH))を開発し、日本国内の327名の輸入マラリア患者の血液サンプルを用いてDNA診断を行った結果、マラリア陽性は226名、陰性は101名であった。原虫種別の内訳は、熱帯熱マラリア118例(36.1%)、三日熱マラリア83例(25.4%)、卵形マラリア16例(4.9%)、卵形マラリアvariant6例(1.8%)、及び四日熱マラリア3例(0.9%)で、複数の原虫種の混合感染例は全く見出されなかった。本診断法は日本の輸入マラリア患者の確定診断には向いてるものの、マラリアの流行地では電源の供給等設備の不足により我々の診断法を活用することは難しい。そこで新しい等温遺伝子増幅法(Loop-mediated Isothermal Amplification(LAMP))を用いて流行地で遺伝子の増幅装置を必要としない新しいLAMP法を開発した。本法はマラリア原虫の18S rRNA上に4つのプライマーを設計し、65°Cでマラリア原虫に特異的な反応生成物を得ることができた。本法は従来のDNA診断法に用いる遺伝子増幅装置を必要としない、反応時間は極めて短い特徴を持っている。我々は微量の血液サンプルを用いて検出可能な改良法と検出感度を従来のものよりあげるための反応条件(プライマーの設計、酵素及び試薬の添加量等)を検討し、本LAMP法で熱帯熱マラリア原虫のDNAが増幅できたことを確認した。我々はこのLAMP法をマラリアの流行地で使用する計画を立てている。我々は18S rRNA遺伝子に変異を持つ新型卵形マラリア原虫を見出した。この原虫は顕微鏡法では形態学的に卵形マラリア原虫と区別できないが、DNA診断法では陰性を示した。これはDNA診断法のターゲット領域である18S rRNA遺伝子に変異を有していたためである。この原虫の18S rRNA遺伝子の全塩基配列を決定し、さらに感染赤血球内でのステージで転写している18S rRNAを解析した。顕微鏡法とDNA診断法を用いることにより、6例の新型卵形マラリア原虫を検出した。

これらは18S rRNA遺伝子中のDNA診断法のターゲット領域で、全て同一の変異パターンを有していた。このうち推定感染地がマリである患者の血液からDNAを抽出し、18S rRNA遺伝子全長の塩基配列を決定した。18S rRNA遺伝子の保存領域に設けたプライマーによるPCR増幅産物(上流側約1.2kbp、下流側約1kbpに分けてPCRを行った)をプラスミドにサブクローニングし、ダイターミネーター法により塩基配列を決定した。その結果、3タイプの配列が得られ、18S rRNA遺伝子には多型があることが判った。近年、マラリア原虫のいくつかの種でヒトやハマダラカでの感染時において異なったタイプの18S rRNAが転写されるという報告がなされている。今回我々が見出した3タイプの配列のいずれかがヒトあるいはハマダラカでの感染時に転写されるRNAをコードしていると考え、同マラリア患者の血液より抽出したRNAを用いて、RT-PCRを行い18S rRNAのcDNAを増幅した。PCR増幅産物のサブクローニングの結果からこの原虫の赤血球中に感染しているステージでは3タイプのうち1つのタイプの18S rRNAのみが転写されていることが示された。この配列を決定することにより我々のDNA診断法を完成することができた。現在でもマラリアは世界的規模で流行しており、人的及び経済的損害を与える世界最大の寄生原虫感染症である。WHOの最新統計によると毎年世界中で2億7千万人がマラリア原虫に感染し、その内200万人が熱帯熱マフリア(悪性マラリア)で死亡している。世界的視野に立ってマラリア制圧の戦略を練るためには、マラリアの診断・検出法の開発は不可欠である。なぜならば、現在でもマラリアの診断には患者の血液検体をギムザ染色し、顕微鏡下で検索するという古典的な方法が取られており、正確な診断には熟練を要する。全世界で一日あたりのマラリアの感染者数は70万人以上であり、流行地では莫大な数の被験者に対して検査技師の数が追いつかないのが現状である。本研究は、顕微鏡法にかわりうる簡便で確実な診断法を開発することを研究目的とする。我々は新しい等温遺伝子増幅法(Loop-mediated Isothermal Amplification(LAMP))を用いて流行地で遺伝子の増幅装置を必要としない新しいLAMP法を開発した。本法はマラリア原虫の18S rRNA上に4つのプライマーを設計し、65°Cでマラリア原虫に特異的な反応生成物を得ることができた。本法は従来のDNA診断法に用いる遺伝子増幅装置を必要としない、反応時間は極めて短い特徴を持っている。我々は微量の血液サンプルを用いて検出可能な改良法と検出感度を従来のものよりあげるための反応条件(プライマーの設計、酵素及び試薬の添加量等)を検討し、本LAMP法で熱帯熱マラリア原虫のDNAが増幅できたことを確認した。現在、国内のマラリア患者の血液を用いてLAMP法によるマラリアの診断を行い、臨床的な特徴(病原性・血中原虫数・臨床症状の程度・合併症・薬剤に対する反応性・再発や再燃に関する情報等)とLAMP法の結果との相関を検討中である。WHOの最新統計によると毎年世界中で2億7千万人がマラリア原虫に感染し、その内200万人が熱帯熱マラリア(悪性マラリア)で死亡している。
主観的認知障害発症へのメタボリック症候群の影響に関する研究‐高齢者コホート研究

