hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
浮体式風力発電に用いる基盤浮体の動揺及び係留最適化に関する研究

格子型基盤浮体を用いた浮体式洋上風力発電装置を実海域に安全に設置するためには、基盤浮体の横波中のroll運動を押さえることが重要である。そこで本研究では、基盤浮体の波浪中動揺を低減するために、水平板フィンを減揺装置として浮体下部に設置して、その減揺効果及び係留系に与える影響について調べた。まず基盤浮体の2次元要素模型を製作して、静水中roll強制動揺実験を行い、付加慣性モーメント及び減衰モーメントを求めて、水平板フィンを取り付けた場合の減揺効果を調べた。次に同じ模型を用いて規則波中波強制力実験を行い、特にスウェイ方向の波強制力及び波漂流力を求めて、係留系に与える影響を調べた。これらの実験の結果、水平板フィンを浮体底面に直接取り付けると減揺効果は高いが、スウェイ方向の波強制力、波漂流力共にかなりカが大きくなり係留系に与える影響が大きい。一方水平板フィンを離して取り付けた場合、フィンの取り付け位置を深くし、かつ面積を大きくすることにより高い減揺効果が得られ、かつ波強制力や波漂流力はほとんど変わらないことが分かった。最後にトート係留を用いた場合の係留解析を行い、減揺装置の有無による工数比較を行った結果、水平板フィンを取り付けた場合でも技術的には十分係留できることが分かった。しかしながら、暴風時の波漂流力の増大により合成ロープ重量が減揺装置の無い場合の2.5倍、アンカー重量は2.7倍になり、今後より効率の良い減揺方法、係留方法を検討する必要がある。そこで、本研究では減揺フィンを取り付けた格子型基盤浮体の波浪中動揺特性を明らかにすると共に、最適なフィン形状を得ることを目的としている。具体的には減揺フィンを様々な形で取り付けた場合の規則波中応答実験を行い、模型に働くディフラクション流体力を計測した。本実験のパラメータとして、入射波の周期Tは0.62.2sec、波高Hは0.040.12m、波の入射角βは90度で固定とした。減揺フィンは浮体模型の長手方向のガーダの底に剛体水平板を取り付け、フィンが無い場合、右舷(波上側)に1枚だけの場合、左右両舷に2枚取り付けた場合の3通りの計測を行った。実験より、6方向の波強制力の振幅と定常波漂流力の周波数応答関数を求めて、フィンの有無により浮体模型に働く力がどのように変化するのか調べた。その結果、スウェイ方向に働く波強制力の振幅は、フィンを付けることにより約2倍程度増加することが分かった。また、ロール方向に働くモーメントは、フィンを付ける事によるはっきりとした抵抗増加は見られなかった。また、フィンの取り付け方の違いについては、波上側と両側とでは働く力に大きな差はなく、波下側のフィンの影響はかなり小さいことが分かった。なお、定常波漂流力についても波強制力とほぼ同じような結果が得られた。これまでの研究では、ロール運動を抑えるためのフィンを付けたことにより、係留力が約5倍になった。一方、今回のディフラクション実験の結果より、スウェイ方向ではその影響が認められたが、ロール方向ではあまり見られなかった。このことより、今後ラディエーション影響についても詳しく調べる必要があることが分かった。まず基盤浮体の2次元要素模型を製作して、静水中roll強制動揺実験を行い、付加慣性モーメント及び減衰モーメントを求めて、水平板フィンを取り付けた揚合の減揺効果を調べた。

次に同じ模型を用いて規則波中波強制力実験を行い、特にスウェイ方向の波強制力及び波漂流力を求めて、係留系に与える影響を調べた。これらの実験の結果、水平板フィンを浮体底面に直接取り付けると減揺効果は高いが、スウェイ方向の波強制力、波漂流力共にかなり力が大きくなり係留系に与える影響が大きい。一方水平板フィンを離して取り付けた場合、フィンの取り付け位置を深くし、かつ面積を大きくすることにより高い減揺効果が得られ、かつ波強制力や波漂流力はほとんど変わらないことが分かった。最後にトート係留を用いた場合の係留解析を行い、減揺装置の有無による工数比較を行った結果、水平板フィンを取り付けた揚合でも技術的には十分係留できることが分かった。しかしながら、暴風時の波漂流力の増大により合成ロープ重量が減揺装置の無い場合の2.5倍、アンカー重量は2.7倍になり、今後より効率の良い減揺方法、係留方法を検討する必要がある。
Osseointegrationに影響を及ぼす種々の物理的因子の検討

本科学研究費では,In vitroにおいて,マウス骨芽細胞様細胞MC3T3-E1に対してガラスシリンダーで直接圧縮力を加え,RT-PCR法,cDNAマクロアレイ,cDNAマイクロアレイにより遺伝子発現の変化を調べた。また,他のメカニカルストレスとして,静磁場,微小パルス磁場に注目した。圧縮力を加える実験では,RT-PCR法によりshare stressなどのメカニカルストレスにおいて発現が上昇すると報告のあったCOX2(cycrooxigenase-2),c-fos, ALP(alkalinphosphatase)mRNAは,圧縮力の大きさ依存的に増加した。さらに,他の細胞C2C12細胞(マウス筋芽細胞),NIH3T3細胞(マウス線維芽細胞)においても同様の実験を行ったが,MC3T3-E1細胞と同様の結果を得た。圧縮力をかけることに対して細胞の生存率には変化がみられなかった。また,骨形成関連遺伝子がスポットされてあるcDNAマクロアレイでは,BMP4,BMP7のような,骨芽細胞の分化時に発現が上昇する遺伝子が圧縮力を加えることにより上昇し,これらのことから骨芽細胞様細胞が分化傾向にあることが示された。そして,cDNAマイクロアレイ法において,圧縮力を加えることにより特異的に発現が上昇した遺伝子を網羅的に調べた結果,Hsp25(Heat shock protein 25KDa)が発現が上昇していた。今後,Hsp25の発現に着目してHsp25が骨芽細胞の分化に関与しているかどうか追求していく予定である。また,静磁場,微小パルス磁場における実験でも,COX2,c-fos遺伝子の発現が認められた。チタンに対する免疫応答の実験も行ったが,チタンはNi(ニッケル)に比べて免疫応答が少なく,アレルギーを起こしにくいという見解を得た。Osseointegrationを促進するための物理的方法は、インプラント周囲に、温熱、電流、磁場、振動などの刺激を加えてOsseointegrationを促進する方法であり、簡単で為害作用も少ないがその効果については一定の見解が得られていない。また、磁性アタッチメントは巾広く利用されておりインプラントにも応用されているが、磁場が生体に対して及ぼす影響についても統一された見解はない。このようにOsseointegrationに影響を与える物理的因子を整理し、臨床上重要な因子に焦点を絞りその影響を検討し、さらにOsseointegrationを促進する方法として臨床応用可能かどうかを検討した。1)低出力超音波パルス、2)静磁場、3)チタンと異種金属の接触によるガルバニック効果、4)電磁誘導5)レーザー照射についてin vitro、in vivoの系においてその影響を評価することを目的として、今年度は静磁場についての実験を行い興味ある知見が得られた。純チタン被覆磁石構造体(B=90mT)を試作し(接合部はレーザー溶接)静磁場として用いた。in vitroの系ではMC3T3-E1細胞を磁石構造体上で培養した。細胞増殖、骨基質の形成、石灰化においてチタンのみの対照群と比べ、2週経過すると両群で顕著な差はみられなかった。一方、ラット大腿骨に埋入したin vivoの系では、3週では実験群の界面に種々の組織がみられ、対照群が一定の幅をもった骨組織に覆われていたことに対して大きく異なっていた。12週では大きな差を認めなかったことから、静磁場は骨創傷治癒過程でのリモデリングに大きく影響を及ぼし、治癒過程を過ぎるとほとんど影響を及ぼさないことが示唆された。しかしこの過程でのリモデリングが活発であれば、その後定常状態となった際に骨梁が保持される傾向にあることが明らかとなった。Osseointegrationタイプの歯科インプラントは,非常に予知性の高い補綴方法である。インプラント埋入後,フィクスチャーと骨がオッセオインテグレーションを獲得するのに36ヶ月かかり,その治癒期間の短縮(骨形成)が望まれている。

