hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
吸入麻酔薬による脳梗塞予後改善と機序の解明。免疫抑制は関与するか？

本研究の目的は、全身麻酔薬の免疫抑制作用と脳保護作用への影響を明らかにするものであった。このために、1)吸入麻酔薬であるイソフルラン、セボフルラン等の全身麻酔薬の脳保護作用と炎症反応抑制の関連性に関する培養細胞による検討2)マウス脳梗塞モデルを用いた脳梗塞サイズや機能的予後に与える影響の検討3)脳内で主に免疫防御を担っているミクログリア機能に対する麻酔薬の影響の検討を行う予定とした。本研究では、全身麻酔薬の免疫抑制作用と脳保護作用の関連を明らかにするため、以下の研究項目を予定している。1)吸入麻酔薬であるイソフルラン、セボフルラン等の全身麻酔薬の脳保護作用と炎症反応抑制の関連性に関する培養細胞での検討。2)マウス脳梗塞モデルを用いた脳梗塞サイズの検討や機能的予後に与える影響の検討。3)脳内の主要な免疫防御に関して、ミクログリアの関連が報告されており、麻酔薬とミクログリア機能の検討を行う。研究者はマウス中大脳動脈閉塞モデルを用い、今回の実験に先行する種々の実験を行い、その成果を報告している。実験動物モデルの管理・作成、及び神経学的・病理学的・免疫学的評価に関する技術は既に習得している。今回の研究は九州大学医学部動物実験委員会の倫理規則に則り、動物実験倫理委員会の承認を得た上で施行する。しかし、現時点で確保できている実験室の管理と設備の問題のため、未だ動物実験の承認が降りていない。実際の研究を開始する下準備は依然として続行中であり、承認が降り次第、直ちに実験計画を遂行できる状態にある。本研究では、全身麻酔薬の免疫抑制作用と脳保護作用の関連を明らかにするために、以下の研究項目を予定している。1)吸入麻酔薬であるイソフルラン、セボフルラン等の全身麻酔薬の脳保護作用と炎症反応抑制の関連性に関して、培養細胞による検討。2)マウス脳梗塞モデルを用いて脳梗塞の大きさや機能的予後に与える影響について検討。3)脳内で主に免疫防御を担っているミクログリアの関連が報告されており、麻酔薬とミクログリア機能の検討。研究者はマウス中大脳動脈閉塞モデルを用いて今回の実験に先行する種々の実験を行い、その成果を報告しており、実験動物モデルの管理・作成、神経学的評価・組織の病理学的・免疫学的評価技術は既に習得済みである。今回の研研究は九州大学医学部動物実験委員会倫理規則に則り、動物実験倫理委員会の承認を得た上で施行するが、現時点で確保できている実験室の管理と設備の問題から、動物実験の承認が降りていないため、実際の研究を開始する下準備を続けており、承認が降り次第直ちに実験計画を遂行する予定である。本研究の目的は、全身麻酔薬による免疫抑制作用の脳保護作用への影響を明らかにするものである。このために1)吸入麻酔薬であるイソフルラン、セボフルラン等の全身麻酔薬の脳保護作用と炎症反応抑制の関連性に関する培養細胞での検討2)マウス脳梗塞モデルを用いた脳梗塞サイズの検討と機能的予後に与える影響の検討3)脳内の主要な免疫防御にはミクログリアの関連が明らかになってきており、ミクログリア機能に対する麻酔薬の影響の検討を行う予定である。研究者はマウス中大脳動脈閉塞モデルを用い、今回の実験に先行する種々の実験を行っており、その成果を報告してきた。実験動物モデルの管理・作成、及び神経学的・病理学的・免疫学的評価に関する技術はすでに十分に習得している。しかしながら現時点で確保できている実験室の管理と設備の問題のため、未だ動物実験の承認が降りていない。実際の研究を開始する準備は続行されており、新しい研究施設への実験室の移設も完了し、設備の問題は解消しつつある。倫理委員会の承認が降り次第、直ちに実験計画を遂行できる状態にある。このために、1)吸入麻酔薬であるイソフルラン、セボフルラン等の全身麻酔薬の脳保護作用と炎症反応抑制の関連性に関する培養細胞による検討2)マウス脳梗塞モデルを用いた脳梗塞サイズや機能的予後に与える影響の検討3)脳内で主に免疫防御を担っているミクログリア機能に対する麻酔薬の影響の検討を行う予定であった。今回の研究は九州大学医学部動物実験委員会倫理規則に則り、動物実験倫理委員会の承認を得た上で施行する予定であったが、保有している実験室の管理及び設備の問題から、動物実験の承認を得ることができなかった。既に同様のモデルを使用して動物実験を行っている研究室と連携し、モデルの検証、実験を行っていくことも検討したが、同様のモデルを使用している研究室がなく、実現が困難であった。しかし、平成27年度後半になって研究室の整備が整ったため、動物での検討に着手した。当初の計画では予定していなかったが、基礎研究に遅れを生じたため、臨床データの収集も行った。このために、1)吸入麻酔薬であるイソフルラン、セボフルラン等の全身麻酔薬の脳保護作用と炎症反応抑制の関連性に関する培養細胞による検討2)マウス脳梗塞モデルを用いた脳梗塞サイズや機能的予後に与える影響の検討

