hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
睡眠周期測定による術後譫妄発症予測尺度の開発に関する研究

本研究では,術後せん妄を予測する尺度を開発した。この尺度は,睡眠2項目,基本属性5項目からなる.尺度項目は,術後患者の睡眠測定と看護師を対象とした質問紙調査から作成した。睡眠に関する項目は「日中の熟睡」「夜間覚醒」,基本属性に関する項目は「脳血管障害の既往」「睡眠剤服用」「向精神薬服用」「介護保険施設入所」「通所サービスに利用」であった.評価は,各項目を「有:1点」「無:0点」で行う.我々の評価では,基本属性1点以上かつ睡眠項目が1点以上になった場合に,せん妄を発症する可能性が高いとみなすことができた.本研究では,術後せん妄を予測する尺度を開発した。睡眠に関する項目は「日中の熟睡」「夜間覚醒」,基本属性に関する項目は「脳血管障害の既往」「睡眠剤服用」「向精神薬服用」「介護保険施設入所」「通所サービスに利用」であった.評価は,各項目を「有:1点」「無:0点」で行う.我々の評価では,基本属性1点以上かつ睡眠項目が1点以上になった場合に,せん妄を発症する可能性が高いとみなすことができた.初年度は,(1)開発尺度の対象診療科の特定,(2)手術患者と対象とした睡眠周期の測定,(3)看護師の客観的睡眠の評価の検討を行った。(1)国内外の先行文献の術後譫妄発症要因から診療科特有の因子が多く,診療科を問わない汎用性のある発症予測尺度の開発は困難と判断した。そこで対象診療科の検討を行い,「虚弱高齢者」「認知機能低下がある高齢者」「介護保険施設入所者」が手術を受ける機会の多い整形外科を対象とした尺度開発が有益と考えた。(2)睡眠周期の測定は,非拘束型の睡眠周期測定装置「眠りスキャン(パラマウントベッド社製)」を使用し,術後5日間の測定を行った。対象は,大腿骨頚部・転子部骨折6名,大腿骨骨頭壊死1名,変形性膝関節症2名の計9名,平均年令は77.24歳,全員女性であった。譫妄発症者は1名であった。譫妄非発症者の術後5日間の睡眠時間は,7時間から15時間と個人差が大きかったが,個人内の日差は3時間程度であった。睡眠時間帯は22時5時の間に集中し,23時間毎に覚醒をしていた。譫妄発症者では,術当日20時間,11時間, 1時間と睡眠時間が激減し,症状の回復とともに睡眠時間が微増していった。術当日から術後1日目21時までは,回診・食事以外に覚醒することはなく睡眠状態が継続していた。譫妄発症後では夜間殆ど覚醒している日が3日続き,日中の睡眠も測定されなかった。睡眠に関連する観察を密にすることで譫妄発症の予測が可能になると考えた。(3)看護師の睡眠の評価は,患者の睡眠状態を「熟睡」から「覚醒」の5段階で評価する尺度を作成し,2時間毎に病棟看護師に評価を依頼した。眠りスキャンとの相関は夜間では70%,日中では4050%であった。日中の評価に若干乖離が観られたことから,評価方法・時期の再検討と行う必要がある。本年度は,(1)前年度に引き続き整形外科疾患で手術を受ける高齢者を対象とした睡眠測定,(2)術後譫妄予測尺度項目の選定を目的に整形外科病棟看護師を対象とした質問紙調査を実施した。(1)睡眠測定の対象者は,16名(男性2名,女性14名),平均年齢82.4±7.5歳,疾患は骨折10名,変形性疾患6名であった。術後譫妄は,人工骨頭置換術1名,人工膝関節置換術3名,計4名に発症している。術後譫妄非発症者は23時間毎に睡眠・覚醒を繰り返し,対象により睡眠時間の差は大きいが,個人の5日間の睡眠時間・パターンの変動は少ない。一方,術後譫妄を発症した患者は5日間の変動は顕著であった。術後2・3日目にせん妄を発症した3名は,術当日から発症日まで食事やケアの時間帯以外は終日睡眠状態を示していた。術当日から不穏が見られた1名は,術当夜から30分から2時間の短い周期で睡眠・覚醒を繰り返していた。これらの結果から,術後当日からの睡眠・覚醒「時間」「サイクル」について予測尺度の項目化を図る。(2)国内外の先行研究より術後譫妄の発症要因を基に,基本属性・術前要因・手術侵襲・術後要因100項目からなる質問紙を作成し,13医療機関の整形外科病棟看護師280名を対象にアンケート調査を実施した。看護師が術後せん妄の発症を予測する要因として,「施設入所者」「脳血管障害の既往」「認知症」「神経質」「落ち着きがない」など基本属性11項目,「膀胱留置カテーテルの挿入」「術前の睡眠障害」など術前要因9項目,「カテーテルを気にする」「術後不眠の訴え」など術後要因9項目,計28項目が抽出された。「電解質異常」「血糖値」「出血量/輸血」等の「手術侵襲」に関連する項目は抽出されていない。

項目数の精錬と,「落ち着きがない」など評価者により個人差が生じやすく数量評価が困難な項目の評価法が課題となる。最終年度は,(1)前年度看護師を対象とした質問紙調査から抽出した術後せん妄の発症を予測させる要因28項目の妥当性を後方視的に検討,(2)せん妄発症患者の睡眠パターンの尺度項目化(3)せん妄発症予測尺度の作成・検証調査を行った。(1)整形外科領域の看護師を対象とした質問紙調査より抽出した28項目の妥当性を2つの医療機関計197名の患者の診療力を後方視した。術後せん妄発症患者は197名中18名,発症率9.1%であった。28項目のうちp<0.25の項目を説明変数としてロジスティック回帰分析を行い,「脳血管障害の既往」「入院前の睡眠導入剤内服」「居住地が自宅以外」「介護保険サービスの利用」「入院前の向精神薬の内服」の5項目を因子とした。(2)2年間で得られた術後せん妄発症患者5名の術後5日間の睡眠・覚醒を視覚化した図を看護師と検討した結果,術後1・2病日の覚醒状態(日中の熟眠,夜間覚醒)を尺度項目とした。(3)(1)(2)の結果よりスケールは,基本属性5項目と術後の睡眠を評価するスケールとなった。基本属性5項目について各1点とし,ROC曲線にて適応性を評価しcut-off値を1点とした。整形外科疾患にて手術を受ける患者15名を対象に,作成したスケールを用いて術後せん妄発症を予測した。15名中術前に1点以上を示した対象は8名,せん妄を発症した3名はすべて1点以上であった。術後の睡眠がチェックされた対象は5名うち3名がせん妄を発症した。せん妄発症患者3名は,術前1点以上かつ術後睡眠がチェックされた。日中の熟眠など睡眠パターンの変調は術後せん妄発症を予測据えることが可能であった。しかし,その評価は観察者の感覚の依拠するものであり,観察者間で同質の評価する基準の策定が今後の課題となった。24年度が最終年度であるため、記入しない。
花粉特異的フラボノイドの空間的時間的代謝経路とその作用機構の解明

