hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高水素配位錯イオンの創製とエネルギー関連機能の創出

その他、特異な配位構造を有する8配位錯イオンの立体化学、ならびに有限温度下におけるその動的挙動の解析や、レニウムなどの7族元素からなる9配位錯イオンを有する新たな遷移金属錯体水素化物の高温高圧合成などにおいても、今後の新たな研究展開を期待させる結果を得た。最重要課題の一つであった遷移金属錯体水素化物における超伝導実証に目処がついたことに加え、9配位以下の高水素配位錯イオンに関しても、これまで未解明であった立体化学や動的挙動に対する理解が進んだことなどを鑑み、計画がおおむね順調に進展していると判断した。遷移金属錯体水素化物の高水素密度化を妨げていた従来の錯イオン形成限界である「6族の壁」を克服し、3族から6族の遷移金属元素に9つ以上の水素が配位した高水素配位錯イオンを有する遷移金属錯体水素化物群を合成する。これらの水素化物は高密度に水素を貯蔵することに加え、超高圧印可により極めて高い温度で超伝導相に転移することが期待できる。平成30年度は前年度に引き続き、モリブデンに9つの水素が配位した高水素配位錯イオンと、2つのヒドリドイオンを含む遷移金属錯体水素化物Li5MoH11を主な研究対象とし、前年度に捉えることに成功した超高圧下での電気抵抗の著しい低下現象に関して、再現実験、ならびに詳細な解析実験を進めた。その結果、この物質が100万気圧以上の超高圧下において、最高6.5 Kにて超伝導相へと転移することを明らかにするとともに、超高圧下での放射光X線回折実験を実施し、絶縁相と超伝導相でモリブデンが形成する副格子には大きな違いが見られず、X線では確認の困難な水素の位置の変化が超伝導発現の引き金となっている可能性を見出した。超伝導転移温度としてはまださほど高い値ではないが、今後も継続して理論・実験の両面からこの新たな超伝導現象の解析を進め、さらなる高温超伝導体の発見に繋げたい。遷移金属錯体水素化物の超伝導機能実証実験ならびに高密度水素貯蔵機能実証実験に取り組む。平成28年度に得られた4試料ともに4eV程度のバンドギャップを持つ絶縁体であり、超伝導を発現させるためには超高圧印可による金属化が不可欠である。重量水素密度の最も高いLi5MoH11から順に、ダイヤモンドアンビルセルにて発生させた100GPaオーダーの超高圧下での電気抵抗測定を実施する。実験に先立ち、第一原理計算を用いて絶縁体-金属転移圧力を高精度に予測し、迅速かつ確実な課題達成を目論む。また、新規錯イオンの探索領域を3族、4族元素へと拡張し、引き続きさらなる高水素配位錯イオンの創製にも取り組む。今後は、前年度までの再現実験を含め、引き続き合成試料における超伝導実証実験を進めるとともに、理論・実験の両面から超伝導の発現機構解明に取り組む。また、高水素配位錯体水素化物の形成・分解機構の解明を目的とした放射光X線その場観察実験を計画しており、熱力学的安定性や反応速度などの評価と合わせて、残された課題である水素貯蔵機能実証にも取り組む。形成機構に関して得られる知見を踏まえ、これまでアルカリ金属に限定していた陽イオン種としての研究対象を、マグネシウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属にも展開し、引き続き新たな高水素配位錯イオンの探索研究も進める。以上の研究を鋭意進め、高水素配位錯イオンを含む高密度水素化物に関する基盤研究を完遂する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
制限付き選抜法による予測理論の検証と汎用プログラムの開発

適切な制限付き選抜法を決めるため、まず選抜反応を予測するためのモンテカルロ法によるコンピュータシミュレーションプログラムを開発し、次に選抜候補個体の中から次世代の種畜を選抜するための制限付き選抜法のプログラムを開発した。両者のプログラムを組み合わせてすべての個体に制限を付加した制限付きBLUP法(AR-BLUP法)と選抜候補にのみ制限を付加したPR-BLUP法の選抜反応を比較した結果、PR-BLUP法は、選抜反応および近交係数の点でAR-BLUP法に比べ望ましい選抜結果の得られることが明らかとなった。さらに、制限付き選抜を行うための指標として、育種価の適切な重み付け値の算出方法を考案した。24年度に作成した選抜と交配を繰り返すモンテカルロ法によるコンピュータシミュレーションプログラムを用いて、制限付き選抜における選抜反応を比較した。なお、制限付きBLUP法による選抜部分は、24年度に開発した制限付き選抜法のプログラムをサブルーチン副プログラムとして組み込んだ。シミュレーションにより、世代重複のない雄10雌100の大きさが一定の集団を相加的無限集団モデルによって発生させ、10世代にわたり選抜を繰り返した。各世代、雄1頭が10頭の雌と無作為に交配した。離乳頭数は10 ±2.85頭とし、雌雄世代あたり各200頭を育成した。育成時に2形質(T1およびT2)の記録が得られるものとした。選抜目標は、T2の大きさを変化させず、T1の大きさを最大にするものとした。主として異なる3種類の選抜方法(すべての個体に制限を付加した制限付きBLUP法: AR-BLUP、選抜候補個体にのみ制限を付加した制限付きBLUP法: PR-BLUP、無作為)を用いた。2形質の遺伝率の大きさは、0.1、0.3および0.5のすべての組み合わせとした。形質間の遺伝相関および環境相関はそれぞれ3通り(-0.7, 0, 0.7)とした。母数効果として、性および世代の効果を発生させた。選抜法ごとに、遺伝率、遺伝相関、環境相関のすべての組み合わせにおいて、2,000反復のシミュレーションを行った。本研究の結果、PR-BLUPはAR-BLUPに比べ、制限を付加しない形質に対し大きな遺伝的改良量を与え、制限を付加する形質の改良量を0に保つことが明らかとなった。AR-BLUPおよびPR-BLUPによる近交係数は、PR-BLUPのほうがAR-BLUPよりも小さくなる傾向にあった。以上のことから、PR-BLUP法は、AR-BLUPに比べ、望ましい選抜結果の得られることが明らかとなった。制限付きBLUP法における予測理論をシミュレーションによって検証するため、選抜と交配を繰り返すモンテカルロ法によるコンピュータシミュレーションプログラムを作成した。本プログラムでは、次の条件を自由に変更できるようにした。1遺伝子型値の発生モデル(有限遺伝子座モデルおよび無限遺伝子座モデル)、2集団のサイズ(交配に用いる繁殖豚の雄と雌の頭数)、3一腹から選抜候補豚として育成される雄と雌の頭数、4改良したい形質数、5改良したい形質における遺伝的パラメーター(遺伝率、遺伝相関および環境相関)、6形質における希望改良量の大きさ、7有限遺伝子座モデルを選択した場合、シミュレーションに用いる選抜形質に関与する遺伝子の条件(遺伝子数、優性度、初期頻度、染色体上の間隔等)次に、選抜候補個体の中から次世代の種畜を選抜するための制限付き選抜法のプログラムを作成した。プログラムは、次の制限付き選抜に対応するものとした。1制限付きBLUP法(AR-BLUP法)、2制限付きBLUP法(PR-BLUP法)、3改良目標から経済的重み付け値を逆算する方法、4線形計画法を適用した交配組み合わせ法、5コントロール(制限付き選抜指数法および無作為選抜)ここで作成した制限付き選抜のためのサブルーチン副プログラムの一部を、先に作成した選抜と交配のためのシミュレーション主プログラムに組み込むことにより、シミュレーションによる一連の制限付き選抜法による選抜反応を予測することができる。ただし、これらのプログラム作成の一部は、次年度も引き続き行う予定である。これまでの2年間の研究で、すべての個体に制限を付加した制限付きBLUP法(AR-BLUP法)と選抜候補個体にのみ制限を付加した制限付きBLUP法(PR-BLUP法)の選抜反応を比較した結果、AR-BLUP法よりもPR-BRUP法のほうが優れていることを明らかにした。そこで、PR-BLUP法に代わる方法として、AR-BLUP法の汎用プログラムの公開に向けて、現在準備を進めているところである。一方、PR-BLUP法を相対希望改良量達成のための選抜に用いる場合、選抜形質に欠測記録がある個体のデータを利用することができない。そこで、相対希望改良量を達成するための形質の育種価に対する重み付け値を用いて総合育種価を推定する方法について検討した。シミュレーションはブタの系統造成を想定し、種雄豚1頭に5頭の雌豚を交配し,一腹あたり雄1頭,雌2頭を育成するものとした。