3)脳内で主に免疫防御を担っているミクログリア機能に対する麻酔薬の影響の検討を行う予定とした。現時点で確保できている実験室の管理の問題のため、動物実験倫理委員会の承認が降りていない状況であり、研究の推進に大幅な遅れが生じている。新しい実験室が平成27年4月に完成し、実験を行う環境が整備された。倫理委員会の承認が降り次第、直ちに実験計画を遂行できる状態にあるが、現在動物実験を行っている九州大学医学研究院の他教室との連携を進めていく。一方で昨年度より計画を追加した臨床的データの収集が進行中である。麻酔・周術期管理これまでに施行できなかった研究計画は、本年度に施行して行く予定である。昨年度に消耗費として使用を予定していた実験動物や薬剤、その他費用は本年度に必要となる。現時点で確保できている実験室の管理の問題のため、動物実験倫理委員会の承認が降りていない状況であり、研究の推進に大幅な遅れを生じている。倫理委員会の承認が降り次第、直ちに実験計画を遂行できる状態にあるが、動物実験の開始迄に非常に時間を顧みて、現在動物実験を行っている九州大学医学研究院の他教室との連携を考慮中である。また、同時に臨床的データの収集も計画中であり、麻酔関連学会での情報の収集を行い、こちらも倫理委員会申請の準備を進めている。研究者はマウス中大脳動脈閉塞モデルを用いて今回の実験に先行する種々の実験を行い、その成果を報告しており、実験動物モデルの管理・作成、神経学的評価・組織の病理学的・免疫学的評価技術は既に習得済みである。今回の研研究は九州大学医学部動物実験委員会倫理規則に則り、動物実験倫理委員会の承認を得た上で施行するが、現時点で確保できている実験室の管理の問題から、動物実験の承認が降りていない。承認が降り次第、直ちに実験計画を遂行する予定である。現時点で確保できている実験室の管理の問題のため、動物実験倫理委員会の承認が降りておらず、研究の推進に大幅な遅れが生じている。これまでに施行できなかった研究計画は、最終年度に施行して行く予定である。今年度に消耗費として使用を予定していた実験動物や薬剤、その他費用は最終年度に必要となる。最終年度の計画に遅れが生じた場合には、研究期間の延長継続申請を考慮したい。現時点で確保できている実験室の管理の問題から、動物実験倫理委員会の承認が降りていないため、研究の推進に大幅な遅れを生じている。承認が降り次第、直ちに実験計画を遂行する予定であるが、動物実験の実施開始迄にこれ以上待たなくてはいけないようであれば、今後の研究の推進方法として以下の2策を計画している。1)九州大学の他研究室との連携。現在動物実験を行っている研究室と連携し、モデルの検証、実験を行っていく。2)臨床データの収集。動物実験による基礎データの収集が望ましいが、臨床データの収集も可能と考えられる。倫理委員会申請の準備を考慮中である。動物実験倫理委員会の承認を得次第、直ちに実験計画を施行する準備ができている。一方で、他研究室との連携を進めるとともに、臨床データの収集も継続していく。進行の遅れのためにこれまでに施行できなかった研究計画は本年度に施行して行く予定であり、これまでに消耗品費として使用を予定していた実験動物、麻酔薬などの薬剤、試薬、標本作製等に関連する費用は本年度に使用する予定である。
口腔内6自由度顎運動測定器の性能向上と応用に関する研究

診療支援能力が高く,日常臨床で容易に使用できる6自由度顎運動測定解析システムの開発研究を行い,以下の成果を得た。1.コンパレータとアップダウンカウンタによる位相検波器を使用した上顎6自由度・下顎6自由度時分割磁気位相空間方式顎運動測定器の試作を行い検討した結果,磁気位相空間方式で所要の性能が得られうることが判明した。2.一辺180cmの大型の立方体空心コイル磁気位相空間を製作し,リニアリティが良好なこと,360度回転を含む任意の運動が測定できることを確認した。3.磁性合金をコアに使用したチェアサイドタイプのディジタル制御磁気位相空間とFFT位相検波器を製作し,被験者について顎運動測定を行った。4.口腔内用センサコイルを試作して測定を行い,口腔内顎運動測定器の製作が可能であることを示した。5.高精度顎運動測定器の場合には、1824bitの高分解能A/D変換器を使用して,64bitデータ処理装置を用い,10248192pointの多点FFT処理を行えば良いことが示された。得られた成果は日本補綴歯科学会,日本磁気歯科学会等で発表した。本研究により基礎的問題についてはほぼ解明できたので今後は実用化に向けての研究に取り組みたい。本研究は,患者の口腔内に標点となる小型のトランスデューサーを設置し,術者の作業領域には障害となるようなものは何も設置しない6自由度顎運動測定器を開発すると共に,顎関節,咀嚼筋,咬合接触など顎機能を総合的に評価できる診断システムの開発を目的としている.本年度は,一般研究A「口腔内6自由度顎運動測定器を主とした顎機能診断システムの開発」において試作した上下顎顔弓を必要としない顎運動測定器に改良を加え,以下に示す成果を得た.1.基本正弦波,基準矩形波の信号源としてマルチファンクション・シンセサイザを使用することで出力データがより安定した.2.磁気位相空間は60cm四方の立方体内に形成し,上下顎にセンサを設置して床に固定された座標系に対する上下顎の6自由度運動を測定する方式とした.これによって,被験者がより生理的な状態での顎運動測定が可能となった.3.試作した測定器のキャリブレーションを行ない,出力データの補正方法を考案し、測定器の精度検定を行った結果,測定精度は顆頭部付近で約700μmと推定された.研究成果の一部は,日本磁気歯科学会で発表した.また次年度は,日本補綴歯科学会雑誌で紙上発表するとともに,日本補綴歯科学会学術大会で発表する予定である.本研究は,一般的な歯科診療室における日常臨床で容易に使用でき,かつ診療支援効果の大きい実用的な口腔内6自由度顎運動測定器の開発とその応用システムを完成させることを目的としている.本年度は,一般研究B「口腔内6自由度顎運動測定器の性能向上と応用に関する研究」において試作した磁気位相空間を応用した上顎6自由度下顎6自由度運動測定器を用いて顎運動測定を行った.また測定器の性能向上のためシステムに改良を加え以下に示す成果を得た.1.試作器を用いて15名の女性被験者の顎運動測定を行った結果,ディジタル方式下顎運動測定器(MM-JI)に比較し操作性がはるかに向上した.また,測定結果をMM-JIによる男性被験者15名のデータと比較し,最大下顎回転量は,計測点や男女差の影響が少なく顎関節の可動性のパラメータとして有意義であることが示された.2.試作器の磁気位相空間を拡大し一辺180cmの立方体に形成することで磁界分布が一様で十分な広さの測定対象空間が得られ,被験者の動きを妨げることがないため,生理的な状態での測定が可能となるとともに術者の操作もより向上した.

3.磁気位相空間内での位相変化量の測定方法として,FFTを応用したディジタル検波方式を考案し,シミュレーションを行った結果,外来ノイズに強く,測定器の高精度化に有用であることが確認された.研究の一部は,日本補綴歯科学会雑誌で紙上発表し,日本歯科補綴歯科学術大会および日本磁気歯科学会で発表した.診療支援能力が高く,日常臨床で容易に使用できる6自由度顎運動測定解析システムの開発研究を行い,以下の成果を得た。1.コンパレータとアップダウンカウンタによる位相検波器を使用した上顎6自由度・下顎6自由度時分割磁気位相空間方式顎運動測定器の試作を行い検討した結果,磁気位相空間方式で所要の性能が得られうることが判明した。2.一辺180cmの大型の立方体空心コイル磁気位相空間を作製し,リニアリティが良好なことと,360度回転を含む任意の運動が測定できることを確認した。3.磁性合金をコアに使用したチェアサイドタイプのディジタル制御磁気位相空間とFFT位相検波器を作製し,被験者について顎運動測定を行った。4.口腔内用センサコイルを試作して測定を行い,口腔内顎運動測定器の製作が可能であることを示した。5.高精度顎運動測定器の場合には,1824bitの高分解能A/D変換器を使用して,64bitデータ処理装置を用い,10248192point多点FFT処理を行えば良いことが示された。得られた成果は日本補綴歯科学会,日本磁気歯科学会等で発表した。本研究により基礎的問題についてはほぼ解明できたので今後は実用化に向けての研究に取り組みたい。
酸素固溶βチタン制振合金の最適化組成設計に関する研究