フラボノイドは、主要な二次代謝産物であり、多彩な修飾様式により約9000種類が報告されている。その生理的役割としては、UV防御や植物ホルモン・オーキシンの輸送制御、稔性への関与等様々な役割が報告されているが、修飾様式を含めた構造とその機能との関係性が明らかにされたものは限られている。ペチュニアの花粉には、花粉特異的なフラボノール配糖体が蓄積しており、その欠損により不稔になることが知られている。フラボノイドの修飾様式の多様性の意義の解明を最終目的とし、ペチュニアの花粉特異的フラボノイドに着目し、その代謝経路と作用機構の解明を目指している。本年度は、昨年度に機能同定したペチュニアの花粉特異的フラボノイドの高次配糖化酵素遺伝子の葯での発現部位の解析を行った。ペチュニアでは、花粉特異的フラボノイド配糖化酵素遺伝子は、フラボノイドが花粉稔性に影響を及ぼさないシロイヌナズナの配糖化酵素遺伝子と発現部位に違いがあることが示唆された。また、昨年度作出したペチュニア花粉特異的フラボノイドの高次配糖化酵素遺伝子の変異体を用いて、交配により遺伝子機能を欠損したホモ変異体の作出を行った。しかしながら、種子が取れずホモ変異体の作出に至っていない。最近、シロイヌナズナで、葯のフラボノイドの蓄積様式に影響を与える転写制御因子が報告され、この情報を基にペチュニアの花粉特異的フラボノイド生合成の制御転写因子の探索を開始した。既にペチュニア花粉特異的フラボノイド高次配糖化酵素遺伝子の機能同定を行い、植物体における機能も証明した。フラボノイドの花粉稔性にかかわる作用機構の解明に向けて、ゲノム編集技術を用いて、ペチュニアの花粉特異的フラボノイドの配糖化にかかわる配糖化酵素遺伝子欠損変異体を作出している。交配による種子形成がうまくいかずホモ変異体を得られておらず、若干計画が遅れ気味ではあるが、おおむね順調である。ペチュニアの花粉特異的フラボノイド生合成の制御転写因子の探索も開始した。ペチュニアの花粉特異的フラボノイドの配糖化にかかわる配糖化酵素遺伝子欠損変異体のホモ変異体の作出については、異なる部位を用いたヘテロ変異体の作成を行い、ホモ変異体の作出を目指す。花粉特異的フラボノイド生合成の制御転写因子の同定を目指す。フラボノイドは、最も研究の進んでいる二次代謝産物の一つであり、配糖化をはじめとする多彩な修飾により、約9000種類とも言われる構造を持つ。フラボノイドの生理的役割として、UV防御やオーキシンの輸送制御、稔性への影響をはじめとした様々な役割が報告されているが、修飾様式を含めた構造とその機能との関係性が明らかにされたものはほとんどない。ペチュニアの花粉では、花粉特異的なフラボノール配糖体(kaempferol/quercetin 3-O-glucosyl(1→2)-galactosdie)が蓄積しており、その欠損により不稔となることが知られている。フラボノイドの修飾様式の多様性の意義の解明を最終目的とし、ペチュニアの花粉特異的フラボノイドに着目し、その代謝経路と作用機構の解明を目指した。本年度は、ペチュニアの花粉特異的フラボノイド高次配糖化酵素遺伝子の機能同定を行った。ペチュニアのトランスクリプトームデータベースのin silico seaechにより得た候補遺伝子について、葉、花弁、葯におけるフラボノール分析と矛盾のない発現パターンを示したUGT79B31について解析した。組換えタンパク質を用いた生化学実験、シロイヌナズナ変異体を用いたin vivoでの機能相補実験より、UGT79B31が、flavonol 3-O-glycoside: 2"-O-glucosyltransferaseをコードすることを明らかにした。UGT79B31が、細胞質に局在することを明らかにした。また、ペチュニアフラボノイド配糖化酵素遺伝子の変異体を作出した。ペチュニアフラボノイド配糖化酵素遺伝子の機能欠損変異体は、まだ得られていないが、ペチュニアの花粉特異的フラボノイド高次配糖化酵素遺伝子の機能同定を完了し、予定より早く論文として発表したため。また、昨年度作出したペチュニア花粉特異的フラボノイドの高次配糖化

酵素遺伝子の変異体を用いて、交配により遺伝子機能を欠損したホモ変異体の作出を行った。しかしながら、種子が取れずホモ変異体の作出に至っていない。最近、シロイヌナズナで、葯のフラボノイドの蓄積様式に影響を与える転写制御因子が報告され、この情報を基にペチュニアの花粉特異的フラボノイド生合成の制御転写因子の探索を開始した。既にペチュニア花粉特異的フラボノイド高次配糖化酵素遺伝子の機能同定を行い、植物体における機能も証明した。フラボノイドの花粉稔性にかかわる作用機構の解明に向けて、ゲノム編集技術を用いて、ペチュニアの花粉特異的フラボノイドの配糖化にかかわる配糖化酵素遺伝子欠損変異体を作出している。交配による種子形成がうまくいかずホモ変異体を得られておらず、若干計画が遅れ気味ではあるが、おおむね順調である。ペチュニアの花粉特異的フラボノイド生合成の制御転写因子の探索も開始した。今後は、フラボノイド配糖化酵素遺伝子機能欠損ペチュニアの作出とその解析を中心に進める。また、花各器官におけるフラボノイド構造の同定と分布様式の解明、花粉特異的フラボノイド生合成制御因子の探索を進める。ペチュニアの花粉特異的フラボノイドの配糖化にかかわる配糖化酵素遺伝子欠損変異体のホモ変異体の作出については、異なる部位を用いたヘテロ変異体の作成を行い、ホモ変異体の作出を目指す。花粉特異的フラボノイド生合成の制御転写因子の同定を目指す。2017年に国内ではなく海外で発表した為、旅費に相当する当該助成金で賄いきれず、他の予算を使用した為。2018年にも海外学会での発表を予定しているため、当該助成金は翌年度分と合わせてその旅費として使用する。遺伝子欠損変異体の交配がうまくいかず、ホモ変異体の獲得に至らなかったため、その後の実験に使用する分の経費の繰り越しが生じた。翌年度分の実験に使用する。
湖沼堆積物を用いた地球温暖化期におけるチベット・シベリア地域の高精度環境変遷解析