選抜は2形質を想定し、遺伝率をそれぞれ0.2および0.6とした。遺伝相関は-0.5、0.0、0.5の3通りとした。表型相関は遺伝相関に等しいものとした。選抜形質1と選抜形質2の相対希望改良量はそれぞれの1遺伝標準偏差とした。血縁情報は、選抜候補個体自身とその血縁個体の表型価を用いるものとした。選抜候補個体との血縁係数が1/4以上の個体の情報を用いて家系選抜指数から選抜形質の重み付け値を算出することで、選抜形質の遺伝的改良量が希望改良量の方向に一致することが明らかとなった。なお、この場合の遺伝的改良量は、選抜候補個体のみの情報による選抜指数に比べ2428%増加することが期待される。しかし、BLUP法選抜による遺伝的改良量は、選抜候補個体のみの情報を用いた場合の期待改良量よりも小さいことから、系統造成における改良目標は家系選抜指数により算出した期待改良量よりも23割程度低めに設定する必要があると考えられた。家畜育種わが国における純粋種の種豚や鶏を育種改良する方法として、あらかじめ改良したい複数形質の育種目標値を設定し、現在の集団平均と目標値との差をバランス良く選抜していく制限付き選抜法が広く用いられており、その中から最も望ましい選抜法を提案するとともに、その汎用プログラムを開発する。前年度までに、1制限付きBLUP法における改良量の予測理論等を検証するためのモンテカルロ法によるコンピュータシミュレーションプログラムを作成するとともに、2選抜候補個体の中から次世代の種畜を選抜するための制限付き選抜法のプログラムを作成した。本年度は、両者のプログラムを組み合わせて実行することにより、制限付きBLUP法における改良量の予測理論等の検証を行った結果、選抜候補にのみ制限を付加した制限付きBLUP法(PR-BLUP)は、すべての個体に制限を付加した制限付きBLUP法(AR-BLUP)よりも高い選抜反応が得られるとともに、近交度を抑制できることが明らかとなった。これらの結果は、選抜形質の遺伝的パラメーターを変えた場合や、異なる改良目標を設定した場合でも類似した傾向を示したことから、PR-BLUP法はAR-BLUP法よりも優れていることが明らかとなった。以上のように、現在までの研究の達成度は、当初の計画通り順調である。今後、制限付き選抜法として、制限付きBLUP法を広く普及するため、当初の予定通り、制限付きBLUP法の汎用プログラムの開発に着手する。わが国における純粋種の種豚を育種改良する方法として、あらかじめ改良したい複数形質の育種目標値を設定し、現在の集団平均と目標値との差をバランス良く選抜していく制限付き選抜法が広く用いられている。この方法は、演算手法が極めて複雑で、膨大なメモリと演算時間を必要とするため、制限付きBLUP法における改良量の予測理論等の検証は未だ不十分であり、汎用性のあるプログラムも存在しない。
医科歯科連携による高次脳機能障害者に対する包括的支援モデルの構築