骨の構造と外形は,加わる機械的刺激(メカニカルストレス)に応じて変化する。つまり,メカニカルストレスが骨に加わることにより骨形成が促進される。メカニカルストレスには,shear stress,静水圧,など様々あるが,今回我々はcompressing force(圧縮力)に注目した。マウス骨芽細胞株MC3T3-E1を6wellのdishにconfluentになるまで培養し,細胞に対して直接ガラスシリンダーで直接圧縮力を加え一定期間培養後,mRNAを抽出しRT-PCR法にて発現する遺伝子を調べた。今回targetにした遺伝子は,他のメカニカルストレスで発現上昇が報告されているCOX2,c-fos, egr-1,また骨芽細胞の細胞外マトリクスであるosteocalcin, osteonectin, osteopontin, collagen1 α2とした。1g/cm^2,3g/cm^2,と圧縮力の大きさ依存的にc-fos, egr-1,COX2,の発現の増加が見られたが,細胞外マトリクス遺伝子の発現量には変化はみられなかった。また,5g/cm^2で,細胞の形態はダメージを受けていた。c-fos, egr-1,は細胞増殖に関与する遺伝子であり,COX2はプロスタグランジンの合成酵素であり力学刺激をシグナルとして伝達し,骨形成反応を誘導するうえで大変重要である。さらに圧縮力を一定にし,時間的経過を見たが,COX2の発現量は時間経過とともに増加する傾向にあった。今後,DNAマイクロアレイ法を用いて,圧縮力特異的に発現する遺伝子を特定していく予定である。本科学研究費では,In vitroにおいて,マウス骨芽細胞様細胞MC3T3-E1に対してガラスシリンダーで直接圧縮力を加え,RT-PCR法,cDNAマクロアレイにより遺伝子発現の変化を調べた。圧縮力を加える実験では,RT-PCR法によりCOX2(cycrooxigenase-2), c-fos, ALP(alkalinphosphatase)mRNAは,圧縮力の大きさ依存的に増加した。さらに,他の細胞C2C12細胞(マウス筋芽細胞), NIH3T3細胞(マウス線維芽細胞)においても同様の実験を行ったが,MC3T3-E1細胞と同様の結果を得た。圧縮力をかけることに対して細胞の生存率には変化がみられなかった。本年度は,骨形成関連遺伝子がスポットされてあるcDNAマクロアレイ法により,BMP4,BMP7のような,骨芽細胞の分化時に発現が上昇する遺伝子が圧縮力を加えることにより上昇し,これらのことから骨芽細胞様細胞が分化傾向にあることが示された。そして,cDNAマイクロアレイ法において,圧縮力を加えることにより特異的に発現が上昇した遺伝子を網羅的に調べた結果,Hsp25(Heat shock protein 25KDa)が発現が上昇していた。今後,Hsp25の発現に着目してHsp25が骨芽細胞の分化に関与しているかどうか追求していく予定である。
新規学卒者の教育から職業へのトランジションに関する実証的研究-その成立過程と現状-

平成9年度においては、学校から職業への移行過程の歴史研究を中心に、補足のための聞き取り調査の実施と、これまでに収集した高校修了者の就職活動に関する調査データの分析を行った。さらに、大卒者の就職協定が廃止されたことを受け、急遽大卒者対象の質問紙調査の実施を企画し、行った。高卒者の就職については、進路意識の不明確な生徒の大量発生を受け、この問題を中心に分析を行った(その成果の一部は、東京大学大学院教育学研究科紀要第37巻に「進路未決定の構造」と題する論文として発表した)。また、歴史研究においては、中卒者を中心に就職活動における職業安定所の役割を量的・質的に分析し、いくつかの論文を執筆した(一部の成果は、東京大学社会科学研究所紀要第49巻に収録された論文「新規学卒労働市場の制度化過程に関する研究(1)(2)」とした発表した)。平成7年度においては、高校修了者と大学・短大修了者の就職活動、企業の採用活動に焦点を当てた現状の実態調査を計画したが、このうち、高校生対象調査を終え、現在データ作成の作業を進めている。また、教育から職業への移行メカニズムの成立過程にかんする歴史分析の準備段階として、現在、文献資料の収集、聞き取り調査を実施している。就職の現状に関する実態調査の大勢については、今後の分析結果を待たねばならないが、移行メカニズムの成立過程にかんする歴史研究については、現時点で以下の知見を得ている。既存研究や官庁統計の分析によれば、195年代末から60年代初頭にかけて、中学校修了者の就職への経路が、縁故などのパーソナルネットワークを通じたものから、職業安定所経由に急速に変化した。経路の変化は、就職先の産業と密接な関係を持っており、おもに大企業を中心とする製造業が、職業安定所経由での組織的な採用活動をこの時期に開始したことがわかった。平成8年度においては、7年度に実施した東京都下13高校(主に就職者を多く輩出している高校)の3年生対象調査のデータ分析を行った。とくに高校卒業直前に、進路が未決定のものに着目し、彼ら・彼女らがどのような進路意識を持っているか、進路を決める上でどのような活動をしたのか、さらには、学校生活の諸側面はどのようなものであったのか、といった点を中心に分析を行った。その結果、調査対象者のうち、およそ2割の生徒が、進路を決定しないまま高校を卒業していること、彼ら・彼女らの多くは、大学に落ちたり就職採用試験に失敗したために進路が決まらなかったのではなく、むしろ積極的に進路を決める活動を行っていないこと、学業成績の点では成績下位者に多いことなどがわかった。また、教育から職業への移行メカニズムの成立過程にかんする歴史分析として、昨年度に引き続き、文献資料の収集につとめたほか、職業安定所の元職員や、1950年代に中学校で進路指導に当たっていた元教員、企業の人事対象者などを対象に聞き取り調査を行った。その結果、1950年代60年代において、中卒就職における職業安定所と集学校との連携が、大規模な地域間の労働力移動を可能にしたこと、そのための制度的な仕組みとして、全国需給調整会議と呼ばれる市場の調整を補助する機関を職業安定行政が戦後間もなく整備していたことなどが明らかとなった。これらの聞き取り調査及び質問紙調査の結果を、今後さらに詳しく分析していく予定である。
部分ライングラフを用いたフラットバンド系による新規超伝導・磁性物質の創製

