hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
広範囲III度熱傷の病態解析および超早期焼痂皮全切除術の実験的検討

III度広範囲熱傷患者における救命治療の根本である超早期焼痂皮切除の有効性、および焼痂皮を残すことの病態への悪影響を動物実験により検討することを目的とした。後者については、重症患者における臓器障害発生への関与が注目されている活性酸素、とくに組織障害性は最も大きいが、観察が困難であったハイドロオキシラディカルをアスピリン法(アスピリンのハイドロオキシラディカルとの特異的反応産物2,3-dihydroxybenzoate:DHBを測定)にて観察した。当初の計画との変更点として、臨床患者検体を用いアスピリン法を確立すると同時に、従来からの活性酸素障害の指標であったmalondialdehyde(MDA)との相関を検討した。研究成果および考察は以下のごとくである。1、アスピリン法による2,3-DHBの測定は血中遊離ヘモグロビン濃度により大きく影響された。2、広範囲熱傷患者の受傷早期では遊離ヘモグロビンが多く、2,3-DHB値も高値であり、MDAとの相関も明かではなかった。3、4病日以後のいわゆる感染期では2,3-DHBとMDAは相関し、活性酸素のオリジンとして顆粒球の関与が大きいと考えられた。4、4病日以後では、活性酸素濃度と熱傷面積、および肺機能の指標としたrespiratory indexとは相関した。5、超早期焼痂皮切除動物、および非熱痂皮切除動物での顆粒球の活性酸素産生反応を検討するため、(1)両群の顆粒球をFMLPにて刺激すること、(2)両群でのサイトカイン動態の変動、などを観察する計画を立てている。III度広範囲熱傷患者における救命治療の根本である超早期焼痂皮切除の有効性、および焼痂皮を残すことの病態への悪影響を活性酸素障害面より検討することを目的とした。活性酸素障害の指標として、組織障害性は最も大きいが、観察が困難であったハイドロオキシラディカルをアスピリン法(アスピリンのハイドロオキシラディカルとの特異的反応産物2,3-dihydroxybenzoate:DHBを測定)で観察し、平成4年度実績報告にて臨床患者検体でのアスピリン法の有用性を報告した。しかし今回実験動物としたラットではアスピリン法でのDHB測定が困難であり、アスピリン法の2,3-DHBと臨床例(手術患者)で値の相関したTBS法によるmalondialdehyde(MDA)を測定した。以下本年度の実績を示す。1、重症外科手術患者ではアスピリン法による2,3-DHB測定値は障害臓器数、予後と相関し、活性酸素が病態の重症度に関係すると考えられた。3、広範囲(30%)熱傷ラットの焼痂皮非切除群の1カ月生存率は43%であり、切除群では25%、切除同種皮膚移植群では50%、切除皮膚縫合群では100%で、焼痂皮を切除しても切除部の被覆が不十分であった場合には、超早期焼痂皮切除は生存率の改善には益しないと考えられた。動物熱傷モデルにおける早期熱傷創切除およびシクロオキシゲネースインヒビターの血中IL-8、エイコサノイド(トロンボキサンTxB2、6ketoプロスタグランディンPGF1α)、活性酸素産物(malondialde-hyde:MDA)への影響を検討した。[対象と方法][結果][結語]焼痂皮切除は血管収縮、血小板凝集に関与するTxB2を低下、アスピリン50mg/kg投与はTxB2と血管拡張、血小板凝集抑制に関与する6ketoPGF1αとの比を低下、熱傷創の微小循環維持に有用と考えられた。
グラディエントフロー方程式を用いた場の理論の新しい解析手法の発展

本研究は、グラディエントフローの方法を用いて新しい場の理論の解析手法を確立させることを目標とする。グラディエントフローの方法とは、ゲージ場の量子論の発散を押さえる新しい機構である。グラディエントフロー方程式は一種の拡散方程式で、その解で与えられる新しいゲージ場の相関関数は、複合演算子繰り込み、Zファクター繰り込みを必要とせず、紫外発散が出ないという性質を持つ。この有限性の性質を使って、格子理論を中心に広く研究が行われている。本年度の研究では、超対称性理論の中でも特に4次元, N=1 Wess-Zumino模型のグラディエントフローに着目した。この模型は、スカラー場とフェルミオン場が相互作用する最も単純な超対称模型であり、また、スーパーポテンシャルが量子補正を受けないという非繰り込み定理が成り立つ。本模型に対するグラディエントフロー方程式は、次元勘定からもわかる通り、作用の単純なグラディエントでは与えられない。そこで、Wess-Zumino模型を成分場で書いたときのスカラー場に対するフロー方程式が、作用のグラディエントで与えられることを利用して、その超対称変換として他の成分場に対するフロー方程式を定義した。一方で、超場形式による議論では、カイラル条件を満たし、超対称性変換と無矛盾であることからフロー方程式を構成した。いずれの方法で構成したフロー方程式でも、結果は同じものになる。得られたフロー方程式は、適切な座標系のもとで摂動的な解を求めることができる。その解の振る舞いは、通常、グラディエントフローで多く見られるような単なる減衰型ではなく、減衰振動型となる点が特徴的である。本研究の最終目標である、グラディエントフローの方法を用いて新しい場の理論の解析手法を確立させることに関し、本年度は特に超対称性を持つ系に対してのアプローチを行い、その研究結果としてWess-Zumino模型に対する、超対称性を保ったグラディエントフロー方程式の構成という成果を得られた。一方で当初予定していたゲージ対称性からのアプローチは大きな進展は得られなかった。グラディエントフローを用いた場の理論の解析手法の発展は、対称性という観点からは総合して順調な結果が得られていると言える。今後はまず特に進展が見られている超対称性に着目したグラディエントフローを用いた場の理論の解析手法に関し、さらなる発展を目標としたい。具体的には本年度までの成果であるWess-Zuminoグラディエントフロー方程式を用いて、この系においてその相関関数の有限性について評価したい。今後は超場形式でのオールオーダーの有限性の証明、非繰り込み定理の影響、さらなる研究発展が見込まれる。本年度予定していた研究議論のための旅費に関して、研究の進展状況から、次年度の議論、打ち合わせに当てるのが適当であると判断したため。研究議論のための出張費に使用予定。
若年者の妊娠・分娩・育児のwell-beingに関与する因子の縦断的研究