地域で暮らす65歳以上の高齢者で、抑うつ状態、認知機能の低下がない2634人を5年間に渡って経過を観察した。当初、73.9%の人に物忘れの自覚を認め、5年後も物忘れを自覚していたのが45.8%、回復したのが28.4%、そして新しく物忘れを自覚するようになったのが7.8%であった。認知症の前駆段階であるMCIになったのが9.5%、そして認知症となったのが4.5%であった。主観的なもの忘れやメタボリック症候群があっても5年後の認知機能に影響を与えることはなかった。認知機能の低下を防ぐためには、他者からの社会的な支援が少なく自立している生活をしていると好ましい可能性が示された。【目的】本研究は、地域在住高齢者のコホート研究(ベースライン4427名参加)において新規に発症する主観的認知障害(subjective cognitive impairment; SCI)、軽度認知障害(mild cognitive impairment; MCI)、あるいは認知症領域への転換に、認知症の危険因子として指摘されている心血管疾患やII型糖尿病の原因として知られるメタボリック症候群が与える影響について、抑うつ状態、生活習慣、社会的サポート、そして心理的苦痛などの要因を加えて検討する。【研究概要】平成24年に実施した追跡健診未受診者866名を対象に、調査内容を減らして、簡易版追跡健診を行い、平成25年9月の15日間で218名の参加が得られた。加えて、簡易版追跡健診未受診者648名を対象に、医療スタッフによる訪問調査を実施し、状況を確認した。平成25年10月-平成26年1月の調査の結果、233名が拒否、11名が死亡、16名が転居、長期不在が56名であることが判明し、294名については、病歴、健康関連項目、そして、新規発症疾患について調査した。これらの追跡健診において、遺伝子調査の同意が得られた対象者の中から、アルツハイマー病の危険因子の1つであるアポリポ蛋白E4についてSNP解析を実施した。また、平成24年に行った追跡健診のデータを用いた解析を行った。【発表内容】平成19年度に実施したベースライン時の正常認知機能の対象者をその平均値で2群に分け、5年後に認知症領域に低下する要因が異なるかを探索的に検討した。5年後に新規に認知症領域となった対象者は、平均下群67名(972名中)、平均上群43名(1444名中)で、両群とも高齢になるに従って危険度が増し10年以上の教育歴が保護的に働いていた。認知症領域への低下を防いだ異なる要因として平均下群では配偶者からの、平均上群には家族からのサポートが示された。本研究の目的は、地域在住高齢者のコホート研究において新規に発症する主観的認知障害(subjective cognitive impairment; SCI)、軽度認知障害(mild cognitive impairment; MCI)、あるいは認知症領域への転換に、認知症の危険因子として指摘されている心血管疾患やII型糖尿病の原因として知られるメタボリック症候群が与える影響について、抑うつ状態、生活習慣、社会的サポート、そして心理的苦痛などの要因を加えて検討する。また、SCIの有無の背景要因について調査し、発症予防可能性、やMCIと認知症への転換可能性の目安についても検討する。平成19年度に施行したベースライン調査参加者4,427人に追跡健診参加の案内を送り、平成24年2-11月に延べ55日間に渡って追跡健診を行い、2,837人に対して研究実施計画で予定した検査内容を終了した(1次調査)。また、追跡健診のデータを有効に使用するため、ベースライン調査におけるデータを用いた解析を行った。抑うつ状態がなく、認知機能に問題がない地域在住高齢者の物忘れの自覚(SCI)には、性別、配偶者からの社会的サポート、聴覚、収入、そして睡眠が関連している可能性を示した(日本公衆衛生学会総会、2012)。本結果は横断研究の解析であり解釈には注意を要するが、聴覚障害や睡眠障害の防止、そして収入減少への対処によるMCIの前駆状態であるSCIの予防の可能性を示した。また、メタボリック症候群(MetS)が抑うつ状態に与える影響について多重ロジスティック回帰分析を行い、MetSの抑うつ状態に対する調整済みオッズ比は1.32(95%CI: 1.03-1.68)と有意な上昇を認め、これを報告した(Morikawa M、2013 accepted)。【研究概要】平成25年10月-平成26年1月に実施した追跡健診未受診者648名に訪問調査の結果を追加したデータの整理並びに、アルツハイマー病の危険因子の1つであるアポリポ蛋白E4ついての残りの対象者のSNP解析を行った。また、使用可能なデータを用いた解析を行った。

【研究発表】平成19年度に実施したベースライン健診において認知機能が正常領域にあり、抑うつ状態にない対象者3412名から、5年後の追跡健診により、入院中や死亡が確認された対象者を除いた2505名(男性1328名、女性1177名)について、新規に認知症領域に低下した対象者の背景について解析を行った。地域在住高齢者の認知機能低下に対する保護的因子として、10年以上の教育歴,低い家族からの社会的サポート、より良い生活環境が統計学的に有意であり、20本以上の残存歯数を有することが、統計学的に有意な傾向を認めた。【目的】本研究は、地域在住高齢者のコホート研究(ベースライン4427名参加)において新規に発症する主観的認知障害(subjective cognitive impairment; SCI)、軽度認知障害(mild cognitive impairment; MCI)、あるいは認知症領域への転換に、認知症の危険因子として指摘されている心血管疾患やII型糖尿病の原因として知られるメタボリック症候群が与える影響について、抑うつ状態、生活習慣、社会的サポート、そして心理的苦痛などの要因を加えて検討する。また、SCIの有無の背景要因について調査し、発症予防可能性、やMCIと認知症への転換可能性の目安についても検討する。【研究概要】アポリポプロテインE4(ApoE4)に関する遺伝子のSNP解析を継続し、最終的に対象者2331名に関する結果が得られた。16.5%の対象者がApoE4を有していた。追跡検診(平成24-25年)から得られたデータのクリーニングを行い、解析結果の一部について報告を行った。【研究発表】平成26年度の成果から新規に認知症領域への低下に保護的に働く要因の1つとして、家族からの社会的サポートが低いことを指摘した。平成27年度は社会的サポートを手段的サポートと情緒的サポートに分けて解析を行い、日本精神神経学会総会において報告した。家族からの手段的サポートが高いこと、配偶者とその他の家族からの情緒的サポートが高いことが、認知機能低下の危険性が高くなった。さらに、アポリポプロテインE4の有無を加えた解析においても、配偶者からの高い情緒的サポートは統計学的に有意な認知機能低下の危険因子となり、配偶者とその他の家族からの高い手段的サポートは統計学的に有意な傾向を認めた(P < 0.1)。これまで様々な視点からの解析を行ったが、地域在住の独歩可能な高齢者において自立的に生活することは認知機能を保つ可能性が示された。地域で暮らす65歳以上の高齢者で、抑うつ状態、認知機能の低下がない2634人を5年間に渡って経過を観察した。当初、73.9%の人に物忘れの自覚を認め、5年後も物忘れを自覚していたのが45.8%、回復したのが28.4%、そして新しく物忘れを自覚するようになったのが7.8%であった。認知症の前駆段階であるMCIになったのが9.5%、そして認知症となったのが4.5%であった。主観的なもの忘れやメタボリック症候群があっても5年後の認知機能に影響を与えることはなかった。認知機能の低下を防ぐためには、他者からの社会的な支援が少なく自立している生活をしていると好ましい可能性が示された。
網膜視神経節細胞におけるアンジオテンシンII受容体サブタイプの役割