実験・理論的側面から、それぞれの今年度の研究業績を以下に記す。(実験:秋光、村中)フラットなバンド分散を有する可能性が理論計算から指摘される二次元正方格子,カゴメ格子,三角格子を有する物質群と発現する物性との関連性を調べるため、Ca_<2-x>Na_xCuO_2(Cl, Br)_2,La_<2-x>(Ca, Ba)_xCoO_4,Lu_2V_2O_7,CeAgAl_3,Ce_2TSi_3の詳細な物性測定を行った。Ca_<2-x>Na_xCuO_2(Cl, Br)_2に関しては、頂点C1/Br比の変化によるその超伝導特性の制御に成功し、ラマン分光測定において、この系における超伝導発現機構のみではなく、銅酸化物超伝導体全体における頂点サイトの役割に対して重要な示唆を与える結果を得た。CeAgA1_3, Ce_2TSi_3(T=Pt, Pd, Rh)に関しては、それぞれCeが二次元正方格子,カゴメ格子を形成すると考えられ、含有遷移金属を制御した単結晶育成により、強磁性及び反強磁性を示すよう物性を制御することが可能であることを示した。(理論:久保、古川、宮原)平坦バンドによって、特異な物性が出現する一つの典型例として、平坦バンドを含む2バンド模型におけるBCSハミルトニアンの超伝導転移温度について調べた。その結果、平坦バンドをもつようなBCS模型では、従来のBCS理論で得られる結果とは異なり、超伝導転移温度が、デバイエネルギーによらず平坦バンド内の引力に比例することが分かった。これによって、従来のBCS超伝導体における「軽い元素を用いてデバイエネルギーを高くすると転移温度も高くなる」という設計指針上の制約が取り払われ、物質設計の自由度が高くなる。さらに、超伝導転移温度がデバイエネルギーによる制限を超えた非常に高い値をとる可能性もある。(秋光、村中)フラットバンドと発現する物性との関連性を調べるため、バンド計算からフラットなバンド分散を持つことが知られているカルコゲナイド酸化物に着目した新物質開発を試み、新たに(La,Sr)OCuSe,(La,Ba)OCuTeを発見した。特に、Laサイトに対する部分置換によって、金属-半導体転移を示すことを明らかにした。また、理論計算から提案されている候補の一つであるR_xB_6系部分ライングラフ格子を実現する物質の合成を試みるため、RB_6(R:Ca,Ba)において発現する微弱な磁性を微視的観測手段であるμSR測定から評価した。μ粒子の緩和率は110-130Kの温度範囲から上昇し、特にCaB_6では110K付近で電場の異常が生じる結果が得られた。このような振る舞いは、RB_6系特有の振る舞いである可能性を示唆する結果であると言える。(久保、古川、宮原)部分ライングラフ格子を一般化した格子上のtight binding模型においてフラットバンドが出現する場合がある。このような部分ライングラフの一般化を系統的に行う手法を提唱した。また、一般化された部分ライングラフ格子上のHubbard模型やHeisenberg模型において、厳密対角化や摂動計算を用いて、磁気的性質について調べた。その結果、強磁性的な状態が基底状態となる可能性があることが判明した。
特異な構造を持つ複合型糖鎖の合成とその糖タンパク質合成への応用