本研究では,高次脳機能障害者に対する支援充実を目的として,医科歯科連携モデルの構築を目指した.具体的には,全国の高次脳機能障害支援拠点機関や徳島県内の全歯科医療機関を対象とした連携実態の調査,連携のためのツール開発,そして,ツールの有用性について検証した.作成された「こうじのーとver.2」は,印刷物やホームページなどによって一般化され,様々な地域で活用されるまでに至った.さらに内容を精査して更新継続していく予定である.当該年度では,研究計画に示したとおり,1徳島県歯科医師会加入の全歯科病院・診療所を対象とし,高次脳機能障害者の診察の有無,程度,治療経過および支援拠機関(徳島大学大学病院)との連携有無などについてアンケート調査を行った.回収率は20.6%であった.歯科医療機関の形態は歯科医院が大半を占め,平均従業者数は6.6(±3.5)人であった.連携率を(相談件数または連携実績)/(相談件数または回答数) (%)とした場合,歯科医療機関が他の医療機関と連携したのは10.3%であった.また,過去に連携したことのある歯科医療機関は,高次脳機能障害の認知度,診察歴有りの比率が有意に高かった.脳損傷と同時に顔面や口腔を損傷した高次脳機能障害者を支援するためには,今後医科歯科の連携をより緊密にしていくことの重要性が示唆された.本研究成果は,第37回日本高次脳機能障害学会にて発表した.2医科歯科連携パス(名称:「こうじのーと」)を作成し,年度後半に全国の拠点機関や四国内関係機関に対して作成配布(1,000部)した.4医科歯科連携パス検討委員会(委員16名)を2回実施し,「こうじのーと」の項目などに関して,活発な意見交換を行った.以上4項目について実施した.本研究の最大の意義は,高次脳機能障害支援に関し,歯科医療機関を重要な連携先とすることである.そのために,共通のツールなる連携パス(こうじのーと)を作成し,今後運用を図ることは,医科歯科連携による支援の一般化に向けて重要な一助となる.本研究では,高次脳機能障害者に対する支援充実を目的として,医科歯科連携モデルの構築を目指した.具体的には,全国の高次脳機能障害支援拠点機関や徳島県内の全歯科医療機関を対象とした連携実態の調査,連携のためのツール開発,そして,ツールの有用性について検証した.作成された「こうじのーとver.2」は,印刷物やホームページなどによって一般化され,様々な地域で活用されるまでに至った.さらに内容を精査して更新継続していく予定である.当該年度では,研究計画に示したとおり,1都道府県支援拠点機関における歯科診療を経過した高次脳機能障害者の実態調査,2高次脳機能障害医科歯科連携パス(以下連携パス)の検討委員会の発足,を実施した.1の調査に関しては,徳島大学病院倫理審査委員会の承認を得て実施した.1について全国69か所の高次脳機能障害支援センターを対象として,平成25年1-2月に郵送調査を実施した.42か所から回答があり,回収率は59.4%てあった.支援拠点機関の形態別では,病院38.9%,社会福施設11.1%,行政機関27.8%,相談支援事業所11.1%,その他11.1%であり,支援コーディネーターの平均の配置人数は,2.36±2.46人であった.相談件数に関しては,平成24年4-12月の期間おける延べ相談件数,実相談件数を直接と間接に分けて調査した.延べ相談件数は直接327.2±368.7件,間接292.2±378.1件であり,実相談件数は.直接81.9(±112.6)件,間接51.6(±114.1)件であった.帰結に関しては,実相談件数を分母として一般就労・就学率を算出したところ,13.8%であった.歯科医療機関との連携については,33ヶ所(91.7%)の支援拠点機関が「ない」とし,「あり」の3ヶ所(8.3%)を大きく上回っていた.2について高次脳機能障害医科歯科連携パス(仮称)の検討委員会については,平成24年7月に発足し,分担研究者の他に徳島県医師会,歯科医師会,MSW協会,家族会等の代表または理事を招聘し,7月と翌25年3月の2回会議を開催した.連携パスの概要は,ほぼ完成し,平成25年7月までに連携パスの試行を行い,25年度後半にかけて連携パスを稼働させる予定である.当該年度では,研究計画に示したとおり,1.歯科医療と支援拠点機関のネットワーク化を図り,相互連携のモデル構築を試行する.2.支援拠点機関である徳島大学病院,徳島大学歯学部と徳島県歯科医師会が共同して,研修会・シンポジウムを開催する.3.徳島県内の支援拠点機関,連携した歯科医療機関,当事者団体に対し,その有用性に関するインタビュー調査を実施し,科学的根拠に基づいたプログラム評価を行う,を実施した.1に関しては,特に愛媛県の回復期病院を中心に本研究で開発した「こうじのーとver.2」を活用し,高次脳機能障害者の診療,リハビリ,相談支援で広く用いられるようになった.さらには,全国の関連する病院や社会福祉機関,歯科診療所からの要請に対し,当該研究専用のホームページからのダウンロードを可能とした.

2ついては,医科歯科連携を主題するフォーラムを2014年11月8日(土)に当学において開催し,医療・福祉関係者,当事者など200名があり,活発な意見交換が図られた.3については,研究協力の本人・家族の承諾を得られたケースが少数であり,客観的に有性を示すまでに至っていないが,インタビュー内容から,「こうじのーとにより,経緯の説明が短縮した」「高次脳機能障害という障害を正確に理解してもらい,その後の診療が円滑になった」などの意見が聞かれた.今後もこうした医科歯科連携ツール(こうじのーと)の有用性を裏付ける調査を引き続き実行していく.本ページより,「こうじのーとver.2」PDF版をダウンロードすることが可能である.高次脳機能障害平成25年度当初計画では,「歯科を受診している高次脳機能障害者の実態調査」であり,徳島県歯科医師会加入の歯科医療機関の全調査を実施し,高次脳機能障害者を包括的に支援する医科歯科の連携率が低いことを明確にした.ただ,今後より連携を高めようとするとする歯科医師も多く存在することも分かったことで,歯科側へのアプローチ方法にヒントを得た.平成24年度に作成した高次脳機能障害医科歯科連携パス(通称:「こうじのーと」)を広く普及させるために,印刷物1000部と,専用のホームページを開設した.印刷物は,全国の高次脳機能障害支援拠点機関,四国内の保健所,相談支援事業所などに配布,ホームページでは,一定の制限をかけた上でダウンロードできる仕組みとした.当該年度においても,高次脳機能障害医科歯科連携パス策定検討会を2回実施し,医師,歯科医師,ソーシャルワーカー,心理士,当事者・家族などが様々な課題やアイデアに関する活発な意見交換が行われた.平成24年度当初計画では,1都道府県支援拠点機関における歯科診療を経過した高次脳機能障害者の実態調査,2高次脳機能障害医科歯科連携パス(以下連携パス)の検討委員会の発足,が必須であり,12とも実施し,一定の成果を得ている.1について約60%の回収率により得られたデータに関し,現在統計的検討を加えて平成25年度に予定される学術集会において,口頭または文面にて発表予定である.2について検討会開催後は,記事禄を作成し検討会委員個々に送付・確認を得ている.また,メーリングリストを作成し,委員同士の自由な意見交換を活発に行っている.今後は,1支援ツール「こうじのーと」の普及拡大,2シンポジウム,フォーラムなどの開催,3支援ツールの有用性の検証,である.特に3については,実際に使用している専門機関,当事者,家族から聞き取りを行い,定性的に分析を加える.そして,本研究の集大成として,関連研究などを取りまとめるとともに,研究の限界,課題を見極めた上で,発展的研究の基礎を築く.平成25年度は,1徳島県歯科医院および関連病院に対する高次脳機能障害者受診の実態全数調査,2医科歯科連携パスの策定推進(検討会の年2回の開催など),3高次脳機能障害および連携パス関連情報の提供のためのホームページ・啓発用リーフレットの作成,を実施する予定である.当初,ホームページコンテンツ作成料700,000円を計上していたが,作成したホームページには,当該研究成果だけでなく,他の情報も掲載することになったため,別資金にて作成し,余剰となった.余剰につきましては,高次脳機能障害医科歯科連携ツール(通称:「こうじのーと」)のバージョンアップ版の印刷費及び,本研究成果を示すリーフレット作成費に充当する.ホームページ作用PCサーバーなど設備物品費200,000円,プリンタインクなどの消耗品費100,000円,学会出張などの旅費150,000円,研究補助員の謝金などの人件費・謝金500,000円,会議費,ホームページ作成委託費などその他950,000円を使用する予定である.
階層問題としての団地高齢化の構造解析－計量分析とアクションリサーチの適用