野生型マウス(C57BL/6J)の網膜神経節細胞にはアンジオテンシンIIのAT1a受容体が発現していることが明らかにされた。マウスの硝子体腔内にNMDAを投与することにより、再現性の高い網膜神経節細胞のアポトーシスモデルを作成することが可能であった。アンジオテンシンII受容体のAT1a受容体ノックアウトマウス、およびAT2受容体ノックアウトマウスは、野生型マウスと比較し、NMDAにより誘導される網膜神経節細胞死、および網膜内網状層の菲薄化、いずれにおいても統計学的な有意差は認められなかった。アンジオテンシンII(AngII)受容体サブタイプの網膜神経節細胞のアポトーシスに対する役割を明らかにするため実験を開始した。本年度はまず、野生型マウスを用いて網膜視神経節細胞障害モデルを作成し、その結果の再現性について、試薬、実験手技などの側面から検討した。今回行った網膜神経節細胞障害モデルの作製方法はKumadaらが2004年に報告したもので、硝子体腔内にNMDA(N-methyl-D-aspartic acid)を注入することによって網膜神経節細胞のアポトーシスを惹起させるものである。我々は、12週齢の雄性野生型マウス(C57BL/6J)の右眼に10mMに調整したNMDA溶液を32ゲージ針付きマイクロシリンジを用いて3μl注入し、左眼はコントロールとした。その後、1日後、7日後に両眼球を摘出し、ホルマリン固定後にパラフィン包埋し組織学的検討を行った。組織学的検討としては、網膜視神経乳頭と網膜鋸状縁の中間部250μmの部分の網膜組織の網膜神経節細胞数、および内網状層厚を測定した。その結果、NMDA注入後7日目において、網膜神経節細胞数は平均13±2.9個、コントロール平均22.8±2.5個、内網伏層厚は平均26.3±6.5μm、コントロール平均42.5±6.5μmと、いずれもコントロールに比しNMDA注入眼で有意な減少を認めた。次に、NMDA注入1日後の標本のTUNNEL染色を行い、網膜細胞のアポトーシスを検討した。そ結果、NMDAでは網膜経節細胞層と内顆粒層に明らかなTUNNEL陽性細胞の増加を認めたのに比し、コントロール眼にはまったく確認されなかった。今年度の結果より、今回我々の実験で用いる動物モデルが網膜神経節細包のアポトーシスを再現性高く惹起させ得ることが明らかとなり、来年度以降、本モデルを実際にAngII受容体ノックアウトマウスを用いた実験に用いることの妥当性が確認された。アンジオテンシンII(Ang II)受容体サブタイプの網膜神経節細胞のアポトーシスに対する役割を明らかにするため、昨年度より実験を開始した。昨年度は、野生型マウスを用いて網膜視神経節細胞障害モデルを作成を試み、硝子体腔内にNMDA(N-methyl-D-aspartic acid)を注入することによって網膜神経節細胞のアポトーシスを惹起させることが可能であることを確認した。今年度はこのマウスモデルを用いて実験を開始した。しかしながら、実験を進めるにしたがい、今回作製したモデルの結果の再現性に問題があることが明らかになった。つまり同週齢のマウスに、同量のNMDAを眼内に注入しても、引き起こされる神経節細胞死の細胞数に大きなバラつきが生じることが判明したため、実験手技の見直しを余儀なくされた。検討を重ねたところ、眼内注射に用いている針の口径がやや大きく、かつ、再利用を重ねるうちに切れが悪くなり、注射後に注入液が結膜下腔に漏出していることが判明した。これを解決するために、実験器具を更新し、手技を改善したところ、ほぼ再現性良好なモデルが作成可能となり得た。来年度は今回の改善された実験手技により、実際にAng II受容体ノックアウトマウスを用いた実験に用いて実験を行う予定である。本年度は、実際にアンジオテンシンII受容体ノックアウトマウスを用いて、硝子体内にNMDAを注入する方法を用いた網膜神経節細胞アポトーシスモデルの実験を行った。実験に用いたマウスは、Atla受容体ノックアウトマウス(AT1aKO)、AT2受容体ノックアウトマウス(AT2KO)であり、対象である野生型(C57BL/6J)マウスとの差異について検討した。検討項目は、網膜神経節細胞のアポトーシスを反映するものとして、網膜鋸状縁から視神経乳頭部分の中央部網膜における単位面積あたりの網膜神経節細胞数、および内網状層(IPL)厚とした。網膜神経節細胞数、内網状層厚は、投与前、投与1日後、投与7日後のすべての測定ポイントにおいて、AT1aKO、AT2KO、および野生型マウスとの間に統計学的有意差を見いだすことはできなかった。

