hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メソポーラスシリカにおけるシップ・イン・ボトル合成法の確立と高機能表面の創出

大きさの揃ったメソ細孔により高表面積を実現しているシリカ物質の表面修飾に関しては、この細孔自体がナノリアクターとして働くにもかかわらずその側面から、合成、構造解析、機能解析を展開した研究例はほとんどなかった。ナノリアクターの触媒化には表面修飾が避けられないため、その基本的な学術を構築することを目的とした。表面修飾処理の順番、拡散速度と表面反応速度の制御により異なる表面構造を構築する。それにより合成の可能性を追求する。アミンと金属イオン配位子との反応において、様々な表面構造が上記の方法により得られ、それぞれの部分酸化触媒機能には大きな差が生じることを初めて明らかにできた。ストレートチャンネルのメソ細孔性シリカMCM-41(細孔径2.7nm)、SBA-15(細孔径7.5nm)および三次元連結構造のメソ細孔性シリカMCM-48(細孔径2.6nm)、KIT-6(細孔径7.0nm)を合成して研究の担体のシリカとした。2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリエトキシシランをそれぞれ室温で拡散させた後に120°Cに昇温し、表面反応を起こすモードと、混合語直ちに昇温、表面反応を起こすモードの2つのモードを比較するため、Cu(II)錯体を利用した。すなわち、最初にメソポーラスシリカ内にCu(II)を塩化物から導入、2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリエトキシシランを室温拡散させた後、昇温する方法と、最初にCu(II)と2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリエトキシシランを室温反応させてからメソポーラスシリカと120°Cで反応させる方法を生成した表面化学種をCHN元素分析法、電子スピン共鳴法、紫外可視分光法などにより分析、オキシアニオン吸着実験を行うことにより比較した。MCM-41で2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリエトキシシランとCu(II)の量論比を1:1と1:2で混合したところ、生成した表面構造は前者の方法による生成物よりも後者の方法による生成物の方が、均一であった。またクロム酸の吸着においても、ともに量論的な吸着を示したのは後者の方法であった。担持量も後者の方法が大きかった。一方、SBA-15を用いた場合、MCM-41でみられた差は全て小さくなった。MCM-41またはSBA-15のメソ細孔中にてベンゼンジアルデヒドと3-アミノトリエトキシシシランを反応させた。室温ではアミノ基とアルデヒド基は直ちに反応する一方、エトキシ基と表面シラノール基は100°C程度以上で反応を起こすため、室温で1平方ナノメートルのたり1分子のベンゼンジアルデヒドをトルエン溶媒で細孔拡散させた後、2当量の3-アミノトリエトキシシシランを室温で拡散させ、分子間で逐次反応させた。その後昇温し、12時間還流することにより、シランのエトキシ基と表面シラノール基を反応、グラフとした。さらに塩酸-エタノール溶液で生成したイミン結合を加水分解し、ベンゼンジアルデヒドを除去し、3-アミノプロピル基を表面に残存させた。この方法は、3種あるベンゼンジアルデヒドのうち、メタ異性体とパラ異性体に関して可能であり、オルト異性体については加水分解がほとんど進行しなかった。また非細孔性のシリカエアロジルのCab-O-sil M7Dに関しても、まったく同じ手順でその表面を有機基で修飾した。X線回折法、窒素吸着法、元素分析、フーリエ変換赤外分光法、13C CP MAS核磁気共鳴法を用いてすべての試料と、加水分解前の中間物質の構造解析を行った。その結果、メタ異性体とパラ異性体に関しては、反応がここに記述される通り進行していることが明らかになった。これらの試料を吸着材としてベンゼンジアルデヒドの吸着実験を行ったところ、調製に用いたベンゼンジアルデヒドと同じアルデヒドの吸着の平衡定数が顕著に大きくなったのは、SBA-15であり、MCM-41では差が小さかった。またCab-O-sil M7Dではほとんど差が認められなかった。前年度までは、ケージ直径が10 nm、連結部径が3 nmのMTS-35を中心に、メソポーラスシリカ表面に有機官能基のシップ・イン・ボトル合成を行い、Mn(II)触媒の調製へ適用して来たが、本年度は同法を酵素の固定に応用した。3-aminopropyltriethoxysilane(APTES)をグラフとしたMTS-35中で、グルタルアルデヒド(GA)とαーアミラーゼとを同時にメソ細孔内で反応させた場合とGAを先にグラフトし、続いてαーアミラーゼを反応させた逐次合成法を比較した。α-アミラーゼはケージ、連結部の容積を共に半分に減少させることがわかった。一方、ケージは大きな細孔が優先して減少することが明らかになった。この変化は固定法によらない。

酵素によるでんぷん分解活性は、逐次合成法で固定化した酵素の方が24倍高かった。細孔径22 nmのメソ細泡構造を有するMCFを基体に同様の実験を行ったところ、酵素の固定により細孔容積は細孔径によらず、一様に小さくなった。でんぷんの分解活性に関しては逐次合成法が48倍活性が大きかった。また反応の反復による活性低下も逐次合成法の方が小さかった。このように大口径メソ細孔性シリカに見られた差は、細孔径が2.5 nmであるMCM-41を利用した場合は見られず、α-アミラーゼ固定化法によるでんぷん分解活性の違いは16%に過ぎなかった。MCM-41では酵素は細孔内に入らず、外表面に存在していると考えられる。このため酵素活性の違いは、メソ細孔特有の現象であることが結論づけられる。PE-PEG AB3ブロックコポリマーを型剤に合成され、10nmの大細孔と4nmの連結部からなる3次元cubic構造を有するMTS-35を用いて、細孔内にTACN-Mn錯体の酸化触媒活性点を合成した。3-glycidyloxypropyltrimethoxysilaneを最初に、その後1,4,7-triazacyclononane (tacn)を表面反応させる方法(逐次グラフト法)と、3-glycidyloxypropyltrimethoxysilaneとtacnを細孔内で反応させ、その後温度を上昇、表面にグラフトする方法(シップインボトル合成)の2種の合成法を比較した。元素分析および構造解析から前者はtacnが一有機鎖で後者はtacnが二有機鎖で、表面固定されていることが明らかになった。propylene oxideと反応させ、アミンを全て3級化した後にMn(II)を配位させたところ、両合成法ともほぼ同量の活性点密度が得られた。メタノール、アセトン、アセトニトリルを溶媒に、シクロヘキセンの部分酸化を行った。どの溶媒を利用した場合でも、シップインボトル合成による触媒の方が高活性を示した。溶媒間の比較では、どちらの触媒を利用した場合でもメタノールで最も高活性、アセトニトリルで最も低活性であった。メタノールを溶媒にした場合のシクロヘキセンへの選択性は、シップインボトル合成による触媒が100%を示したことに対して、逐次グラフト法による触媒ではわずかに61%であった。研究申請時にシップインボトル合成法としてその効果が顕著になりやすいと予想された反応系では、確かに興味深い現象が見出されているものの、この合成法には他では実現できない構造や機能が実現する見込みがあると考える。今後はさらに適当な系を見出し、機能も吸着から触媒作用まで視野に入れて研究を進める。25年度が最終年度であるため、記入しない。ゼオライトで金属クラスターを細孔内に合成することがミクロの世界でのシップインボトル合成として知られているが、メソ細孔においては特定の有機構造もしくは、錯体構造が適当と方針を定め、この合成法が他の方法と別構造を与える事実を明らかにすることが、初めの段階になるが、合成法の選択と最適化、構造解析の選択が必要である。現時点までこれらを確立、洗練した形にまとめることができた。そこで得られた細孔内構造の差異が、吸着、固体触媒など、機能の違いとして解明することが第二段階と目され、そのように研究計画が立案されているが、本年度はまさにこの点を明らかにしている。したがって概ね計画通り進展していると判断できる。
トーラスプラズマにおけるアルヴェン固有モード空間構造の高速イオン損失に与える影響