本年度は、団地高齢化の問題を健康寿命の面で検討し、さらに、本研究の実施による対象団地の幸福感などの意識の変化を追うために、二度目の質問紙調査を行った。質問項目には、2016年の調査と対応するものとして、地域交流、信頼感、幸福感を設定した。800世帯に調査票をランダムに配布し、郵便での返送の形で調査を実施した。回収率は郵送回収の調査としては極めて高率の52.2%となった。2016年と回答を比較すると、信頼感、幸福感、地域交流のいずれについても、2016年からポジティブな変化が観測でき、その多くが統計的に有意な改善となっていた。また、当該地域の平均余命の検討から、65歳以上の平均余命に延長傾向が見られる一方、本調査からは、年齢とともに健康状態の悪化が当然のこととして観測され、健康寿命の延伸の必要性が再認識された。さらに、地域交流についても全体に改善が見られているが、高齢者で近隣との交流のないものが高率で観測され、地域住民の世代を超えた相互扶助システムの構築を目指す本研究の立場からすると改善すべき点はいまだ大きいといえる。本研究の分析結果は、地域や行政にフィードバックされているが、これらを通じて、階層問題としての団地高齢化の課題が、若年人口の流入の問題と密接に関係していることが地域にも認識されてきており、こうした視点での取り組みが本研究によって活発化した。また、大阪府下の団地居住者、約1200名に対して、インターネット調査を実施した。この目的は、これまでの特定地域限定的知見をより一般的なモデルへ展開するためである。データの分析には、意識、階層的地位のパターン識別の目的で、自己組織化マップを適用した。結果、学歴と所得を基礎として、年齢を超えた低信頼、低地域交流という類似したパターン群が識別された。これは、団地高齢化問題が階層的的課題と密接に関係していることを示唆している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、平成27年度に実施する調査にむけた理論的研究及び対象フィールドの確定に向けた活動を展開した。理論的研究においては、高齢者のライフスタイルの選好順序のみを問題にするのではなく、選択肢集合の異同を明らかにすることが必要との結論を得た。また、フィールドとしては、大阪府吹田市内の団地について、その状況視察を行い、さらに、UR担当者への聞き取りを行いながら団地の状況把握をおこなった。この団地のほかに、大阪府河内長野市内の団地についても対象とすることとし、河内長野市の担当者とも綿密な打ち合わせを複数回行った。後者については、調査の精度を確定するために、市が把握している全数のデータとの比較可能性を確保することが可能となっている。また、団地の実質的な利用が終了した場合の状況を想定するために、和歌山県内の雇用促進住宅の視察を複数回行い、残留者の状況などを観察した。また、団地の利用が終了した場合の周辺地域への影響度などについても調査している。平成26年度は、平成27年の大規模調査に向けた準備期間と位置付けて活動を展開したが、当初予定の成果を得、平成27年度に質問紙調査、デプスインタビューを行う準備を整えることができた。本年度は、団地高齢化問題の対象地域として設定した河内長野市・南花台団地での調査票を用いた調査の実施が主たる課題となっていた。この課題に対して最大の効率を上げるべく、大阪府、河内長野市の担当部署と綿密な連携を図り、府および市が推進するスマートエイジングシティ構想について情報収集しながら、地域の基礎的な情報を収集し、調査計画を策定した。また、市の調整により、対象地域の自治会との間でも意見交換会を実施し、約3500世帯のうちの1割にあたる350世帯からの調査票回収を目指して、協力率の上昇に向けて検討を続けた。また、サンプリングに当たっては、河内長野市の協力のもとに世帯サンプリングを効率的に行い1000世帯を抽出した。調査票の作成については、研究代表者、研究分担者の間で密な連絡をとり、さらには、府、市から地域の実情にあわせられるよう示唆をもらいながら設計した。2月下旬から3月上旬にかけて実査を行い、結果、当初予測を大きく上回る73%(730世帯)からの回答を得ることができた。回答については、若者世代が多い集合住宅においても6割を超えており、昨今の調査票をもちいたランダムサンプリングによる調査として特段に高い回収率を実現できた。これらは、府、市、地元自治会と意見交換しながら、地域の人々が回答しやすい設計を実現できた成果と考えている。この調査データについては、3月中にデジタルデータ化されており、28年度から当初予定の通り、統計解析などに掛れるようになっている。この調査とは別に、集合住宅に住む子育て期の女性から詳細な聞き取りを行っている。この中には、今後の課題解決モデル策定のための重要な基礎となる新規情報が多々含まれている。これらについても、すべて個人情報に最大に配慮した形でテキストデータ化されており、28年度から内容分析支援ソフトを利用して分析できるようになっている。対象とする団地からどのように情報を引き出せるかが、本研究の最大の課題であり、昨今の調査環境から、調査票を用いた調査で5割の回収率を目標として設定し、また、詳細な聞き取り調査では、個人の生活状況、生活意識に踏み込んだ回答までは得られないものとの想定で当初予定のとおり研究を開始した。

しかしながら、地域住民との意見交換、行政との連携から当初予想以上の成果が得られ、昨今の調査としては特段の回収率の高さ(73%)を得、かつ、回答の質も極めて高いものが得られた。さらには、詳細な聞き取り調査では、母親世代が抱える悩み、地域への要望などがかなり詳細に得られており、この点でも期待以上の成果があったといえる。また、調査票調査についてはデジタルデータ化が完了しており、また、詳細な聞き取り調査についてもデジタル化が年度内に完了している。また、後者のデータを解析するための補助ツールの開発も予想以上に進展し、形態素解析、構文解析ソフトを援用し、さらに同義語辞書を組み込んだ解析支援ソフトを開発することができた。これらは、研究者間の連携、外部との連携が予想以上に効率的に進んだ結果であり、当初の計画を超えて、28年度に向けた準備が完成しているといえる。平成27年度に実施した調査のデータの解析を進め、さらに、フィールドワークで補足的な調査を行うことで以下を明らかにした。当該地域において、戸建て住宅と集合住宅の間に、階層的な差異ばかりでなく、地域に対する愛着、居住の継続、地域への満足度などに大きな差がみられる。また、集合住宅では、地域全体への共同の意識が相対的に低い状態にある。さらに、戸建て住宅においても、地域全体の共同意識について差異のある層が形成されており、意識の分断がある。若い世代の地域に対する評価は、子供の遊び場などについて不満が多い一方、地域の安全確保については極めて高いものとなっている。こうして、子供の安全確保を通じた、世代間の共同が進んでいる。この共同は、他の地域にくらべてきわめて高いものとなっている。また、集合住宅などで、所得の低い階層において、移動したいが移動できないという状況が現出しており、集合住宅の高齢者にこのような課題が典型的となっている一方、若い層でも同様の状況が出現しつつある。地域全体の高齢化は、戸建て住宅地を含む全体的な階層的低下をもたらしている。すなわち、手入れのされていない住居が増え、利用されない公園が増加し、これらを背景に、土地の値段の低下が生じている。この知見は、団地高齢化が二つの階層問題を含むことを示唆している。一つは、ミクロな個人の階層問題であり、水平移動ができない層があること。二つは、このような水平移動ができない層を前提に、地域への若年人口の流入が阻害され、地域全体としてのマクロな階層が低下することである。この二つの課題は、相互に強化する構造を持っており、地域が維持できない状況が近い将来的に生じる可能性がある。かつ、この点は、当該地域に特別なものとは考えられない。ただし、当該地域では世代間を超えた共同の萌芽があり、全国的に先進的な解決モデルとなる可能性がある。調査データの解析結果を踏まえ、地域で報告会を行うとともに、行政と連携した研究会を定期的に開催するなど、地域の現状分析に加えて、地域の課題解決の方途を具体的に探る活動が展開している。本研究は、地域課題を見つけるだけでなく、地域の問題を解決する提案をすることを含んでおり、この点できわめて順調といえる。一方、調査法の開発については、フィールドワークデータの解析が途上にあり、内容分析の支援システムの利用などに若干の課題がみられる。とはいえ、この課題も、コーパスの蓄積にともなって解決しつつある。
高速動的再構成型プロセッサの研究開発