アンジオテンシンII受容体ノックアウトマウスにおいて差異が認められなかった原因について今回我々が用いたNMDAの硝子体腔内注入によるアポトーシスモデルは、網膜虚血再潅流モデルなど、他と比較して、網膜神経節細胞に与えるダメージが比較的大きく、投与後に惹起される炎症反応も強力でることが指摘されており、本モデルを用いることの妥当性についての検討が必要と思われた。緑内障における網膜神経節細胞はアポトーシスによることは明らかにされているが、本来慢性進行性である本疾患における細胞死を動物モデルにより再現することは極めて困難である。しかし最近、NF-kBのサブユニットの1つであるp50ノックアウトマウスが月例依存的に網膜神経細胞死をきたし、正常眼圧緑内障モデルとしての特性を有することが明らかにされている。将来的にはこのようなモデルにアンジオテンシンII受容体作用薬を長期投与して、より病態に近い形の実験系を確立する必要性が感じられた。
新規骨親和性ナノ粒子の開発とがん骨転移特異的創薬への展開

我々は、これまでの研究で、ポリエチレンフォスフェート(PEP)が、1高い生体適合性と生分解性を有すること、2ビスフォスフォネートよりも優れたヒドロキシアパタイト(HA)に対する親和性を有することを明らかにしている(Iwasaki et al. J Biomater Sci Polym Ed, 2013)。この結果をもとに研究計画初年度である平成30年度は、骨親和性を有するナノ粒子として期待される両親媒性PEPを付加したナノ粒子を作成し、in vitroおよびin vivoにて、その性状解析を行った。その際、ポリエチレングリコール(PEG)を付加したナノ粒子を比較対象として用いた。2. PEPナノ粒子の骨親和性:牛骨スライスに対する吸着について、走査型電子顕微鏡および定量解析を行ったところ、PEPナノ粒子はPEGナノ粒子と比較してより多くの粒子の吸着が認められ、HAに対する高い親和性が確認された。3. PEPナノ粒子の生体内動態:発光特性を有する量子ドットを含むPEPナノ粒子をマウスに静注し、24時間後に観察したところ、肝臓や脾臓への集積が認められる一方、骨組織での局在はわずかであった。この結果から、PEPナノ粒子が網内系細胞により補足されることにより、骨への到達が阻害されることが示唆された。平成30年度は、交付申請書に記載した研究実施計画に沿って実験を行い、計画の目標はほぼ達成されたと評価している。平成30年度の検討で、PEPナノ粒子が高い骨親和性を有する一方で、生体内では網内系細胞による補足により骨に到達することが難しいことが示されたことから、平成31年度は、網内系細胞による補足抑制作用が期待される2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)とブチルメタクリレート(BMA)の共重合体であるpoly(MPC-co-BMA)(PMB)を付加したPMB-PEPナノ粒子を作成し、1マクロファージへの取り込み、2骨親和性、3生体内動態、4皮下腫瘍への局在についてin vitroおよびin vivoにて解析を行っていく予定である。平成30年度は、ほぼ予定通りに実験を行い、それに必要な消耗品の購入を中心とした支出を行ったが、割引等のため端数程度の繰越金が生じた。平成31年度の研究に必要な消耗品の購入に充てる予定である。
カドミウムの消化管吸収と蓄積に及ぼす生体微量金属栄養状態の影響

カドミウムの主たる暴露経路が経口であることから、食物のカドミウム汚染濃度が生体内蓄積量の大きな要因になっている。しかし、近年、鉄欠乏時には摂取した食品汚染物質であるCdの体内蓄積量並びに小腸二価金属トランスポーター(DMT1)の発現が増加していたことから、生体金属代謝が非生体金属であるCdの消化管吸収に関与することが考えられる。国民健康栄養調査の結果や栄養機能食品の普及などから、Ca,Zn,Fe,Mg.Cuの栄養状態が大きく変動する可能性があることから、本研究では、これらの微量金属栄養状態が経口摂取されたCdの代謝に及ぼす影響を検討した。5種類の金属濃度を1-20%に低下させた各金属欠乏食を調製し、4週間自由摂取させると、肝臓金属濃度はほとんどの金属欠乏食マウスで認められた。一方、コントロール餌に加え、これらの1日金属摂取量の半分に相当する量を経口投与した金属過剰摂取マウスでは、臓器金属濃度の顕著な増加は認められなかった。さらに、小腸DMT1mRNA量はFe欠乏食で増加し、Fe過剰摂取群だけでなく、それ以外の欠乏食でも顕著に低下した。Ca欠乏食摂取群では、最近見出された小腸カルシウムトランスポーター1(CaT1)やメタロチオネインの発現量が顕著に増加した。これら金属欠乏食マウスにCdを経口摂取させると、どの金属欠乏マウスでもCdの体内蓄積量が増加し、特にFe欠乏食では肝臓に、Ca欠乏食では腎臓に多く蓄積することを見出し、それにはDMT1やCaT1が関与することを明らかにした。さらに、Cdを微量長期間経口投与した場合でも、同様にCdの体内蓄積量の増加が認められた。したがって、ヒトが食品から暫定基準値以下のCd量を摂取しても、微量金属欠乏状態であれば、Cdの体内蓄積量が顕著に増加し、微量金属の栄養状態がCd毒性発現における生体側のリスクファクターであることを明らかにした。日本の食生活で欠乏あるいは過剰摂取することが考えられる微量金属として、栄養機能食品として認定された鉄、亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウムの栄養状態を変化させ、カドミウム(Cd)の消化管吸収および体内蓄積量に及ぼす影響について検討した。AIN-93M配合飼料のミネラル混合から炭酸あるいは酸化金属を欠くことにより、欠乏食の金属濃度はコントロール食の1-20%に低下させた。これらの金属欠乏食をマウスに与えると、2-4週間で肝臓および腎臓金属濃度は有意に減少し、特に鉄欠乏群で顕著に減少した。一方、これらの微量金属の1日摂取量の二倍量(5回/週)を2週間経口投与した過剰摂取群では体内微量金属濃度の大きな変化は認められなかった。また、フェニルヒドラジンによる溶血性貧血モデルマウスではヘマトクリットの減少に伴い、肝臓及び腎臓鉄濃度の有意な増加が認められた。これら微量金属欠乏マウスにカドミウムを1回経口投与すると、どの微量金属欠乏群でも肝臓や腎臓のCd蓄積量は有意に増加し、亜鉛や銅欠乏マウスでは小腸Cd濃度も有意に減少した。特に、鉄欠乏群では顕著なCdの体内蓄積が認められた。鉄や亜鉛欠乏群では、Cdの経口投与量の増加に伴って、体内Cd蓄積量は有意に増加し、特に肝臓蓄積量が顕著に増加した。一方、微量金属過剰摂取群ではCdを経口投与しても有意なCdの体内蓄積は認められなかった。また、溶血性貧血マウスでは、鉄欠乏群とは反対に肝臓鉄濃度が有意に増加したにもかかわらず、Cdの体内蓄積量は顕著に増加した。