堆積物を用いて過去の環境変動を復元するためには、堆積層の形成年代を決定することが重要である。これまでに10年以上継続してロシア・バイカル湖堆積物を用いた古環境変動解析が進められているが、堆積物の年代値に不確定要素が多く含まれることから、精度の高い環境復元は困難であった。過去2-3万年間の年代決定には堆積物中の植物残査等、供給源の明確な有機物を単離して放射性炭素年代測定を行う必要がある。しかしながら、バイカル湖堆積物中には植物残査が極めて少ない。そこで、高時間解像度で全有機炭素の年代測定を行い、年代値の分布パターンから年代モデルを作成した。得られた成果を以下(1)-(4)に示す。(1)高時間解像度でバイカル湖堆積物の放射性炭素年代測定を行ったことにより、過去の気候変動に伴う大気中放射性炭素濃度変動との対比が初めて可能となった。この結果に基づいて確度の高い年代決定を進めた。(2)年代決定に必要不可欠であるが、これまで不明確であったバイカル湖におけるリザーバー効果と有機物供給源の変化による年代値への影響を2060±60年と算出した。(3)本研究における年代モデルにより、バイカル湖から採取した4本の柱状堆積物試料間の対比が明確になった。(4)氷期から間氷期への気候遷移期における急激な気候変動イベントの時期を特定し、他の湖沼・海洋堆積物を用いた環境変動解析結果との比較が可能になった。以上の結果について国際学術会議において発表した。また、論文を執筆し国際学術雑誌に投稿した。
ヘリカルCT画像を用いた肺がん集団検診支援システムの開発

肺がんの死亡数は近年増加しており,男性においては第一位,女性では第二位となっている.これを克服するためには早期発見して早期治療することが求められている.特に,早期発見技術の開発は急務である.本研究では,ヘリカルCTを用いて安全性の高い撮影条件で早期肺がんを3次元画像化し,これを計算機支援により専門医が効率的に効果的に検診できる新しい集団検診システムを提案構築したものである.これにより、現行の単純X線検診より格段の性能で所期段階の肺がんを早期発見することを可能にした.これらの技術創出のために,"東京から肺がんをなくす会"の数千人の奨励を用いてCT検診性能を評価し,計算機をどのように活用すれば効果的に高精度な検診結果を得るかの技術を開発検討した.また、これらの技術をシステム化して計算機の専門家以外の人でも十分に操作できるシステムとした。本研究システムを国立がんセンター中央病院及び国立がんセンター東病院で臨床試験をして、本システムの有効性を検証した.これらの結果,本方式は肺がんの早期発見に優れており,臨床上に樹運に有効でることを示した.本方式は国内外においては未だに実現されておらず,世界に先がけて初期段階の肺がんを早期発見できるCT集団検診システムが構築し,一層の飛躍が期待できるところまで明確にした.肺がんの死亡数は近年増加し、男性において胃がんの死亡数を越えて第一位となってきている。これを克服するためには初期段階の微小がんを発見できる集団検診システムの開発が強く求められている。本研究では、安全性の高い撮影条件で微小がんを3次元画像化できるヘリカルCTを用い、これで得た3次元画像を計算機支援により専門医が効率的に高度に検診できる肺がん集団検診システムを構築するものである。この実現により、現行の胸部X線写真検診より格段の性能で初期段階の微小がんを早期に発見することを可能にするものである。そこで、以下の4課題を挙げて3年間で実施するものである。これらは、肺がん診断法の確立、肺がん候補検出アルゴリズムの作成、ユーザインターフェースの作成、フィールドテストの実施および実用化の検討である。平成7年度は、重点的に1および2の課題について実施した。1については研究分担者によって"東京から肺がんをなくす会"の500人の症例に対して肺がん検診実験を実施した。これらをデータベース化して、専門医の検診結果のばらつきの補正、3次元画像をどのように読み取りすれば良性・悪性の判定が可能であるか、検診アルゴリズムをどのように作成すれば高い検診精度を得るかを検討した。2については研究代表者がヘリカルCT画像から肺がん候補を検出するアルゴリズムを作成した。これは画像処理技術により臓器抽出・構造解析を行って臓器情報を定量化し、専門医の知識による診断規則を用いて肺がん候補を検出するものである。これを500人の検診データに対して検証して専門医に検診結果とほぼ同等の非常に高い検診精度を示した。これらの研究成果をIEEE国際会議、CAR国際会議などで発表して非常に高い関心と評価を得た。これらの成果から、研究グループは初期段階の肺がんの早期発見を可能にする集団検診システムの開発に強い自信を得て取り組んでいるものである。本研究システムを国立がんセンター中央病院及び国立がんセンター東病院で臨床試験をして、本システムの有効性を検証した.これらの結果,本方式は肺がんの早期発見に優れており,臨床上に樹運に有効でることを示した.本方式は国内外においては未だに実現されておらず,世界に先がけて初期段階の肺がんを早期発見できるCT集団検診システムが構築し,一層の飛躍が期待できるところまで明確にした.人間の死亡原因は以前としてがんが第一位である。この中で、肺がんの死亡数は近年増加し、胃がんの死亡数を超えて第一位となってきている。肺がん克服には初期段階の微小がんを発見できる集団検診システムの開発が強く求められている。この実現により、現行の胸部X線写真検診より格段の性能で初期段階の微小がんを早期に発見することを実現するものである。本システムは国内外においては未だに実現されておらず、世界に先がけて微小肺がんを早期発見できる集団検診システムを確立するものである。本年度は“東京から肺がんをなくす会"のメンバー2000人の症例を用いて肺がん検診を実施し、3次元画像をどのように読み取りすれば高い検診精度を得るか、計算機をどのように使用すれば効率的な検診を得るか、等を検討して検診法を確立した。

これらを現有計算機を用いてヘリカルCT像から微小肺がん候補を検出する検診支援システムを構築した。これは効率的な画像処理により臓器抽出・構造解析を行って臓器情報を定量化し、専門医の知識で構築した診断規則を用いて肺がん候補を検出するものであり、操作性もよく臨床試験するに十分な性能を得た。本システムを国立がんセンサー東病院で試験するように計画を進めている。本方式の実用化を目指している。肺がんの死亡数は近年増加し、男性においては胃がんの死亡数を超えて第一位となっている。この肺がん克服には初期段階の肺がんを早期発見できる集団検診システムの開発が強く求められている。本研究では、ヘリカルCTで安全性の高い撮影条件で早期肺がんを3次元画像化し、これを計算機支援により専門医が効率的に高度に検診できる新しい集団検診システムを構築するものである。これにより、現行の検診精度より格段の性能で初期段階の肺がんを早期発見することを実現する。このために"東京から肺がんをなくす会"のメンバー数千人の症例を用いて肺がんCT検診を実施し、計算機をどのように活用すれば効率的な高い検診精度を得るか、早期肺がん候補を検出する計算アルゴリズムを検討した。また、これを計算機の専門家以外の人でも十分に操作できるシステムとした。本システムを国立がんセンター中央・東病院でヘリカルCTと一体化して臨床試験を開始し、本システムの有効性を検証して臨床に普及すべく努めている。本研究課題は国内外においては未だに実現されておらず、世界に先がけて初期段階の肺がんを早期発見できる集団検診システムを確立するものである。
補体C3の細胞内活性化による魚類Ｔ細胞の活性化制御と細胞性免疫応答の強化

本研究は、コイおよびギンブナをモデルとして用い、魚類血球の細胞内におけるC3の活性化機構と、この活性化による免疫応答の制御機構を解明し、補体を介した細胞性免疫応答の強化と制御法を見出すことを目的とする。具体的には、細胞内C3活性化が起こる細胞種の特定および各細胞種においてC3の活性化を担うプロテアーゼの同定を進める。さらに細胞内C3活性化が各細胞種によるサイトカイン産生プロファイルに及ぼす影響を精査する。
CD4^+CD8^+胸腺細胞特異的単クローン抗体のリガンドの同定とその機能解析