マターナルアタッチメントは、母親としての行動発達及び母子関係形成上重要である。若年妊産婦は心理社会的に未熟であり児への愛着形成に問題が生じることが予想される。若年妊産婦のマターナルアタッチメントに関与する要因を明らかにするため、妊娠末期から産後1年まで縦断的に愛着(妊娠末期:PAI(Prenatal Attachment Inventory)、出産後:MAI(Maternal Attachment Inventory)・ソーシャルサポート・夫婦関係の調和性に関する調査を行った。また、妊娠末期に被養育体験、産後6ヶ月と1年に育児ストレスの調査もあわせて実施した結果は以下の通りであった。1)産後早期のMAI得点と子どもの頃の被養育体験との間に正の相関があり、愛情深く養育されたと認識している者は得点が高かった。2)夫婦関係の調和性得点(MDAS)と産後1ヶ月から1年後の各時期のMAT得点の相関が低かった。3)ソーシャルサポートの4つの下位尺度のうちAVSI(社会的相互交渉の相手の存在)は妊娠末期のPAI得点と、ADSI(社会的相互交渉の充足度)が産後3ヶ月のMAI得点と相関はあったが、他の時期においては相関が低く、また、他の下位尺度はいずれの時期とも相関が低かった。4)育児ストレスはマターナルアタッチメントを低下させていた。5)分娩後から1年後までの平均MAI得点に変化は少なかった。個々のMAI得点は分娩時から高得点で推移する者が多かった。しかし中には、(1)出産後低得点であったが徐々に上昇する者、(2)3ヶ月または6ヶ月で一旦下降し再度上昇する者、(3)一旦上昇したが再度下降する者、の3パターンがあった。6)MAI得点が継続的に-1SD前後で推移している者は少数あった。それらの者には育児に困っている、夫の育児参加不十分、育児のため自己の欲求の断念などの者があった。目的:若年妊娠者の胎児への愛着に関与する因子を明らかにする。調査対象:妊娠時20歳未満でアンケートに協力が得られた24人を対象として平成14年12月下旬から平成15年2月下旬に調査を行った。結果は以下のようであった。結果:1)対象者の特性は、年齢1620歳(平均18.4歳SD0.88)、初産婦19人経産婦5人であった。核家族は7人(30%)であり、他は妊婦の実家もしくは夫の実家で生活していた。若年者の年収は少なく、100万200万円未満の者が全体の42%を占めていた。主たる家計収入者が夫の者は11人(46%)、他は実家や夫(彼氏)の両親であった。経済状況は核家族では困窮していたが、他家族と同居している場合は緩和されている傾向にあった。2)胎児に対するアタッチメントはMullerのThe Prenatal Attachment Inventory (PAI)を用いて測定し、それに影響を及ぼす因子として、本人や夫及び家族の妊娠の受け止め方、経済状態、出産経験の有無、家族形態、父母の養育態度を調査した。PAIは21項目からなり各項目14点の配点である。胎児の受け入れのよい場合4点、漸次スコアは減少し低い場合には1点である。胎児への愛着得点の平均値は57.3点(SD9.7)であった。

平均値以上をhigh群、それ以下をlow群とし、各変数につき2群間でx2乗検定した結果、妊娠を希望した人は有意に胎児への愛着が高く、また夫(婚約者、彼氏)や実母が妊娠を喜んでいる場合に胎児への愛着が高い傾向にあった。妊婦の父親や義父母の妊娠の受けとめ方、経済状況、出産経験の有無、家族形態と胎児への愛着には関連性は認められなかった。妊婦自身が子ども時代に父母から受けた養育態度の測定はParker等のParental Banding Instrument (PBI)を用いて測定した。養育態度の下位尺度である「愛情」「心理的自立の否定」「行動の自由の促進」と胎児への愛着間に関連性は認められなかった。今後は対象者数を増やすと共に、さらに分娩や育児のwell-beingに関与する因子も明らかにする予定である。目的:若年妊産婦の胎児・乳児への愛着得点を継続的に調査することにより関与する愛着因子を明らかにする。調査対象:平成14年12月下旬平成16年3月の期間に、妊娠確定時20歳未満であり、調査に同意の得られた55人(妊娠末期から48人、分娩時から7人)である。結果と考察1)産褥早期のMAT得点と、褥婦が子どもの頃に受けた母親の養育態度との間に正の相関があり、愛情深く、自由な雰囲気で養育されたと認識している者にMAI得点は高かった。2)MDAS(Marital-Dyadic Adjustment scale夫婦関係の調和性)は日常生活及び夫婦生活における夫との一致度を測定する尺度であるが、妊娠末期から分娩後1年までのMDAS得点とPAI得点・MAI得点間に相関はなかった。結婚相手としての希望とPAI得点・MAI得点との間には、希望の高かった相手と結婚した者のPAI得点・MAI得点は高かった。母親の児に対する愛着は夫婦間の日常生活の調和性ではなく、結婚相手への愛情が影響する因子であった。3)社会的サポートの4下位尺度のうちAVSI(社会的相互交渉の相手の存在)は妊娠末期のPAI得点と、ADSI(社会的相互交渉の充足度)が分娩3か月後のMAI得点と相関はあったが、他の時期においては相関が低く、また他2つの下位尺度はMAI得点と相関が低かった。したがって若年妊産婦の場合社会的サポートは母親の児への愛着に影響が少ないといえる。4)分娩後6か月にMAI得点と育児ストレス、1年目にMAI得点と親業ストレスとを調査した。MAI得点と育児ストレス得点間に負の相関、親業ストレスの下位尺度である「配偶者との関係」得点とMAI得点間に負の相関があり、育児に関するストレスや配偶者との間のストレスは児への愛着にも影響してることが明らかになった。5)分娩から1年後までの縦断的調査の結果、平均MAI得点に大きな変化はなかった。個々のMAI得点は、分娩時から高得点で推移している者が多かった。しかし、a)分娩後(産褥早期)のMAI得点は高くないが3か月までに高くなる者(緩慢上昇群)、反対にb)分娩後は高く1か月時点に下降し、3か月では再度上昇する者(一時下降群)、c)月例が進むにつれ徐々に下降する者(下降群)があった。上昇緩慢群は予定外の妊娠、下降群には子どもが眠らない、育児ストレスが大などの特徴があった。
海洋環境情報の簡易取得システムの構築とその公共空間への応用

自然環境の極端な変化が叫ばれている現在、環境変化の理解には、いかにして環境の変化を実感として捉え、その対策を身近に感じるかが今以上に重要となっている。本研究はこのような環境変化を安価なワンボードマイコンを使用し、本研究者が行ってきた地上及び高高度環境でのデータ取得を海洋環境まで広げ、これまで以上に広い自然環境の詳細なデータを取得し、札幌市中心部の公共空間において、環境の変化をサウンドアンドビジュアル化することで、新しい都市の風景を構築する研究となるものである。
ユーザの直観的表現を支援するオノマトペ意図理解システムの開発