本研究は、酸素固溶βチタン合金の制振特性に及ぼす合金組成、微細な酸素固溶bcc原子構造などの影響を調べることを研究目的とした。H22年度においてTi-Nb-O合金を基準にし、Mo,V,Ta三種β相安定元素、また、第三合金元素としてCr,Fe,Mnなどの添加効果を合金創製によって実験的に調べた。1)β相安定係数法やd電子密度合金設計法を用いて、Ti-25.3Nb-1.00(at.%)合金と相当するTi-5.8Mo-1.00、Ti-15、7V-1.00とTi-38Ta-1.00(at.%)合金を設計し、創製した。制振特性は、Ti-Nb合金に比較して、Mo,V合金の制振性能がNb合金よりはるかに低く、Ti-Ta合金の制振ピーク値はTi-Nb合金の0.026より0.04まで向上した。一方、制振ピーク温度はTi-Nb合金の488Kより523Kまで高温側にシフトし、より大きな広がりも観察された。以上の結果は、Mo,Vの添加よりNb、Taの添加が制振性能において機能的であることを示す。八面体セルの歪み異方性の大きさや、酸素原子移動熱活性エネルギーでの差異によると考える。2)Ti-24.5Nb-1.00(at.%)合金にFe,Mn,Cr,Al,Sn元素を2at.%を添加した合金を創製し、Ti-Nb-O合金の制振特性と比較した。その結果、すべての第三合金元素の添加は制振ピークを高温側にシフトさせた。ピークの高さへの影響として、Crの効果が一番少なく、Fe、Mnの添加が減少させる傾向に対して、Sn、Alの添加は30-50%ほど向上させた効果が認められた。また、制振ピークの広がりを示す熱活性エネルギーでは第三元素の添加は減少する効果があり、Ti-Nb合金より広がった制振ピークを示した。以上の実験結果から、Ti-Nb系βチタン合金以外にTi-Ta合金の採用や第三合金元素の添加などによってもっと優れた制振性能を示す新たなβチタン制振合金の設計が可能である。その影響原理について系統的な合金添加量の影響やMDシミュレーションの手法の駆使を活かして解明する価値が大きい。
病院における褥瘡対策体制の質評価指標の開発

褥瘡ハイリスク加算群の褥瘡対策体制は、非算定群よりも質が高いといえた。ACOVEQIの11項目うち、5項目は日本の病院で褥瘡対策体制の指標として活用できる可能性があると考えられた。病棟看護師・看護管理者・皮膚・排泄ケア認定看護師の役割機能および多職種協働や地域連携の取り組みが、褥瘡発生率に影響していた。また、院長ならびに看護管理者の支援が、褥瘡対策担当者の職務満足に強く関連していた。本研究の目的は、本邦の急性期病院における褥瘡対策体制の質を保証するための取り組みの評価指標を明らかにすることである。ドナベディアンの医療の質評価の概念を基に、質評価に取り組んできた。褥瘡対策のための構造要件ならびに過程要件と成果指標としての褥瘡治癒率や有病率ならびに発生率について検討した。そのために、統計的な検討や統計ソフトの活用のための学習や検討を重ね、前年度の調査結果を多様な方法で分析を試みた。特に、褥瘡対策体制の質評価基準として「褥瘡ケアの能力開発システム」「発生した褥瘡のうち深い褥瘡の比率」「褥瘡ケアの監査システム」「褥瘡対策担当者による多職種で行うチーム褥瘡回診の調整」「褥瘡対策に関する重要な情報を病院の運営部門と共有する仕組み」などが、「高い褥瘡の治癒率」や「深い褥瘡の発生率の低下」への影響について考察した。その結果を学会発表ならびに論文として作成した。次年度実施する質問紙の内容も検討した。前年度の調査結果を基に、医療の質評価の概念と照らし合わせて質問項目を吟味し、効果的な質問を抽出する検討を重ねた。訪問調査の調査項目についても同様に検討した。また、訪問調査を実施して、褥瘡対策の「先進的な取り組み」や「困難な事柄」「効果的な取り組み」について情報収集した。褥瘡ケアの質向上のための分かり易い取り組み例を集積することができた。本研究の目的は、本邦の病院における褥瘡対策体制の質を保証するための取り組みの評価指標を明らかにすることである。21年度に引き続き、皮膚・排泄ケア認定看護師が所属する病院への訪問調査を行った。訪問調査では、の褥瘡対策の担当者に対し、特に、前の調査結果から推測された褥瘡対策体制の質評価基準である、「褥瘡ケアの能力開発システム」「褥瘡ケアの監査システム」「褥瘡対策担当者による多職種で行うチーム褥瘡回診の調整」「褥瘡対策に関する重要な情報を病院の運営部門と共有する仕組み」「先進的な取り組み」や「困難な事柄」「効果的な取り組み」などについてインタビューした。10施設の訪問調査の結果を得られ、分析した。「褥瘡対策体制の取り組み」では、計254項目の取り組みがあり、〈組織横断的な取り組み〉として「委員会・チーム」「回診」「退院支援・外来」「意識改革・広報・教育」の6つのカテゴリーが、〈専門職の取り組み〉として「WOCN」「OT/PT」「薬剤師」「栄養士」の4つのカテゴリー、〈病棟の取り組み〉として「基準・マニュアル」「計画書・記録」「リンクナース」「調査・集計」の4つのカテゴリーが含まれた。「病院における褥瘡対策体制の問題点」では、43項目の問題が挙げられ、〈管理〉〈看護師〉〈医師〉〈用具管理〉〈在宅・退院支援〉〈その他〉の6カテゴリーに分けることができた。訪問調査の分析結果に基づいて、病院における褥瘡対策体制の評価指標候補と考えられる83項目を挙げ、褥瘡対策担当者の経験者ならびに共同研究者などのエキスパートオピニオンを参考に、次年度に実施するために褥瘡対策体制の評価質問紙について検討している。本研究の目的は、病院における褥瘡対策体制の評価指標を検討することである。本年度は、前年度までに訪問調査等で検討した指標となる可能性のある褥瘡対策体制の要件を質問項目で質問紙調査することで、指標として活用できる要件を検討した。対象は、病院の褥瘡対策体制の担当者である皮膚排泄ケア認定看護師(以後WOCN)と担当看護管理者である。日本看護協会のHPにWOCNの所属施設が公開されている919病院の院長宛に、郵送にて研究協力依頼を送付し425病院から同意を得た。質問紙は「病院の属性」「褥瘡の有病率・発生率」と「評価指標と考えられる指標」ならびに翻訳者に許可を得て「ACOVEQIの11項目」を含め、郵送法にて実施した。302施設からの回答があった。平均在院日数23日以上ならびに欠損の多い回答を除き、有効回答が242得られた。褥瘡ハイリスク加算算定施設(以後加算群)169施設、とそうでない非加算群73施設であった。