αβT細胞受容体(TCR)は、その遺伝子の再構成とat randomな塩基の挿入、欠失により理論上10^<15>を越える多様性を獲得するが、末梢で免役応答に寄与するαβTCRは免役寛容および主要組織適合抗原(MHC)拘束性を示すという点で高度に選択されている。これは、胸腺内T細胞分化過程において、CD4^+CD8^+胸腺細胞がそのTCRによるMHC/自己抗原ペプチド複合体認識の結果、正と負の選択を受けることに起因している。このように、胸腺内T細胞分化過程において、CD4^+CD8^+胸腺細胞は、'分化'あるいは'死'という相反する運命が決定される最も重要な分化段階である。本研究において、我々はCD4^+CD8^+胸腺細胞に特異的に反応する単クローン抗体1D11を樹立解析し、その抗体が認識するリガンドを同定することで、TCR-MHC/自己抗原ペプチド複合体相互作用を欠くCD4^+CD8^+胸腺において特異的にThy1分子の凝集がおこることを見出した。一方、正の選択おける自己抗原ペプチドの関与をより明確にするために、1アミノ酸残基のみ異なる2つの自己抗原ペプチドを単一MHC/ペプチド複合体として発現するトランスジェニックーノックアウトマウスを樹立した。それぞれの複合体により形成されたT細胞レパートリーを詳細に解析することで、アミノ酸残基の側鎖の大きさや荷電の有無が選択されるT細胞レパートリーの多様性に多大な影響を与えることを明らかにした。CD4^+CD8^+胸腺細胞の大半は、TCR-MHC/ペプチド相互作用を欠くことより、正の選択を生き残れずアポトーシスに陥ると考えられているが、その分子機構は不明である。本研究では、我々が樹立したCD4^+CD8^+胸腺細胞特異的に、その約70%に反応する単クローン抗体1D11を用いて、その認識するリガンド(1D11-L)の同定及び機能解析を通じて、'default apotosis'の分子機構の解明を進めている。CD4^-CD8^-胸腺細胞をin vitroで分化させるとほとんどすべてのCD4^+CD8^+胸腺細胞が1D11で染色されるのに対して、抗CD3抗体でTCRを架橋するとその陽性率が著減した。また、TCRVβ3導入遺伝子とスーパー抗原であるMTV13のいずれか一方を発現するマウスのCD4^+CD8^+胸腺細胞の約70%は1D11で染色されるのに対して、両者を共に発現するマウスにおいてはその陽性率が著減した。以上より、1D11-Lは、TCR-MHC/ペプチド複合体相互作用を欠くCD4^+CD8^+胸腺細胞に特異的に発現すると考えられた。また、1D11-L^+CD4^+CD8^+細胞は、1D11-L^-CD4^+CD8^+細胞に比べ、アポトーシスに対する感受性が亢進していることを見いだした。1D11の反応性は抗Thy-1抗体により影響を受け、この知見を基に行った種々の実験結果より、1D11-Lはクラスターを形成したThy-1抗原であることが示唆された。共焦点レーザー顕微鏡により、胸腺細胞上のThy-1抗原の分布を観察すると、確かにCD4^+CD8^+細胞の一部で、Thy-1抗原がクラスターを形成していた。これらのことより、Thy-1抗原のクラスター形成が、TCR-MHC/ペプチド複合体相互作用を欠く結果生じる'default apoptosis'に関与していることが示唆された。これは、胸腺内T細胞分化過程において、CD4^+CD8^+胸腺細胞がそのTCRによるMHC/自己抗原

ペプチド複合体認識の結果、正と負の選択を受けることに起因している。このように、胸腺内T細胞分化過程において、CD4^+CD8^+胸腺細胞は、'分化'あるいは'死'という相反する運命が決定される最も重要な分化段階である。本研究において、我々はCD4^+CD8^+胸腺細胞に特異的に反応する単クローン抗体1D11を樹立解析し、その抗体が認識するリガンドを同定することで、TCR-MHC/自己抗原ペプチド複合体相互作用を欠くCD4^+CD8^+胸腺において特異的にThy1分子の凝集がおこることを見出した。一方、正の選択おける自己抗原ペプチドの関与をより明確にするために、1アミノ酸残基のみ異なる2つの自己抗原ペプチドを単一MHC/ペプチド複合体として発現するトランスジェニックーノックアウトマウスを樹立した。それぞれの複合体により形成されたT細胞レパートリーを詳細に解析することで、アミノ酸残基の側鎖の大きさや荷電の有無が選択されるT細胞レパートリーの多様性に多大な影響を与えることを明らかにした。
富士山頂における越境大気汚染物質の高時間分解観測

アンモニアガス(NH3)は、大気中の酸性ガスを中和する唯一の塩基性ガスであり、PM2.5などの粒子状物質の前駆体としても重要な役割を果たす。従って、大気中のNH3をモニタリングし、その濃度および挙動を把握することは、我々が健康に生活していく上で極めて重要である。本年度は、新たなNH3の検出法として、ガス拡散チューブと電気伝導度検出器を組み合わせたATD(Ammonia Transfer Device)ーCD(Conductivity Detector)について検討した。ATDーCDでは、陰イオン成分が除去された試料がキャリヤー(ドナー溶液)によって、ガス拡散チューブへ逐次的に送液される。チューブの外側にはレセプター溶液が流れており、チューブ内のNH3のみがレセプター溶液側に拡散され、検出器に運ばれる仕組みとなっている。ドナー/レセプター溶液を変化させてNH3の透過率を検討したところ、ドナー溶液を15 mM NaOH、レセプター溶液を純水とした場合に、NH3の透過率はドナー溶液中のNH3濃度に依存せず、一定の値(約35%)が得られた。また、NH3の検出感度を向上させるため、濃縮カラムを用いたNH3の濃縮、溶離について検討したところ、濃縮されたNH3は約6 minで完全に溶離することが明らかとなった。大気試料の吸引体積を100 L(吸引流量:10 L/min、吸引時間:10 min)としたときのATDーCDによるNH3の検出感度は、0.1 μmol/m3程度となった。本年度の主な研究目標は、ATDーCDによるNH3検出法の構築である。検討したATDーCDによるNH3の検出感度は十分であるとは言えないものの、NH3の透過率を向上させることで検出感度の向上が見込めることから、本研究はおおむね順調に進展している。前年度に構築したATDーCDによるNH3検出法の検出感度の向上をはかる。続いて、ATDーCDをガス捕集器(ウエットデニューダー)と組み合わせて使用することで、大気中のNH3をモニタリングし、その性能を評価する。また、夏季に富士山で構築した大気分析システムを稼働させ、大気汚染物質の挙動を明らかにしてゆく。これまでのPM2.5捕集器では、ミストチャンバーのフィルターに疎水性フィルターを用いていた。このフィルターは表面張力が32 mN/m以上の溶液をろ過しないため、表面張力の大きな水はフィルターをろ過しない。しかし、表面張力の小さな溶液に浸漬されると親水化が起こり、疎水性が失われる。疎水性フィルターを用いたPM2.5捕集器を富士山頂で稼働させたところ、3日程度で疎水性が失われてしまった。そこで本年度は、富士山頂における長期間の連続稼働に耐えうるPM2.5捕集器の開発を検討した。親水性フィルターを用いたPM2.5捕集器を設計・製作し、その性能を評価した。ミストチャンバー内で捕集液が適切に噴霧するよう3DプリンタでPM2.5捕集器のノズル部を設計・製作した。製作したPM2.5捕集器について、捕集液の噴霧量を変化させながら大気吸引量の限界値を調べたところ、噴霧量0.11.0 mL/minでは、約5 L/minで大気を吸引することができた。続いて、純水でろ過洗浄、あるいは超音波洗浄した親水性フィルターを用いてPM2.5捕集器のブランク値(Cl-、NO2-、NO3-、SO42-)を測定した。いずれの洗浄方法を用いたPM2.5捕集器もブランク値の測定開始から6時間経過した頃から値が一定となり、洗浄方法の違いによるブランク値に大きな差は見られなかった。また、ブランク値から求めた定量限界値を、プロトタイプの疎水性フィルターを用いたPM2.5捕集器と比較したところ、NO3-以外の3成分において、親水性フィルターを用いたPM2.5捕集器で良好な結果が得られた。本年度の主な研究目標は、親水性フィルターを用いたPM2.5捕集器の製作である。製作したPM2.5捕集器の大気吸引量の限界値はプロトタイプのPM2.5捕集器より少ないものの、NO3-以外の測定対象成分のブランク値は良好であったことから、本研究はおおむね順調に進展している。