本研究では,ユーザが何かを表現したいけれどもうまく表現しきれないイメージがオノマトペに込められていると考え,そのオノマトペのイメージを数値化し,それを対象に付与することでオノマトペのイメージを具体化して表現するシステムを開発した.まず,言語とは独立した音響的な特徴から感じるイメージである音象徴に基づき子音や母音など音節の構成要素に対して8次元属性ベクトルを設定し,その要素を組み合わせることでオノマトペ全体の印象を8次元ベクトルとして表現することとした.そして,オノマトペの8次元属性ベクトルとロボットのモーションとの属性を対応づけることにより,ユーザがオノマトペに込めたイメージをロボットのモーションに反映するようなシステムを構築した.本研究では,ユーザが何かを表現したいけれどもうまく表現しきれないイメージがオノマトペに込められていると考え,そのオノマトペのイメージを数値化し,それを対象に付与することでオノマトペのイメージを具体化して表現するシステムを開発した.まず,言語とは独立した音響的な特徴から感じるイメージである音象徴に基づき子音や母音など音節の構成要素に対して8次元属性ベクトルを設定し,その要素を組み合わせることでオノマトペ全体の印象を8次元ベクトルとして表現することとした.そして,オノマトペの8次元属性ベクトルとロボットのモーションとの属性を対応づけることにより,ユーザがオノマトペに込めたイメージをロボットのモーションに反映するようなシステムを構築した.いわゆる擬音語・擬態語・擬声語などを指すオノマトペは,感覚的で繊細な表現を可能とする一方,何かを表現したいがそれをうまく言語化して表現できない場合に頻繁に用いられるという特徴がある.そこで本研究では,オノマトペにはユーザが表現したいモヤモヤとしたイメージが込められていると考え,ユーザが表出したオノマトペのイメージを客観的な数値として表現し,その数値化されたオノマトペのイメージをロボットの動作に付与するシステムを構築した.具体的には,オノマトペの構成要素となる母音・子音それぞれにオノマトペのイメージを表現する「強さ」「速さ」「温かさ」「弾性」「湿度」「滑らかさ」「硬さ」「丸さ」といった8次元の属性ベクトルを設定し,与えられたオノマトペの属性ベクトルを各要素の線形結合によって算出することとした.そして,この算出されたオノマトペの属性ベクトルを,ロボット動作の物理的属性に対応させることで,オノマトペのイメージをロボット動作に反映するシステムを構築した.その際,オノマトペの「強さ」属性がロボットの動作波形の「振幅」の値を決定し,さらには「速さ」属性が動作波形の「周期」の値を決定するようなマッチングルールを作成した.その結果,本システムを使用したユーザの多くが,自らがオノマトペに込めたイメージがロボット動作に的確に反映されていたと報告していたため,本システムはオノマトペのイメージの表現に成功したといえた.昨年度の研究成果として得られたオノマトペを表現するための8次元属性ベクトル(「強さ「「硬さ」「湿度」「滑らかさ」「丸さ」「弾性」「速さ」「温かさ」)の各要素と、ロボットの動作波形における振幅、周期といった物理的特徴量とを対応づけることで、ユーザがオノマトペに込めた意図をロボット動作として反映するシステムの構築を行った。具体的にはオノマトペの属性のうち「硬さ」「温かさ」「滑らかさ」はロボット動作波形の「形状」に、「速さ」「湿度」は「周期」に、「強さ」「柔らかさ」は「振幅」に、そして「弾性」は波形の偶数周期の振幅に対応させた。そして構築されたシステムに対してのユーザスタディを行い、このシステムに関する知識のない参加者に対して「自分がオノマトペに込めた意図が、ロボット動作に反映することができたか否か」を評価させた。その結果、本システムはその「操作の楽しさ」「新たなインタラクションの斬新さ」といった点に特に高い評価を得ることができ、結果としてオノマトペを入力してロボットを動作するという新たな入出力装置として高い評価を得ることができた。よって、本研究で提案したオノマトペの属性と対象の物理的特性とを対応させることで所望の対象にオノマトペで意図したニュアンスを付与するという新たなインタフェース手法は様々な場面での応用が可能と考えられ、特にシステムに対峙したユーザの認知的負荷を軽減するという実効果が期待される。
自閉症児の早期発見・早期療育システムの開発に関する研究

1.早期発見のためのスクリーニングシステムの確立1歳6ケ月健診時に、受診者全員に対して、14項目のスクリーニング用アンケートを実施し、問診時にチェックし、心理相談へまわす為の第一次スクリーニングとして活用している。次に心理相談にまわってきた子どもについて、本研究班の班員2名が子どもの行動観察,簡単な発達テストを行い、母親との面接で聞きとりを行い、リスク児に対しては、本研究班で作成した「生育歴発達調査表」を用いて、詳細な生育歴をとるという第二次スクリーニングを行い、リスク児の抽出を行った。このシステムで2年5ケ月実施しているが、スクリーニングもれはなかった。2.早期療育システムの確立抽出されたリスク児は、学芸大学附属特殊教育研究施設での早期療育プログラムへと移行し、本格的な早期療育が開始される。プログラムの構成は、(1)個別指導プログラム,(2)グループ指導プロクラム,(3)家庭療育プログラムからなり、現在試案としてまとめたものを実施している。早期療育の成果や子どもの発達,母子関係等をチェックする上で、K式発達検査等の発達テストや、ストレンジシチュエーション場面における実験的観察を、6ケ月ごとに実施した。その結果、様々なリスク児が、どのような発達の経過を示すのか、それに対してどの様な援助が必要かが、次第にうきぼりにされつつあるが、以後数年の縦断的研究が必要であろう。3.スクリーニング用アワンケートの集計昭和59年10月より昭和62年2月までの健診受診者1763名について分析した結果、ほとんどの子どもがどの項目もパスしているが、言葉の遅れを示す子どもは、指さしの発達が悪く、言葉の模倣も悪かった。また言語理解,対人関係を伴う遊びなどに遅れが認められた。
小学校教員養成プログラムにおける特別支援教育スタンダードの開発