本研究においては、核融合科学研究所の大型ヘリカルプラズマに入射される高速イオンによって励起されるアルヴェン固有モードAEの空間構造の差異による高速イオン損失に与える影響の解明研究を推進した。プラズマ中心の外側への移動に起因しAEの空間構造が広くなり、それに従って観測された高速イオンの損失過程が対流的から拡散的、並びに統計軌道的になる事を明らかにした。この現象をより深く理解するため、数値シミュレーションによるAEに起因する高速イオン損失の再現を試みた。AEの存在する条件下での高速イオン軌道を追跡するために、プラズマ中の高速イオン軌道計算を使用した。また、プラズマ外に設置してある損失高速イオンプローブによる高速イオン検出を模擬するために、プラズマ外の高速イオン軌道計算を使用した。両者を接続することによって、AEに起因する損失高速イオン検出のシミュレーションを行った。実験で観測されたようなAEの周波数掃引を考慮する事によって、AE揺動強度の上昇によって検出器に到来する損失高速イオン束が上昇する結果が得られた。それらの高速イオンのエネルギー及びピッチ角(磁場ベクトルと速度ベクトルのなす角)は実験で得られたものと一致した。さらには、プラズマ中心の異なる状態について数値シミュレーションを行う事によって、プラズマ中心の外側への移動に伴う損失過程の変化を再現した。数値シミュレーションを行う事によって、プラズマ中心の外側の移動に伴うこの損失過程の変化は、AEの空間構造の拡大によってプラズマ外に損失する高速イオンのエネルギー及びピッチ角領域が拡大している事に起因する事を明らかにした。本研究においては、大型ヘリカル装置LHDにおいてプラズマ中に入射される高速イオンによって励起されるアルヴェン固有モードAEの空間構造測定を行い、同時にそのモードによって損失される高速イオンの速度情報を計測し、アルヴェン固有モード空間構造の高速イオン損失に与える影響の解明研究を推進した。AEの空間構造測定においては、Hアルファ揺動観測器を用いる事で、トロイダルアルヴェン固有モードTAEに起因したHアルファ揺動分布を取得した。線形計算コードであるAE3Dを用いて得られたポテンシャル分布から計算したHアルファ揺動と実験結果の両者のよい一致をみた。AEに起因する損失高速イオンの速度情報計測ついては、様々な磁場配位において、シンチレータ型損失高速イオンプローブを用いることで、アルヴェン固有モードによる損失高速イオンを計測した。磁場配位の違いによってTAEによって損失される高速イオンのエネルギー及びピッチ角(磁場ベクトルと速度ベクトルのなす角)が異なるが、それらが通過軌道を持つ高速イオンである事を明らかにした。損失高速イオン束のアルヴェン固有モード揺動強度依存性は実際のプラズマ中心の外側への移動に従って顕著になる事が明らかとなった。この両者の関係は、高速イオンの速度空間上の輸送の情報を持っており、位相空間上の輸送が対流的から拡散的になった事を示している。さらに、理論で予測される拡散的損失よりも顕著な場合も観測され、この現象を固有関数の経方向拡大と位相空間上の損失領域の拡大によるものではないかと予想した。
胎盤絨毛細胞が発現するHLA抗原の妊娠における免疫学的役割に関する研究

本研究は、胎盤絨毛細胞(トロホブラスト)が発現するHLA抗原の妊娠における免疫学的役割を明らかにすることを目的とした。そのために、我々は、以下に示す4つのテーマに関する研究を行なった。1.水溶性HLA-G抗原の,母体免疫系に及ぼす影響について。水溶性HLA-Gを認識した末梢血リンパ球はTh1サイトカインの分泌を増加させ、膜結合型HLA-G認識の場合と反対に反応し、サイトカイン分泌を調節している。しかし、水溶性HLA-G蛋白を認識した脱落膜リンパ球は、膜結合型HLA-G認識の場合と同様に、Th1サイトカインの分泌を減少させ、脱落膜内では、膜結合型と水溶性のHLA-Gが協調的に作用しているとわかった。また、水溶性HLA-Gは末梢血リンパ球のNK活性に影響を与えないことがわかった。2.HLA-E抗原の,母体免疫系に及ぼす影響について。HLA-Eは、膜結合型HLA-Gと、サイトカイン毎に、協調的あるいは相反的に作用して、妊娠局所のサイトカイン分泌を微調整し、妊娠を維持していると考えられた。3.習慣流産に対する漢方治療の免疫学的作用機序。自己免疫性習慣流産の漢方治療として用いられる柴苓湯ならびに当帰芍薬散は、末梢血リンパ球からのTh1サイトカイン分泌を増加させ、自己免疫異常でTh2に傾いているTh1/Th2バランスを是正するが、妊娠局所である脱落膜のリンパ球はこれらの漢方薬によっても、HLA-Gの有無に関わらず、Th1サイトカイン分泌を変化させなかった。妊娠局所においては、漢方薬は胎児に細胞免疫による悪影響を与えないと考えられた。胎盤から未分化なサイトトロホブラストのみを95%以上の高純度で分離し、これをすべて絨毛外トロホブラストに分化させる培養法を確立した。培養経過とともに、HLA-G強く発現してくることを免疫組織学的に証明した。1.水溶性HLA-G抗原の,末梢血リンパ球からのサイトカイン分泌に及ぼす影響ついて。末梢血リンパ球は、膜結合型HLA-G蛋白を認識すると、tumor necrosis factor(TNF)-α、あるいはinterferon(IFN)-γといったT helper 1(Th1)サイトカインの分泌を減少させることがわかっているが、水溶性HLA-G蛋白を認識した末梢血リンパ球はこれとは反対に、TNF-αやIFN-γといったTh1サイトカインの分泌を増加させた。すなわち、水溶性HLA-Gは膜結合型HLA-Gと反対に作用することにより、その働きを調節していると考えられた(文献1)。2.HLA-E抗原の,習慣流産への関与について。原因不明初期習慣流産夫婦において、HLA-Eの多型を検討したところ、HLA-Eの各alleleの頻度、およびgenotypeは、夫婦双方において、正常夫婦と差がなかった。すなわち、HLA-Eは、習慣流産の病因には深く関わっていないと考えられた(文献2)。3.習慣流産に対する漢方治療(柴苓湯ならびに当帰芍薬散)の免疫学的作用機序。自己免疫異常である抗リン脂質抗体症候群による習慣流産の治療として、我国では柴苓湯ならびに当帰芍薬散を用いた漢方治療が行なわれている。これらの漢方薬は、末梢血リンパ球からのTh1サイトカイン分泌を増加させ、自己免疫異常でTh2に傾いているTh1/Th2バランスを改善して自己免疫性習慣流産を治療していることがわかっている。