加算群は褥瘡の「有病率」「発生率」「持ち込み率」が有意に小さく、「初期の褥瘡(グレードI)の有病率」は有意に大きかった。ACOVEQIの11項目はいずれも加算群の値が大きく、そのうち5項目には有意差がみられ、日本の病院で褥瘡対策体制の指標として活用できる可能性があると考えられた。WOCNと担当看護管理者の回答との連結ができた回答189施設分を褥瘡発生率と職務満足に関連する実践と管理者の役割・機能の関連の分析対象とした。リンクナースならびにスタッフ看護師の「病棟間格差」「看護管理者の学歴」「WOCN認定後の経験年数」医師の「褥瘡に関する知識」OT・PTの「ハイリスク患者に対する評価」「地域の医療者向け勉強会」などが、褥瘡発生率に影響することが明らかになった。また、院長ならびに看護管理者の支援が、褥瘡対策担当者の職務満足に有意に関連していた。
固体表面上の吸着水膜の構造と物性

ハロゲン化アルカリの代表例としてKClを,また均一な円筒型細孔(半径20A^゚)をもつ多孔質ガラスを試料として用いた。表面状熊が良くわかっている試料に対する水蒸気吸着等温線を正確に測定し,その吸着機構を吟味した。さらに水蒸気の吸着状態のわかった吸着層の相変化温度をClausiusーClapeyronプロット,DSC測定より決定した。相変化温度の変動から,吸着多分子層の構造と物性におよぼす影響を検討し次のような結果を得た。(1)KClは再結晶で得た均一な立方体の粉体で表面は(100)面で覆われている。水蒸気吸着において,表面陰イオンが重用な役割を果していることがわかった。すなわち表面上の陰イオン2個に対し,1個の割合で水分子は吸着していることを明らかにした。(2)一方多孔質ガラスでは,表面水酸基が重要な役割を果していることを明らかにした。(3)表面水酸基には,isoタイプ,gemタイプ,水素結合タイプの三種類がある。シラン類,Grignard試薬を用いて,水酸基をこれらのタイプに分類することが可能なことを示した。(4)多孔質ガラスを加熱することにより表面水酸基量やタイプをコントロ-ルすることが可能である。800°Cで加熱脱気した試料の表面水酸基量は,約0.8OH/1nm^2でisoタイプのみの水酸基となることが,また500°C加熱脱気では,isoタイプとgemタイプはおよそ50%づつ存在することを明らかにした。(5)180,500,800°C加熱試料の表面に多分子層吸着させた水膜の相変化温度は,表面水酸基が多い試料ほど相変化温度は低く,固体表面の極性サイトの影響が大であることを明らかにした。
生物物理学的アプローチを用いた細菌の運動解析と自然免疫分子による運動阻害機構

本研究は、病原性細菌の運動性に注目し、感染の成立において病原体の運動性がどのように関わるか、一方で宿主免疫がどのように対抗するかを解明することを目的とする。菌体外にべん毛をもつサルモネラや、菌体内にべん毛を持つレプトスピラをモデル生物として利用する。初年度は、病原細菌レプトスピラが生体条件での感染ダイナミクスの定量的解析を行う予定であった。レプトスピラ症の病原体であるレプトスピラの感染後の症状は宿主の種による異なり、一部の宿主ではレプトスピラが肝臓、腎臓に持続し、保菌動物となる。一部の宿主は炎症など症状が現れる。さらに250以上の血清型に分類されるレプトスピラは、同じ宿主に対して血清型により、感染した後の症状も異なる。このようなレプトスピラ属細菌ののメカニズムは不明である。我々は感染確立につながる運動機能の理解するために、生細胞シート上の細菌運動アッセイを行った。小泉信夫博士(国立感染症研究所)の協力により、動物細胞としてラット腎臓(NRK)細胞およびイヌ腎臓(MDCK)細胞と、異なる宿主選好性を示すレプトスピラ属細菌三つのGFP発現株(L. interrogans serovar Manilae, serovar Icterohaemorrhagiae, and L. biflexa serovar Patoc I)を用いて、異なる血清型の細菌細胞と宿主細胞の接着そしてそのあとの細胞上における滑走運動を記録し、解析を行った。実験の結果から、宿主細胞対してに高い付着性、速い滑走速度を持つ血清型が感染力が比較的に強いことが分った(Fig.1)。これ結果はレプトスピラ細菌が動物体内で保菌あるいは感染を確立するメカニズム解明に繋がる重要な基盤となり、2019年1月に米国ニューオーリンズに開催された国際学会「Bacterial Locomotion & Signal Transduction 2019」でポスター発表を行った。細菌の運動性は必須病原因子の1つであるため、病原体の運動阻害は有効な感染症対策である。我々はマンノース結合レクチンが病原性細菌の運動阻害を引き起こすという自身の過去の成果に基づき、菌体外にべん毛を持つ種(大腸菌、サルモネラなど)と菌体内にべん毛を持つ種(レプトスピラなど)を材料に、病原体の感染確立における運動性の具体的役割、宿主免疫系が病原体の運動性に及ぼす影響とその機構を明らかにすることを本課題の目的とした。初年度にラット腎臓細胞などの単層シート作製法を樹立し、GFP発現レプトスピラ株と組み合わせることにより、動物細胞上でのレプトスピラの接着・運動解析システムを構築した。得られた成果は、レプトスピラの宿主特異性(動物種によって異なる病原性を示す性質)が、運動と接着の2つの因子で大まかに説明できるという非常に興味深いものであった。我々が構築した接着・運動解析システムはサルモネラや腸管出血性大腸菌の研究にも活用され、病原因子としての運動性の理解の深化に役に立った。当該年度の研究への取り組みと成果は高く評価できる。これまでの実験結果に踏まえて、レプトスピラ症病原体の宿主選考性のメカニズムが運動性の視点から議論することができると結論付けられる。次年度は樹立した実験系をほかの血清型、宿主細胞、病原細菌に応用すること、そして宿主細胞側の免疫反応などを検討する。病原体と宿主、両側の視点から保菌と感染の成立のメカニズムを議論することを目指す。

我々はマンノース結合レクチンが病原性細菌の運動阻害を引き起こすという自身の過去の成果に基づき、菌体外にべん毛を持つ種(大腸菌、サルモネラなど)と菌体内にべん毛を持つ種(レプトスピラなど)を材料に、病原体の感染確立における運動性の具体的役割、宿主免疫系が病原体の運動性に及ぼす影響とその機構を明らかにすることを本課題の目的とした。初年度にラット腎臓細胞などの単層シート作製法を樹立し、GFP発現レプトスピラ株と組み合わせることにより、動物細胞上でのレプトスピラの接着・運動解析システムを構築した。得られた成果は、レプトスピラの宿主特異性(動物種によって異なる病原性を示す性質)が、運動と接着の2つの因子で大まかに説明できるという非常に興味深いものであった。我々が構築した接着・運動解析システムはサルモネラや腸管出血性大腸菌の研究にも活用され、病原因子としての運動性の理解の深化に役に立った。当該年度の研究への取り組みと成果は高く評価できる。これまでの実験結果に踏まえて、レプトスピラ症病原体の宿主選考性のメカニズムが運動性の視点から議論することができると結論付けられる。次年度は樹立した実験系をほかの血清型、宿主細胞、病原細菌に応用すること、そして宿主細胞側の免疫反応などを検討する。病原体と宿主、両側の視点から保菌と感染の成立のメカニズムを議論することを目指す。
溶解加工技術による複合材料の開発とその接合に関する研究