本研究では、通常の学級の中での特別支援教育が有効に実践されるために、1)全ての学生が履修すべきであると考えられる特別支援教育に関する知識のミニマムエッセンスを抽出し、2)大学の教員養成プログラムにおける講義シラバス、実習プログラムの提案及びDVD教材開発を行い、3)学生のボランティア実践を支援するマニュアルを整備した。本研究は、通常学級のなかで展開する特別支援教育を実践するために、教員養成プログラムの中で、通常教育の教員免許取得を希望する学生が履修しておくべきであると考えられる内容のミニマムエッセンスを抽出し、それを学生自らが学修していくような方法を提案することを目的とする。本研究は通常学級のなかで展開する特別支援教育の実践のために、教員養成プログラムの中で、通常教育の教員免許取得を希望する学生が履修すべき内容のミニマムエッセンスの抽出と、それを学生自らが学修できるような方法を提示することを目的としている。平成20年度は4年次計画の初年度であり、主に次の4点について研究を開始した。1.学生の障害理解に役立つ教材として、障害種別の特徴や教育支援、生涯発達支援の実際についての映像を中心としたDVD制作に着手した。今年度は、学校及び福祉施設、計8ヶ所の関係者や当事者の承諾と協力を得て、素材となる映像の撮影を終了し、来年度の完成に向けて編集作業を進めた。2.通常教育における、特別支援教育に関する現代的課題を抽出するために、近年増加している中高一貫校の教員を対象にしたアンケート調査を実施し、これまであまり研究されてこなかった中学校から高校への移行における特別支援教育ニーズの実態について予備的な検討を行った。3.学生が、教育実習や学校ボランティア活動の中で、特別支援教育について実践的に学習することを支援するために、各種の学生教育向けのミニハンドブックを作成し、学生に配布することは効果があると考えられる。今年度は、発達障害や不登校に関する教育相談について、Q&A形式のミニハンドブックを作成した。本研究は、通常学級のなかで展開する特別支援教育を実践するために、教員養成プログラムの中で、通常教育の教員免許取得を希望する学生が履修しておくべきであると考えられる内容のミニマムエッセンスを抽出し、それを学生自らが学修していくような方法を呈示することを目的とする。昨年度に引き続き、以下の4課題に取り組んだ。A.国内・諸外国の教員養成プログラムにおける特別支援教育についての調査研究(カリキュラム調査班)今年度は、国内外の文献調査を行うともに、日本教育大学協会全国特別支援教育研究部門合同研究集会にて国内大学関係者との検討会を行った。B.障害児理解のためのデジタルコンテンツの制作と適用に関する検討(デジタル教材班)学生の障害理解に役立つデジタル教材として、障害種別の特徴を各障害につき20分程度で照会するDVD教材を作成する。今年度は、昨年度国内の連携研究者のネットワークを利用し、教育実践現場での各種の障害児の実態をビデオ録画した素材から重要な場面を切り出し、ラベル付け作業を行うとともに、字幕解説を検討した。C.学校ボランティア・臨床実習の効果的学修の検討(臨床実習・ボランティア班)全国の教員養成系大学で行われている学校ボランティアや臨床実習の取り組みや大学における学生支援プログラムを調査し、そのエッセンスを抽出し、学生向けのミニハンドブックを作成・印刷した。D.コーディネートと相談支援の効果的学修の検討(相談連携マニュアル班)教員が保護者、医療機関、相談機関、福祉機関などとの連携について学ぶために重要な項目こついて調査し、学生教育向けのミニハンドブック作成に向けた検討を行った。本研究は、通常学級の中で展開する特別支援教育を実践するために、教員養成プログラムの中で、通常教育の教員免許取得を希望する学生が履修しておくべきであると考えられる内容のミニマムエッセンスを抽出し、それを学生自らが学修していくような方法を提示することを目的とする。平成22年度も、各班の分担により、以下の研究を行った。(1)「臨床実習・ボランティア班」により、平成21年度に作成された、「特別支援教育における学校ボランティア・支援員活動マニュアル」を教員免許取得を志望する大学1年生に配布し、アンケート調査によって、その評価を行った。結果は、分析中である。(2)「相談連携マニュアル班」が、これまでの調査研究をもとに、「教師・スクールカウンセラーのための保護者面接マニュアルQ&A」を作成した。(3)「デジタル教材班」では、Web上で提供する発達障害児向けのデジタル教材の開発を行った。今年度は、時計の学習に関して、ゲーム感覚で楽しみながら、スモールステップで学習できる教材を作成した。(4)「カリキュラム調査班」では、引き続き、国内外の教員養成プログラムについての文献調査を行い、最終年度の報告書作成及び学会での自主シンポジウム企画の準備を行った。本研究は、通常学級の中で展開する特別支援教育を実践するために、教員養成プログラムの中で、通常教育の教員免許取得を希望する学生が履修しておくべきであると考えられる内容のミニマムエッセンスを抽出し、それを学生自らが学修していくような方法を提示することを目的としている。最終年度となった平成23年度は、これまで4班(カリキュラム調査班、デジタル教材班、臨床実習・ボランティア班、相談連携マニュアル班)にわかれて行ってきた研究をまとめ、その成果を学会、教育機関に周知・公表することに重点をおいた。具体的には、以下のような成果を得た。

1)国内の教員養成系大学における特別支援教育に関する概論的授業の必修化の状況、体験的授業の開講状況、ならびに、学生ボランティア養成や地域教育機関との連携状況等について質問紙調査を行った。2)上述1)の結果をもとに、日本特殊教育学会第49回大会において自主シンポジウム「特別支援教育に関する学修プログラムの現状と課題教員養成・現職研修・地域連携等の視点から」を企画し、研究分担者及び連携研究者の中から高知大学・琉球大学・広島大学・上越教育大学・東京学芸大学の取り組みを紹介した。3)本研究成果のまとめとして、「通常学級における特別支援教育を担う教師のための養成&研修モデル2012-特別支援教育スタンダードの構築に向けて-」の冊子を作成した。4)通常の学級の教員を志望する学生に対する特別支援教育の学修教材として、特別支援学校・学級の活動風景を障害種別、学校種別に10分程度ずつコンパクトにまとめたDVD教材を作成した。
電圧を用いた実験動物の組織・臓器の長期超低温保存の基礎的研究