しかし、妊娠局所である脱落膜のリンパ球はこれらの漢方薬によってもTh1サイトカイン分泌を増加させず、またHLA-Gの作用も変化させないことがわかった。妊娠局所でTh1が刺激されないということは、局所において胎児に細胞免疫による悪影響を与えないということであり、漢方薬治療は合理的な治療であると考えられた(文献3)。1.水溶性HLA-G抗原が,脱落膜リンパ球からのサイトカイン分泌に及ぼす影響ついて。昨年度の研究で、末梢血リンパ球からのサイトカイン分泌に対して、水溶性HLA-Gが膜結合型HLA-Gと反対に作用し、その働きを調節していることが判明した。本年度は、水溶性HLA-G抗原が、脱落膜リンパ球からのサイトカイン分泌に及ぼす影響を検討した。その結果、脱落膜リンパ球は、膜結合型HLA-G蛋白を認識すると、tumor necrosis factor(TNF)-α、あるいはinterferon(IFN)-γといったT helper 1(Th1)サイトカインの分泌を減少させることがわかっているが、水溶性HLA-G蛋白を認識した場合も、これと同様に、TNF-αやIFN-γといったTh1サイトカインの分泌を減少させることが判明した。すなわち、脱落膜内においては、水溶性HLA-Gは膜結合型HLA-Gと協調的に作用していると考えられた(論文投稿中)。2.水溶性HLA-G抗原が、末梢血リンパ球のナチュラルキラー(NK)活性に及ぼす影響について。膜結合型HLA-Gは、末梢血リンパ球のNK活性を抑制することがすでに報告されている。そこで、本年度、水溶性HLA-Gが末梢血リンパ球のNK活性にどう作用するか検討した。その結果、膜結合型HLA-Gと異なり、水溶性HLA-Gはそれ自身では末梢血リンパ球のNK活性に影響を与えないことがわかった。また、膜結合型HLA-Gを発現している細胞に対するNK活性を検討しても、わずかに膜結合型HLA-GのNK抑制作用を促進する傾向があるものの、ほとんど影響が認められなかった(論文投稿中)。3.習慣流産に対する漢方治療(柴苓湯ならびに当帰芍薬散)の免疫学的作用機序。自己免疫異常である抗リン脂質抗体症候群による習慣流産の治療として、我国では柴苓湯ならびに当帰芍薬散を用いた漢方治療が行なわれている。これらの漢方治療について総合的に検討した(文献1)。前2年度の研究で、HLA-Gの母体免疫系に及ぼす影響が、かなり解明されたため、最終年度の研究として、胎盤トロホブラストにおけるHLA-G発現がどのように調節されているか明らかにすることにした。これまでにもHLA-Gの発現調節機構に関する論文は存在しているが、それはHLA-Gを遺伝子導入した不死化細胞株を用いた研究のみであり、胎盤のトロホブラスト自身を用いた研究は、よい培養方法がなかったため、不可能であった。そこで、我々は、未分化な細胞性トロホブラストを高純度で分離し、それを絨毛外トロホブラストに分化させる培養方法を確立することを計画した。従来、胎盤から細胞性トロホブラストを分離する方法はそれなりに存在していた。胎盤を酵素処理し、パーコール密度勾配遠心法でトロホブラストを分離する方法である。しかし、この方法では線維芽細胞などトロホブラスト以外の細胞が混入し、トロホブラストの純度は50-70%程度にすぎなかった。また、トロホブラストも未分化なものから分化したものまで、多くの分化段階の細胞が混ざって分離されていたのである。
抗原レセプターシグナルによるBリンパ球アポトーシス誘導機構の研究

我々は、化学的架橋剤を用いて抗Ig抗体を赤血球や株化ミエローマ細胞に結合した抗Ig抗体結合細胞と脾B細胞を反応させ、可溶性抗Ig抗体の場合と比較した。その結果、可溶性抗Ig抗体で刺激した場合にも、抗体の濃度によってはアポトーシスをおこすことが明らかとなった。しかしながら、B細胞を抗Ig抗体結合細胞と共に培養した場合には、可溶性抗Ig抗体で刺激した場合に比べて著明に強くアポトーシスが誘導され、固相化抗Ig抗体で刺激した場合と同様に24-48時間程度の間にほとんどのB細胞はアポトーシスをおこし死滅した。この知見は、膜結合型抗原が可溶性抗原よりはるかに強力にB細胞アポトーシスを誘導することを示している。抗Ig抗体に反応したB細胞のsIg分子の分布を蛍光顕微鏡を用いて観察したところ、抗Ig抗体結合細胞と共に培養した場合、B細胞表面で多数のsIgの凝集(キャッピング)を認めることができた。しかし、可溶性抗Ig抗体で刺激した場合にも抗Ig抗体の濃度を高くし、B細胞のアポトーシスが観察できる濃度にした際にはsIgのキャッピングを認めた。したがって、sIgのキャッピングがアポトーシスの誘導に関与する可能性は示唆されたが、可溶性抗Ig抗体と抗Ig抗体結合細胞の差を説明することはできなかった。さらに、我々は、Bcl-2を過剰発現するためにアポトーシスが遅延するBcl-2トランスジェニックマウスのB細胞のsIgを固相化抗Ig抗体を用いて強くクロスリンクした際に、約15時間で細胞周期が停止することを明らかにした。したがって、正常B細胞がsIgを介するシグナルによりアポトーシスをおこす際に、アポトーシスに先だって、細胞周期の停止が起こることが明かとなり、細胞周期の停止がB細胞のアポトーシスの引き金を引いていることが示唆された。
ターボ符号を用いる通信システムの性能評価と最適設計に関する研究