本研究は、ほ乳類の糖鎖としては特異な構造であるGalNAc-GlcNAc (LacdiNAc)を持つ複合型糖鎖を化学合成し、LacdiNAcを持つ糖タンパク質glycodelin A (GdA)の合成に応用する目的で行った。そのため、まずLacdiNAcを持つ複合型糖鎖の合成ルートを確立した。ついで、セグメント縮合法を利用したGdAのポリペプチド鎖の効率的な構築方法を確立し、還元末端糖であるN-アセチルグルコサミンを持つGdAの合成に成功した。ついで、化学合成したLacdiNAcを持つ複合型糖鎖を酵素的に導入し、目的とするLacdiNAcを持つGdAへと誘導した。本研究は、ほ乳類の糖鎖としては特異な構造であるGalNAc-GlcNAc(LacdiNAc)を持つ糖タンパク質glycodelinA(GdA)の合成を行い、その機能解明を推進する目的で行っている。そのため、LacdiNAcを持つ複合型糖鎖の合成ルートの確立、ペプチド鎖への糖鎖の導入方法、またポリペプチド鎖の構築、さらに正しい立体構造構築方法の検討を通して、GdAの全合成を達成することを目標とする。本年度は、GdAの合成に必要となるLacdiNAc構造を持つ糖鎖の化学合成法を開発した。適切に保護された単糖ユニットを合成した後、それらを縮合してLacdiNAcユニット、マンノシルキトビオースユニットを合成した。ついで、ユニット同士を縮合することにより収斂的に9糖ユニットへと導いた。最後にAsp誘導体と縮合して、官能基の変換を行い、目的とする糖アミノ酸を得ることに成功した。このルートは、ほ乳類に一般的に見られるGla-GlcNAc(LacNAc)構造を持つ複合型糖鎖の合成にも有効に利用できる有用なものである。今後、得られた糖アミノ酸をペプチド鎖合成時に導入することによりLacdiNAc構造を持つGdAの合成を試みる。また同様のルートで還元末端のGlcNAcを欠いた8糖の合成にも成功した。糖鎖付加部位にGlcNAcを持つGdAを化学合成した後、酵素を用いてこの糖鎖を導入することにより、GdA合成後にLacdiNAc構造の構築が可能となる。以上のような2つのルートにより今後LacdiNAc構造を持つGdAの合成を試みる予定である。本研究は特異な糖鎖構造、LacdiNAc構造を持つ糖タンパク質glycodelinの化学合成を達成し、その機能に迫る目的で行った。本年度は、以下の点について研究を行った。(1)単糖を持つGlycodelinの脱保護:昨年得たGlycodelinの全長配列はまだ保護基を持っているため、最終脱保護条件に処して完全に遊離のポリペプチド鎖を得、すべてのシステイン残基が遊離のチオール基を持つものに誘導した。(2)単糖を持つglycodelinのフォールディング:Glycodelinは、2量体として機能していることから、通常の無限希釈法によってジスルフィド結合の形成と、フォールディングを行うことには困難が予想された。そこで、(1)で得たポリペプチド鎖を、適度なタンパク質濃度でタンパク質間の相互作用を保ち、有機溶媒を添加して多量体化を防ぎつつ、フォールディングを行った。その結果、二量体になると分子量が40 kDa近くになるため、質量分析での解析は困難であった。しかし、ゲル濾過クロマトグラフィーでの分子量測定を行うと、40 kDa程度分子量であると計算されたため、フォールディングに成功したことが明らかとなった。(3) Endo-M変異体(Glycosynthase)による糖鎖の導入:合成、フォールディングされた単糖を持つGlycodelinに対して、一昨年度合成した糖鎖オキサゾリンを導入し、LacdiNAcを持つglycodelinへの変換を試みた。その結果、HPLC上わずかながら糖鎖転移が進行したピークが観測され、目的とするLacdiNAcをもつglycodelinの合成に成功した。本研究は、ほ乳類の糖鎖としては特異な構造であるGalNAc-GlcNAc (LacdiNAc)を持つ糖タンパク質glycodelinの合成を行い、その機能解明を推進する目的で行っている。そのため、LacdiNAcを持つ複合型糖鎖の合成ルートの確立、ペプチド鎖への糖鎖の導入方法、またポリペプチド鎖の構築、さらに正しい立体構造構築方法の検討を通して、glycodelinの全合成を達成することを目標とする。本年度は、glycodelinのポリペプチド鎖の化学合成を行った。昨年度合成したLacdiNAcを持つ糖鎖を、ポリペプチド鎖の合成完了後に酵素を用いて導入するため、ポリペプチド鎖側には還元末端糖GlcNAcを導入することとした。まずポリペプチド鎖を4つのセグメントに分割して固相法により調製した。

後にNative chemical ligation(NCL)法による縮合を行うため、N末端側の3つのセグメントについては、ペプチドのC末端をチオエステルとして合成した。その際、我々の開発したN-アルキルシステインを用いるチオエステル化法を用いた。糖鎖結合部位では還元末端等であるGlcNAcを持つAsn誘導体を導入した。固相合成、HPLCによる精製後4つのセグメントを得た。ついでNCL法によりペプチド鎖を縮合した。まず、N末端側2つのセグメントを縮合した。N末端側にはNCL法に必須となるCys残基がないため、Met残基でのNCLを行った。そのため、ホモシステイン残基でのLigationを行った後メチル化によりMet残基へと変換した。ついでC末端側の2つを縮合し、最後にNCL後の両方のセグメント同士を縮合して162残基のglycodelin全長の合成に成功した。今後、フォールディングと糖鎖転移を行いLacdiNAcを持つglycodelinの合成を行う予定である。計画書通り、本年度の計画であるLacdiNAcを持つ複合型9糖の化学合成を達成し手織り、おおむね計画書通りに研究は進行している。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度はLacdiNAcの全合成に必要なポリペプチド鎖の構築を行うことができ、おおむね順調に進展していると考えている。今回の合成で最大の懸案であったのは、N末端側の2つのセグメント同士の縮合である。ここではnative chemical ligation法で必須となるCys残基がなかったため、Met残基でのligationを試みた。そのためホモシステイン残基でligationを行った後、メチル化を経てMet残基へと変換した。メチル化での種々の副反応が懸念されたが、ほとんど起こらず目的物を得ることができた。残りのLigationも効率よく進行し、glycodelin全長の合成を行うことができた。今後は、GdAのポリペプチド鎖の構築とそのフォールディングを行う。まずペプチド鎖を4つのセグメントに分割し、固相法により調製する。糖鎖付加部位では、還元末端のN-アセチルグルコサミンを持つAsn誘導体を導入しておく。ついで、セグメント同士を縮合して、GdAのポリペプチド鎖全長を構築する。この糖タンパク質は、二量体を形成していると推定されるため、単量体のタンパク質とは、若干異なるフォールディング条件が必要であると思われる。濃度、有機溶媒、変性剤、酸化剤等の条件を種々検討し、最適な条件を見いだす予定である。その後酵素により糖鎖伸長を行い、LacdiNAcを持つGdAを合成する予定である。今後は、フォールディングと糖鎖転移反応を経てLacdiNAcを持つglycodelinを全合成する予定である。一番懸念されるのは、フォールディングの不具合である。この糖タンパク質がダイマーであるため、立体構造形成には2つのタンパク質間の相互作用が必要であると考えられる。このため、モノマータンパク質のフォールディングに用いられる方法ではうまく行かないのではないかと考えられる。
難治性てんかん患者の小児医療から成人医療へのトランジション・プログラムの開発

