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北朝隋唐碑における鐫刻実態に関する基礎的研究

次いでその中からとくに本研究の目的に照らして意義深いと考えた碑版、具体的には書の名家である柳公権の書、鐫刻の名工である邵建和の刻にかかる「廻元観鐘楼銘」について研究を行い、論文を公刊した。論文では当該石刻は末尾に「邵建和刻」と明記するものの、実際の鐫刻は複数の刻者による分担であったこと、また彼らが刻出する書風の相違は同一系統に属すること、極一部ながら鐫刻技能の未熟者も加わっていること等が明らかになった。これらの事実から、当該石刻に刻者として明記される邵建和は、鐫刻を分担した集団を指揮する立場にあるものと推測できること、碑版に明記する刻者名が当該石刻の鐫刻の実態を必ずしも示してはいないことなどの新知見をえた。29年度には大東文化大学書道研究所・成田山書道美術館・淑徳大学書学文化センターの計三か所の拓本所蔵機関での調査と撮影による資料収集を計画していたが、淑徳大学書学文化センターについては日程調整上、調査を実施できなかったため、30年度に変更し、当初計画していた大阪市立美術館の調査と合わせて実施する計画である。大東文化大学書道研究所については定期的に実施し、成田山書道美術館については二泊三日(9月29日から10月1日)を当てて集中して調査を実施し、それぞれ必要に応じてデジタルカメラによる撮影を行い、その画像をハードディスクに保存して順次検討している。そのうえで研究意義が高いと考えられたものを選出して、学生を雇用してその字跡整理を行い、研究に供している。研究成果の公刊は計画のとおりで、唐の名工邵建和の刻と明記される石刻についての論文を公刊し、当該石刻の鐫刻の実態に関して新知見を提示できた。この名工の刻と明記される石刻の鐫刻実態を解明することは、本研究の目的に照らしてきわめて重要と思うにいたったので、現在、邵建和が関わった他の石刻を対象に入れて研究する計画を立てている。その他、複数の刻者が鐫刻を分担した碑版三件についても、字跡の整理が終わっており、現在はその研究意義を検討中である。また、調査対象碑版の効率的な検出のために研究と同時進行で作成する計画である「国内外機関所蔵北朝隋唐碑拓本目録稿」についても計画とおり進行中で、最終年度に公刊する予定に変わりはない。本研究は、墓誌(墓中に置く石刻)の刻法研究で長く培った方法を碑に代表される地上の石刻に応用し、碑の鐫刻も墓誌同然に復数の刻者が分担して行っていたことを実証することにより、碑における刻工間の関係、筆写法と鐫刻法の関係、刻派の形成、碑の鐫刻の実態解明に資することを目的とする。2018年度は、淑徳大学書学文化センター及び大東文化大学書道研究所の所蔵拓本の調査、拓本の入手、影印本の入手を通じて、研究に値する碑版の抽出を行い、その字跡の第一次整理を学生を雇用して行った。次いでその中から本研究の目的に照らしてより意義深いと考えた碑版数種についてその刻法の分析考察を進めた。その数種中、前年度に研究成果を公刊した柳公権「廻元観鐘楼銘」の刻者「邵建和」が、刻工「強演」とともに刻者として名を連ねる「金剛般若羅蜜経」(824)が、刻法を分析する上で最も条件が整っているうえ本研究の目的にもっとも適うと判断し、その研究を進めて論文を公刊した。「金剛般若羅蜜経」は柳公権47歳の揮毫に係る石刻で、明初にすでにその半ばを欠き、その後原石は亡逸し、現在は孤本の唐拓が伝わるだけである。唐拓本によれば、12個の横石全468行5106字からなり、末尾に刻者を「強演・邵建和刻」と明記する。しかし、当該石刻の字跡を分析した結果、相容れない7種(あるいはそれ以上)の刻法が混在することが明らかになった。このことは強・邵2名だけが当該石刻の刻者であったわけではなく、7名あるいはそれ以上の刻者が鐫刻を分担していたことを明示し、強・邵2名は当該石刻の鐫刻に関わった刻者たちを代表する立場にあると考えるのが自然である。鐫刻におけるこの実態は、前年度の研究成果と同様に、石刻中に明記する刻者及び刻者数が当該石刻の実際の刻者及び刻者数と一致する保証がない実態を伝えており、石刻における鐫刻実態を解明する重要な事例の一つとみなしうる。拓本所蔵機関における調査撮影については、淑徳大学書学文化センター及び大東文化大学書道研究所の両機関で実施した。前者機関の所蔵拓本は整本(全搨本。