通信路の状態が劣悪な環境においては、通信システムに畳込み符号を適用した誤り性能改善効果について理論的には明らかにされていない.本研究では、まず、ターボ符号の復号に用いられるMax-log-MAP復号法を用いた畳込み符号の誤り率の厳密解析を行った.次に、畳込み符号を並列連接するターボ符号の誤り性能評価を行うために、畳込み符号の重み分布の一般式を導出し、ターボ符号のインターリーバに依存しない形の誤り性能解析結果を示した.通信路の状態が劣悪な環境においては、通信システムに畳込み符号を適用した誤り性能改善効果について理論的には明らかにされていない.本研究では、まず、ターボ符号の復号に用いられるMax-log-MAP復号法を用いた畳込み符号の誤り率の厳密解析を行った.次に、畳込み符号を並列連接するターボ符号の誤り性能評価を行うために、畳込み符号の重み分布の一般式を導出し、ターボ符号のインターリーバに依存しない形の誤り性能解析結果を示した.まず、研究代表者はこれまでにターボ符号の基礎となっている畳込み符号について、ビタビ復号を適用したシステムの誤り率の厳密解析法を明らかにしてきた。また、ターボ符号の復号器の基礎となるMax-Log-MAP復号について、拘束長が2の畳込み符号の誤り率の理論解析を行った結果をまとめてIEEE Transactions on Information Theoryの論文誌に投稿していた。平成18年度はこの論文が条件付採録となっていたため、再検討を行って再投稿をした結果、採録することが決定した。また、畳込み符号の拘束長を3に拡張したときの誤り性能解析を行ってシミュレーション結果と比較して両者が一致することを明らかにした。この結果については国際シンポジウム2006International Symposium on Information Theory and its Applications(ISITA2006)に投稿し、採択されて研究発表を行った。次に、研究代表者はこれまでに非再帰型畳込み符号の入出力重み分布の導出方法を明らかにしていた。そこで平成18年度は、この方法を再帰型畳込み符号の入出力重み分布の解析に適用して重みの次数が小さい場合は符号長依存しない形の一般式で表せることを理論的に明らかにし、その結果について電子情報通信学会情報理論研究会において発表を行った。さらに、再帰型畳込み符号を並列連接したターボ符号器の入出力重み分布の理論解析を行って、誤り率解析結果をシミュレーション結果と比較して、エラーフロア領域の誤り性能が評価できることを示し、情報理論とその応用シンポジウムにて講演を行った。研究代表者は、これまでにターボ符号の基礎となっている畳込み符号について、ビタビ復号を適用したシステムの誤り率の厳密解析法を明らかにしてきた。本研究では、まず、ターボ符号の復号器の基礎となるMax-Log-MAP復号について、拘束長が2の畳込み符号の誤り率の理論解析を行った結果をまとめてIEEE Transactions on Information Theoryの論文誌に投稿して採録された。この結果については平成18年度に国際シンポジウムISITA2006で成果報告を行った後、電子情報通信学会論文誌に投稿した(査読結果は現在のところ条件付き採録)。上記の研究と並行して、研究代表者はこれまでに非再帰型畳込み符号の入出力重み分布の導出方法を明らかにしており、平成19年度は、畳込み符号を直列に連接した場合について解析を行い、連接符号の全体の入出力重み分布が符号長依存しない形の一般式で表せることを理論的に明らかにし、シミュレーション結果と比較した。その結果は国際会議6th International Conference on Information, Communication, and Signal processing (ICICS2007)において研究成果の発表を行った。さらに、上記の畳込み符号の入出力重み分布の解析法について、より明確に証明できる解析法を提案し、電子情報通信学会研究会において報告を行っている。研究代表者は、これまでにターボ符号の基礎となっている畳込み符号についてビタビ復号を適用したシステムの誤り率の厳密解析法を明らかにしてきた。この結果については海外発表を行い、平成20年度に電子情報通信学会論文誌(IEICE Trans, Fund. )にされた。ターボ符号の誤り性能は畳込み符号の重み分布による上界で評価できるため、研究代表者は畳込み符号の入出力重み分布の導出方法についての研究を進めてきた。平成19年度には非再帰型畳込み符号を直列に連接した場合について解析を行い、連接符号の全体の入出力重み分布が符号長依存しない形の一般式で表せることを理論的に明らかにして、その結果を国内外で報告を行った。平成20年度は再帰型畳込み符号の重み分布の解析を行い、これを並列連接したターボ符号に適用して昨年度の結果と同様に符号長、インターリーバのサイズに依存しない形で得ることできた。この結果は既に国際シンポジウム(ISITA2008)で報告を行っている。今後は解析結果を数学的に明らかにした上で、追加結果を今年度中に国内外で報告した後に論文誌に投稿する予定である。
アラミドとシリコーンのマルチブロック共重合による医用高強度高酸素透過性樹脂の開発

これまで、アラミド・シリコーン樹脂(PAS)について表面及びバルクの構造解析、気体透過性、機械的強度、生体成分との相互作用の評価など様々な基礎研究を系統的に行いPASが実際の医用材料へ応用できることを明らかにしてきた。最終年度の9年度は、実用化を目標に更に詳細な研究を行い、次のことを明らかとした。臨床における人工肺に近い条件として気液法を用いて酸素透過性の評価を行った。その結果、PASは高い機械強度を持つために薄膜化が可能であり、また現在膜型人工肺として用いられている均質膜より薄く、かつ高い酸素透過性を示すものとして期待される高分子材料であることが分かった。次に、PASの表面性状、ミクロ相分離構造の更に詳細な研究を行った。まずangle dependent-XPSによりフィルム表面の深さ分析を行い、表面分析深さが深くなるにつれPDMSの濃度が減少することが分かった。更に最も浅い分析深さではPDMS含量によらず表面組成はほぼ一致しておりPDMSホモポリマーと同一であることが推測できた。また、static-SIMSによりangle dependent-XPSより更に極最表面を分析した結果、SIMSで検出される領域は完全にPDMS層で覆われていることが明らかとなった。特に、わずか8wt%のPDMS含量のPASにおいてもその極最表面は100%覆われていることが示され以上のangle-dependent XPS,static-SIMSの結果よりPASフィルムの極最表面は、PDMS含量によらず完全にPDMS層で覆われていることが明らかとなった。以上、分光学的解析に加えTEMを用いた直接的な表面及びバルクの構造解析を行った。PASフィルムの切断面を観察した結果、PDMS含量に関わらず表面は薄いPDMS層で覆われていることが確認できた。更にバルクでのミクロ相分離構造も確認され、そのモルフォロジーはPDMS含量に依存した。アラミド・シリコーン樹脂(PAS)は、芳香族ポリアミド(アラミド)とポリジメチルシロキサン(PDMS)とからなるマルチブロック共重合体であり、医用高強度高酸素透過性樹脂として期待される。まず、分子量が1680のPDMSを用いてPASを合成し、本研究の基本となる知見を得た。クロロホルムを溶媒に用い、トリエチルアミン塩酸塩を相間移動触媒としトリエチルアミンを塩化水素受容剤として低温2段階重縮合法によるプロセスを確立した。PDMSの分子量は247、900、3000のものも用いた。機械的な特性を評価した結果、引っ張り強度が1-70MPa程度で伸び率が10-250%程度の高剛性から弾性を有するエラストマーまでの幅広い機械的特性を有する膜材料が得られた。透明性も高く、スピンコート法により数十nmの膜厚を持つ超薄膜が得られることも明らかとなった。PASフィルム表面をESCAと静的接触角法により水との接触角測定を行った。この結果、PDMS成分、つまり、シリコーンが表面に蓄積することが明確に示された。PDMSの分子量247のものの表面集積能は低いが、その他のものは数%のPDMSを含むPASなら表面にはシリコーン集積が見られるという結果となった。次に、血液適合性、タンパク質吸着、細胞接着性を調べたが、医用材料としてその不活性さ故用いられるシリコーンを凌ぐ、医用材料として好ましい結果が得られた。何故、表面にシリコーン集積しているにもかかわらず、シリコーンを凌ぐ性能が得られたかを明らかにすることは次年度の課題である。酸素透過性についても高真空法で検討し、基本的な知見を整理した。人工肺として要求されるレベルを越えた高い酸素透過性を示した。本年度の研究により、人工肺への応用が可能であるとの結論が得られた。