難治性てんかん患者の小児医療から成人医療へのスムーズな移行のためトランジションプログラム開発を目指し、キャリーオーバーしたてんかん患者の実態とニーズ把握を目的に近畿地方の患者・家族(各560名)にアンケート調査を行った。家族回答136名の約半数は小児科以外で診療を受け(成人医療)、半数は小児科(小児医療)であった。てんかん診療での成人医療移行への重要な要素に、専門医への転医が挙げられた。移行期には「病気の説明」や「病気の受容や自立促進への取り組み」が求められ、「移行に際しての主治医交代への不安」が大きく「専門医の紹介や情報提供」「主治医交代に対する不安を軽減する取り組み」等が必要と思われた。てんかん患者と家族から、キャリー・オーバーしている人々の実態と、移行ケアへのニーズを明らかにするため患者会(社団法人日本てんかん協会近畿ブロック)所属の会員-患者および家族-を対象に調査を実施した結果、平均年齢は37.1才(SD±13.2)であった。患者136名のうち、発作は、「年に数回」以上のものが(63.9%)とコントロール不良が多く、療育手帳はA、Bを合わせて80名(58.8%)が取得していた。てんかんの診断名は様々であり、移行ケアに関する認識と実際について明らかとなった。現在てんかん診療をうけている診療科は、小児科、神経科、精神科、脳外科等様々であり、小児期発症の患者の半数近くが、成人期においても小児科に受診していた(平均25.8歳)。移行については主治医交代への不安が多く聴かれ、これらを踏まえた移行ケアへの取組みの必要性が示された。また、成人医療へ移行理由には、手術や症状の再発、増悪等、治療上の必要性からの移行が多く、専門医の所属する診療科への転医が結果として「移行する」形になっていた。「病気の説明」は、患者72名(83.7%)、家族86名(63.2%)が「(十分)うけている」と答え、「(あまり)うけていない」は患者11人(12.8%)、家族42人(30.9%)であった。「病気を受容している」は、患者66名(76.8%)、家族76名(55.9%)、「主治医による受容に配慮した診療」は、患者74名(86%)、家族88名(64.7%)、と其々肯定的な回答であった。一方、「診察をつうじて自立が促された」は、患者34名(39.6%)、家族34名(24.3%)と低値であった。これらの結果は明らかにされておらず、今後の様々な取り組みのための重要な資料である。今年度は、同アンケート調査の対象者をさらに拡大して実施すると共に、順次学会発表を行い、広くその成果を発表する予定である。平成23年度に行った社団法人日本てんかん協会近畿ブロックの各支部に所属する会員(患者および家族)を対象にした移行ケアに関する認識と実際についての質問紙調査(「基本情報」、及び、「レディネス・チェックリスト」の結果について順次学会発表を行った。1「てんかん診療における病気の理解と必要とされる情報提供」についてーてんかん診療における移行ケア調査の結果からー、2「てんかんをもつ子どもの診療とトランジション」についてー小児診療から成人医療への移行の実態ー、3「てんかんをもつ子どもの診療とトランジション」についてー小児診療から成人医療への移行の実態(家族へのアンケートより)ー、4「てんかん診療における自立促進へのかかわりについて」ーてんかん診療における移行ケア調査の結果からー、5「小児期に発症したてんかん患者とその家族が成人医療への移行に求めるもの」についてーアンケートの自由記載よりー。これらの結果、当初の目的である、本人、家族からキャリー・オーバーしている人々の実態とその移行ケアへのニーズを明らかにできた。加えて平成24年度はアンケート調査(H.23)を更に拡大し、病院、診療所に通院している患者とその家族を対象にアンケート調査を行いデータの信頼性を高めることを目的に、てんかん診療を行っているてんかん専門医(精神科、神経科、小児神経科医を含む)に協力を依頼し調査を行った(現在分析中)。また、これらと並行して、本アンケートと同時に行った「レディネス・チェックリスト」を修正し、「レディネス・チェックリスト(てんかん用)」を作成しているところである。これらの調査結果および現在進行中の研究内容は、わが国の小児医療から成人医療への移行に関わる諸問題がクローズアップされている現在、その促進のあり方を具体的に検討するうえで非常に重要な資料であり、かつ、移行のための有用なツールとなる可能性がある。

本年度は、難治性てんかん患者の小児医療から成人医療へのスムーズな移行のためトランジションプログラム開発を目指し、てんかん患者の実態とニーズの把握を目的に、近畿地方の患者・家族(各560名)に実施したアンケート調査において、トランジション・ツールの一つとして、筆者の作成した、移行に向けた「レディネス・チェックリスト」全22項目(本人用・保護者用)の各項目について回答を求めると共に、同チェックリストの有用性について、本人と保護者への回答結果をまとめた。本人用(全22項目)について、肯定的な回答群「(大いに)そう思う」は、62.8%であり、家族用は40.9%であり、家族回答は、本人回答と比べて、全体的に「肯定群」の占める割合が低く、両者には22%の差が認められた。また、項目NO.4『今後、成人を対象とする診療科への移行について考えている』は、本人用、家族用共に50%近くが「該当しない」という回答結果であり、否定群と併せると85%以上であったことから、本調査の対象者の属性を表していることが考えられた。項目NO.7『(本人は)家族以外からサポートを得ることができる』は、本人・家族共に86%が肯定群の回答であり、授産施設や作業所等の福祉におけるサポート状況を反映していると考えられた。項目NO.17『病気と妊娠との関係について医師や看護師と話をする』については、「該当しない」が42.6%であった。また、家族回答では、全22項目で「該当しない」と回答した率が平均20.5%で、本人回答の平均11.3%と比べて低く、肯定的な回答群の結果と同様の傾向が認められた。追加調査の実施したことろ、前回調査から推測した回収率を満たすことができなかった。そのため、調査期間を延長し対応する必要が生じた。25年度が最終年度であるため、記入しない。てんかん診療を行っているてんかん専門医(精神科、神経科、小児神経科医を含む)を対象に、「レディネス・チェックリスト」を修正し、「レディネス・チェックリスト(てんかん用)」を作成、試行することで、その有用性を検討する。また、疾患特異的(てんかん用)の「レディネス・チェックリスト」の中でも、発達段階に沿った3種類の「レディネス・チェックリスト」(early:10-12y),(middle:13-15y),(late:16-18)の作成と試行による有用性の評価を目標とする。
NOにより形成されるDNA-タンパク質クロスリンクの遺伝的影響と修復

細菌やウィルスの感染に伴う炎症は発癌リスク因子であることから,炎症と発癌の関係を過剰産生されたNOとの関連から検討する必要がある。NOとグアニンの反応で生じるオキザニンは,生体ポリアミンやDNA結合タンパクとクロスリンクを形成する。本研究では,細胞内におけるオキザニンのクロスリンク標的分子を探索するとともに,クロスリンク生成物のDNA複製に対する影響と修復機構を検討した。その結果,HeLa細胞内の主要クロスリンク標的分子として,41kDaおよび69kDaのタンパクの存在が確認された。前者の候補としては8-oxoguanine-DNA glycosylase (hOGG1)が考えられたが,hOGG1抗体を用いたクロスリンク阻害実験から,同タンパクはhOGG1ではないことが明らかとなった。DNA複製については,オキザニン-スペルミンクロスリンク生成物の影響を調べた。同クロスリンク損傷は強いDNA複製阻害効果を示したが,損傷乗り越え合成(translesion synthesis)も起こることが明らかとなった。オキザニン-スペルミンクロスリンク生成物では,塩基対形成に必要な水素結合部位が修飾を受けていることから,損傷乗り越え合成では,本来取り込まれるべきdCMP以外のヌクレオチドの取込が予想される。クロスリンク生成物の修復については,UvrABC酵素のオキザニン-スペルミンクロスリンク生成物に対する反応を検討した。UvrABCは損傷特異的なDNA切断活性を示したことから,クロスリンク生成物修復に対するヌクレオチド除去修復の関与が明らかとなった。真核生物においても同様な結果が予想されることから,ヒトのヌクレオチド除去修復再構成系を用いて同修復機構の関与を確認するとともに修復効率の定量的な解析を行う必要がある。
日本の戸籍制度のシステムと人々の生活や意識に与えた影響