レニン-アンジオテンシンシステム抑制による胃化学発癌予防のメカニズムの解明

200文字HP非感染スナネズミでは胃粘膜中のアンジオテンシンIIタイプI受容体(AT1R)やタイプII受容体(AT2R)の発現は低値であったが、HP感染モデルでは、感染後の時間経過によってAT1RやAT2Rの発現レベルが徐々に増加した。それは、胃粘膜内の単核球を含めた炎症細胞浸潤の程度とも明らかに相関をしており、HPの病原因子の一つであるdupAやcagAの存在や活性度と関与していた。また、消化性潰瘍を生じた動物で高発現していることから、RAS抑制薬で消化性潰瘍の予防とともに、胃化学発癌予防が可能である可能性が示唆された。本研究は、ヘリコバクターピロリ感染における上部消化管疾患の多様性を規定する因子の一つであるレニン-アンジオテンシン(RA)システムの胃粘膜内における生理活性メカニズムを、胃癌細胞株あるいは動物スナネズミモデルにHPを感染させることによって解明することを目的としている。また、RAシステムの阻害薬であるアンジオテンシ変換酵素(ACE)阻害薬とアンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)投与による胃粘膜内の抗炎症作用や化学発癌予防効果も検討し、高齢者社会を迎える中での同薬剤投与による胃癌発癌予防の可能性を探ることも目的として立案された。本研究によりヘリコバクターピロリ感染スナネズミモデルにおいて、胃粘膜中のアンジオテンシンIIタイプI受容体(AT1R)やタイプII受容体(AT2R)が発現し、時間経過とともに高発現していくことが認められた。それは、炎症細胞浸潤程度とも明らかに相関をしており、dupAやcagAなどのヘリコバクターピロリの菌側の要因に影響が及ぼされている可能性が考えられている。また、AT1RとAT2Rの発現量は、お互いに相関をしており、RAシステム内での独自の調節機構が存在していることも考えられる。本研究は、胃粘膜内へのHelicobacter pylori(HP)感染における上部消化管疾患(胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃癌など)の多様性を規定する因子の一つとして考えられているレニン-アンジオテンシン(renin-angiotensin, RA)システムの胃粘膜内における生理活性メカニズムを、胃癌細胞株あるいは動物スナネズミモデルにHPを感染させることによって解明することを目的としている。また、RAシステム阻害薬であるアンジオテンシ変換酵素(ACE)阻害薬とアンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)投与することによる胃粘膜内の抗炎症作用や化学発癌予防効果も検討し、高齢者社会を迎える中での同薬剤投与による胃癌発癌予防の可能性を探ることも目的として立案された。本研究により、HP非感染スナネズミでは胃粘膜中のRAシステムの各因子の発現は低値であったが、HP感染スナネズミモデルで、アンジオテンシンIIタイプI受容体(AT1R)やタイプII受容体(AT2R)は高発現し、感染後の時間経過によって発現レベルが徐々に増加することが認められた。それは、病理組織学的に胃粘膜内の単核球を含めた炎症細胞浸潤の程度とも明らかに相関をしており、HPの病原因子の一つであるdupAやcagAなどのHPの菌側の要因の存在や活性度と関与していた。また、AT1RとAT2Rの発現量は、お互いに相関をしており、RAシステム内での独自の調節機構が存在していることが考えられる。更に、胃粘膜内の炎症に関与している炎症性サイトカイン値とも有意に相関していた。