また、NH3の検出感度を向上させるため、濃縮カラムを用いたNH3の濃縮、溶離について検討したところ、濃縮されたNH3は約6 minで完全に溶離することが明らかとなった。大気試料の吸引体積を100 L(吸引流量:10 L/min、吸引時間:10 min)としたときのATDーCDによるNH3の検出感度は、0.1 μmol/m3程度となった。本年度の主な研究目標は、ATDーCDによるNH3検出法の構築である。検討したATDーCDによるNH3の検出感度は十分であるとは言えないものの、NH3の透過率を向上させることで検出感度の向上が見込めることから、本研究はおおむね順調に進展している。前年度に製作したPM2.5捕集器を用いて実大気を捕集し、その性能を評価する。続いて、捕集液からNH3を選択的に取り出すNH3拡散セルを開発する。ウエットデニューダーでガス成分を捕集した溶液あるいは前年度検討したPM2.5捕集液でPM2.5を捕集した溶液(ドナー溶液)は、陰イオン成分が除去された後、ガス拡散チューブへ逐次的に送液される。チューブの外側にはアクセプター溶液が流れており、チューブ内のNH3のみがアクセプター溶液側に拡散され、検出器に運ばれる。アクセプター溶液のpH、拡散温度の最適化をはかり、高いNH3拡散率を得る。前年度に構築したATDーCDによるNH3検出法の検出感度の向上をはかる。続いて、ATDーCDをガス捕集器(ウエットデニューダー)と組み合わせて使用することで、大気中のNH3をモニタリングし、その性能を評価する。また、夏季に富士山で構築した大気分析システムを稼働させ、大気汚染物質の挙動を明らかにしてゆく。物品費の支出が少なかったため、次年度使用額25,935円が生じた。この研究費はNH3拡散セルの構築に必要な物品費として使用する。
サブミリ波ESRによるガラスの局在フォノン「フラクトン」の研究

本研究は申請の段階に於て3年計画であったが、採択された折2年間のみ補助金の交付が認められた。初年度は主として実験設備の整備、試料の製作等がなされ、本年度に本格的な測定が行われる予定であったが諸事情のため遅れ、やはり申請の段階に述べたように3年計画で研究が遂行されるようことが進んでいる。ガラスのような非晶質な物質の物性を普遍的に理解するためフラクタルという概念が取入れられ、非晶質系でのフォノンについて、フラクトンと名ずけられる局在モ-ドが見つけられた。本研究では、十分低温でこの局在フォノンのエネルギ-に対応するサブミリ波領域でのESRを用い、そのスピン格子緩和時間の測定からフォノンの状態密度を直接求めフラクトンの存在を明確にすることを目的とする。試料として典型的なガラスとして知られるB_2O_3、GeO_2、SiO_2をとりあげる。これらを白金るつぼで1000度以上で溶融して、g-値の異方性の小さいV Ti MnCu等の鉄族元素の酸化物を0.1%程度に薄く混入した試料を作った。それら不純物イオンのESRを観測する。この実験ではESRの共鳴磁場は10テスラ-以上になるためパルス強磁場を用いて実験を行う。これに必要な設備は揃った。またその他必要な装置の開発もなされ、磁場変調およびロッキンアンプを用いた高感度サブミリ波ESR装置も完成した。しかし初年度ωが320ー400GHz帯の波長域を発振するカルシノトロンを購入し、本年度は200ー250GHz帯のものを購入したが、納期がかかったこと及びメ-カ-であるトムソン社による必要電圧などの仕様の変更がなされ、当初購入した電源ではそのままでは追従できなくなり、若干の改造を行ったりしたため時間がかかり本格的な実験までにいたらなかった。年度末の現在、装置は順調に働いており、当初申請時に計画した3年目には研究が遂行される。本研究内容は2年にわたって行うように計画が分割されており、本年度は初年度である。本年は主として実験設備の整備、試料の製作等がなされ本格的な測定は次年度に行われる。ガラスのような非晶質な物質の物性を普遍的に理解するためフラクタルという概念が取入れられ、非晶質系でのフォノミモードについて、ある波数のフォノンが局在することが見つけられ、フラクトンと名ずられた。従来の比熱等の実験では十分高い温度での統計的な量に対する測定であってフラクトンを直接検証したものではない。本研究では、十分低温で、この局在フォノンのエネルギーに対応するサブミリ波領域でのESRを用い、そのスピン格子暖和時間の測定からフォノンの状態密度を直接求めフラクトンの存在を明確にすることを目的とする。試料として典型的なガラスとして知られるB_2O_3,GeO_2,SiO_2をとりあげる。これらは単結晶を得ことも可能であり、ガラス状態との比較ができる。これらを白金るつぼで1000度以上で溶融して、g-値の異方性の小さいVTiMnCu等の鉄族元素の酸化物を0.1%程度に薄く混入した試料を作った。それら不純物イオンのESR端を観測する。本年度はωが320ー400GH_2帯の波長域を発振するカルシノトロンを購入したが納期がかかったため発振テストなど実験のための準備を行った。この波長域ではESRの共鳴磁場は10テスラー以上になるためパルス強磁場を用いて実験を行う。これに必要な設備は揃っている。専用クランオスタットの組立もでき、64年度での本格的な実験の準備が出来た。