実験動物の組織・臓器を、電圧を加印しながら冷却して、超低温下で長期保存する方法を研究した。開発した電圧冷却機器で5000Vを加印しながら室温から-15°C又は-30°Cまで冷却した後に液体窒素内で保存した。融解は、室温の同機器内に試料を静置して行った。保存した卵巣と精巣からの配偶子又は産子は確認出来なかった。しかし移植した組織の一部は生存した為、超低温下での組織・臓器の保存の可能性が考えられた。また卵黄と卵白を保存したところ、融解後に蛋白質が不可逆性の卵黄のみ元の形質に戻らなかった。そのためタンパク質等の細胞内物質保護の必要性が示唆された。今後の臓器保存の研究は、細胞内物質の保護に焦点が絞られる。高電圧を実験動物の組織や臓器に加印して、生きたまま保存する方法を検討した。組織や臓器を長期間保存するには、-150°C以下で保存する必要がある。そのため液体窒素下の超低温で組織・臓器を超低温保存する方法を前提とした。まず細胞内外のダメージの詳細な解析を行うために、マウス卵巣を超低温保存して卵巣移植後の状態を検査した。採取直後のGFPマウスの卵巣に、5000Vの高電圧を加印または無加印で、室温から-15°Cまで冷却(-0.5°C/min)した後に液体窒素に浸漬して1日間保存した。保存した卵巣は5000Vで加印しながら室温まで加温した直後に、ワイルドタイプのメスに卵巣移植した。移植2週間及び4週間後に移植部位を観察したところ、高電圧を無加印で冷却した実験区では卵巣は確認できなかった。加印して冷却した実験区では、移植2週間及び4週間後の移植部位の観察で卵巣が確認できた。そのため卵巣を摘出してGFP蛍光を確認したところ、移植2週間後の卵巣は一部又は全部が蛍光した。しかし移植4週間後の卵巣では、GFP蛍光している卵巣は確認出来なかった。これらより、無加印で超低温保存した卵巣は、移植2週間で急激に退行するが、加印すると短期間だが生存することが示唆された。また移植4週間後にも卵巣は存在するが、GFP蛍光が確認出来ないことから、レシピエントの卵巣が再成長することも示唆された。高電圧を加印して超低温保存した卵巣は、レシピエントに移植することにより一定期間生存するため、周辺組織との関連も視野に入れる必要が示唆された。そのため以降の検討も細胞単体ではなく臓器・組織を実験材料とした。しかし卵巣は移植すると、レシピエントの組織が再構築されて評価が困難となる。そのため近年体外培養が可能になった精巣を超低温保存することを考え、マウス精巣の体外培養技術を導入して、精巣培養の系の立ち上げを開始した。本年度は、マウス精巣に電圧を加印しながら冷却して、超低温下で保存する方法を検討した。採取直後のBDF1系統の精巣をチューブに入れて、独自開発した電圧冷却機器に導入、5000Vを加印しながら室温から-30°Cまで-0.5°C/minで冷却後に液体窒素に入れて3週間保存した。保存した精巣の融解は、液体窒素からクライオチューブを取り出し、直ぐに5000Vを加印した室温の電圧冷却機器内に移し10分間静置して行った。冷却と融解時に電圧を加印または同方法で非加印の精巣は、体外培養又はマウスC57BL/6系統に移植した。精巣は融解後に分割してアガロースゲルに乗せて体外培養を行った。体外培養後、電圧を加印・非加印した実験区共に、12週間後には変色して臓器の形態が崩れた。オスマウスに移植した精巣は、3週と5週後にレシピエントを安楽死してから摘出した。観察の結果、加印した精巣の外部周辺には血管の縦走が確認できた。さらに切片標本を作製したところ、精子形成は見られなかったが、組織の一部の細胞は生存していた。本研究を通して、実験動物の組織・臓器の中長期間の保存を試みた。保存した卵巣と精巣からは配偶子又は次世代は出来なかったが、何れの臓器も融解後に生体内に移植すると、支持組織・細胞の一部が生存する事が確認された。これらより、超低温下での組織・臓器の保存の可能性が考えられた。しかし、融解後に臓器本来の機能を正常に稼働させることは出来なかった。要因として考えられる点は、冷却保存時の氷晶形成による細胞の破壊よりも低温下の蛋白変性等、つまり細胞内物質の保護が充分でなかったことが示唆された。今回の研究により、組織・臓器の保存について、研究の焦点がより核心に近づいたと考えられた。そのため以降の研究では、例えば臓器冷却前に凍害保護剤を入れた溶液を臓器に環流する等を行い、細胞内物質を保護することを検討したい。

また卵黄と卵白を保存したところ、融解後に蛋白質が不可逆性の卵黄のみ元の形質に戻らなかった。そのためタンパク質等の細胞内物質保護の必要性が示唆された。今後の臓器保存の研究は、細胞内物質の保護に焦点が絞られる。実験動物の組織・臓器の長期保存が行えると、系統保存や生命現象の機能解明に有効な試料となる。しかしDMSO等の耐凍剤を使用する既存の保存方法では、わずか数ミリの肉薄な組織の一部しか保存できない。一方食品業界では食材に高電圧を加印して、過冷却状態のまま保存する方法がある。私はこの方法に着目し、高電圧を使用して組織や臓器を生きたまま長期間保存する方法を検討した。組織や臓器を長期間保存するには、-150°C以下で保存する必要性が考えられるが、高電圧を加印した食品保存は-10°C程度の温度域までしか実績はない。そのため超低温まで冷却した際の組織や臓器の様相を確認するために、あえて臓器を使用した検討から始めた。摘出直後のGFPマウスの卵巣に、5000Vの高電圧を加印しながら室温から-0.5°C/minの速度で-15°Cから-30°Cまで冷却した後に、液体窒素に浸漬して1から7日間保存した。5000Vで加印しながら室温まで加温後した卵巣の外観を観察すると、形態は保存前に近く、組織液の流出もほぼ見られなかった。保存後の卵巣はワイルドタイプのメスに卵巣移植して、約2週間後からオスと連続交配した。9/10ペアが出産して、出産メス1匹当たり平均10匹の産子が得られたが、GFP蛍光個体は確認されなかった。一部の卵巣移植したメスから再度卵巣を摘出して切片標本を作製したところ、GFP染色卵子は確認されなかったが、一部の組織はGFP染色された。次に鶏卵を同方法で-30°Cまで冷却して、約1時間保存した後に室温まで加温して観察を行った。卵白は保存前と同様の様相であったが、冷却後の卵黄は固まった。卵白内の蛋白質は低温に暴露しても室温に戻せば可逆的な性質を持つが、卵黄内の蛋白質は不可逆的である。そのため高電圧下で冷却しても、低温に対して不可逆的な蛋白質は変性したことが示唆された。高電圧で加印して冷却すると、移植2週間後でも超低温保存した卵巣の一部が生存した。また昨年度の研究により、移植3ヶ月後の卵巣でも組織標本を作製してGFPを染色すると、一部が生存した事が分かった。対して、無加印の卵巣は移植2週間後で保存した卵巣は確認できなかった。これらの結果より、高電圧の加印による卵巣(臓器)の超低温保存の可能性が示唆された。この点は、次年度の研究推進につながると考えられる。高電圧を加印して保存した卵巣は、時間の経過と共に再構成されたレシピエント由来の卵巣に取り込まれながらも生存していたが、無加印の卵巣の生存は確認出来なかった。この結果より、保存いた卵巣の継続的な生存の要因は、レシピエントの卵巣切除後に残留した支持組織との相互補填の可能性がある。これら実験試料を培養細胞の系に移行せず組織・臓器に絞り込めた点も、今後の展開に有効であると考えられた。さらに、評価が容易と考えられる精巣を試料とした実験系の立ち上げも開始出来たため、次年度の研究促進が期待できた。高電圧下で超低温保存した卵巣の外観を観察すると、形態は保存前に近く組織液の流出もほぼ見られなかった。そのため細胞内外の氷晶形成によるダメージは少ないと考えられる。また、卵巣移植後の臓器の正着と生存、卵黄と卵白の冷却後の様相の変化の確認により、細胞内物質の保護に対する高電圧の効果の概要が確認出来た。そのため、研究方法のアプローチが容易になり、次年度の研究推進に対して、充分な成果があったと考えられる。
疾患特異的な腸管トランスポーターの制御機構の解明と保健機能食品の開発基盤の確立