エステル炭化法による分子ふるい炭素の製造とその評価

本研究では,吸着容量の大きな活性炭の表面に硝酸による酸化によりカルボキシル基,水酸基を導入した。これに有機化合物をエステル化反応により固定化した。さらに熱処理することにより固定化された有機化合物の炭化物により細孔径を調整するという新しい方法(エステル炭化法)により分子篩炭素を製造することを試みた。実際に,エステル結合する有機物として1-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸,フェノール,安息香酸,サリチル酸,ピロガロール,1-ナフトール,フルフリルアルコールを用いて300700°Cで熱処理を行った。その結果,活性炭の表面積は小さくなったが,細孔は分子篩い効果が出現するまでに均一な細孔径とはならなかった。そこで,活性炭の代わりにフェノール樹脂の炭化物を出発原料に用いてエステル炭化法により分子篩炭素の製造を試みた。また,既往の方法である被覆法による分子篩炭素の製造を行い,エステ炭化法と被覆法による分子篩炭素の細孔構造の違いについて検討した。その結果,被覆法により0.400.43nm付近に細孔径を有する分子篩炭素が製造できた。しかし,熱処理温度を変化させることにより細孔径を変えることはできなかった。一方,エステル炭化法では,熱処理温度を変化させることにより細孔径を0.330.50nmの範囲で変化させることができた。これは,エステル結合により有機化合物の熱分解挙動が変化し,徐々に熱分解したためであることが収率の測定により明らかとなった。
酸素分子が制御する細胞内タンパク質への銅イオン供給メカニズム

銅イオンは生命活動に必須の構成成分で、さまざまなタンパク質と結合することにより、酵素活性の中心として機能している。生体内での存在量は微量なレベル(成人で80 mg)に調節され、遺伝的要因や過剰な摂取・欠乏による濃度異常は多くの疾患の原因となる。本課題の遂行により、生体内におけるタンパク質への銅イオン輸送メカニズムの一端が明らかとなり、銅イオン輸送制御の破綻が発症要因となるヒト疾患の病理メカニズムについても、その知見を得ることができた。銅・亜鉛スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)は、銅・亜鉛イオンを結合し、分子内にジスルフィド(S-S)結合を形成することで活性化する抗酸化酵素である。ほぼ全ての好気性生物はSODを有しており、活性中心として機能する銅イオンの結合部位に加えて、分子内S-S結合が高度に保存されている。そこで、大腸菌のSODCに着目し、SODCの構造・機能に分子内S-S結合が果たす役割について検討を行った。まず、S-S結合を有したSODC(SODCS-S)、及び、S-S結合形成に関わる二つのCys(Cys50, Cys144)をAlaに置換したS-S結合切断型のSODC(SODCDM)を作製し、S-S結合形成がSOD活性に及ぼす影響を検討した。その結果、活性中心である銅イオンをSODCS-Sに加えるとSOD活性が確認されるのに対して、S-S結合がなければ(SODCDM)、銅イオンを添加しても活性化しなかった。そこで、SODCS-S及びSODCDMにおける銅・亜鉛イオンを定量したところ、どちらの金属イオンについても、SODCS-Sには結合するものの、S-S結合のないSODCDMにはほとんど結合していないことが分かった。これらの結果は、SODCが銅・亜鉛イオンを結合して酵素として活性化するためには、S-S結合の形成が必須であることを示している。さらに、S-S結合の形成に伴って、ランダムコイル様のSODCにβーシート構造が形成することが円二色性分光法、及びフーリエ変換赤外分光法により明らかとなった。以上の結果から、大腸菌内では、SODCの立体構造形成(フォールディング)がS-S結合の導入によって進行した後に、銅・亜鉛イオンが結合することでSODCが活性化すると考えられた。