高速動的再構成型プロセッサを実用化するにあたって、大量の命令コードを記憶する必要があるために、ホログラムメモリの試験は重要である。今回の再構成試験では、高速動的再構成型プロセッサの光再構成アーキテクチャと似た構造をもつ次世代の動的再構成デバイスである光再構成型ゲートアレイVLSI上に回路を再構成し、ホログラムメモリの有効性を証明した。今回試験に用いた角度多重記憶ホログラムメモリには、光再構成型ゲートアレイ用の回路情報を2つの角度方向から記憶した。最終的に、角度多重記憶ホログラムメモリの9つの領域に回路情報が記憶されており、合計で18個の回路情報を記憶させている。再構成試験では、ある記憶位置に対して2方向からレーザ光を照射することで、読み出されたそれぞれの回路情報を光再構成型ゲートアレイ上に再構成し、角度多重記憶ホログラムメモリの有効性について証明した。また、ホログラムメモリのガンマ線耐性について評価した。ホログラムメモリでは、命令コードを干渉縞として蓄えており、その干渉縞にレーザ光を照射することで、干渉縞全体から同位相のレーザ光を集光させ、命令コード内の明点を生成する。つまり,ホログラムメモリでは、命令コード内のビット情報を分散記憶しているため、ホログラムメモリは放射線耐性が高い。そのため,ホログラムメモリの一部分に欠損が発生してもホログラムメモリから情報を正確に読み出すことが可能である。今回、宇宙放射線による劣化故障であるトータルドーズ耐性を評価するために、液晶分子と高分子の複合材料体で製作されたホログラムメモリに対してガンマ線を照射した後、そのガンマ線を照射したホログラムメモリを用いて、ホログラムメモリの高ガンマ線耐性を実証した。このように、高速動的再構成型プロセッサの研究開発のために、この1年間ホログラムメモリの研究を進め、成果を残してきた。26年度が最終年度であるため、記入しない。高速動的再構成型プロセッサの重要な要素の一つであるホログラムメモリの研究開発を進めてきた。高速動的再構成型プロセッサでは、次世代の光メモリであるホログラムメモリに命令コードを大量に記憶させ、そのホログラムメモリから命令コードを読み出し、プロセッサ内の各コアに完全並列で転送することで、MIMDタイプのメニーコアプロセッサとしての高速動的再構成型プロセッサを達成できる。高速動的再構成型プロセッサに使用するためのホログラムメモリの研究開発を進めるために、集積回路が耐えられる温度である120°Cまで耐えられる新型のホログラムメモリを作成した。これまでのホログラムメモリでは、約80°Cを超えると情報が読み出せなくなっていたが、今回の耐熱性のホログラムメモリでは温度を120°Cまで上昇させても、問題なく再構成が行えることを実証した。また、角度多重ホログラムメモリを作成し、再構成試験を行った。このホログラムメモリを作成するときに、自動ステージを用いて自動作成できるようにした。これまで作成してきたホログラムメモリは、ピンホールの位置を変えて情報を記憶させていたため、一つのピンホール内に一つの情報しか記憶させていなかったが、今回一つのピンホールに対して、2つの情報を記憶させた角度多重記憶のホログラムメモリを作成し、そのホログラムメモリを用いた再構成試験を行った。これにより、より多くの情報をホログラムメモリ内に記憶させ、その情報を高速動的再構成型プロセッサに転送し、再構成が行えることを実証した。高速動的再構成型プロセッサの重要な要素であるホログラムメモリに関して、研究を進めた。

ホログラムメモリの角度多重記憶特性は、今後100万以上の命令コードをホログラムメモリ内に記憶させる上で重要であり、今度、その角度多重記憶ホログラムメモリの有効性を実証した。よりコア数を増やした高速動的再構成型プロセッサを設計開発し、去年度に実証したホログラムメモリを用いて再構成試験を行い、MIMDタイプのメニーコアプロセッサとして、既存のプロセッサやGPGPUを上回る性能を発揮できることを実証する。
抗ステロイド剤による肺癌治療の可能性に関する研究

肺小細胞癌細胞培養株に対するグルココルチコイドの増殖抑制効果をMTTアッセイをもちいて検討した。その結果、ハイドロコーチゾンは1mg/mlから10mg/mlで肺小細胞癌細胞株NCI-H82、NCI-H510、NCI-H345、NCI-H2081、N592の増殖を50%以上抑制した。DNAの解析によりハイドロコーチゾンは肺小細胞癌細胞にアポトーシスを誘導していることが確認された。この効果は、グルココルチコイドのレセプター結合阻害剤であるRU38486を1μM添加しても阻害されなかったことから、レセプターを介さない作用が考えられた。この作用の機序とグルココルチコイドレセプターとの関係をさらに明かにするために、グルココルチコイドレセプターmRNAの発現をPCRで検討した。NCI-H510はグルココルチコイドレセプターのmRNAを明らかに発現するが、NCI-H82ではわずかで他の2細胞株では発現はみられなかった。したがって、グルココルチコイドの増殖抑制効果はレセプターを介さないと考えられ、現在、レセプター結合実験によって確認中である。本研究で使用したハイドロコーチゾンの濃度は実際の臨床で、局所的に到達可能な濃度である。すなわち、本研究の結果は、ステロイドレセプターの発現いかんにかかわらず、グルココルチコイドが肺小細胞癌細胞にアポトーシスを誘導することを示し、グルココルチコイドによる肺癌治療の可能性を示している。
カーボンナノチューブ析出炭素繊維強化複合材料の開発