本研究では、腸管トランスポーターを分子標的とした疾患特異的な保健機能食品(特定保健用食品)の開発を目的として、腎不全時または糖尿病時の腸管変動遺伝子の網羅的解析により、腸管における鉄、亜鉛、カルシム、ペプチド・アミノ酸などの栄養素の吸収に関与するトランスポーター遺伝子の発現データベースを作成した。また、疾病予防または治療の標的となる疾患特異的な栄養素センサー遺伝子群の同定として、いくつかの核内受容体や時計遺伝子を見出した。さらに、腎不全時における食事性リンの制限が、血管石灰化の予防だけでなく、腸管の鉄のトランスポーター遺伝子の発現を制御し、腎性貧血の改善に寄与することを見出した。肥満・糖尿、腎不全や肝疾患などの生活習慣病においては腸管機能を考慮した栄養治療法の開発が重要と考えられる。しかしながら、疾患時の腸管消化吸収機能および栄養素の腸管感受性の変動に関する詳細は不明である。これまでに我々は、腎不全時のミネラル代謝異常を栄養生化学的に解析し、腸管トランスポーター遺伝子の栄養素代謝への関与について研究してきた。そこで本研究では、腸管トランスポーターを分子標的とした疾患特異的な保健機能食品(特定保健用食品)の開発基盤の確立を目的とした。はじめに、生活習慣病モデルにおけるメタボロミクス解析および疾患特異的にセンシングする腸管トランスポーターの同定を試みた。論文報告に従い、アデニン誘導性腎不全モデルおよび5/6腎摘出腎不全モデルを作成、また、糖尿病ラットを作成飼育し、血中、尿中の生化学検査により病態解析を行った。正常および疾患動物の腸管粘膜組織より全RNAを抽出し、本学の総合支援研究センターの協力を得てDNAマイクロチップ(Affymetrix社)を用いトランスクリプトーム解析を行い、さらにパスウエイ解析、Gene Ontology解析を行い栄養代謝に重要な変動遺伝子群を同定した。また、腸管cDNAを用いて定量的PCRにより抽出された遺伝子の変動を再確認した。その結果、栄養素の輸送や代謝に関わる遺伝子SLCfamily、Channelfamilyおよび代謝酵素およびビタミンD代謝関連遺伝子の変動が確認された。本研究では、腸管トランスポーターを分子標的とした疾患特異的な保健機能食品(特定保健用食品)の開発基盤の確立を目的とした。これまでに、腎不全時の腸管変動遺伝子の網羅的解析、疾患特異的な栄養素センサー遺伝子群の同定、腸管トランスポーターの制御機構の解明を進めた。腎不全状態での鉄トランスポーターを含む腸管鉄吸収関連遺伝子の低下が、腎性貧血の増悪に寄与している可能性があること、また、腎不全モデル動物における高リン血症の予防(リン制限食)は、鉄トランスポーターの遺伝子発現の回復を誘導し鉄代謝を正常化させることを見出した。さらに、糖尿病モデル動物においては、インスリン作用の欠如によりビタミンD代謝異常が生じ、その原因として腎臓におけるビタミンD代謝酵素遺伝子のRNAおよびタンパク発現の変動が関与していることを見出した。腎不全や糖尿病、動脈硬化などの生活習慣病では、様々な代謝変動を伴うため、多種多様な薬剤を用いた治療アプローチが先行しているが、各疾患別に特定栄養素の制限や補給など栄養療法や運動などが薬物治療の効率化を考える上でも重要であることから、栄養と薬物の併用療法が推奨されている。本研究では、生活習慣病時の腸管栄養代謝の機能評価を把握することを目的として、腸管遺伝子の網羅的発現解析とメタボロミクス解析を融合させた栄養代謝統合的データベース構築を行い、疾患特異的な腸管トランスポーター遺伝子群の制御可能な保健機能食品の開発と生活習慣病の発症・進展予防への応用を試みた。これまでに我々は、腎不全時のミネラル代謝異常を栄養生化学的に解析し、腸管トランスポーター遺伝子の栄養代謝への関与について研究してきた。本研究課題では、腎不全モデル動物を用いて、腸管組織におけるDNAマイクロアレイ解析を行った結果、鉄代謝関連遺伝子の変動の他、時計遺伝子群が変動することを見出した。さらに、腎不全時の高リン血症に対する食事療法のリン制限食を用いて解析した結果、リン制限食において、腎不全における鉄関連遺伝子や時計遺伝子群の発現変動が改善された。また、食事リンの負荷が腸管の解毒関連酵素遺伝子群の発現を増加させ、その変動にはストレス制御に関連するNrf2タンパクが関与しており、Nrf2欠損マウスにおいては解毒関連遺伝子発現に対するリンの応答性が消失することを明らかにした。人的確保が難しいかったためにやや遅れている。臨床分子栄養学27年度は、引き続き腸管トランスポーターを考慮した保健機能食品の開発戦略として候補となった栄養素材食品や薬剤、ホルモンなどは腎不全モデル動物を用いて治療の有効性や安全性について評価する。

また、動物投与試験により栄養因子や薬剤の腸管応答性を腸管遺伝子データベースとの比較により検討し、生化学検査データと合わせて治療効果の評価を行う。初年度は、代表者が研究機関を移動したため機器の購入や必要試料の入手に手間取り、さらに人的確保がむずかしかったために、やや遅れてている。研究環境のセットアップや必要試料の入手に時間がかかり、さらに人的確保が難しかったために、次年度使用額が生じた。26年度は、腸管トランスポーターを考慮した保健機能食品の開発戦略として栄養吸収効率を調節する栄養因子や阻害因子のスクリーニングを実施する。初年度に構築した腸管トランスポーター遺伝子の発現機能情報データベースをもとに、同定した疾患時に有意に変動するSLCfamily、Channelfamily遺伝子を腸管上皮系細胞株(Caco-2, IEC-6)に発現させ、細胞取り込み試験を96 well培養プレートを用いハイスループット解析により行う。さらに、候補となった栄養素材食品や薬剤、ホルモンなどは腎不全モデル動物を用いて治療の有効性や安全性について評価する。次年度の使用計画として、徳島大学と福井大学との連携により本研究課題の遂行を推進する。平成27年度は、引き続き腸管トランスポーターを考慮した保健機能食品の開発戦略として候補となった栄養素材食品や薬剤、ホルモンなどは腎不全モデル動物を用いて治療の有効性や安全性について評価する。初年度は、代表者が研究機関を移動したため研究環境のセットアップや必要試料の入手に時間がかかり、さらに人的確保が難しかったために、次年度使用額が生じた。平成26年度は、同定した遺伝子群を標的として薬剤および食品成分のスクリーニング解析を行うため腸管上皮細胞株Caco-2およびIEC6細胞を用いたハイスループット解析に細胞関連試薬および動物試験、飼育費、生化学検査、分子生物学試薬を必要とする。また、国内外での学会で成果を発表するとともに、関連分野の研究動向を調査するための旅費などの経費および論文として成果を報告するに必要な経費を計上する。
胸部領域用癒着防止膜に関する基礎的研究