更にバルクでのミクロ相分離構造も確認され、そのモルフォロジーはPDMS含量に依存した。アラミド・シリコーン樹脂の大量合成が可能なレベルまで合成方法の最適化が行われ、表面解析、バルク構造解析、物性評価を行った。生体成分との相互作用も研究計画に従って行い、多くの知見が得られ整理できた。まず、シリコーン成分をジシロキサンとしたものについて合成し、バルク特性、表面性状を調べた。酸素透過性については、シリコーン成分の分子量1680のものについて特に詳細に調べた結果、人工肺として要求される性能を有していることを明らかにした。熱機械特性他の諸物性を調べた結果、超薄膜化が可能なこの透明性のある含シリコーン樹脂の材料としての多様性を見出すに至っている。また、これまで生体適合性の良さを表面に集積したシリコーンの機能として説明してきたが、さらにタンパク質他の生体成分との相互作用を詳細に検討した結果、高い酸素透過性を含めシリコーン表面集積だけでは充分に説明することができず、ミクロ相分離構造をとっていると考え、説明を試みた。同時に、電子顕微鏡観察を開始し、シリコーン成分の表面集積と内部でのミクロ相分離構造を明らかとした。本研究は、アラミド・シリコーン樹脂の実用化を念頭においた基礎研究であるが、本年度の実績により、1)生体適合性の高い酸素透過性と強度に優れた材料であることと、2)この材料をブロック共重合体の典型を考え、表面およびバルク構造を整理することにより、新規な機能材料創成への重要な知見を得る可能性があることも同時に示すことができた。これまで、アラミド・シリコーン樹脂(PAS)について表面及びバルクの構造解析、気体透過性、機械的強度、生体成分との相互作用の評価など様々な基礎研究を系統的に行いPASが実際の医用材料へ応用できることを明らかにしてきた。最終年度の9年度は、実用化を目標に更に詳細な研究を行い、次のことを明らかとした。臨床における人工肺に近い条件として気液法を用いて酸素透過性の評価を行った。その結果、PASは高い機械強度を持つために薄膜化が可能であり、また現在膜型人工肺として用いられている均質膜より薄く、かつ高い酸素透過性を示すものとして期待される高分子材料であることが分かった。次に、PASの表面性状、ミクロ相分離構造の更に詳細な研究を行った。まず、angle dependent-XPSによりフィルム表面の深さ分析を行い、表面分析深さが深くなるにつれPDMSの濃度が減少することが分かった。更に最も浅い分析深さではPDMS含量によらず表面組成はほぼ一致しておりPDMSホモポリマーと同一であることが推測できた。また、static-SIMSによりangle dependent-XPSより更に極最表面を分析した結果、SIMSで検出される領域は完全にPDMS層で覆われていることが明らかとなった。特に、わずか8wt%のPDMS含量のPASにおいてもその極最表面は、100%覆われていることが示され以上のangle-dependent XPS,static-SIMSの結果よりPASフィルムの極最表面は、PDMS含量によらず完全にPDMS層で覆われていることが明らかとなった。
国連安全保障理事会による人権保障ガバナンスの構築に関する研究

本研究では、その理論的基盤を構成する安全保障化理論に関して研究を進めてきた。安全保障化理論は、ブザンなどのコペンハーゲン学派といわれる研究者によって構築されてきた議論であり、それまで安全保障の領域であると認識されてこなかった問題が、安全保障の問題として認識されるようになってきたことを明らかにする理論である。本研究では、コペンハーゲン学派の安全保障化理論について研究を進め、これに対する批判的研究も調査を進めている。コペンハーゲン学派の安全保障化理論に対して、ビゴ、バルザック、ユイスマンスといったパリ学派といわれる研究者が批判を加え、発話に基づく安全保障化理論に対抗して実践に基づく安全保障化理論の展開している。このような実践に基づく安全保障化理論における理論的基盤をなすのが、哲学者ブルデューやフーコーが提案した諸概念である。とくに、本研究では、フーコーの生政治、統治性の概念を用いて、コペンハーゲン学派の安全保障化理論の射程を拡張し、国連安全保障理事会がどのようにして安全保障化プロセスを進めているのかを明らかにする。今後、本研究では、安全保障化理論の研究をさらに進め、国連安全保障理事会による人権保障ガバナンスがどのように構築されているのかを解明していく。国連安全保障理事会が、文民の保護、子どもの保護、女性・平和・安全保障といった一連の決議を出すだけでなく、それらの決議に基づく制度や運用を通じて、安全保障の領域を人間の生活や福祉にまで拡大していることを明らかにしたい。これを明らかにするためには、フーコーの生政治、統治性の議論は有効なものであろう。2018年4月から9月までは、安全保障化に関する理論研究を進める予定であったが、計画期間よりもずれこんでいる。本研究では、安全保障化理論に関する先行研究やそれらに対する批判を整理し、安全保障化理論を再構築することで、国連安全保障理事会による安全保障の拡張という動向をとらえることを目的としている。現段階では、これらの安全保障化理論に関する理論研究については、先行研究の調査がまだ不十分であり、さらなる先行研究の精査が必要な段階である。また、このような安全保障化理論が、国連安全保障理事会による安全保障化プロセスをどのように説明できるのかを、さらに研究する必要もあるだろう。2018年10月から2019年9月までは、国連安保理決議、議長声明、議事録、国連事務総長報告などの一次文献、二次文献を用いることで、人権保障ガバナンスがどのように構築されているのかを研究する予定であったが、先行研究の整理に時間をかけているために、これには着手できていない。2018年9月までに、安全保障化理論に関する理論研究を終える予定であったが、まだ先行研究の調査が十分ではない。そのため、2019年6月までには先行研究の調査を終えて、文献調査とインタビュー調査を通じた国連安全保障理事会による人権保障ガバナンスの構築について研究を進めていきたい。これには、4つの研究段階がある。第一に、人権保障ガバナンスの組織化・制度化に関する段階。文民の保護、子どもの保護、女性・平和・安全保障に関する国連安全保障理事会決議や、それに基づく制度やその運用を研究する。第二に、人権保障ガバナンスと軍事的手段の関係についての段階。人権保障ガバナンスが、国連平和維持活動や多国籍軍の活動とどのような関係にあるのかを研究する。第三に、人権保障ガバナンスの調整・統合・衝突に関する段階。国連安全保障理事会による人権保障ガバナンスが、他の人道支援機関との関係がどのようなものであるのかを研究する。最後に、人権保障ガバナンスの成果と課題に関する段階である。これらは、2019年9月までに終了する予定であったが、先行研究の調査が遅れているために、この調査を2020年6月までに終えることを目標としたい。