今年度はワシントンDC(USA)の国立資料館において、戦後の戸籍制度の改編に係るGHQ/SCAPの資料の精査を行った。また、東京と京都において中国残留孤児の方々にインタビューを実施した。法務省、一宮市役所、京都府総合資料館において戸籍に関する資料の収集も行った。立命館ローレビューにデンマークの市民登録システムについての論文を執筆した。また、今後のより発展的な研究計画として、東アジアにおける家族をベースにした登録制度の比較研究のプランを京都大学、ボン大学、コペンハーゲン大学に提案している。以下の3つの側面から本研究課題の基礎的研究を実施した。1.博士論文で取り扱った研究の出版に向けた見直し、2.戸籍に関するインタビュー調査、3.質的方法による戸籍に関する意識調査これに基づき2008年12月から2009年3月にかけて行った研究活動は以下のとおりである。1.博士論文の見直しのために基礎となる項目の抽出と再検討のための論文を執筆した。ひとつは論文の改訂版として2009年12月に出版予定のものであり、もうひとつは二宮教授と共同で執筆したデンマークでの社会的地位に関する論文である。この論文は本研究で取り扱う比較研究という観点に寄与するものである。また、本研究の成果として予定している出版物のうち、理論的な枠組みについて検討を行い、理論に関する章の草稿も作成した。2.日本各地(京都、沖縄、北海道、熊本など)で予定している、19から24歳までの男女を対象とした質的調査に関する質問票を作成した。現時点での方法はパワーポイントによる短いプレゼンテーションを含む予定であり、試行段階である。この質問票は年配の世代にも適用できるよう部分的な修正を行う予定である。3.戸籍に関する体験についてインタビュー調査を行った。今までのところ年配者を対象としたものが主でありテープ起こし作業中である。戦争孤児と呼ばれる方たちへの詳細なインタビューも実施中であり、満州国、中国および日本におけるインタビュウィーとインタビュウィーの家族の体験についての情報も収集している。上記に加え、幅広い観点から研究を進めるために、沖縄県八重山にて調査を行っている森憲次教授に同行し、日本での調査がどのように行われているのかということに加え、大変貴重な情報を収集することができた。また、早稲田大学のグレシダロバーツ教授にもアドバイスを頂いた。利谷信義教授には、彼が1950年代に行い、大きな影響を与えた戸籍に関する調査に関してインタビューを行い、成果の現物を見ることができた。今年度は以下の3つの点から研究を進めた。1.1869年から2010年にかけての主な戸籍法の翻訳と、戸籍法の歴史、発展、構造についての考察。2.戸籍に関する意識についての質的調査。2009年7月から2010年1月にかけて質問票による調査を行い、分析中である。40都道府県にわたる在住者から250件を超える回答をえた。3.日本と韓国の世帯登録に関する比較研究のデータ収集のため韓国での実地調査を行った(2010年2月28日-3月5日)。また、二宮教授と共同でデンマークの住民登録制度に関する論文を日本の雑誌に執筆し出版された。2009年9月にはオックスフォードで開催された国際会議で発表を行い、成果は以下の2点であった。A)今年度に行った戸籍に関する意識調査の結果を踏まえた論文を発表し、2011年に出版予定の書籍のための準備を行った。B)住民登録制度に関する比較研究についてのワークショップに参加し、日本と韓国の世帯登録法制度に関する論文発表を行った。韓国への出張では韓国の世帯登録制度に関連する書籍や論文、法制度に関する資料の収集を行った。また、ソウル大学校の法学者とKorean Women'sdevelopment Instituteの研究者、Korean Legal Aid Centerのカウンセラーと研究交流を行い、韓国において日本で行ったのと同様の調査を行うための準備を進めた。最後に3月下旬から4月初旬にかけてアメリカ出張を行い、以下の成果を得た。A)Association of Asian Studies Conferenceに参加し、戸籍に関する研究発表を行った。B)ペンシルバニアのラファイエット大学にて特別講義を行った。C)ワシントンDCの国立資料館にてGHQ関連の戦後の世帯登録、法制度改革についての資料の収集を行った。
脂肪細胞分化とケミカルバイオロジー