本研究は既存の構造材料(基材)表面に複合合金層の複合材料を作製し、既存の材料の特性に加えて、耐食性、耐熱性、耐摩耗性、耐高温酸仕性などの新たな機能あるいは基材以上の優れた機能を具備した材料が以下に示すように作製することが可能になった。複合材料は金属粉末及び炭化物粉末を用い、プラズマ移行ア-ク法、レ-ザ-法などの溶融加工法により作製し、構造用綱などの基材上に積層・接合した。(1)Al-Zn-Si系複合材料;粉末の成分設計はAl,Zn等体及びAl-Zn-Si3元素の場合など種々変化させた。複合材料は所定の粉末を塗料に溶解後、SM50鋼基材に塗布し、低温溶解して作製した。50%Al以上、1020%Si、3040%Znとした材料は雨水、海水に対する耐食性が良好であり、溶接ビ-ド周辺の酸化を防ぐ耐熱性が認められた。(2)Cr系複合材料:純Cr粉末を用い、SS41鋼およびSUS304L鋼を基材とした複合材料は、Fe-Cr固溶体あるいはFe-Crの固溶体にNiが置換固溶体と未溶解粒子で構成していた。耐酸性はSS41鋼を基材としたFe-Cr固溶体では溶解するが、SUS304L鋼を基材としたCr複合材料では良好であった。耐摩耗性も固溶硬化のため良好であった。(3)炭化物分散型複合材料;炭化物分散型複合材料はCo基合金など4種の耐摩耗材料粉末とTi炭化物など6種の高融点炭化物粉末を用い、SS41鋼基材上に作製し、耐摩耗材料マトリックスに未溶解粒子が分散・分布する構成とした。摩耗機構は未溶解粒子及び晶出炭化物の存在が摩耗抵抗となり、マトリックス平均自由工程、λmが小なるほど摩耗しにくい。(4)NiCrAlY複合材料;NiCrAlY粉末を用い、Ni基超耐熱合金などを基材とし、プラズマ移行ア-ク法、レ-ザ-法およびプラズマ溶射法により複合合金層を作製し、それらの複合合金層の構成相を明らかとした。レ-ザ法は組織が最も緻密であり、耐高温酸化法性が良好であった。本研究は既存の材料に新たな性能を具備した材料を創製することを目的として実施した。具備すべき特性に応して、基材および複合合金粉末を変化させ、複合合金層の成分を種々変化させた。前年度においては(1)耐酸性、耐食性は低温溶融加工法により軟鋼にAl、ZnおよびAlーZnーSi粉末を用いて確保し、プラズマ粉体肉盛溶接法による高温溶融加工法では軟鋼およびステンレス鋼にCr粉体を用いて確保した。さらに、(2)耐摩耗性はプラズマ法により、一般金属粉末と遷移金属炭化物粉末および非金属化合物粉末を用いて確保し得ることを明らかとした。本年度は(2)の複合合金層の機械的性質に関する実験を実施し、未溶融粒子ーマトリックス間の接着強度、剥離強度の測定およびその破壊挙動の解析を行った。

(2)の複合合金層について、TiーCなどでは混合基本合金粉末との組合せにより割れを伴うことがあり、三点曲げ試験による曲げ強度はその組合せでは他に比して若干低めであった。しかしながら、これらの割れ破面は炭化物粉末の溶解に伴う共晶炭化物もしくは未溶融粒子内であり、未溶融粒子ーマトリックス間の接着強度は高く、しかもそれらの間の剥離は認められなかった。さらに、本年度は(3)ステンレス鋼およびNi基超耐熱合金(インコネル)にNiCrAlY粉末を用いて耐熱性および耐高温酸化性を確保すべく、プラズマ粉体肉盛溶接法、レーザ法およびプラズマ溶射法により複合合金層を作成した。複合合金層はβ相、γ相、γ′相で構成していることを詳細なTEM観察により明らかとし、基材がステンレス鋼でのプラズマ粉体肉盛溶接法では希釈率30%以下でAl量の多いことによるβ相が生じ、硬くて割れを伴い、30%以上では割れを防止し得た。レーザ法では複合合金層は割れを伴わない。プラズマ溶射法では多孔質であった。本研究は既存の構造材料表面に新たな機能を有する複合材料の創製を試みた。複合材料は金属粉末及び炭化物粉末を用い、プラズマ移行ア-ク法、レ-ザ-法などの溶融加工法により作製し、構造用鋼などの基材上に積層接合した。所定の機能はあらかじめ確保すべく、粉末組成の成分設計を行ったが、以下に示す各種試験を行い、併せて複合材料化の金属物理学的検討および複合性を調べた。(1)Cr系複合材料の耐酸性、純Cr粉末を用い、SS41鋼およびSUS304L鋼を基材とした複合材料は、詳細なTEM解析によりFa-Cr固溶体あるいはFe-Cr固溶体にNiの置換固溶体とCr粉末の末溶融粒子で構成していた。これらの耐酸性は(1)5%沸騰硫酸中6hrs保持後の腐食減量の測定(JISG6591)及び(2)6%沸騰硝酸中48hrs保持後の腐食減量の測定(JISG6573)により調べた。耐酸性はSS41鋼よりSUS304L鋼を基材とした複合材料の方が良好であった。(2)Cr系複合材料および炭化物分散型複合材料の耐磨耗性;炭化物分散型複合材料はCo基合金などの耐磨耗材料組成のマトリックスにTi炭化物などの高融点炭化物の末溶融粒子が分散分布する構成であった。マトリックスは固溶体と共晶形態であった。これらの耐磨耗性は円盤回転法磨耗試験(ASTMG6581)により詳細した。耐磨耗性は末溶融粒子の存在およびマトリックスの平均自由工程、λmが小なるほど良好であった。(3)末溶融粒子とマトリックスの密着性;この密着性は3点曲げ靭性試験及び波面解析により調べた。割れは末溶融粒子内で生じ、粒子のマトリックスからの脱落は認められず、密着性が良好であった。(4)複合合金層と基材との接合性:接合性はプラズマ移行ア-ク法では電流条件など、およびレ-ザ-法では基材の表面処理を適切に選択すると良好であった。
デスモゾーム蛋白と天疱瘡の抗原物質の関連に関する研究