本研究では、安全保障化理論に関する先行研究やそれらに対する批判を整理し、安全保障化理論を再構築することで、国連安全保障理事会による安全保障の拡張という動向をとらえることを目的としている。現段階では、これらの安全保障化理論に関する理論研究については、先行研究の調査がまだ不十分であり、さらなる先行研究の精査が必要な段階である。また、このような安全保障化理論が、国連安全保障理事会による安全保障化プロセスをどのように説明できるのかを、さらに研究する必要もあるだろう。2018年10月から2019年9月までは、国連安保理決議、議長声明、議事録、国連事務総長報告などの一次文献、二次文献を用いることで、人権保障ガバナンスがどのように構築されているのかを研究する予定であったが、先行研究の整理に時間をかけているために、これには着手できていない。2018年9月までに、安全保障化理論に関する理論研究を終える予定であったが、まだ先行研究の調査が十分ではない。そのため、2019年6月までには先行研究の調査を終えて、文献調査とインタビュー調査を通じた国連安全保障理事会による人権保障ガバナンスの構築について研究を進めていきたい。これには、4つの研究段階がある。第一に、人権保障ガバナンスの組織化・制度化に関する段階。文民の保護、子どもの保護、女性・平和・安全保障に関する国連安全保障理事会決議や、それに基づく制度やその運用を研究する。第二に、人権保障ガバナンスと軍事的手段の関係についての段階。人権保障ガバナンスが、国連平和維持活動や多国籍軍の活動とどのような関係にあるのかを研究する。第三に、人権保障ガバナンスの調整・統合・衝突に関する段階。国連安全保障理事会による人権保障ガバナンスが、他の人道支援機関との関係がどのようなものであるのかを研究する。最後に、人権保障ガバナンスの成果と課題に関する段階である。これらは、2019年9月までに終了する予定であったが、先行研究の調査が遅れているために、この調査を2020年6月までに終えることを目標としたい。
光照射による有機ケイ素化合物の配位数スイッチ機能を活用した反応制御

本研究では「光照射による有機ケイ素化合物の配位数スィッチ機能を活用した反応制御」を目的として、今年度は光応答部位かつ分子内配位性部位としてアゾ基を有する5配位ヒドロシランを用いた還元反応の光制御を検討した。2-(フェニルアゾ)フェニル基を有するトリヒドロシラン、クロロジヒドロシラン、テトラヒドロジシロキサンをそれぞれ合成した。X線結晶構造解析、各種NMRスペクトルより、アゾ基がE-体の場合、トリヒドロシランのケイ素は4配位状態であり、クロロジヒドロシラン、テトラヒドロジシロキサンではアゾ基の窒素の配位を受け、五員環骨格形成により安定化された5配位状態であることを明らかにした。テトラヒドロジシロキサンについて光照射したところ、良好な収率で異性化が進行し、対応するZ-体が得られた。Z-テトラヒドロジシロキサンでは、ケイ素が4配位であり、光照射によりケイ素の配位数がスイッチできることがわかった。E-体およびZ-体それぞれに対してフッ化物イオンを作用させたところ、E-体ではアゾ基が還元された後にケイ素-炭素結合が切断されて生成したと考えられるジフェニルヒドラジンが得られた。また、テトラデューテリオジシロキサンを用いた対照実験において、ケイ素部位がDで置換されたジフェニルヒドラジンが生成し、ケイ素上の置換基同士のリガンドカップリングの可能性が示唆された。一方、Z-体ではアゾ基の還元は進行するものの、ケイ素-炭素結合が保たれた生成物が得られた。上記の結果は、ケイ素の配位数および分子の配座に応じて反応性が変化した結果であると考えられ、興味深い。以上のように、光照射によってケイ素の配位数変化に成功し、それにともない反応性が変化する系の構築に成功した。本研究では「光照射による有機ケイ素化合物の配位数スイッチ機能を活用した反応制御」を目的として、今年度は光応答部位かつ分子内配位性部位としてアゾ基を有する5配位アリルシランを用いたアリル化反応の光制御を行った。具体的には、強い電子求引性基としてフッ素を有するケイ素置換基をアゾベンゼンの2位に導入したアリルジフルオロ[2-(フェニルアゾ)フェニル]シランを、2-ヨードアゾベンゼンより3段階で合成した。アゾ基の光による異性化に伴い、E体では5員環骨格形成によりケイ素に窒素のローンペアが配位した5配位状態を、またZ体ではケイ素と窒素が離れた4配位状態をとることをX線結晶構造解析、各種NMRスペクトル、紫外可視吸収スペクトルにより明らかにした。また、高配位状態ではルイス酸性が高まり基質が配位しやすくなることとケイ素上の置換基の求核性が増大していることを利用して、ベンズアルデヒドのアリル化反応を検討したが、未反応に終わった。しかし、TBAFを作用させたところ、E体ではアリル基がアゾ基の窒素へと転位し、さらにフッ素化反応が進行して生成したシリカートが定量的に得られたのに対し、光照射による異性化によって生成したZ体では同様の条件で未反応に終わった。また、対照実験によりアリル基の転位反応が分子内反応であることを明らかにした。この反応はケイ素の配位数変化に伴うケイ素上の置換基の求核性の差が現れた結果であると考えられる。すなわち、ケイ素が5配位をとるE体では反応が進行し、ケイ素が4配位をとるZ体では反応が進行しないというように、光照射に伴うケイ素の配位数変化によって分子内アリル化反応の進行を制御できる光スイッチの構築に成功した。
ATPase反応阻害作用をもつ海綿由来新規活性ペプチドの一次構造の決定