したがって、Cdの体内蓄積には食品汚染濃度や摂取量だけでなく、生体の微量必須金属の栄養状態、特に微量金属の欠乏および貧血がCdの体内蓄積のリスクファクターになることが示唆された。日本での食生活の変化やサプリメントの使用増大に伴って、摂取される微量金属は大きく過不足するようになっている。近年、鉄欠乏によって食品汚染金属であるCdの消化管吸収が増加し、種々の微量金属輸送系でCdが生体内に取り込まれることが考えられている。そこで、栄養機能食品として認められている微量金属を欠乏、または過剰摂取させ、長期投与によるCdの消化管吸収や体内蓄積に及ぼす影響とそれに関わる金属トランスポーターやメタロチオネイン(MT)の発現量を測定した。栄養機能食品として認められている5種の金属の欠乏食およびコントロール食の自由摂取、あるいは過剰量経口投与したマウスにCdを連続経口投与した。また、小腸MTおよび金属トランスポーターの発現量はRT-PCRによって測定した。Feの小腸粘膜DMT1発現量は、Fe欠乏食群で顕著に増加し、反対にCa欠乏食群で有意に低下し、FPN1発現量はFe欠乏食群では変化せず、Ca欠乏食群で有意に低下した。小腸MT発現量はCaおよびFe欠乏食群で有意に増加し、Zn欠乏食群では有意に減少した。反復経口投与したCdの体内蓄積量は、コントロール食群に比べ、FeやCa欠乏食群で約3.5-7倍に増加した。反対にFeを過剰摂取した場合は、小腸DMT1発現量の有意な低下とFPN発現量の有意な上昇し、肝臓および腎臓Cd蓄積量が有意に低下し、消化管からのCdの吸収には鉄代謝に関わるDMT1が主に関与していることが示唆された。しかし、Caが欠乏した場合では、Fe代謝に関わる金属トランスポーターの発現量が減少したにもかかわらず、Cdの体内蓄積量が増加したことから、Cdは別の輸送系でも体内に取り込まれることが示された。したがって、日本の食生活で起こりやすいFeやCaの欠乏は食品汚染金属であるCdの体内蓄積を増加させる要因になることが明らかになった。国民健康栄養調査の結果から、日本人の食生活では鉄やカルシウムなどのミネラル摂取量が食事摂取基準に対して不足している。近年、鉄欠乏時には摂取した食品汚染物質であるCdの体内蓄積量が増加し、それには小腸二価金属トランスポーターが関与していることが報告され、このような微量金属欠乏が栄養学的な問題点だけでなく、非生体成分である有害重金属の代謝にも影響を及ぼす可能性がある。我々は既に鉄だけではなく、カルシウムなどの微量金属鉄欠乏によって、肝臓や腎臓の蓄積量が増加すること、さらに、種々の小腸微量金属輸送系でCdが生体内に取り込まれることを明らかにした。本研究では、小腸から血中に吸収されたCdの蓄積臓器である肝臓や腎臓への取り込みに対する微量金属栄養状態の影響を検討した。栄養機能食品として認められている5種の金属の欠乏食およびコントロール食の自由摂取、あるいは過剰量経口投与したマウスに、Cdを連続腹腔内投与し、その24時間後に安楽死させ、臓器Cd濃度並びに微量金属濃度を測定した。また、肝臓MTおよび金属トランスポーターの発現量はCd-hem法あるいはRTrPCRによって測定した。微量金属欠乏食摂取マウスの肝臓では欠乏金属濃度が低下したが、反対にカルシウム欠乏食などでは肝臓鉄や亜鉛濃度が顕著に増加した。
神経幹細胞の運命制御におけるリソソームの新規機能の解明

神経幹細胞がニューロンに分化する過程では、細胞内外の調節機構によって、代謝系を担うオルガネラなどの細胞内状態が厳密に制御されている。我々はこれまでに、マウス成体脳室下帯の神経幹細胞の多くが、胎生期神経幹細胞の一部集団に由来することを見出している。これら成体神経幹細胞の胎生期起源細胞においてもオルガネラ状態が特別に制御されている可能性を考えている。そこで、リソソームに着目して解析したところ、リソソームが非常に興味深い発現パターンを示すことを発見した。今後は過剰発現やノックダウンの実験を通して、神経幹細胞の運命制御において、リソソームがいかなる機能を果たしているかを解明する予定である。
分子性錯体における固相光化学反応の増減効果