近年,天疱瘡患者血中抗表皮細胞間抗体の抗原物質とデスモゾーム構成蛋白との関連が示唆されている.本研究はデスモゾーム構成蛋白に対するマウスモノクローナル抗体を作成し,天疱瘡抗体との関連を検討することを目的とした.デスモゾームはSkerrow & Matoltsyの方法に従い不連続蔗糖濃度匂配遠沈法を用いて,ウシ鼻表皮より分離精製した.この精製デスモゾームを免疫源としてBalb/cマウスを免疫し,免疫マウス脾細胞とsp2/0細胞を用いて通常の方法によりhybridowaを作成した.ELISAを一次スクリーニング法として陽性wellを検索し,さらに,その陽性wellの中から蛍光抗体法により表皮細胞間に反応するwell1個を得た. 3回のlimitting dilutionによりクローニングし,さらに,プリスタン処理Balb/cマウス腹腔内に接種し,腹水としてモノクローナル抗体を回収した.蛍光抗体法により,この抗体は,正常皮膚切片および培養細胞において,表皮細胞間に強い反応性を示し,さらに,細胞質にも若干の染色性を認めた.精製デスモゾームを用いたWestern blot法により,この抗体は約240KDおよび約220KDの2本のバンドを染色した.免疫電顕的に,この抗体は表皮細胞膜デスモゾームのattachment plaque部に反応した.以上により,この抗体は,デスモプラキンIおよびIIに反応性を有する抗体と考えられた.細胞質の反応性に関しては,細胞質内にデスモプラキン蛋白の一部が存在する,他の蛋白が同じエピトープを有する,等の可能性が考えられるが,今後,検討が必要とされる.各種天疱瘡患者血清とこの抗体によりブロッキング試験を施行したが,天疱瘡抗体とこの抗デスモゾーム抗体の同一性は見出せなかった.現在,他のデスモゾーム構成蛋白に対するモノクローナル抗体の作成が進行中であり,これらの抗体を用いて,さらに,各種天疱瘡抗体の抗原物質とデスモゾームとの関連を検討する予定である.近年,天疱瘡患者血中抗表皮細胞間抗体の抗原物質とデスモゾーム構成蛋白との関連が示唆されている.本研究はデスモゾーム構成蛋白に対するマウスモノクローナル抗体を作成し,天疱瘡抗体との関連を検討することを目的とした.デスモゾームはSkerrow & Matoltsyの方法に従い不連続蔗糖濃度匂配遠沈法を用いて,ウシ鼻表皮より分離精製した.この精製デスモゾームを免疫源としてBalb/cマウスを免疫し,免疫マウス脾細胞とsp2/0細胞を用いて通常の方法によりhybridowaを作成した.ELISAを一次スクリーニング法として陽性wellを検索し,さらに,その陽性wellの中から蛍光抗体法により表皮細胞間に反応するwell1個を得た. 3回のlimitting dilutionによりクローニングし,さらに,プリスタン処理Balb/cマウス腹腔内に接種し,腹水としてモノクローナル抗体を回収した.蛍光抗体法により,この抗体は,正常皮膚切片および培養細胞において,表皮細胞間に強い反応性を示し,さらに,細胞質にも若干の染色性を認めた.精製デスモゾームを用いたWestern blot法により,この抗体は約240KDおよび約220KDの2本のバンドを染色した.免疫電顕的に,この抗体は表皮細胞膜デスモゾームのattachment plaque部に反応した.以上により,この抗体は,デスモプラキンIおよびIIに反応性を有する抗体と考えられた.細胞質の反応性に関しては,細胞質内にデスモプラキン蛋白の一部が存在する,他の蛋白が同じエピトープを有する,等の可能性が考えられるが,今後,検討が必要とされる.各種天疱瘡患者血清とこの抗体によりブロッキング試験を施行したが,天疱瘡抗体とこの抗デスモゾーム抗体の同一性は見出せなかった.現在,他のデスモゾーム構成蛋白に対するモノクローナル抗体の作成が進行中であり,これらの抗体を用いて,さらに,各種天疱瘡抗体の抗原物質とデスモゾームとの関連を検討する予定である.
最適レイアウトによる流体軸受スピンドルの角度動剛性の強化と薄型スピンドルの開発

本研究では,情報機器に使われるスピンドルの薄型化に際して脆弱化が懸念される角度動剛性に注目し,その強化により薄型化スピンドルに必要な設計指針を示すことを目的としている.また同時に,流体軸受の角度動剛性の実験的評価法の確立も検討する.現在,ハードディスクドライブなどの情報機器には薄型化が要求されており,これらの機器に使用されているスピンドルには,高回転精度を確保するための角度動剛性強化が必要になる.そこで本課題では,限られた空間の中に適切に軸受を配置する最適設計法を開発し,ジャーナル軸受とスラスト軸受を組合せた最適設計を行った.その結果,薄型スピンドルでは,スラスト軸受の角度剛性を高めることが重要であることがわかった.また,確立した実験方法により実施した角度動剛性の実験結果より,ジャイロ効果による振動が大きく現れることを確認した.本研究では,情報機器に使われるスピンドルの薄型化に際して脆弱化が懸念される角度動剛性に注目し,その強化により薄型化スピンドルに必要な設計指針を示すことを目的としている.また同時に,流体軸受の角度動剛性の実験的評価法の確立も検討する.現在,ハードディスクドライブなどの情報機器には薄型化が要求されており,これらの機器に使用されているスピンドルには,高回転精度を確保するための角度動剛性強化が必要になる.そこで本課題では,限られた空間の中に適切に軸受を配置する最適設計法を開発し,ジャーナル軸受とスラスト軸受を組合せた最適設計を行った.その結果,薄型スピンドルでは,スラスト軸受の角度剛性を高めることが重要であることがわかった.また,確立した実験方法により実施した角度動剛性の実験結果より,ジャイロ効果による振動が大きく現れることを確認した.本研究では,流体軸受の角度動剛性(角度弾性係数と角度減衰係数の合成値にて算出)強化による情報機器用スピンドルの薄型化を実現することを目的とする.また同時にその実験的評価法の確立も目指す.ハードディスクドライブ(以下HDDと呼ぶ)などの情報機器は今後,装置の小型化よりもむしろ薄型化を志向していくと予測される.その際,高回転精度を確保するために角度動剛性の強化が課題になると考えられる.しかしながら薄型スピンドルにおいては軸受を配置できるスペースが限られるため,その実現は容易ではない.そこで本課題では,限られた空間の中に適切に軸受を配置する最適設計法を開発し,角度動剛性の最大化による薄型スピンドルの開発を目指す.本年度は,角度剛性を評価する方法の1つとしてラジアル衝撃応答試験について検討した.スピンドルのラジアル方向は上下一対のジャーナル軸受で支持され,ラジアル方向の衝撃を受けた際に発生する回転体のモーメントをこれで支持する構造となっている.このようなスピンドルの衝撃応答性を評価するために,シーソー構造や摩擦減衰スライド構造などを適用した試験装置を設計・製作した.その結果,スピンドルのインパルス応答特性の評価が可能となった.実験結果より,連成成分の応答振幅は回転数の増加とともに増加することなどが確認された.なお計画時には揺動加振試験の実施を予定していたが,本研究の対象とする小型スピンドルでは耐衝撃性が最も深刻な問題であり,同実験的評価方法の検討を優先した.また現在,スラスト軸受の角度剛性の解析について着手しており,ジャーナル軸受,スラスト軸受両方を含んだ角度剛性の算出について進めている.本研究では,流体軸受の角度動剛性(角度弾性係数と角度減衰係数の合成値にて算出)強化による情報機器用スピンドルの薄型化を実現することを目的とする.また同時にその実験的評価法の確立も目指す.ハードディスクドライブ(以下HDDと呼ぶ)などの情報機器は今後,装置の小型化よりもむしろ薄型化を志向していくと予測される.その際,高回転精度を確保するために角度動剛性の強化が課題になると考えられる.しかしながら薄型スピンドルにおいては軸受を配置できるスペースが限られるため,その実現は容易ではない.そこで本課題では,限られた空間の中に適切に軸受を配置する最適設計法を開発し,角度動剛性の最大化による薄型スピンドルの開発を目指している.本年度は,角度剛性を評価するための試験法の検討のために揺動試験を実施した.揺動試験については,流体軸受スピンドルモータを搭載した冶具をソレノイドモータに接続して揺動加振を行う装置を設計・制作し,FFTを用いて加振角加速度を変化させた際のスピンドルのパラレルモード及びコニカルモードの応答を取得した.またNRRO測定についても実施した.静電容量式非接触変位系によりラジアル方向およびアキシアル方向のスピンドルの変位を取得できる装置を新たに製作した.一般に,HDDスピンドルのNRRO測定は外部振動を除去した定常状態で行われるが,本研究ではスピンドルを固定した台に衝撃を与えた非定常状態におけるNRROの所得を新たに実施した.一方理論的検討として,角度動剛性を考慮したスラスト軸受の解析を実施した.軸受油膜の揺動方向およびこれと90°位相のずれた方向における角度剛性及び角度減衰係数の算出及び4自由度の応答特性の計算が可能となった.