しかし初年度ωが320ー400GHz帯の波長域を発振するカルシノトロンを購入し、本年度は200ー250GHz帯のものを購入したが、納期がかかったこと及びメ-カ-であるトムソン社による必要電圧などの仕様の変更がなされ、当初購入した電源ではそのままでは追従できなくなり、若干の改造を行ったりしたため時間がかかり本格的な実験までにいたらなかった。年度末の現在、装置は順調に働いており、当初申請時に計画した3年目には研究が遂行される。
データマイニング法のナノ製剤開発への応用検討

本年度は(1)超臨界二酸化炭素を用いた医薬品ナノ微粒子の生成および(2)エマルション溶媒拡散法による医薬品ナノ微粒子の調製の可能性についての検討の2つのテーマを選定し,ビルドアップ法による医薬品ナノ粒子の調製と評価,およびデータマイニング法により最適なナノ粒子の調製条件に関しての詳細検討を行なった。(1)の検討においては,超臨界二酸化炭素を溶媒として使用する手法を検討した。医薬品の溶解した流体を急速膨張させて微粒子を得る方法が従来行われてきたが,医薬品の超臨界二酸化炭素中への溶解度が極めて低いために粒子の生成が起こるための濃度が得られなかったことや,粉体の捕集方法が難しいなどの欠点があることが問題となっていたが,今年度の検討によって,捕集方法,超臨界二酸化炭素中への医薬品の効率的な分散方法を発見し,種々のデータの中から最適条件をマイニングすることにより,新規の医薬品ナノ微粒子生成手法として確立した。本手法は特許出願し(特願2007-266871),その成果は国際学会1件,国内学会1件の学会発表として報告し,学術論文にも現在投稿中である。一方,(2)に関する検討もエマルション溶媒拡散法において外層としてこれまでに用いられていないシクロデキストリンやクラスターデキストリンなどの新規の糖類を添加剤として用いて医薬品微粒子の形成に関して検討した。その結果,新たな医薬品ナノ粒子性製法として可能性を見出すことに成功し,国際学会1件の報告および,学術論文への投稿を行った(Cyclodextrins as stabilizers for the preparation of drug nanoparticles by the emulsionsolvent diffusion method,Int.J.Pharm.,(in press)(2008))医薬品ナノ粒子を作成する手法として2つの方法に特化し、1.シクロデキストリンと難水溶性医薬品との混合粉砕法、2.医薬品/水溶性高分子/界面活性剤の混合粉砕法の2つに着目し、データマイニングを行うためのデータウェアハウスの作成に取り組んだ。1の手法の場合には医薬品の種類、シクロデキストリンの種類、混合粉砕の条件の3つをinput parameter、ナノ微粒子のサイズ、収率をoutputとなるようなデータベースの作成に取り組んだ。この場合、粉体の物理化学的特性を何かのパラメターで現すことが困難であったため、今後粉砕時の粉体のキャラクタリゼーションを行い、解析に適した物性値の探索と、ナノ微粒子の形成要因のマイニングを進めていく予定である。一方、2の方法については、probucol/PVP/SDSの混合粉砕物を水に分散することで、PVPの分子量に依存したナノ微粒子形成が起こることを報告した。特に、probucol/PVPK17/SDS混合粉砕物について、固体及び懸濁液状態での安定性、混合粉砕物中の3成分の分子状態について検討し、データベース化を試みた。医薬品とひとつの添加剤からなる2成分系(probucol/PVP、probucol/SDS)の混合粉砕物を水中に分散してもナノサイズの微粒子は形成しないため、3成分の混合が必要であることが判明した。混合粉砕時に生じる3成分間の相互作用について、固体NMR測定を行ったところ、probucolのOH基に隣接する炭素の低磁場シフト及びベンゼン環周辺の環境変化に由来すると考えられる140ppm付近に認められる新規のピークが観察された。また、SDSのC1炭素においても高磁場側に肩ピークが観察され、PVPとSDS間の相互作用に由来すると考えられた。今後はこれらの結果を肩ピークの面積の変化、ピークのシフト等を明確にして、ナノ微粒子形成が起こるための必要条件の探索を行う予定である。いずれにしてもデータの解析には相当数のデータベースの確保が必要になり、今後も地道に実験の例数を増やしていくことがまず必要である。18年度当初は千葉大学大学院薬学研究院にて、ナノ製剤開発手法としてブレイクダウンの手法として、医薬品とシクロデキストリンとの混合粉砕法によるナノ微粒子形成について検討した。実験操作条件(input)と生成される医薬品ナノ微粒子の粒子径や収率について(output)についてデータベース化し、本研究課題であるニューロファジィ理論を用いたデータマイニングの手法により、医薬品ナノ微粒子の得られるための必要条件として、系中に存在する水分の影響が大きいことを解明した。そこで、水分含量に焦点を当てて検討を行ったところ、医薬品ナノ微粒子の生成と水分含量との間に良好な因果関係が認められた。したがって、ナノ微粒子生成プロセスのメカニズム解明に関して、データマイニングが因果関係の探求に有効である事が示唆された。なおメカニズムに関してはChem.Pharm.Bullへ投稿済みである。18年7月より、岐阜薬科大学に研究拠点を移転したため、ナノ製剤開発手法としてビルドアップ型のナノ微粒子生成の検討に関しても取り組むことが可能となった。そこで、超臨界二酸化炭素を用いた新規医薬品ナノ微粒子の調製に着手した。現在興味深い結果が得られつつあり、データマイニングの考え方を取り入れることにより、従来と比較して実験操作条件やパラメータ選択にスピードアップが図れていることが実感できている。今後は、検証実験および再現性を確かめた後に、来年度中に論文投稿する予定である。

医薬品の溶解した流体を急速膨張させて微粒子を得る方法が従来行われてきたが,医薬品の超臨界二酸化炭素中への溶解度が極めて低いために粒子の生成が起こるための濃度が得られなかったことや,粉体の捕集方法が難しいなどの欠点があることが問題となっていたが,今年度の検討によって,捕集方法,超臨界二酸化炭素中への医薬品の効率的な分散方法を発見し,種々のデータの中から最適条件をマイニングすることにより,新規の医薬品ナノ微粒子生成手法として確立した。本手法は特許出願し(特願2007-266871),その成果は国際学会1件,国内学会1件の学会発表として報告し,学術論文にも現在投稿中である。一方,(2)に関する検討もエマルション溶媒拡散法において外層としてこれまでに用いられていないシクロデキストリンやクラスターデキストリンなどの新規の糖類を添加剤として用いて医薬品微粒子の形成に関して検討した。その結果,新たな医薬品ナノ粒子性製法として可能性を見出すことに成功し,国際学会1件の報告および,学術論文への投稿を行った(Cyclodextrins as stabilizers for the preparation of drug nanoparticles by the emulsionsolvent diffusion method,Int.J.Pharm.,(in press)(2008))
植物の形状成長と物質生産モデルとの結合に関する研究