カーボンナノチューブ(CNT)析出炭素繊維(CF)強化樹脂複合材料(CFRP)の力学的特性について、ポリイミド樹脂含浸CNT析出CF束複合材料を用いて、引張試験を行った。引張試験の結果、CNT析出によるCFRPの明確な引張弾性率および平均引張強度の違いは見られなかった。一方、CNT析出により、PAN系およびピッチ系CFRPのワイブル係数が小さくなった。小型カーボンナノチューブ析出装置を用い、高強度炭素繊維にカーボンナノチューブを析出させた。また、機械的特性を単繊維および繊維束単位で評価した。1.炭素繊維表面への気相法/液相法による触媒の導入を行い、カーボンナノチューブの析出/成長状態をSEMにて確認した。触媒導入方法に違い(気相法/液相法)によらず、カーボンナノチューブは炭素繊維の表面上に一様かつ密に分布していた。また、個々のカーボンナノチューブはお互いに複雑に絡み合いながら3次元的なネットワーク構造を形成していた。ただし、液相法では触媒の濃度によりカーボンナノチューブの析出が困難な場合もあることがわかった。来年度以降の繊維束単位での評価やFRP化に必要な知見が得られた。2.カーボンナノチューブ析出炭素繊維束にエポキシ樹脂を含浸し、オーブン硬化により繊維束単位での試験片を作製した。カーボンナノチューブ析出した単繊維およびエポキシ樹脂繊維束を用いて、引張特性試験を実施した。気相法による触媒導入では、単繊維でカーボンナノチューブ析出により引張強度および引張強度のバラツキが向上した。一方、繊維束単位で未析出の繊維束の引張強度とほぼ同じであった。液相法による触媒導入では、触媒を高濃度にすると、繊維束単位での引張強度が未析出材料より低くなることがわかった。本原因を明らかにするためには、来年度以降に炭素繊維(カーボンナノチューブ析出炭素繊維)と樹脂のせん断特性を明らかにする必要がある。A.カーボンナノチューブ析出炭素繊維束(小型カーボンナノチューブ析出装置使用)とエポキシ樹脂を用い、T型はく離特性試験片および単純重ね合わせ継手試験片を作製した。また、本材料を用いてはく離特性試験およびせん断特性試験を実施した。1)気相法による触媒導入では、未析出の試験片と比べて、T型はく離強度が向上した。液相法による触媒導入では、0.1M以上の触媒濃度で気相法と同程度のT型はく離強度の向上が見られた。2)単純重ね合わせ継手形状では重ね合わせ長さにより平均せん断強度が低下する傾向を示す。未析出の炭素繊維束を用いて重ね合わせ長さを変化させた単純重ね合わせ継手を作製した。本材料の試験により重ね合わせ長さと平均せん断強度の関係を得た。3)重ね合わせ長さを固定(3mm)し、カーボンナノチューブ析出炭素繊維束での単純重ね合わせ継手を作製した。本材料の試験により、気相法による触媒導入では、未析出の試験片と比べて、平均せん断強度が向上した。液相法による触媒導入では、0.1M以上の触媒濃度で気相法と同程度の平均せん断強度の向上が見られた。B.中型カーボンナノチューブ析出装置を設計/製作した。1)カーボンナノチューブ析出炉内の寸法がφ240mmX250mmであり、通常の試験片サイズのカーボンナノチューブ析出炭素繊維を用いたCFRPが作製できる。昨年度、カーボンナノチューブ析出炭素単繊維とエポキシ樹脂を用いてせん断強度試験(マイクロボンド試験)を実施し、気相法および液相法(0.1Mの触媒濃度のみ)による触媒導入では、未析出の試験片と比べて、カーボンナノチューブ析出炭素単繊維のせん断強度(界面せん断強度)の向上が見られた。また、両試験片の走査型電子顕微鏡を用いた破面観察により、未析出の試験片では繊維表面に樹脂がほとんど付着していない界面破壊の様相を呈しているのに対して、気相法および液相法によるカーボンナノチューブ析出炭素単繊維では破壊開始点近傍で繊維表面に樹脂が付着する凝集破壊の様相を呈していることがわかった。本年度は、最終年度であり、各研究成果をまとめた。また、ナノーミクロン階層型CFRPの作製を実施し、CFRPとしての評価を実施した。1)気相法および液相法(0.1Mの触媒濃度のみ)による触媒導入では、未析出の試験片と比べて、カーボンナノチューブ析出CFRPでの平均引張強度の向上は見られないが、強度バラツキは低減された。試験数量が少なく、研究成果として報告するためには、確認が必要である。2)気相法および液相法(0.1Mの触媒濃度のみ)による触媒導入では、未析出の試験片と比べて、カーボンナノチューブ析出CFRPでのせん断強度の向上が確認された。

A.昨年度のカーボンナノチューブ析出炭素繊維束単位(エポキシ樹脂使用)でのはく離やせん断試験で、カーボンナノチューブ析出によるはく離およびせん断強度の向上が見られた。しかし、カーボンナノチューブ析出の効果をより詳細に検討するためには単繊維での特性評価が必要である。そこで、本年度はカーボンナノチューブ析出炭素単繊維とエポキシ樹脂を用いてせん断強度試験(マイクロボンド試験)を実施した。1)気相法および液相法(0.1Mの触媒濃度のみ)による触媒導入では、未析出の試験片と比べて、カーボンナノチューブ析出炭素単繊維のせん断強度(界面せん断強度)の向上が見られた。2)両試験片の走査型電子顕微鏡を用いた破面観察により、未析出の試験片では繊維表面に樹脂がほとんど付着していない界面破壊の様相を呈しているのに対して、気相法および液相法によるカーボンナノチューブ析出炭素単繊維では破壊開始点近傍で繊維表面に樹脂が付着する凝集破壊の様相を呈していることがわかった。3)昨年度実施したカーボンナノチューブ析出炭素繊維束単位でのはく離やせん断試験後の破断面を走査型電子顕微鏡にて観察した。単繊維でのせん断強度試験後の破断面と同様に、未析出の試験片では繊維表面に樹脂がほとんど付着していない界面破壊の様相が主に観察された。一方、カーボンナノチューブ析出炭素単繊維では凝集破壊の様相を呈していた。また、未析出とカーボンナノチューブ析出炭素単繊維ではせん断破壊進展に伴うハックル模様の凹凸が激しいことが確認できた。B.カーボンナノチューブ析出炭素繊維を用いたナノーミクロン階層型CFRPの作製1)炭素繊維の巻き取りおよびエポキシ樹脂シートを用いた炭素繊維プリプレグの作製を行った。気相法/液相法による触媒の導入での炭素繊維へのカーボンナノチューブ析出の確認、繊維束単位での引張、はく離、せん断強度評価を実施している。また、中型カーボンナノチューブ析出装置を設計/製作している。25年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の目標である炭素単繊維でのせん断強度試験(マイクロボンド試験)を未析出および気相法/液相法による触媒の導入でのカーボンナノチューブ析出炭素単繊維で実施できたこと。カーボンナノチューブ析出によるせん断/はく離強度向上機構を走査型電子顕微鏡による破断面観察で検討したこと。カーボンナノチューブ析出炭素繊維を用いたナノーミクロン階層型CFRPの作製に向けて炭素繊維プリプレグの工程が確認できたこと。多くの直接的な研究成果(論文等)が出ていること。1)両試験でのカーボンナノチューブ析出炭素繊維束単位でのはく離やせん断強度の向上が見られたが、強度バラツキも大きい。カーボンナノチューブ析出の効果がより明確にするためおよび向上機構を詳細に検討するためには単繊維での特性評価が必要である。2)現在までの単繊維および繊維束単位での研究成果をもとに、次年度以降、カーボンナノチューブ析出の条件出しを行い、カーボンナノチューブ析出炭素繊維を用いたナノーミクロン階層型CFRPを作製する。現在までの単繊維および繊維束単位での研究成果をもとに、カーボンナノチューブ析出炭素繊維を用いたナノーミクロン階層型CFRPを作製し、CFRPレベルでのせん断強度試験を行う。全結果をもとにカーボンナノチューブ析出による効果を明らかにする。
広範囲なデータ型を対象とした機械的プログラム変換手法の確立