PHD1,2,3およびPHD4レトロウイルスの作製に成功した。PHD1およびPHD2のsiRNAを用いてPHD1およびPHD2のノックダウンに成功した。しかしながらこれらは3T3-L1脂肪形成に明らかな変化を与えなかった。米国コネチカット大学からPhd1^<ff>Phd2^<ff>Phd3^<ff>,Phd2^<ff>,Phd3^<f+>およびPhd2^<ff>Rosa26^^+<CreERT2>マウスを輸入し、各種遺伝子改変モデルの系統樹立に成功した。低酸素シグナルの最終的なエフェクターであるHIFを検出する7xHRE人工レポーターを用いて、新規PHD阻害薬のスクリーニングを行った結果、コバルトとほぼ同等のルシフェラーゼ活性化能を有する化合物を見出した。研究の立ち上げに際し、実験室の申請登録および承認ならびにレトロウイルス作成使用および遺伝子改変動物の作成使用に対して、遺伝子組換え実験計画申請書および動物実験計画書の申請および承認を得た。これら承認およびカルタヘナ法のもと米国よりPhd1^<ff>Phd2^<ff>Phd3^<ff>,Phd2^<ff>,Phd3^<f+>およびPhd2^<ff>Rosa26^<+/CreERT2>マウスをコネクチカッット大学より輸入することに成功した。これらマウスを入手出来るのは日本では我々のみである。ATCCより3T3-L1細胞を購入し、脂肪細胞分化系の確立に成功した。遺伝子の発現変動を検出するためのRNA回収、蛋白回収、RT-PCRおよびイムノブロットの実験系の立ち上げに成功した。PHD1,2,3,4およびCreレトロウイルスの作成および細胞への導入に成功した。PHD1,2,3および4レトロウイルスすべて有しているのは報告上、世界でも我々のみである。特にPHD4レトロウイルスはこれまでに報告がない。Creレトロウイルスを感染させることで、各種PHD floxマウスにおける初代培養出来る増殖可能な組織において各種PHDを簡便に短期間でノックアウトすることが可能となった。これらは低酸素シグナルのシステムの動作原理を明らかにする上でも有用であり、また、実験に必要な実験動物の数も減らせるため動物の福祉の観点からも極めて重要であると考えられる。PHD1,2,3,4およびPAI-1蛋白発現系の作成に成功した。低酸素シグナルの最終的なエフェクターであるHIFを検出する7xHRE人工レポーターおよび脂肪細胞分化に重要なC/EBPαおよびPPARγ2プロモーターを用いたレポーターアッセイ系の立ち上げに成功した。作用点検討のためプロモーターをクローニングする際に必要なラット、マウスおよびヒトgenomid DNAのライブラリー作成に成功した。米国コネチカット大学より輸入したPhd1^<ff>Phd2^<ff>Phd3^<ff>,Phd2^<ff>,Phd3^<f+>およびPhd2^<ff>Rosa26^<+/CreERT2>マウスは、モニタリングで感染症を認めたため抗生剤投与を行った。その後、ワイルドタイプマウスと掛け合わせF1ヘテロマウスの作製に成功している。現在Phd1^<ff>、Phd2^<ff>、Phd3^<ff>、Phd1^<ff>Phd2^<ff>Phd3^<ff>ホモfloxマウス、およびRosa26^<+/CreERT2>の作製に着手している。PHD1,2およびHIF2aのオリゴsiRNAの導入に成功した。これらオリゴsiRNAを3T3-L1細胞に導入し、脂肪滴蓄積に与える影響を検討したが明らかな変化を認めなかった。また、昨年成功していたPHD1,2,3,4レトロウイルスを3T3-L1細胞に導入し、脂肪滴蓄積に与える影響を検討したが明らかな変化を認めなかった。以上から、低酸素システムは脂肪細胞分化に関連がある可能性は低いと考えられた。低酸素シグナルの最終的なエフェクターであるHIFを検出する7xHRE人工レポーターを用いて、新規PHD阻害薬のスクリーニングを行った。その結果、陽性対象であるコバルトとほぼ同等のルシフェラーゼ活性化能を有する化合物を見出した。さらにこの化合物を用いてMTSアッセイ(細胞毒性試験)およびHPLCを用いた分解性検討試験を行った。その結果、この化合物は、細胞毒性が極めて低く、ブタエステラーゼによりほとんど分解されないことも判明した。
優れた耐食性をもつイオン注入表面改質チタンの骨形成促進に関する研究

プラズマ発生高周波出力30W,パルス電圧-22kV,パルス周波数100Hz,パルス時間50μsの条件下におけるプラズマソースイオン注入(PSII)法により,純チタン試料に100nmの表層酸化膜が成膜され,PBS溶液中での分極曲線の測定により,耐食性の向上が追証された.また試料を動物実験用の複雑な3次元構造をもつネジ型チタンインプラントとした場合も,均一な厚さの酸化膜が成膜され,PSII法の有効性が確認された.生成された酸化膜はその条件のコントロールにより,チタン:酸素の元素比が1:2になるよう設定され,X線回折による結果の上では明らかな酸化チタンの結晶を認めず,未処理の純チタン表層酸化膜と同様の組成比ならびにアモルファス構造を有し,厚径のみが異なることが示唆された.次いで上記の条件下で酸素イオン注入を行った純チタンネジ型インプラント(実験群)とコントロールとして未処理のインプラント(コントロール群)を,通法に従い家兎脛骨に埋入し,6,12週後のインプラント周囲に新生される骨組織の組織形態計測学的解析および生体力学的解析を行った.6,12週後いずれにおいても,実験群はコントロール群に比し,統計学的有意差は認めなかったものの,インプラントと新生骨の接触率ならびにインプラント周囲に新生された骨量が増加する傾向が見られた.また組織学的に6週後,実験群周囲の骨組織に多くの発達した層板構造が観察された.しかしながらインプラントと新生骨組織との剪断力の測定結果には,両者間に全く差を認めなかった.実験群において組織学的に観察されたわずかな骨形成の亢進も,インプラント把持のための抵抗力を有意に向上するには到らなかったものと推測される.今後さらに免疫組織学的な骨形成課程の詳細を検討する予定である.市販純チタンスクリューインプラントへの酸素イオン注入を,PSII(Plasma Source Ion Implantation)の諸条件を変えて行った後,スクリューの様々な部位での酸素注入深さをAES(Auger electron spectroscopy)による深さ分析で評価した。その結果成膜時の真空度約10^<-3>Pa,プラズマ発生用高周波出力30W,パルス電圧-50kV,パルス周波数105kHzにおいて試料の最終酸化膜厚径はほぼ均一に100nmとなった。さらに酸化膜の結晶構造をXRD(X-ray diffraction,X線回折)によって調べると酸化チタンの結晶に相当するピークは全く観察されず,酸化膜はTiとOを含むアモルファス構造を呈していると結論された。ついでAFM(Atomic force microscope,原子間力顕微鏡)により,イオン注入はnmレベルの表面モルフォロジーに影響を与えるが,表面そのものの形状は変化させず,表面モルフォロジーの制御が可能であることが明らかとなった。引き続き同試料を用いて動物実験を開始した。実験動物および対象部位として家兎脛骨を選択し,麻酔下にて皮膚,筋,骨膜弁を開き,生理食塩水注水下にて脛骨近位骨端部に埋入窩を形成し,左右2本ずつインプラントを埋入した。なお実験後の評価のため,未処理コントロール群と実験群を一対とし,左右対称に2本ずつ,計4本/羽の埋入を行った。現在経時的に試料採取を行っている過程である。プラズマ発生高周波出力30W,パルス電圧-22kV,パルス周波数100Hz,パルス時間50μsの条件下におけるプラズマソースイオン注入(PSII)法により,純チタン試料に100nmの表層酸化膜が成膜され,PBS溶液中での分極曲線の測定により,耐食性の向上が追証された.また試料を動物実験用の複雑な3次元構造をもつネジ型チタンインプラントとした場合も,均一な厚さの酸化膜が成膜され,PSII法の有効性が確認された.生成された酸化膜はその条件のコントロールにより,チタン:酸素の元素比が1:2になるよう設定され,X線回折による結果の上では明らかな酸化チタンの結晶を認めず,未処理の純チタン表層酸化膜と同様の組成比ならびにアモルファス構造を有し,厚径のみが異なることが示唆された.次いで上記の条件下で酸素イオン注入を行った純チタンネジ型インプラント(実験群)とコントロールとして未処理のインプラント(コントロール群)を,通法に従い家兎脛骨に埋入し,6,12週後のインプラント周囲に新生される骨組織の組織形態計測学的解析および生体力学的解析を行った.6,12週後いずれにおいても,実験群はコントロール群に比し,統計学的有意差は認めなかったものの,インプラントと新生骨の接触率ならびにインプラント周囲に新生された骨量が増加する傾向が見られた.また組織学的に6週後,実験群周囲の骨組織に多くの発達した層板構造が観察された.しかしながらインプラントと新生骨組織との剪断力の測定結果には,両者間に全く差を認めなかった.実験群において組織学的に観察されたわずかな骨形成の亢進も,インプラント把持のための抵抗力を有意に向上するには到らなかったものと推測される.今後さらに免疫組織学的な骨形成課程の詳細を検討する予定である.
アーク陰極点のインテリジェントな特性の解明と金属表面クリーニングへの応用