本研究では従来行ってきた植物三次元形状の測定、モデル化に関する知見に加え、植物の形状モデル化のための基礎的なデータを効率的に得るため、画像による植物の形状の記録手法についてや、成長モデルと形状モデルと組み合わせによって、より精密な植物形状モデルの構築を試みた。植物の成育データや形状の測定は、非常に手間がかかるため、画像測定を併用して、群落の概形を測定し、詳細な測定の代替えとなりうるかを検討した。記録方法としては、デジタルビデオによりあらゆる方向から植物画像を撮影し、その取得画像を統合したム-ビ-作成を行うことにより、効率的な形状記録が可能であることを示した。これら撮影した多数の二次元画像データのテキスチャを解析することにより、三次元的な群落の構造が、ある程度予測できることがわかった。また、その画像データを元に、関数により植物三次元形状を関数近似することにより、形状表示および記録に必要なデータ量を大きく減らすことができた。従来の成長モデルは、物質生産、移動を既述するものが主であり、形状についての情報はほとんど考慮されていない。植物の成長と環境条件との関係をモデル化できる手法の開発を目的とし、物質生産モデルと、形状成長モデルとを結合する第一段階として、単純な成長曲線をいくつか選び、従来の形状モデルに組み込んだ。樹木の幹の成長などの、非常に単純化した場合であるが、成長パラメータを変化させた場合の植物の成長をモデル化し、可視化を行った。同様な手法をすべての軸に応用することにより、植物の成長と環境条件との相互作用をモデル化ができるようになると考えられる。
多重線形スパースと低ランクテンソル分解法による４次元生物データの解析

バイオイメージング技術の飛躍的な進展により,膨大な生物画像情報が得られるようになってきた.生物画像は3次元空間情報に加え,動的時間情報などをもち,4次元画像である.本研究は機械学習を用いた4次元医用バイオ画像解析法の開発を目的とし、以下の研究成果が得られた。(1)多重線形理論の枠組で多次元データを一つのテンソルとして効率よく解析する枠組を提案した。線虫の4次元微分干渉顕微鏡画像に対してShape Indexを用いた胚と核の自動セグメンテーション法と楕円Fitting法による位置合わせ法を確立した.その成果は国際学術誌IJCB(2018)で発表した。また、多重線型学習法を用いた4次元微分干渉顕微鏡画像解析法を開発した。その成果は現在論文投稿準備中である。(2)多重線型スパース符号化法を用いたdynamicCT画像(4次元多時相CT画像)から効率の良い時空間特徴を抽出法を開発し、肝腫瘍性病変の鑑別精度を高めた。その成果は国際学会PCM2018で発表した。また、その拡張版は国際学術誌PRLに掲載決定である。(3)近年注目されている深層学習法を用いた4次元生物画像解析法について研究を行なった。2段階2.5D畳込ニューラルネットワークを用いた4次元顕微鏡画像における細胞分裂法を提案し、既存の検出法に比べ、高い精度で検出できたことを検証した。その成果は国際学会ICNC-FSDK2018で発表した。(1)当初計画していた多重線形学習法による4次元医用生物画像解析について計画通りに進展している。それに加えて、近年注目されている深層学習法による4次元医用生物画像解析法を新たに提案・開発した。(2)国際学術誌に論文2編、国際学会での招待講演1件、一般講演(トップ国際学会MICCAIを含めむ)に論文3編を発表した。いずれも査読があります。(3)新学術領域内の他のグループとの連携と共同研究が確実に進展し、連名でトップ国際学術誌と国際学会に投稿している。(1)3次元空間情報と時間情報の効率良いの統合法の開発(2)多重線形理論と深層学習法の融合による4次元医用生物画像の解析枠組の確立(3)4次元医用生物画像(動的3次元ボリューム画像)データベースの拡充(公開)(4)4次元医用生物画像解析システムの開発バイオイメージング技術の飛躍的な進展により,膨大な生物画像情報が得られるようになってきた.生物画像は3次元空間情報に加え,動的時間情報などをもち,4次元画像である.本研究は機械学習を用いた4次元医用バイオ画像解析法の開発を目的とし、以下の研究成果が得られた。(1)3次元空間情報と時間情報の効率良いの統合法の開発(2)多重線形理論と深層学習法の融合による4次元医用生物画像の解析枠組の確立(3)4次元医用生物画像(動的3次元ボリューム画像)データベースの拡充(公開)(4)4次元医用生物画像解析システムの開発
VSOPサーベイという観測で得られたデータの解析(次期スペースVLBI観測計画での装置開発への参加)

電波天文衛星「はるか」を使ったVSOPサーベイデータの解析を、宇宙研研究者および外国人特別研究員Richard Dodson博士と協力しながら、すすめた。解析チームによる論文が3編、準備中である。VSOPサーベイデータのなかから、活動銀河核のジェットが発生後、大きく曲がる現象について、解析を行い物理的観点から研究発表をおこなった。以前から興味を持って研究をおこなってきた活動銀河核3C273,3C279の多波長(光、電波、X線、ガンマ線)での観測キャンペーンの一環として、高周波VLBIでの撮像観測をおこなった。ここでは、特異な電波ジェットの振る舞いが観測され、発表した。さらに研究を続行中。将来のスペースVLBI計画であるVSOP-2衛星の精密軌道決定法について、GPSを使うケースでのcmレベルでの軌道精度について調査、発表をおこなった。また、VSOP-2計画での観測の重要性を、X線、ガンマ線観測との関連から論じて、INTEGRALミッションに3編のポスター論文を発表した。VSOP-2計画の提案チームの一員として、提案準備に参加した。さらに研究を続行中。
クーロン・ブロッケードを利用したナノパワー超高速エレクトロニクスの研究