今後は,上記計算モデルによる最適レイアウトの検討を行い,制作した試験装置を用いて実験的検証を実施する.また,スピンドルの薄型化についても検討する計画である.本研究では,流体軸受の角度動剛性(角度弾性係数と角度減衰係数の合成値にて算出)強化による情報機器用スピンドルの薄型化を実現することを目的とする.また同時にその実験的評価法の確立も目指す.ハードディスクドライブ(以下HDDと呼ぶ)などの情報機器は今後,装置の小型化よりもむしろ薄型化を志向していくと予測される.その際,高回転精度を確保するために角度動剛性の強化が課題になると考えられる.しかしながら薄型スピンドルにおいては軸受を配置できるスペースが限られるため,その実現は容易ではない.そこで本課題では,限られた空間の中に適切に軸受を配置する最適設計法を開発し,角度動剛性の最大化による薄型スピンドルの開発を目指している.本年度は,角度剛性を評価するための揺動衝撃試験ならびに最適設計を実施した.揺動衝撃試験については,流体軸受スピンドルモータを搭載した冶具を接続して揺動衝撃を行うよう装置を改良し,インパルスハンマーを用いて打撃した際のスピンドルのパラレルモード及びコニカルモードの応答を取得した.また最適設計について実施した.これまでジャーナル軸受・スラスト軸受単体にて行ってきたのに対し,本年はこれらを組合せた最適設計とした.その際,加工誤差に対するスピンドル性能のばらつきを抑制するロバスト最適設計を実施した.その結果,現行のスピンドルサイズでは組合せの効果はほとんど現われないが,薄型スピンドルにした際にはスラスト軸受の角度剛性の寄与度が上昇し,これを高めることが重要であることがわかった.交付申請時に予定した揺動実験に加えてNRRO測定実験について実施した.スピンドルの実験検証手法の確立の意味では進展があった.概ね順調に進んでいるが,最適レイアウトの検討がやや遅れている状況にある.現在,角度剛性を考慮した解析モデルに目処が付き最適レイアウトの計算を進めている.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,計算モデルを用いて最適レイアウトについて検討する予定である.現在,ジャーナル軸受およびスラスト軸受の角度剛性を考慮したモデルを構築できたため,最適レイアウトの計算を進めている.24年度が最終年度であるため、記入しない。
トポロジー変換されたポリウレタンによる力学特性の自在設計

プラスチック材料において、目的の力学特性を分子構造から自在に設計することは、長らく困難とされている重要課題である。本研究は、申請者が見出した新規分子構造であるセンチピード構造を用いた力学特性を自在設計可能なプラスチック材料の創出およびその力学特性発現のメカニズム解明を目的とする。センチピード構造とは、線状である従来のポリウレタンのトポロジー異性体であり、側鎖にソフトセグメントおよび主鎖にハードセグメントからなる規則的な側鎖構造が特徴のポリウレタンである。
ホスファチジン酸ホスファターゼの活性調節機構の検討

ホスファチジン酸(PA)ホスファターゼはde novoリン脂質合成系において、PAを脱リン酸化しジアシルグリセロール(DG)を産生する酵素である。我々はこのPAホスファターゼの精製を試み、ブタ胸腺膜画分より動物細胞では初めて分子量83,000の酵素の精製(Kanoh et al.JBC,267,`92)、及びそのcDNAクローニングにも成功した。しかし、このcDNAを発現ベクターに組み込んでCOS7細胞に発現させたところ、タンパク質が発現しているにも関わらず、PAホスファターゼの活性は認められなかった。タンパク質の発現についてはcDNAより予想されるアミノ酸配列を用いて作成した抗ペプチド抗体によるウェスタンブロッティングで検出した。さらに昆虫細胞や酵母を用いて発現実験を行ったところ、いずれの場合もタンパク質が発現しているにも関わらず酵素活性は認められなかった。また、精製ブタ83KPAホスファターゼのアミノ酸配列を解析しなおしたが、やはりこのcDNAと一致していた。以上のことから、この分子量83,000のタンパク質はPAホスファターゼではないと考えられ、PAホスファターゼの精製を再度行った。現在まで、PAホスファターゼであると考えられる分子量36,000のタンパク質を約40,000倍まで精製したところであり、今後このタンパク質のアミノ酸配列の決定及びcDNAクローニングを行う予定である。
アメンボ類の水面における運動システムに関する生物力学的研究