分子性錯体におけるエネルギ-移動を利用して結晶場の光化学反応を制御すること、およびその基礎的な物理化学過程を解明することを究局の目標とし、そのモデルとなる新しい分子性錯体の開発を中心に研究を進めた。先ず、2,5-ジアリ-ル-1,4-ジチインと2,4-ジアリ-ルチオクェンがアリ-ル基のパラ置換基の如何に係らず1:1の結晶体分子間化合物を形成することを見い出したP-CH_3体とP-Cl体の間ではチオフェンどうしの間にも1:1分子間化合物が生成した。ジチインとチオフェンの適当なる成分に関しても4:3:1の組成比の結晶性分子間化合物が得られた。これら錯体はいずれもチオフェンのけい光体を失い、エネルギ-移動が有効に起こっていることが分った。成分チオフェンの組成とけい光との関係について基礎デ-タの集積を行った次に、チオクフェン化合物をホストとする己接結晶体を新たに開発した。これらのホスト分子は平盤状の剛直部分構造を持ち、包接能に特異性が現れることを期待した。ホスト1はアセトン、エタノ-ルなど低分子量のゲストを包接しなかったが、ホスト2はこれらも取り込み包接能が高いことが分った。2では、ホスト:ゲストの比がいずれも1:2となり包接空間の広がりを示唆するデ-タが得られた。X線結晶解析によるキャラクタリゼ-ションを進めている。
脳障害後の神経回路再編における時空間的・神経活動依存的な遺伝子発現の包括的解析

脳が損傷をうけると神経回路は破壊され、一部で代償性の回路が作りだされ、機能を回復させることが近年わかってきた。しかし、再建をうながす因子が、いつ、どの細胞で発現し、機能しているかについては明らかにされていない。本研究では、運動機能をになう皮質脊髄路を対象に、脳損傷後に再編する回路内の遺伝子発現と神経活動のダイナミクスを時間軸・空間軸に沿って解析することで、回路再編にはたらく遺伝子の時空間的発現データベースを構築することを目的とする。
伝導性二次元化合物における電子相関効果

二次元伝導体である高温超伝導体について超伝導転移温度以上でみられる異常な金属相についてNMR実験よりキャリア濃度や温度に強く依存しCuスピンに局在した反強磁性的スピンゆらぎを明らかにした。特に低キャリア濃度でスピン励起に約150Kのエネルギーギャップが存在する。またNMR,NQRの比較により金属状態でのスピン・電荷分離が示唆された。層状構造をもつ二次元伝導性化合物K_3Cu_8S_6は温度減少とともに金属→CDW絶縁体→金属転移を示すが低温金属相はフェルミ面ではなくCDW状態をもつ異常な金属状態にある。層状化合物CuSでは電子相関はそれほど強くなく磁気励起はフェルミ液体の準粒子描像で理解される。一次元量子スピン系CuGeO_3についてはFZ法により単結晶を合成した。軌道帯磁率や超微細相互作用は斜方面体結晶場中のCu^<2+>単一イオンモデルで説明される。非銅系化合物としてはおもにバナジウム化合物をとりあげた。ペロフフカイトSrVO_3ではスピン格子緩和率(1/T_1)が高温でコリンハ則からずれる高温超伝導体YBCOのCu(1)サイトと似た異常な挙動を示す。CaVO_3でも同様の挙動がみられ、ペロフスカイト型伝導体に特徴的である。CaVO_3は酸素不定比性を示し4種類の相が表れる。電子相関はSrVO_3より強くまた酸素欠損量の増大とともに強まる。典型的モット・ハバ-ト系であるV_2O_3において圧力により安定化した金属相で高温超伝導体とにたスピンギャップを観測した。スピネル構造をとるLiVO_4で3d遷移金属化合物でははじめてヘビーフェルミオン的挙動を観測した。梯子状化合物CaV_2O_5でSrCu_2O_3に似たスピンギャップ挙動を観測した。一方よく似た構造をとるNaV_2O_5は混合原子価化合物で磁性イオンV^<4+>は一次元鎖を形成し帯磁率は反強磁性一次元ハイゼンベルクモデルによく従う。また現在最高の転移温度34Kをもつスピンパイエルス化合物であることも見いだした。平成5年度は、二次元系の研究の基礎となる三次元化合物としてバナジウムを含むV_2O_3,SrVO_3,RVO_3(R:La,Ce)を中心に試料合成を行い、X線回析による構造、相転移の検討、SQUIDによる磁化測定、核磁気共鳴測定を行った。得られた結果をまとめると、1.V_2O_<3+x>,(V,Ti)_2O_3 V_2O_3のTi固溶体および酸素不定比化合物の金属相において10K近傍に反強磁性磁気秩序をみいだした。帯磁率はV^<3+>がになうV_2O_3の帯磁率と新たに生じたV^<4+>の寄与の和であらわされるキュリー・ワイス的挙動を示し、電荷の分離がみられる。核磁気共鳴実験によると、^<51>VのナイトシフトはV_2O_3と同様、キュリー・ワイス的挙動を示すが、80K以下で急激に減少するスピンギャップ的挙動が観測された。2.SrVO_3 SrVO_3について^<17>