ミオシン分子の頭部(Sー1)は、筋収縮においてパ-トナ-・タンパク質のアクチンと結合するだけではなく、筋収縮のエネルギ-源となるアデノシンー5'ー三ーリン酸(ATP)を結合して加水分解する作用(ATPase)も合わせもっている。しかしながらミオシンATPaseの活性部位については不明なことが多く、特に分子量が12万もあるSー1上のどの辺の活性部位が局在しているかは、現在最も研究者達が知りたがっていることの一つである。我々はこの点を明らかにするために、ミオシンATPaseの阻害剤を用いる実験を立案した。まず天然由来のミオシンATPase阻害物質を探索することから始め、2年前に沖縄産海綿から分子量6,300のペプチドをミオシンATPaseの阻害剤として単離することに成功した。この新規活性ペプチドは、ミオシンATPase反応や筋収縮を非常に低濃度で阻害するので、ミオシンのみならず各種ATPaseの構造と機能を研究するための有用な試薬として期待されている。この活性ペプチドの一次構造がわかるとこのような研究も非常に進展すると思われるが、現在のところアミノ酸組成以外の情報は得られていない。本研究ではこの活性ペプチドの一次構造を明らかにすることを目的として、原料となる沖縄産海綿を大量に採集し、これから多量の純粋サンプルを調製することを主眼とした。今回当初の採集ポイントのケラマ諸島では原料となる海綿は採集できなかったが、より遠くの与那国島で大量に採集できるポイントを発見した。また、従来行っていた水による抽出のステップをアセトンによる抽出に変えることにより、活性ペプチドの収率を10倍以上も上げることができ、活性ペプチドの一次構造解析への道を拓くことができた。
顎関節部の器質的変化を起点とする“筋-腱-骨複合体”の病態解明へ向けた基盤研究

咀嚼・嚥下機能を司る顎関節は機能的な問題だけでなく器質的な問題から障害を起こすことがあり、歯科臨床的な問題となっている。申請者は、ほぼ全ての解剖献体の下顎頭に器質的な変化があることを見いだしたことから、顎関節症の新たな発症メカニズムを立案するに至った。本申請課題では、下顎頭に器質的変化が生じるモデルマウスを作出し、筋の骨への付着部を『筋-腱-骨複合体』として1つの機能的単位として捉え、下顎頭の病的な器質的変化が外側翼突筋やその腱へどのような影響を与えるのかを明らかにする。本研究により骨の器質的変化が周囲軟組織に与える影響を解明することで、新たな顎関節症治療創出のための基盤構築を目指す。本研究の目的は、顎関節部における筋の骨への付着部を『筋-腱-骨複合体』として1つの機能的単位として捉え、下顎骨の病的な器質的変化が外側翼突筋やその腱へどのような影響を与えるのかを明らかにすることである。すなわち、脳科学や咬合学ならびに形態学に主眼を置いた一般的な顎関節症の発症メカニズム解明の着眼点や概念を覆し、『筋-腱-骨複合体』の器質的変化が顎関節症の発症に深く関与することを明らかにする。この点が大きな特色であるといえる。また、『筋-腱-骨複合体』の器質的変化と開口障害の関係性は、これまで誰も解明したことのないことであり、この仮説の立脚に新規性があると考えている。そこで我々は今年度、正常マウスの関節円板を人為的に除去することにより、TMJ Osteoarthitisモデルマウスの作出し実験に供した。その結果、関節円板の除去後12週に骨の微細な病的変化が開始することが明らかになった。さらに同時期に下顎頭に付着する外側翼突筋やその腱にも器質的変化が生じていた。すなわち、下顎頭(術後12週)→腱-骨接合部→腱→筋-腱接合部→外側翼突筋の順に器質的変化が生じ、最終的には顎関節の『筋-腱-骨複合体』全体に病的な変化が起きる可能性が本年度の研究で示唆された。正常マウスの関節円板を人為的に除去し、TMJ Osteoarthitisモデルマウスを作出した。関節円板の除去後12週と20週で観察した結果、3つの事象が生じた。1残存した関節円板は外側翼突筋に牽引され前方に移動し、2除去した関節円板が有していたスペースは、側頭骨と下顎頭の癒着により消失していた。3関節円板に停止部として付着していた外側翼突筋上頭の剥離が認められる。以上3つの事象の病態を明らかにするために、今後は各種タンパクの経時的局在について免疫組織化学的染色法を用いて明らかにする。これまでの研究により、関節円板を除去することで、関節円板に停止部として付着していた外側翼突筋上頭の腱が下顎骨から剥離する事が認められた。この病態を明らかにするために、2019年度は腱細胞ならびに筋線維の組織学的解析(免疫組織化学的染色法を用いた検索)を推進する。

正常マウスの関節円板を人為的に除去し、TMJ Osteoarthitisモデルマウスを作出した。関節円板の除去後12週と20週で観察した結果、3つの事象が生じた。1残存した関節円板は外側翼突筋に牽引され前方に移動し、2除去した関節円板が有していたスペースは、側頭骨と下顎頭の癒着により消失していた。3関節円板に停止部として付着していた外側翼突筋上頭の剥離が認められる。以上3つの事象の病態を明らかにするために、今後は各種タンパクの経時的局在について免疫組織化学的染色法を用いて明らかにする。これまでの研究により、関節円板を除去することで、関節円板に停止部として付着していた外側翼突筋上頭の腱が下顎骨から剥離する事が認められた。この病態を明らかにするために、2019年度は腱細胞ならびに筋線維の組織学的解析(免疫組織化学的染色法を用いた検索)を推進する。
新しい疾患概念としての脊柱後弯症による筋疲労性軸性疼痛の解明