真空中でのアーク陰極点は陰極表面上に酸化物が存在すると酸化物上に優先的に陰極点が形成され、陰極点の高いエネルギー密度で短時間に酸化物を蒸発させ酸化物を陰極金属表面から除去していく性質を有する。本研究ではアーク陰極点の特異な性質を把握し、その特異性の発現する理由を明らかにすると共に、これらの性質の応用について探索することを目的とした。研究の主な成果を以下にまとめて示す。(1)ケルビンプローブを用い陰極表面の仕事関数を測定することにより、金属表面の酸化物上に陰極点が選択的に形成され、酸化物を優先的に除去していく理由を検証した。金属酸化物が、金属より仕事関数が低く、電子放出が容易であることに原因があることが明らかになった。(2)陰極点の酸化物除去速度の観察から、陰極点にはエネルギー密度の高い陰極点とエネルギー密度の低い2種類のモードが存在することを見いだした。前者は後者に比べ酸化物除去速度が速く、酸化物が除去されたあとの表面の粗度は小さい。(3)2種類の異なるモードの陰極点は陰極面上に同時に存在する。どちらのモードが存在する確立が高いかは表面状態に依存する。NaOHやKOH溶液を表面に塗布すると高エネルギー密度の陰極点ができやすい。エチレングリコールを薄く塗布した表面でも同じことが起こる。(4)アーク陰極点で酸化物を除去した金属(鋼材)表面は硬度が著しく上昇する。陰極点による酸化物蒸発除去過程で金属表面の薄い層が溶融状態になった後に急冷凝固されているためである。(5)陰極と陽極の距離をある限界長より小さくすると酸化物除去のエネルギー効率が大きく上昇する(2倍以上)。陰極から噴出する蒸発分解した金属元素が陽極まで到達し陽イオンを形成し、陽極降下電圧を著しく減少させ、陽極におけるエネルギー損失を低下させるためであることが明らかになった。これまでの理論解析により陰極点の電流密度を大きくすることにより表面酸化膜の除去速度を高速化できかつなめらかな表面状態を得られるることが推定されていたが、アークにおいて陰極点電流密度を変える方法が解らなかった。本年度の陰極点の特性に関する基礎的実験調査研究により以下の新しい知見が得られた。.(1)金属表面の酸化物除去に寄与する陰極点には2種類のモードが存在する。(2)2種類のモードのアーク維持電圧はほぼ同じであり、異なるモードが同時に同一陰極面上に存在できる。(3)2種類のモードの主な違いは陰極点における電流密度である。高い電流密度の陰極点と低い密度の陰極点がある。(4)陰極面上に散在する陰極点がどのモードになりやすいかは表面の状態を変えることにより変え得る。この知見から、酸化物除去速度を高めるためには高密度電流モードの陰極点の発生確率を高める条件を明らかにして、その条件を満たす表面状態を作り出せば良いことが解った。高密度電流モードの陰極点の発生確率を高くするためには適当濃度のNaOH水溶液、KOH水溶液の塗布が有効である。ポリエチレングリコールの少量塗布も有効であることが判明している。NaCl、KCl水溶液の塗布は酸化物除去速度を減少させる。適当量のポリエチレングリコールの塗布による表面酸化物の除去速度の上昇は塗布なしの場合に比較して300%になることがある。発生確率を変える物理化学的な理由の解明は今後の課題である。陰極点による酸化物除去処理表面の物理化学的特性の変化について調査し以下のことが判明した。(1)酸化物除去処理した鋼材表面の硬度は著しく上昇する。

(ビッカース硬度が2-3倍)。(2)硬度上昇の理由は鋼材表面の薄い層がエネルギー密度の高い陰極点により急速加熱、急速冷却される焼き入れ効果の結果である。真空アークの陰極点はエネルギー密度が著しく高く、陰極である金属表面に存在する酸化物を以下のようなインテリジェントな特性を示しつつ除去する。すなわち(1)金属表面にある酸化物の自らが探し出し、酸化物上に陰極点が優先的に形成される。(2)酸化物上に形成された陰極点は、酸化物を蒸発・揮散させることにより除去し、清浄な金属表面を作り出す。陰極点下の酸化物が除去され、金属面が現れると、陰極点は新しい酸化物を求めて自動的に移送する。(3)陰極表面の酸化物が全て除去され、清浄な金属表面だけになると、アーク電圧が上昇し、酸化物除去作用が終了したという情報を発信する。本研究はこのようなインテリジェントな性質が発現する物理を明らかにし、この性質の応用を探索することにある。平成15年度の研究により明らかになった主な点は以下のとおりである。(1)酸化物除去処理をしようとする陰極材料の表面にOH基を含む物質を少量塗布することにより酸化物除去速度を高めることができる。ポリエチレングリコールの塗布により酸化物除去速度が2-3倍上昇することが見出された。除去速度の向上は陰極点のエネルギー密度が上昇しているためと推定される。(2)ケルビンプローブによる仕事関数の計測によりOH基を含む物質の塗布は表面の仕事関数を低下させる傾向があること判明した。仕事関数の低下により電子放出が容易になることが陰極点のエネルギー密度上昇に関係していると思われる。(3)陰極点のクリーニング作用は陰極表層の急速加熱溶融、急速冷却凝固を伴う。このプロセスをモデル化して数値解析した。急冷凝固効果は非常に大きく、冷却速度は10の6乗(K/sec)を超える。結晶の微細化、内部応力の蓄積により表層が硬化し、大きな焼入れ効果が現れる。(4)インテリジェントな特性の圧力依存性を調査した。これらの特性は必ずしも真空雰囲気で形成されるアークにだけ見られる特徴ではないことが認められた。平成16年度の研究により明らかになった主な点は以下のとおりである。(1)雰囲気圧力の陰極点クリーニング作用への影響を調査して以下のことがあきらかになった。(1)アーク陰極点による酸化膜除去作用は20000Paの圧力かでも起こりうる。(2)陰極点個数は電流を一定とした場合圧力とともに増加する。(3)陰極点のエネルギー