O置換体を合成し^<51>V,^<17>O核磁気共鳴測定を行った。^<51>Vのナイトシフト(約0.15%)はパウリ常磁性を反映して温度変化を示さない。^<17>Oのナイトシフトはほとんどゼロで電子状態はO^<2->イオン的である。縦緩和時間T_1は^<51>V,^<17>Oとも低温では通常の金属で期待されるコリンハ的挙動(T_1T=一定)を示し、電子相関は弱いと考えられる。3.RVO_3(R:La,Ce) LaVO_3は室温では斜方晶であり145Kに構造相転移をもつ。低温X線回析より、低温相は単斜晶相であることを明らかにした。これは、異なる内部磁場をもつ二種類のサイトの存在を示す核磁気共鳴測定結果とも矛盾せず、相転移温度以下でみられる大きな反磁性や残留磁化などの挙動は異なる磁気モーメントをもつ二つの副格子からなるフェリ磁性体(T_c=145K)として説明できる。一方、磁性イオンCe^<3+>をもつCeVO_3では構造相転移(140K)は格子定数の大きく異なる斜方晶間の転移であるが、やはり磁気秩序をともなう。低磁場での磁化曲線にCe^<3+>副格子のスピンフロップと思われる挙動も観測した。平成6年度は以下の酸化物、硫化物について試料合成を行い、酸素不定比性の制御、X線回析による構造、相転移の検討、SQUIDによる磁化測定、核磁気共鳴(NMR)によるナイトシフトおよび縦緩和時間(T_1)の測定等を行った。1.CaVO_y(y3)ペロフスカイト組成の化合物と考えられてきたが、今回酸素量の異なる三種類の化合物(すべて金属伝導を示す)を同定した。定比化合物(y=3)は斜方晶でパウリ常磁性を示すがNMRの結果からSrVO_3に比べても強い電子相関をもつことがわかった。y=2.9付近にはマクロには立方晶にみえる化合物が存在するがNMRおよび電子顕微鏡観察から斜方晶のマイクロドメインから成ることがわかった。帯磁率はキュリー・ワイス的挙動を示すが、ナイトシフトはほとんど温度変化を示さず、酸素欠損に伴い局在モーメントをになうサイトが一部に現れた電荷分離状態にあることを示す。さらに、y=2.75近傍の正方晶相を今回初めて見いだした。ナイトシフトは正で温度減少とともに増加し、正の超微細相互作用を示唆する。2.K_3CU_8S_6 CU_8S_6面がKによりへだてられる層状構造をとり、温度減少に伴い、金属→CDW絶縁体→金属と逐次転移する。NMRにより、低温金属相においてもまだCDW状態が残っていること、低温金属相への転移の前後ですべてのCuサイトのナイトシフトは変化しないことを見いだした。この結果は輸送現象とは整合せず、スピン帯磁率をもたないキャリアとしてのソリトンの存在の可能性も考えられる。3.CuS CuS三角格子とCuS_4四面体のそれぞれが二次元面をつくる層状構造をもつ金属である。帯磁率は高温超伝導酸化物にもみられる低温での減少を示す。NMR測定の結果はイオウで4配位されたCuサイトの超微細相互作用は負であり電子構造は3d^9に近く強いイオン性をもつことを示し、帯磁率は電子相関よりも半金属的バンド構造を反映していると考えられる。4.LaBa_2Cu_3O_y 90K級超伝導体であるYBa_2Cu_3O_yと同型構造であり、y7ではほぼ同じ超伝導転移温度(T_c)をもつ。高酸素圧処理によりy=7.06の試料の合成に成功した。この試料ではT_cは約20K降下しており123構造では初めてのオーバードープ状態が実現したと考えられる。
歯科インプラントのX線画像検査に関する総合的研究

歯科インプラントを安全で質の高い診療にするためには画像検査の果たす役割は大きく、既存ないし開発途上の画像技術の効果的な活用が望まれる。本研究では患者被曝線量の計測とともに線量低減の可能性を示唆し、管理のための診断参考レベルも提案した。volumetric tomographyやtomosynthesisを用いたパノラマ装置の臨床応用も示唆された。歯科インプラントの画像検査に用いられる装置のうち、従来から装置開発に関わる基礎研究を行ってきたTACTについて、その完成F'を導入し、その撮影条件等の決定を行った。次にインプラント植立後の周囲骨の変化を把握する手段としての本法の有用性を、屍体下顎骨を対象とした検討した結果、パノラマ撮影では評価されない頬舌側のインプラント周囲骨をアーチファクト無しで評価できることが判明した。次にイエテボリ大学の研究協力者とともに観察者評価を計画している。歯科用コーンビームCTにおいてもTACTと同様な対象物を撮影したので、本法に特有なアーチファクトを量的に評価する具体策も同時に検討している。CdTe半導体を用いたパノラマ装置についても基礎研究を重ねたが、年度末近くに実機を導入できた。検査対象に最も適した断層面を個別に抽出できるので、その適切さとともに本法の有効性を評価している。ここでは従来のパノラマ撮影も目的としたインプラント検査の正確度の向上が目的となる。一方、インプラント検査に伴う被曝線量の測定は継続している。ことに線量測定用ファントムに挿入する線量計について安定度の高い簡便な方法を評価している。なお、投稿中であった歯科用コーンビームCT2種と一般医科用多列CTによる吸収線量と実効線量を測定した報告はDMFR誌に3月初旬、受理された。また線量低減効果についても日常撮影条件より数分の1程度での撮影が可能であることが判明したので、統計処理などを経て近日中に投稿できる。また、TACTおよびCdTe半導体を用いたパノラマ装置についての臨床評価を開始する体制が整ったので、本学「医の倫理委員会」にて承認を得る予定である。1.高速応答X線検出器(CdTe)を用いたパノラマX線撮影装置による画像形成原理は連携研究者の法政大学・尾川浩一氏との共同研究により説明され、学術雑誌に受理された。顎骨のアーチに対して直交する方向からX線を投影する画像を作成する方法として被写体の位置を後方約20mmとし、前方部を画像修正する方法がほぼ確立し、すでにボランティアを対象とする撮影を開始し、臨床的に適した画像を取得している。2. TACTを改変したVT (Volume Tomography)による断層画像の評価について、屍体顎骨を研究協力者のイエテボリ大学のグループと行った結果、従来のCTに比較して金属アーチファクトの減少した画像を取得できて、インプラント周囲炎による骨吸収の評価に一定の価値を見出した。同時に本法をう蝕や歯周組織周囲炎の評価も行っている。3. CT画像の線量低減効果の画質評価は臨床例の収集を中心として行っている。その定量評価は今後であるが、定性的には低減の可能性が評価されている。4.臓器組織の線量評価に用いる新開発のOSL線量計について、その線質依存性と方向依存性について現在、連携研究者の首都大学・加藤二久氏との共同研究が進行中である。予備実験結果については各種学会で発表したが、線質については一定の校正定数を決定し、また方向依存性が低いことが判明した。したがって現在はCT,コーンビームCT、VT、CdTe検出器付パノラマ装置などを対象とした吸収線量の測定も同時に続行中である。1.高速応答X線検出器(CdTe)を用いたパノラマX線撮影装置について、tomosymthesisによる再構成画像原理、および臨床応用を前提としたファントムを対象とする画像評価について、一定の成果が得られたので学術雑誌に投稿し、いずれも受理された。その後、ボランティアを対象とした臨床研究を開始した。患者の位置づけを配慮した撮影法では歯の重なりの少ない画像が得られ、診断学的な価値が高まった。その成果は次年度に学会で発表し、その評価を受けることとした。2. Volume tomography (VT)装置による断層画像で、インプラントのフィックスチャ周囲の骨評価に有効であるという前提で歯科用コーンビームCTの画像との比較において評価をしてきた。本法は金属アーチファクトが少ないものの、解像度という点ではCBCTに劣り、現時点では極めて有効という結果は得られていない。継続して評価を行っている。3.インプラント術前検査におけるCT画像およびCBCT画像について、その線量低減効果を評価した論文が受理された。その結果、日常的な検査での線量の半分以下でも診断学的な価値が低下しないことが判明した。今後、患者の撮影の現場で、その成果をどのように反映するかが課題となる。4.臓器線量の測定に用いる線量計の開発が引き続き進んでいる。線質依存性や方向依存性について、すでに学会発表を済ませた。また診断参考レベル(DRL)の決定に本線量計を用いる実験が進められた。歯科用CBCTは広く普及しはじめたので、インプラント検査のためのDRLを決めるために本線量計の有効性が評価された。
超ゼオライト機能性細孔の創成と産業への先進的展開