胸部外科領域、特に胸腔内領域内における癒着防止膜に関する基礎的研究を行った。ゼラチンまたはヒアルロン酸を用いた生体内吸収性膜を作成し、一定量のグリセリンを含有させた。作成した膜ではIn vivoとin vitroの実験結果より良好な抗癒着効果が明らかとなった。癒着阻止の機序は次の通りであった。膜に含まれるグリセリンが大量の水を集め、そして創傷部で産生される過剰の細胞成長因子を拡散させていた。術後癒着発生のメカニズムを検討した結果、手術創部で障害を受けた無数の細胞が組織修復を行う目的で多量の細胞成長因子を出し、出血や組織液漏出などで形成されたフィブリン網にトラップされ、それに誘発されて線維芽細胞が侵入することが原因であり、周囲臓器との間に形成されたフィブリン網にコラーゲン線維網が置換され恒久的な癒着となる事が判明した。一方の基礎研究から細胞が含水率の高いマトリックス内で増殖やコラーゲン線維産生等を行わないことも明らかにした。これらの事象を合わせ、創部と周囲臓器との間に含水性の膜を置く事で線維芽細胞などのコラーゲン線維を産生し癒着を生じさせる細胞の活動を抑えると共に、含水性膜にグリセリンを含有させることで周囲組織から水を吸着し、水の流れを創出することで創部から産生される細胞成長因子が過剰に創部付近に付着し続ける事を阻止することで癒着が阻止出来るとの仮説を立てた。本仮説が正しいことを実証するために、手術によって必ず癒着すると考えられる胸壁で肺組織への癒着阻止が可能かどうかの実験を行った。グリセリンを含ませ、含水性の膜を作る為には、ゼラチンとヒアルロンサンの膜をそれぞれ作成した。前者はガンマー線架橋、後者はカルシュームなどの配位結合を活用し不溶化した膜を製造した。それぞれにグリセリンを含有させた。動物実験としては、成犬を全身麻酔し、清潔下に第6肋間から開胸し、手術操作を行った後に肺組織の上に作成した膜を置いた。術後3週間で検討した結果、膜を置かなかったグループも、グリセリンを含ませないグループも、また対照に選んだ臨床使用のセプラフィルムでも癒着を防ぐことができなかったが、作成したゼラチン膜もヒアルロンサン膜でも癒着を阻止した。この結果、仮説が正しいことが判明した。以上の結果から臨床使用可能な癒着防止膜の設計に取り組む資料を得た。これまでの研究結果より、創傷治癒と癒着現象を詳細に観察した結果、周囲臓器との間にフィブリン網が析出し手術創で持続的に産生される細胞成長因子がトラップされ、それに惹起された線維芽細胞が侵入しコラーゲン線維を産生する事が癒着の実体であること、細胞性因子は疎水性物質に吸着されやすいこと、高含水ハイドロゲル中では線維芽細胞がコラーゲン産生活動を行わないこと、等を明らかにした。今年度は、周囲組織との間にフィブリン網を作らせない、創部をハイドロゲルで隔離する、産生される細胞成長因子を創部から拡散させる、等で癒着防止が得られるのではないか、という仮説を立て動物実験を行った。現時点では、この仮説に基づいた癒着防止膜を動物に植え込み、予期した成果が得られつつある。本研究の仮説は2つの部分から成り立っている。一つは周囲組織との間にフィブリン網を防ぐことであり、もう一つは細胞成長因子を拡散させることである。我々は細胞成長因子が疎水性物質に吸着され癒着を促進すること、及び含水性の高いハイドロゲル内では線維芽細胞が活動を停止しコラーゲン線維を産生させない事、を見出し、本研究では疎水性とは逆に高含水性のハイドロゲルを用いて細胞成長因子の吸着と細胞侵入を阻止する手法を開発した。次に、創部では治癒過程では細胞成長因子が持続的に産生されるので、膜表面にグリセリンを含ませ、グリセリンに吸収される水の層を形成させ、水の流れによって創部で産生される過剰な細胞増殖因子を拡散させるアイデアを生み出した。その結果、予期した癒着防止膜の基礎実験に成功している。1)動物の胸腔内ハイドロゲル膜挿入実験すでに得られたデータから臨床使用可能な形態をもち、オートクレーブ、エチレンオキサイドガス、電子線、ガンマー線、のいずれかの滅菌に耐えるハイドロゲル膜を作成し、成犬の胸腔内に肺組織の表面に貼り付けるように挿入。3週間後と3ヶ月後にCT検査で肺組織の癒着チェックを行った。更に組織切片から癒着阻止および創傷治癒状況を観察し、膜の生体内吸収度、癒着阻止度などの改良型癒着防止膜作成の資料を得た。2)癒着防止膜挿入方法の再検討用手的挿入と遠隔操作的挿入:パイロットスタディーでは現在は開胸し、膜を手で広げているが、リスクの高い患者、高齢者などで非侵襲的な内視鏡手術にも適応可能なように、遠隔操作で癒着防止膜を挿入し、目的とした部位で広げる手法の開発が必要である。

市販のセプラフィルムは膜同士が癒着し、折り畳み・拡張が不可能であるが、本研究の癒着防止膜では、折りたたみ、挿入し、広げる、という動作の遠隔操作法の開発を行った。スプレー散布法による抗癒着性膜の開発:内視鏡手術に適した手法としては、目的とした部位においてスプレー散布による膜形成法も必要と予測されるので、これに対応したグリセリン含有ハイドロゲルの開発を行った。ハイドロゲルは水のような物であって組織に粘着させる事は考えにくい。しかし我々は超微細なパウダーに加工することでvan der Waals力によって組織に吸着され易くなることを発見した。そして吸着後にグリセリンを用いてハイドロゲル層を組織表面に形成させる事に成功した。しかし次にパウダー粒子の中にグリセリンを持たせる技術が課題となる。そこで我々は超微細パウダー粒子内部にグリセリンを滴状に混在させる技術に取り組み、その基礎実験に成功した。当初の仮説に基づいた実験計画を修正せざるを得ないような事は生じていない。動物実験を行う上で、動物の入手は維持管理などで、時期的なズレはあるものの、それは予測の範囲内であり、大幅な計画変更には至っていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度が最終年度であるので、この1年で成果を取り取りまとめる。更には、成果を基に、この技術を用いた事業化を行ってくれる企業を募るつもりである。癒着防止膜は、臨床の現場から需要が高いのにも関わらず、現在臨床で使用されている癒着防止膜は輸入品であり、その結果として医療費の海外流出が続いている。この現状を阻止するために、可能な限り早急に実用化を目指す活動を、本研究の取りまとめと共に行うつもりである。
近現代日中知識人交流に関する基礎的研究