和歌山県の山村と漁村に設定したコホートで、運動器検診に参加した住民ボランティア1535人(男性503人、女性1032人、平均年齢65±13歳)の全脊柱矢状面レントゲン画像を用いて、頚椎前弯角、胸椎後弯角、腰椎前弯角、sagittal vertical axis(SVA)、pelvic tilt(PT)、pelvic incidence(PI)を測定した。結果として、PIは男性が平均47.3度、女性が51.4度であった。PTは加齢に従い増大し、80歳以降では男性20.1度、女性25.5度であった。腰椎前弯角は高齢につれて減少し、80歳以降では男性40.1度、女性43.5度であった。頚椎前弯角と胸椎後弯角は加齢とともに増大がみられ、80歳以降では頚椎前弯角は、男性23.4度、女性34.8度で胸椎後弯角は、男性40.1度、女性43.5度であった。SVAも年齢とともに増大し、80歳以降では、男性39.1mm、女性51.4mmとなっていた。これらのエックス線パラメーターの中で、最も腰痛と関連していたのは、PI-LLミスマッチであった。このPI-LLミスマッチは、腰痛(-)群では男女とも青壮年期は限りなく0に近似するものの、男性では80歳以降、女性では70歳以降で約10度の差が生じる結果となっていた。すなわち、加齢とともにPI-LLミスマッチは増加し、腰痛のない理想のPI-LLミスマッチは、年齢層によって変化することが判明した。この事実から、加齢による後弯の進行は決して悪いことではなく、骨量、筋量、動作に適合した合目的な変化ととらえることができると考えた。一般的に腰痛治療目的で、脊柱変形矯正手術を立案する場合、PI-LLミスマッチを0にすることが理想と考えられてきたが、高齢者に関しては妥当性がなく、ミスマッチを10度程度許容しても問題がないことが判明した。和歌山県の山村と漁村に設定したコホートで実施したROADスタディ第3次調査にて、単純X線検査に参加した住民ボランティア1535人(男性503人、女性1032人、平均年齢65±13歳)の全脊柱矢状面レントゲン画像を用いて、頸椎前弯角・胸椎後弯角・腰椎前弯角・Sagittal vertical axis(SVA)・pelvic tilt(PT)・pelvic incidence(PI)を測定した。PIは、男性が平均47.3度、女性が51.4度であった。PTは、加齢に従い増大し、80歳以降では男性20.1度、女性25.5度であった。腰椎前弯角は高齢になるにつれて減少し、80歳以降では男性40.1度、女性43.5度であった。頸椎前弯角と胸椎後弯角は加齢と共に増大がみられ、80歳以降では、頸椎前弯角は、男性23.4度、女性34.8度で、胸椎後弯角は、男性40.1度、女性43.5度であった。SVAも年齢と共に増大し、80歳以降では男性39.1mm、女性51.4mmとなっていた。これらX線パラメーターの中で健康関連QOLに深く関わっているものが、SVA・PI-LL・PTと報告されており、米国ではSVA<40mm, PI-LL<10°, PT<20°が正常と報告されている。しかし、ヒト固有の値であるPIには人種差があり、米国人の正常値を日本人用に用いることの妥当性が以前から疑問視されてきた。また、過去に於いて、日本人のPIは欧米人に比較して小さいとの報告も存在した。しかし、大規模住民コホートを用いた今回の調査では、過去の報告に比較して、PIは男女ともに欧米人と同様に大きいものであった。また、その一方で腰椎前弯角は比較的小さな値となっていた。本研究結果は、今後の本邦における成人脊柱変形治療の貴重な資料となり得る。各種画像パラメーターの計測はすでに終了している。腰痛VASや健康関連QOLデータも既に取得済みであるため、データリンケージを行い、統計解析を実施する準備はすべて整っている。ヒトにとって理想の脊柱矢状面アライメントを解明するために、腰痛のない一般地域住民の各年代別PI-LLミスマッチを男女別に調査した。その結果、男女とも加齢とともにPI-LLミスマッチは増加し、腰痛のない理想のPI-LLミスマッチは、年齢層によって変化することが判明した。この事実から、加齢による後弯の進行は骨量、筋量、動作に適合した合目的な変化であることが示唆された。一方、実臨床の現場に於いて、脊柱後弯症の外科的治療を立案する際に最も重用されているのは、SRS-Schwab分類である。この分類の中で、Schwabらは、脊柱後弯変形症例の矯正目標を、PI-LLミスマッチが0±10度以内であることが理想であると報告している。しかし、本研究の結果からは、腰痛のない青壮年のPI-LLミスマッチは、Schwabらのフォーミュラに合致するが、高齢者の場合は一致せず、10±10度前後のプラスバランスに移ることが判明した。

欧米における脊柱後弯変形の手術症例は、青壮年が大多数であるために、Schwabらのフォーミュラを採用することに妥当性があるが、本邦における手術治療の対象は高齢者が中心である。よって、本邦で手術計画を立案する場合は、欧米で広く採用されているSchwabらのフォーミュラを無条件に採用するのではなく、本研究から得られた各年代別の理想とされるPI-LLミスマッチを参照にすることが望ましいと考える。各種画像パラメーターの計測は既に終了している。腰痛VASや健康関連QOLデータも既に取得済みであるため、データリンケージを行い、統計解析を実施する準備はすべて整っている。追加検討項目のデータ取得に関する同意も地域住民から既に取得している。和歌山県の山村と漁村に設定したコホートで、運動器検診に参加した住民ボランティア1535人(男性503人、女性1032人、平均年齢65±13歳)の全脊柱矢状面レントゲン画像を用いて、頚椎前弯角、胸椎後弯角、腰椎前弯角、sagittal vertical axis(SVA)、pelvic tilt(PT)、pelvic incidence(PI)を測定した。結果として、PIは男性が平均47.3度、女性が51.4度であった。PTは加齢に従い増大し、80歳以降では男性20.1度、女性25.5度であった。腰椎前弯角は高齢につれて減少し、80歳以降では男性40.1度、女性43.5度であった。頚椎前弯角と胸椎後弯角は加齢とともに増大がみられ、80歳以降では頚椎前弯角は、男性23.4度、女性34.8度で胸椎後弯角は、男性40.1度、女性43.5度であった。SVAも年齢とともに増大し、80歳以降では、男性39.1mm、女性51.4mmとなっていた。これらのエックス線パラメーターの中で、最も腰痛と関連していたのは、PI-LLミスマッチであった。このPI-LLミスマッチは、腰痛(-)群では男女とも青壮年期は限りなく0に近似するものの、男性では80歳以降、女性では70歳以降で約10度の差が生じる結果となっていた。すなわち、加齢とともにPI-LLミスマッチは増加し、腰痛のない理想のPI-LLミスマッチは、年齢層によって変化することが判明した。この事実から、加齢による後弯の進行は決して悪いことではなく、骨量、筋量、動作に適合した合目的な変化ととらえることができると考えた。一般的に腰痛治療目的で、脊柱変形矯正手術を立案する場合、PI-LLミスマッチを0にすることが理想と考えられてきたが、高齢者に関しては妥当性がなく、ミスマッチを10度程度許容しても問題がないことが判明した。大規模地域住民コホートにて施行した全脊柱矢状面レントゲン写真を用いた矢状面アライメントパラメーター各計測項目(SVA、PI-LL、PT)と腰痛の有無との関連性を評価し、日本人の矢状面アライメントの正常値を算出する。また、ADL・QOL障害発生リスクのカットオフ値を算出する。得られたカットオフ値を用いて、脊柱後弯症の定義をおこなうとともに、一般地域住民における疫学的実態(性差、年齢差、地域差)を明らかにする。また、全脊柱MRIデータとの照合を行い、原因別分類(筋原性、椎間板性、骨性)も試みる。脊柱後弯変形をきたす原因と考えられている、1.筋原性、2.椎間板性、3.骨性の3要素の疫学的実態を把握し、その危険因子を解明することで、後弯変形進行の予防方法を講じることを目的として研究を推進する。予定外の画像再検査に次年度費用を繰り越したが、実費用が予想外に低くすんだ事がことが理由である。(理由)人件費が医局講座費から捻出できたため。(使用計画)次年度の検査費用に繰り越させて頂きます。次年度に学会での成果報告予定が2件あるので、旅費に充当する予定である。