一般にプログラム変換において、データ型毎に変換規則を用意する必要がある。プログラム変換の代表的な例として融合変換があるが、これまで融合変換の研究では、各データ型毎に規則を用意するか、または関手を用いてさまざまなデータ型規則を統一的に記述すると言うことが行われてきた。これに対し、融合変換に、プログラム変換において最も基本的な、関数定義の展開を用いる新たな関数融合方式を提案した(ACM POPL 2007)。この手法では、データ型にかかわらず適用可能な関数の展開を用いるため、データ型ごとに融合規則を用意する必要がなく、また、適用対象の関数定義に特定の形を要求しないため、ユーザー定義の関数が適用対象となる。新たな関数融合方式の核となる考え方は、融合対象の関数をf、gとすると、新しい関数hx=f(gx)を定義し、f、gの定義による展開、簡約など、意味を保つ変換を行い、f、gの連続適用が現れた部分をhで置き換えるというものである。この置き換えを行う規則をfixed pointpromotion規則として定義した。この変換を行う規則をapply distribution規則として定義した。これらの規則は、複数引数関数の場合にも自然に拡張され、カリー化されている場合にもされていない場合にも成り立つ。提案した新たな規則に基づいて、プログラム(関数定義が1etで入れ子になっている場合)を受け取り融合を行うアルゴリズムを設計し、SML#コンパイラの中間言語上に試験的に実装した。典型的な例で融合変換が成功し、メモリー使用料が半分程度、実行時間が6-8割程度にまで削減され、コード量が数パーセント程度増加する場合もあるという程度である。我々の既存研究により、あるクラスの組み合わせ最適化問題に対する、実用に耐える効率のよい線形時間アルゴリズムの導出法が得られていたが、これはpolynomialデータ型というクラスのデータ型を対象としていた。しかし、このクラスには、各頂点に任意個の子を持つことのできる一般木は含まれておらず、一旦二分木等に変換してアルゴリズムを導出する必要があり、この過程は、一般には現状においては人間が関与しなければならない。我々の既存研究において、データベースの最適区間問題に対する効率の良いアルゴリズムの機械的導出がなされていたが、XMLデータベース等、一般の木構造を持つものに拡張しようとすると、人間の関与が必要とされていた。本研究の目的は、一般木を含む、regularデータ型というクラスのデータ型に対する機械的アルゴリズム導出法を考案することであるが、本年度においては、その問題の部分的な解となる、XMLの木構造に対する問い合わせ言語およびその評価法を提案した。この言語においては、木の分解法を限定することにより、機械的導出が行えるようになり、問い合わせの評価が機械的に行われる。この問い合わせ言語は、得たい頂点集合の満たすべき性質と、優先度を指定するものであり、宣言的である。また、得られる評価法は係数の小さな線形時間アルゴリズムである。この問い合わせ言語の実現を行うことは興味深い。また、この結果等に関して、イギリスのオックスフォード大学のRichard Birdを訪問し、討論を行った。我々の既存研究によって、あるクラスの問題に対して機械的に効率の良いプログラムが仕様から導出されることを明らかにされたが、今年度は、これまで対象としていた問題クラスを拡張し、より広い範囲でプログラム変換が行えるような変換の枠組みを考察した。これはある問題クラスのパラメータの一つに関する制限を緩めたものであり、これにより扱える問題クラスが広がり、また仕様記述もより容易になった。この拡張の核となる変換定理は、拡張前と同様、得られるプログラムの計算量が入力データのサイズに関して線形であることが保障されており、有用である。ただし、計算量の定数係数が問題によっては大きくなることがあり、これに関する改善について検討した。本研究の対象としている問題は組み合わせ最適化問題であり、オートマトンが深く関係しているので、一般の定数係数の問題の解決法としてオートマトンの圧縮があるが、対象としている問題クラスに対してどのように適用されるべきか考察を行った。また、導出されるアルゴリズムは動的計画法のアルゴリズムになっており、計算の各ステップにおいていくつかの候補解を保持するものであるが、導出によって得られるアルゴリズムでは、不要な候補解が大半を占めることがあり、その場合、無駄な計算が多くなる。一般に、無駄な計算を省く手法の一つとして遅延評価が挙げられ、対象問題に有効に適用される可能性があるか検討した。これらの考察の結果得られた変換定理、変換の枠組みに関して、国際会議International Colloquium on Theoretical Aspects of Computing (ICTAC2005、査読付き)にて発表、研究討論を行った。

この変換を行う規則をapply distribution規則として定義した。これらの規則は、複数引数関数の場合にも自然に拡張され、カリー化されている場合にもされていない場合にも成り立つ。提案した新たな規則に基づいて、プログラム(関数定義が1etで入れ子になっている場合)を受け取り融合を行うアルゴリズムを設計し、SML#コンパイラの中間言語上に試験的に実装した。典型的な例で融合変換が成功し、メモリー使用料が半分程度、実行時間が6-8割程度にまで削減され、コード量が数パーセント程度増加する場合もあるという程度である。
ランダムノイズ微振動の他動的負荷による骨粗鬆症予防効果の多角的検討