アメンボは、異翅亜目に属する、池、川、および海の水面にトラップされた動物を捕食あるいは腐食する昆虫である。彼らは表面張力によって水面に浮き、オールとしての肢により形成された水のメニスカス(menisci)を用いて推進する。本プロジェクトにおいて、われわれはGerridaeの選定されたグループの翅多型性、性、および生態の水面運動システムの機能形態学とバイオメカニクスへの影響に対する比較研究を行った。生物力学と生態:われわれは日本の7種のアメンボ(Gerridae)、オオアメンボ、ナミアメンボ、ヤスマツアメンボ、ハネナシアメンボ、ヒメアメンボ、シマアメンボ、トガリアメンボを用いた。運動パフォーマンスを肢のストロークとみなし、背中に力の変換器を付けられた、水面に宙吊りにされた標本で測定した。力を体重で割ることにより、パフォーマンスの比較を行った。体重と力の間には正の相関が、体重と力-体重比の間には負の相関が、種内および種間で見出された。水面運動と飛翔運動との間のトレードオフは力-体重比の異なるパフォーマンスとして実証された。有翅あるいは無翅へのバイアスは種によりけりであり、おそらくは生息場所選択に関連があるだろう。永続的な生息場所を好むアメンボ種(ハネナシアメンボ)は無翅型においてより高いパフォーマンスを示した。しかし、一時的な生息場所を好む種(ナミアメンボ、トガリアメンボ)は両方の型のパフォーマンスは有意に異ならなかった。雄は3種(オオアメンボ、ハネナシアメンボ、トガリアメンボ)を除く研究されたすべての種において雌よりも高いパフォーマンスを持っていた。それらの3種は交尾闘争の少ないタイプIの交尾戦略を持っていた。われわれはタイプIの配偶システムの雄(雌を獲得するためには強く争わなければならない)ではうまく交尾するために雌よりパフォーマンスが優れていなければならない、タイプIIでは必ずしもその必要はない。機能形態学と発育:電子顕微鏡解析を通して、アメンボの体は、1)上側の長い剛毛(30-80μm)および2)下層の糸状の毛(5-9μm)からなる二重のヘア構造により被われていることが分かった。肢には剛毛だけが存在している。われわれは幼虫発育を通してナミアメンボの剛毛と糸状の毛のカバーの機能形態学を研究した。われわれはまた、酸素化した水と脱酸素化した水における幼虫と成虫に関する浸漬実験を行った。幼虫のマイクロトリキア(体の糸状の毛群)は非常に短い(1齢と2齢では0.5-0.6μm、3齢から5齢では0.8-1.7μm、そして成虫では5-9μm)。幼虫の体の剛毛は、成虫とほぼ同じ長さ(25-50μm)である1しかし、成虫よりもはるかに密度が低い(それぞれ1,800-5,750/mm^2および15,000-20,000/mm^2)。肢の剛毛密度は、発育を通じて相対的に一定であった(幼虫:1,5000本/mm^2;成虫20,000-26,000本/mm^2)。われわれは短いマイクロトリキアのカバーは、幼虫では防水機能を、成虫では圧縮された空気泡として機能しているという仮説を立てている。幼虫におけるマイクロトリキアの防水機能は成虫においては剛毛によりなされる。幼虫の肢の剛毛の密度と長さは、成虫の体と肢のものとほとんど同じであり、おそらく防水機能として最適化されている。このように、形態測定パラメータにおける変化は、同じ構造を用いながら、機能の大きな変化をもたらすであろう。アメンボは長い脚を使って水面をすばやく滑る昆虫で、その大きさはさまざまである。淡水にも海水にも生息し、水面に落ちた生物を摂取する捕食性かつ腐食性の昆虫である。水と大気の境界に生息するために、両方の環境へ適応する必要がある。アメンボは水面張力のおかげで浮くことができ、着水点に凹みを作りながら移動する。形態多型についてはよく知られており、長翅、短翅、翅無型が存在する。また、性的二型を示し通常メスの方が大きい。しかし逆の場合もある。機能形態学およびバイオメカニックスの視点から、翅多型、性的二型およびアメンボの生態が滑走機構に及ぼす影響について比較研究を行った。脚が水と接している部分を覆っている毛の形態、パターン密度およびその役割について電子顕微鏡を用いて調査した。また、体重、体長および脚が接水している部分の長さについても計測した。脚が水をかく時の絶対的および体サイズに対する相対的な強さと上述した各計測値との関係について考察した。各計測値と浮力、推進力との関係式については現在検討中である。

運動パフォーマンスを肢のストロークとみなし、背中に力の変換器を付けられた、水面に宙吊りにされた標本で測定した。力を体重で割ることにより、パフォーマンスの比較を行った。体重と力の間には正の相関が、体重と力-体重比の間には負の相関が、種内および種間で見出された。水面運動と飛翔運動との間のトレードオフは力-体重比の異なるパフォーマンスとして実証された。有翅あるいは無翅へのバイアスは種によりけりであり、おそらくは生息場所選択に関連があるだろう。永続的な生息場所を好むアメンボ種(ハネナシアメンボ)は無翅型においてより高いパフォーマンスを示した。しかし、一時的な生息場所を好む種(ナミアメンボ、トガリアメンボ)は両方の型のパフォーマンスは有意に異ならなかった。雄は3種(オオアメンボ、ハネナシアメンボ、トガリアメンボ)を除く研究されたすべての種において雌よりも高いパフォーマンスを持っていた。それらの3種は交尾闘争の少ないタイプIの交尾戦略を持っていた。われわれはタイプIの配偶システムの雄(雌を獲得するためには強く争わなければならない)ではうまく交尾するために雌よりパフォーマンスが優れていなければならない、タイプIIでは必ずしもその必要はない。機能形態学と発育:電子顕微鏡解析を通して、アメンボの体は、1)上側の長い剛毛(30-80μm)および2)下層の糸状の毛(5-9μm)からなる二重のヘア構造により被われていることが分かった。肢には剛毛だけが存在している。われわれは幼虫発育を通してナミアメンボの剛毛と糸状の毛のカバーの機能形態学を研究した。われわれはまた、酸素化した水と脱酸素化した水における幼虫と成虫に関する浸漬実験を行った。幼虫のマイクロトリキア(体の糸状の毛群)は非常に短い(1齢と2齢では0.5-0.6μm、3齢から5齢では0.8-1.7μm、そして成虫では5-9μm)。幼虫の体の剛毛は、成虫とほぼ同じ長さ(25-50μm)である1しかし、成虫よりもはるかに密度が低い(それぞれ1,800-5,750/mm^2および15,000-20,000/mm^2)。肢の剛毛密度は、発育を通じて相対的に一定であった(幼虫:1,5000本/mm^2;成虫20,000-26,000本/mm^2)。われわれは短いマイクロトリキアのカバーは、幼虫では防水機能を、成虫では圧縮された空気泡として機能しているという仮説を立てている。幼虫におけるマイクロトリキアの防水機能は成虫においては剛毛によりなされる。幼虫の肢の剛毛の密度と長さは、成虫の体と肢のものとほとんど同じであり、おそらく防水機能として最適化されている。このように、形態測定パラメータにおける変化は、同じ構造を用いながら、機能の大きな変化をもたらすであろう。