1.研究の目的とその達成度当初目的としたのは、以下三名の近現代中国知識人の滞日の事実の、史料による裏付けである。(1)徐志摩:1924年5月31日-7月22日のタゴール訪日における秘書としての足跡。(2)陳源:1927年12月-1928年8月に滞日、日本人知識人(谷崎潤一郎、倉石武四郎等)と交流。(3)凌叔華:1910年-1911年京都で初等教育を受ける。1927年-1928年、夫陳源とともに滞日。(1)については、タゴール訪日の一行五人中四人まで特定できたが、あと一名が徐志摩であるという確証は得られなかった。(2)については、陳源・凌叔華夫妻の滞日の理由、日本における滞在地、訪問地、東京中国青年会との交流を絞り込むことが出来た。(3) (1)(3)を通じて最も成果があった。本研究により発見された重要な史料は次の二点である。1912年(大正元年)『現代支那人名鑑』十一月印刷禁公表外務省政務局1913年(大正二年)8月11日『神戸新聞』神戸新聞社これにより、中国、日本における凌福彭の経歴、凌叔華の最初の滞日の年月、滞日時の家族構成、住所、通学した学校、帰国の理由までが証明された。2.成果発表日本中国学会第53回大会(2001年10月7日)にて「陳源、凌叔華と日本-日中知識人交流の一環として」と題し、研究により新たに確認された伝記的事実およびその意義を発表した。発表後の質疑応答にて、関連資料を示唆され、後日閲覧した。その成果を合わせて、目下論文を執筆中である。1.閲覧文献(次年度閲覧予定であったものを含む)(1)マイクロフィルム『外務省記録昭和史戦前篇』(早稲田大学中央図書館蔵)(2)『京都大学新聞』19281929年、マイクロ『時事新報』1924年、19281929年(いずれも京都大学図書館蔵)(3)京都市『行政日誌』明治4345年(京都府立総合資料館蔵)(4)『帝国大学新聞』1924年(東京大学総合図書館蔵)2.結果(1)の一部『現代支那人名鑑』(外務省政務局編、大正元年印刷)に、凌叔華の幼時の日本滞在の手がかりとなる、凌叔華の父・凌福彭の記録を発見した。(2)(4)により、タゴールの訪日一行は画家ボース、文学博士ナーゲ、サンスクリット教授セーン、農学校長エルムハーストおよび秘書の五名に絞られた。秘書が徐志摩を指すという確証はまだ得られない。関連記事として、当時の京都大学留学生(中国人)の徐志摩らに関する批評記事を得ることが出来た。(3)では外国人往来の記録をチェックしたが、関連事項は得られなかった。3.手段の見直し新聞だけでなく当時の文芸誌、個人書簡をも含めた調査を進める予定である。
TEM内圧縮試験による単結晶微小構造体のサブミクロン寸法効果の解明

サブミクロンサイズの単結晶構造体を作製し、透過型電子顕微鏡の内部でその場観察圧縮試験を行った。降伏に伴う挙動を観察し、転位の増殖前に構造体中を変形帯が進行することを確認した。臨界分解せん断応力は約300 MPaと、一般的な単結晶のそれよりも大きな値を示した。サブミクロンレベルの構造体では、変形に必要な初期転位が枯渇していることが原因であると考えられる。単結晶微小構造体の降伏現象において、寸法効果が現れることが報告されている。しかし、寸法効果に関する研究は十分ではなく、未だ統一した見解は得られていない。本研究では、単結晶微小構造体の塑性変形挙動に着目し、透過型電子顕微鏡(TEM)内で圧縮試験を実施する。また、結晶学的な考察とその場観察により、寸法効果に対して結晶学的・力学的な検討を行うことを目的とする。平成19年度は、予算申請書に記載した研究内容に沿って、目的とする結晶方位を有する単結晶の切り出し、TEM内圧縮試験装置のコンプライアンス調整、試験片形状の決定、予備試験の実施、透過転位像の取得を行った。試験片形状については、すべり系の幾何学的方向や座屈特性、透過像を得るための試験片厚さを考慮に入れて最適化を行った。また、負荷方向と試験片の軸調整など、当初想定していなかった問題も発見し、対処策を講じた。本研究予算にて購入した二軸傾斜ホルダーを用い、試験片に対して多方向からの透過像取得が可能であることも確認した。平成20年度は、前年度得られた成果をもとに、単結晶寸法効果解明のための圧縮試験を実施する予定である。また、TEM内試験と平行して、微小負荷装置を具備した原子間力顕微鏡を用いて試験を実施し、微小試験片を用いた変形試験の測定精度を確認した。本成果については、平成20年5月の材料学会学術講演会で発表する予定である。本研究では、単結晶微小構造体の塑性変り挙動に着目し、透過型電子顕微鏡(TEM)内で比縮試験を実施する。平成20年度は、予算申請書に沿った研究内容に沿って、幅が数十nmのアルミニウム単結晶試験片(荷重軸結晶方位<110>方向)を用意し圧縮試験を実施した。バルクのアルミニウム単結晶よりも高い臨界分解せん断応力(降伏応力)が得られ、降伏後の転位運動のその場観察にも成功した。降伏後はバルク材とは明らかに異なる広範囲の容易すベり領域が観察され、その後加工硬化に転じた。その場観察から、容易すベり領域では変形帯の進展が見られ、変り帯が試験片全体に進展し終わると転位が急激に増殖する様子が確認された。これらはウィスカーで報告されている挙動と同一のものである。これらの結果から、ナノ構造体における降伏応力の上昇は、変りに必要な転位の欠乏に起因したものであることを明らかにした。この転位の欠乏は、ナノ構造体中では鏡像力の影響により転位が存在しにくいことが原因であると考えられる。比較のため、転位運動が困難なセラミック材料のTa_2O_5)、両側を硬質層で拘束された20nm厚さの銅薄膜についても変形試験を実施した。セラミック材料の場合には、寸法の異なる試験問で応力-ひずみ曲線はほぼ一致した。また、銅薄膜では拘束層の影響により拘束層が無いものに比ベて降伏応力が上昇することが確認された。これらの結果は、寸法効果に転位運動が影響しており、ナノ構造体中の転位は界面(表面)の影響を強く受けることを示唆している。