全身性微振動刺激はアナボリック作用を示す。本研究では、ノイズ様全身性振動刺激による1)片後肢廃用マウスの骨萎縮予防、2)エストロゲン欠乏マウスの骨欠損修復に対する促進効果を検証した。ノイズ様振動は正弦振動を与えた場合よりも廃用側脛骨の骨量低下を抑制し、骨髄腔を増大させた。一方、エストロゲン欠乏下の骨欠損修復に対し、ノイズ様振動は骨形成量では効果を示さなかったが、再生骨の弾性率を増加させた。さらに副甲状腺ホルモンと併用することによって、より丈夫な再生骨の形成が加速された。これらの結果は、全身性微振動のアナボリック作用において、ノイズ様振動が有効な振動様式であることを示唆している。骨粗鬆症の有効な予防法として注目されている全身性微小振動刺激の骨量減少抑制効果における振動の不規則性の関与について,前年度の予備実験の結果に基づくプロトコルを計画し,実験を遂行した.マウスの右後肢坐骨神経を11週齢時に切除して廃用モデルを作製し,その12日後に振動負荷実験を開始した.マウスはS群,W群,S/W,F_fl群,A_fl群,C群の6つのグループに分けた(各n=8).Sには加速度振幅0.3g(振幅83μm),周波数30 Hzの正弦振動,WにはRMS振幅8.3μm,周波数帯域0-100Hzのホワイトノイズ,S/WにはSとWに負荷した振動の重畳振動を,F_flには1サイクル毎に周波数が20-50Hzの範囲で不規則に変動する加速度振幅0.3gの振動(振幅30-187μm),A_flには加速度が1サイクル毎に0.1-0.5gの範囲で不規則に変動する30 Hzの振動(振幅28-138μm)を,動電型振動試験装置により負荷した.Cについては振動台のケージに入れるのみで,振動負荷は行わなかった(Sham-loading).各群とも振動負荷は3週間,15分/日で毎日与えた.また,組織形態解析を行うために,振動開始日およびその11日後にカルセイン,振動開始日より2日後および18日後にテトラサイクリン,振動開始日より9日後および20日後にアリザリンレッドを,振動実験終了1時間後に腹腔内に投与した.2日後にマウスを安楽死させ,両脚の脛骨を採取し,固定後,μCTおよび顕微鏡観察のための試料を作製し,形態解析を行った.骨量維持を示す指標は,S,W,F_flおよびA_flではCに比べ高値を示したが有意差は認められなかった.一方,S/WではCに比べ骨量維持指標は有意に高値を示したことから,正弦振動の周波数および加速度振幅の双方に不規則性を加えることで相乗的な骨量維持効果が期待できるものと考えられた.全身性微振動刺激はアナボリック作用を示す。極めて小さい振幅かつ高周波の全身性微振動によるアナボリック効果が注目されている.しかし,振動の不規則性の影響は明らかではない.本研究では全身性微振動負荷の不規則性の影響を実験的に検討するために,任意の振動パターンで全身性微振動を負荷することができるマウスを対象にしたシステムを構築し,予備実験を行った.【システム構築】全身性ランダム微振動負荷システムは,振動発生器,電力増幅器,およびファンクション・ジェネレータからなる動電型振動試験装置に,レーザー変位センサーを利用したフィードフォワード制御を付与することにより構築した.ホワイトノイズやピンクノイズ等,任意の振動パターンでケージ内のマウスに全身性の微振動を負荷することができる.振動台に設置したマウス収納用のケージは8匹まで個別に収容可能とした.予備実験では,坐骨神経を切断した廃用後肢モデルマウスをコントロール群(C),正弦波負荷群(S),ホワイトノイズ群(W),正弦波+ホワイトノイズ群(S+W)の4グループに分け,Sには振幅83um,周波数30Hzの正弦振動,Wには周波数帯域0-100Hzのホワイトノイズ(振幅[rms]= 8.3um),S+WにはSとWに負荷した振動の重畳振動を負荷した.3群とも一日15分間の振動負荷を与え,これを毎日3週間行った.Cはケージに入れるのみで振動は負荷しなかった.骨形態計測にマイクロCTを利用し,廃用側および健側脛骨の近位成長板から遠位方向(0.7-1.5mm)の二次海綿骨を含む部位を解析領域とし,骨構造パラメータを算出した.Cでは健側に比べ廃用側で著しい骨量低下が認められ,Sでは僅かに低下が抑えられる傾向を示すのみであった.WおよびS+Wでは廃用側の骨量低下は認められたが,Cで観察されるほどの健側との差は認められず,不規則性振動がWBV効果の増強に有効であることが示唆された.

ランダムノイズ微振動を利用した機械的全身性刺激(rWBV)および間欠的副甲状腺ホルモン(PTH)投与の併用による骨粗鬆症治療への相乗効果について実験的検討を行った.9週齢時に卵巣を摘除したマウス対し,根二乗平均加速度0.3g,45-100Hzのホワイトノイズ様の加速度を1日あたり20分間および振動負荷前にPTHを与え(30μg/kg/日,皮下投与),18日後に脛骨を採取した.また,比較群として,rWBVのみ,PTHのみ,0.3g, 45Hzの正弦振動負荷(WBV)のみ,WBVおよびPTHを与える群、さらに通常飼育群について試料を採取した.各試料について,海綿骨と皮質骨によるCT計測,さらに皮質骨についてはナノインデンテーション試験による骨材料力学試験を行った.その結果,rWBVは特に皮質骨の厚さおよび硬さを増加させる効果を示した.生体医工学計画当初はμCTによる形態解析を主たる評価手法としていたが、前年度の予備実験の結果から解析の感度を上げる必要性が生じたため,新たに顕微的観察を加えることにした.その結果,振動の不規則性による骨量維持の増強効果に統計的有意さを認めることができ,最終年度の研究計画の見通しが立った.実験システムの構築は計画通り進み,予備実験でも今後の実験計画の参考となる基礎データが取得できた.非荷重性の骨粗鬆症については不規則振動の骨量維持効果が有効であることが確認できたが,加齢に伴う骨量減少にも有効であるか検証の必要がある.最終年度は,代表的な加齢性骨粗鬆症の一つである閉経後骨粗鬆症に着目し,マウス卵巣摘除モデルに対する不規則振動の効果について検討する.また,その薬物治療に利用されているPTHの効果との比較を行う.全身性微振動の効果はその振幅や加速度(周波数)にも依存することから,異なる振幅の擬似ホワイトノイズ振動やピンクノイズ,周波数変調パターンの振動など様々な不規則パターンの微振動を後肢廃用マウスに与える実験を行う.また,統計解析の精度を上げるために試料数を増やして実験を行う.なお,計画していたインビボCT計測であるが,この計測で検出できるほどの全身性微振動の効果は期待できないため,より高精度・高感度な計測手法(放射光CT計測,多重骨標識を利用した骨形態計測など)を中心に実験を進める.不規則な微振動の影響をより詳細に検討するために,周波数のみに不規則性を持つ振動,振幅のみに不規則性を持つ振動など,種々の不規則パターンで動物実験を行う.脛骨近位部の二次海綿骨を対象に,マイクロCT計測に加えて,カルセイン,テトラサイクリンなどの骨標識剤を利用したより感度の高い骨形態計測も行う.また,骨形成と関連が深い血管の関与について検討するため,ジルコニア成型剤を充填した血管鋳型を作製し,放射光施設SPring-8において骨形態とともにこれを観察する.実験遂行に関する費用は計70万円,その内訳はマウス下肢廃用モデル(16万円),マウス飼料等(4万円),実験用試薬等(10万円),観察組織作製費用(30万円),SPring-8利用料等(10万円)である.また,研究発表のための学会出張旅費(10万円),その他,論文関連費用(10万円)の使用を計画している.