平成5年度、6年度を通じ合計8回の研究会を開催し、クーロンブロッケードを利用した電子デバイス、及びそれを用いて構成させる集積回路の特性、特に消費電力と信号伝搬時間について検討を行った。その結果、従来提案されていた単電子トランジスタの構造では室温動作を可能にし、且つファン・アウトを大きくとるために利得を大きくとろうとすると、電極寸法が極めて小さくなって実現不可能な寸法になるが、2重障壁構造を有する単電子トランジスタにすることにより、この問題点が解決できる見通しのあることが判明した。またこの構造を用いることにより、cotunellingの確率も小さくなり、単電子トランジスタの動作を信頼性の高いものとすることも期待されることが明らかになった。尚利得の問題は信号の担体がそれ自身で信号の伝達経路も決定していく、現在の論理回路の構成に問題があることに鑑み、単電子信号を信号のメッセンジャとする2分決定グラフのデバイス化により、この問題が解決できると共に、単電子回路としてユニークな構成をとり得ることが判明した。これらの結果を総合することにより、電子のトンネル現象のクーロンブロッケードを利用したナノ・パワー・エレクトロニクスについて、具体的な新しい展望をもつことが可能になった。また、トンネル現象の動的特性について、誘起電荷も考えることにより、金属電極で狭まれたトンネル障壁と半導体電極で狭まれたトンネル障壁とで異なった特性が生ずることも明らかになり、また、量子ドットを含む系に磁界を加えることにより、Magneto-Coulomb振動も観測できることも明らかになった。これらの物理的な基礎研究は単電子トランジスタの動的特性の理解に役立つと考えられる。平成6年度においては4回の研究会を開催し、研究代表者及び研究分担者相互間の研究連絡、発表及び討論を行った。即ち開催日、場所、研究会における主たる討論議題は下記の如くである。第1回平成5年7月26日於理化学研究所第2回平成5年9月29日於北海道大学(1)クーロンブロッケードを利用した素子の可能性、(2)単一電子トンネルデバイスとその動作限界、(3)Siにおける単一電子伝導、(4)液晶分子を用いたクーロン・ブロッケード、(5)磁気抵抗におけるクーロン・ブロッケード効果第3回平成5年10月22日於大阪ガーデンパレス(1)次世代デバイスの原理としてのクーロン・ブロッケード現象、(2)単一電子トンネリング素子を用いた疑似CMOS回路の特性、(3)集束イオンビーチを用いたシリコン極微粒子構造の作成と電子輸送、(4)超伝導電極と常伝導電極を有する超微細2重トンネル接合におけるクーロン・ブロッケード、(5)量子細線における電子輸送現象、(6)量子ホール領域でのクーロン振動第4回平成6年1月12日於東洋大学平成6年度においては4回の研究会を開催し、研究代表者及び研究分担者相互間の研究連絡、発表、討論を行った。開催日、場所、研究会における主たる討論議題は下記の如くである。第1回平成6年10月11日.於理化学研究所(1)原子レベル・スイッチング・デバイス、(2)分子デバイスにおける単電子トンネル現象の利用、(3)微細NSNトンネル接合でのクーロン・ブロッケード第2回平成6年11月29日、於理化学研究所(1)量子ドット中の強相関と電流揺らぎ、(2)直列量子ドットにおけるクーロン・ブロッケード、(3)量子ドット・ターンスタイル素子、(4)擬一次元素における共鳴トンネル現象と電子相関、(5)電子層エピタキシ-による量子細線の制作とその光学的特性、(6)FIBによる極微イオン注入領域の磁気抵抗効果、(7)量子構造の界面制御と量子ドットの形成、(8)STM探針による原子制御の基礎と単電子過程、Si(lll)-7×7清浄表面でのAlCl_3の反射初期過程とSTMによる吸着原子.分子の操作、(9)シングルエレクトロンを利用した情報処理-2分決定グラフのデバイス化-第3回平成7年1月24日、於理化学研究所

(1)量子ドットの輸送現象、(2)エッチ量子細線を用いたGaAs/AlGaAsターンスタイル素子の試作と特性、(3)自己組織化によるナノ構造の形成と制御、(4)2重障壁構造を有する単電子トランジスタの特性シミュレーション、(5)トンネル接合負荷SETインバータの検討、(6)単一電子トンネル素子を用いたメモリ第4回平成7年3月29日、於東洋大学(1)LSIの限界と単電子エレクトロニクスへの期待、(2)単電子デバイスの基礎物理と問題点、(3)単電子ナノ構造の製作技術の現状と展望、(4)単電子ナノ構造の表面・界面の制御、(5)単電子ナノデバイスの室温動作
歯ブラシによる歯肉への機械的刺激の臨床効果

ヒト歯周炎に対するブラッシングによる機械的刺激の長期的臨床効果を評価するため,46mmの中等度の歯周ポケットをもつ被検者に対し,家庭において通常のブラッシングに加えて歯肉に対する機械的刺激を行ってもらい,歯周組織の臨床評価および歯肉微小循環機能の変化を調べた。口腔内診査および評価値の測定は1カ月後に行った。家庭で行うブラッシングは,普段のブラッシングを全顎に対して行った後,実験部位の辺縁歯肉および付着歯肉に対して,歯肉損傷を最小限にするために毛先の先端形態がボール状の歯ブラシを使用して歯ブラシ圧を約200gで10秒間刺激するように指示した。歯ブラシ圧を約200gにする練習は実験に先立って,診療室で歯ブラシ圧指導装置を用いて行った。実験期間を通じて,機械的刺激を加えた部位の歯肉に損傷は認められなかった。実験終了時,コントロール部位および機械的刺激部位の両部位において,歯肉炎指数やポケットデプスといった臨床評価に有意の改善を認めたが,歯垢指数および臨床的アタッチメントレベルに有意の変化は認められなかった。微小循環機能については,機械的刺激部位において歯肉溝滲出液量に有意の減少を認め,歯周ポケット底部の温度に有意の上昇を認めた。以上の結果より,ブラッシングによる機械的刺激は歯肉微小循環機能を改善することが示され,その効果により歯肉の状態を改善する可能性が示唆された。ヒト歯周炎に対するブラッシングによる機械的刺激の長期的臨床効果を評価するため,34mmの浅い歯周ポケットをもつ被験者に対し1ヵ月の実験期間を設け,家庭において通常のブラッシングに加えて歯肉に対する機械的刺激を行ってもらい,歯周組織の臨床評価,歯肉微小循環機能および歯周ポケット細菌叢の変化を調べた。家庭で行うブラッシングは,普段のブラッシングを全顎に対して行った後、実験部位の辺縁歯肉および付着歯肉に対して,歯肉損傷を最小限にするために毛先の先端形態がボール状の歯ブラシを使用して歯ブラシ圧を約200gで10秒間刺激するように指示した。歯ブラシ圧を約200gにする練習は実験に先立って,診察室で歯ブラシ圧指導装置を用いて行った。実験期間終了後,機械的刺激を加えた部位の歯肉に損傷は認められなかった。また,実験部位のポケットデプスおよび歯肉溝滲出液量の改善は,機械的刺激を加えなかったコントロール部位に比べて大きかった。しかし,歯垢指数および歯肉微小循環機能の変化に大きな差は認められなかった。また,ペーパーポイントにより採取したプラーク中の歯周病原性細菌の同定をPCR法を用いて行ったが,実験期間の前後両方で細菌を検出できなかった。以上の結果,毛先の先端形態がボール状の歯ブラシを使用することで家庭内においても歯肉損傷の危険性がなく機械的刺激を行えることが確認され,通常のブラッシングに加えて歯肉刺激を行うことで歯肉炎症の改善が促進される可能性が示唆された。今後,実験期間を36ヵ月に延長した場合の臨床効果を観察したい。また,ペーパーポイントによるプラーク採取では,細菌の検出力が低い可能性も否定できないため,新たなプラーク採取方法も試行したいと思う。

実験終了時,コントロール部位および機械的刺激部位の両部位において,歯肉炎指数やポケットデプスといった臨床評価に有意の改善を認めたが,歯垢指数および臨床的アタッチメントレベルに有意の変化は認められなかった。微小循環機能については,機械的刺激部位において歯肉溝滲出液量に有意の減少を認め,歯周ポケット底部の温度に有意の上昇を認めた。以上の結果より,ブラッシングによる機械的刺激は歯肉微小循環機能を改善することが示され,その効果により歯肉の状態を改善する可能性が示唆された。