(1)これまでに広く工業的に認知されている活性炭・ゼオライト・多孔質ガラスなどがあるが、本研究では、産業界への応用を計ることを目的として新規な細孔物質であるジカルボン酸銅(II)を開発している。特に、気体貯蔵効率が高いマイクロポアー物質としてテレフタル酸銅(II)などのジカルボン酸銅(II)の合成およびその改良を行った。本年度は、酢酸銅(II)-水和物型の二核構造のカルボン酸銅(II)を直線性のジカルボン酸で結びつけた二次元格子を、ピラジン・トリエチレンジアミンで架橋させて三次元網目状の細孔構造の構築に成功した。(2)<細孔物質の合成>ジカルボン酸(テレフタル酸)錯体に不均一反応によってピラジンおよびトリエチレンジアミンを導入した。トリエチレンジアミンではいずれも青色の粉末としてほぼ定量的に目的物を得ることに成功した。元素分析および、室温での有効磁気モーメント(μ_<eff>)、およびエックス線粉末パターンから、予想どうりジカルボン酸で架橋された二次元格子がトリエチレンジアミンで架橋された三次元網目構造を形成していると思われる。等圧吸着線および等温吸着線測定を行ったところ、ジカルボン酸錯体に比べて吸着量が多くなっていることが分かった。ロジウム(II)錯体、モリブデン(II)錯体、ルテニウム(II,III)錯体でも機能性細孔物質の合成に成功した。(3)本研究で、テレフタル酸銅(II)などのジカルボン酸銅(II)錯体によって、熱的安定性の高く且つ気体貯蔵効率が高いマイクロポアー物質を創成するための知見を得ることに成功した。このジカルボン酸銅(II)の開発を進めれば、天然ガス自動車用のガス吸着材としての応用が可能との指針を得た。触媒、分子フルイへの応用についても有望な結果が得られた。活性炭、ゼオライトなど細孔を持っている物質はいまや産業界で不可欠の存在であり、細孔特有の物理的、化学的物質を利用した応用は、分子ふるい、触媒、イオン交換など多岐にわたっている。中でもゼオライトは化学的にも構造的にも均一度が高く、最も価値ある機能性材料として多くの工業的利用法の研究がなされている。我々はテレフタル酸銅(II)などのジカルボン酸銅(II)がN_2、Ar、O_2、メタンなどの気体を多量に吸蔵することを見つけた。これらの銅塩は、いろいろなジカルボン酸を用いることによって、細孔径を制御できる利点を持っている。したがって、我々の見つけたジカルボン酸銅(II)はゼオライトに代わる機能性細孔物質として有望である。本研究では、まず気体貯蔵効率がより高いマイクロポアー物質を開発した。ガス貯蔵効率を高めるために、より大きな細孔径を持つ物質を作り出す目的でtrans,trans-ムコン酸などの長い骨格を持ったジカルボン酸の金属錯体の合成を行った。空洞を大きくするため、理論計算による分子設計を行い、その結果に基づいて積層構造間にピラジン、ピペラジンなどのスペーサーを導入した。Cu(II)のマイクロポアーから一歩進んで新しい機能を持ったMo、Ruの塩の合成に成功した。また、ブタジエンなどの炭化水素気体を吸蔵させ、NMRを測定して炭化水素分子の吸蔵状態を明らかにした。一方、実用化の点では、天然ガスの吸蔵にジカルボン酸銅(II)が優れていることがわかった。