銅・亜鉛スーパーオキシドディスムターゼ(SOD1)は、銅・亜鉛イオンを結合し、分子内にジスルフィド(S-S)結合を形成することで活性化する抗酸化酵素である。本年度は、SOD1に銅イオンを供給し、分子内S-S結合を導入することができる銅シャペロンCCSに着目して、その制御メカニズムに関する研究を進めた。CCSは三つのドメインから構成されており、中央に位置するドメイン2(CCS-dII)がSOD1の認識に重要であることが示唆されている。興味深いことに、CCS-dIIはSOD1と類似した構造を有しており、亜鉛イオンの結合サイトと分子内S-S結合についても保存されている。SOD1では、亜鉛イオン結合やS-S結合形成によって四次構造が変化することから、CCS-dIIへの亜鉛イオン結合やS-S結合形成によってSOD1の認識が制御されているのではないかと考えた。そこで、プルダウン法を利用することで、亜鉛イオン結合やS-S結合形成がCCS-dII/SOD1間の相互作用に及ぼす影響を検討したところ、CCSがSOD1を認識するためには、CCS-dIIへの亜鉛イオン結合が必須であることが分かった。実際、FT-IRを用いることで、亜鉛イオン結合に伴い、CCS-dIIにalpha-helixの構造形成が誘起されることを見いだした。さらに、CCS-dIIへの分子内S-S結合形成によって、亜鉛イオンの解離が抑制されることが分かった。細胞内では、遊離の亜鉛イオンは殆ど存在しないと考えられていることから、酸素分子を電子アクセプターとしたCCS-dIIへの分子内S-S結合形成がSOD1の認識に必要ではないかと考えられる。つまり、酸素分子をシグナルとすることでCCSによるSOD1の認識が制御されていることが示唆される。銅・亜鉛スーパーオキシドディスムターゼ(SOD)は、銅・亜鉛イオンの結合と分子内ジスルフィド(S-S)結合の形成により活性化する抗酸化酵素である。真核生物では、銅シャペロンであるCCSタンパク質がSODに銅イオンを供給することが知られているが、原核生物にはCCSに相当する銅シャペロンが存在せず、SODがどのように金属イオンを結合して活性化するのか明らかとなっていない。そこで本研究では、大腸菌のSOD(SodC)に着目し、CCSに依存しないSODの新たな活性化メカニズムについて、分光学的手法により検討した。その結果、SodCにおけるS-S結合の形成を担う二つのCys残基(Cys74, Cys169)が、チオレートとして存在する際にはCu+イオンの配位子として機能することが分かった。さらに、これらのCys残基はCu+イオンを配位することで速やかに空気酸化を受け、SodCに分子内S-S結合が導入されることも明らかにできた。分子内S-S結合の形成はSodCのフォールディングに必須であることが知られている。よって、SodCはCys残基を利用して銅イオンを捕捉した後に、空気酸化によるS-S結合の形成に伴って銅イオンが活性部位に移動し、活性化するのではないかと考えられる。つまり、SODに高度に保存された二つのCys残基が、銅イオンの捕捉とタンパク質構造の安定性を制御する新たなメカニズムを提案する。

銅イオンは生命活動に必須の構成成分で、さまざまなタンパク質と結合することにより、酵素活性の中心として機能している。生体内での存在量は微量なレベル(成人で80 mg)に調節され、遺伝的要因や過剰な摂取・欠乏による濃度異常は多くの疾患の原因となる。本課題の遂行により、生体内におけるタンパク質への銅イオン輸送メカニズムの一端が明らかとなり、銅イオン輸送制御の破綻が発症要因となるヒト疾患の病理メカニズムについても、その知見を得ることができた。本課題の目的は、酸素分子が銅シャペロンシステムの稼働シグナルとして機能していることを明らかにすることである。昨年度に引き続き、銅・亜鉛スーパーオキシドディスムターゼ(SOD1)に着目し、その活性化メカニズムに焦点を当てて研究を進めているが、本年度は、SOD1に対する銅シャペロンであるCCSが酸素分子をシグナルとしてSOD1を認識している可能性を見いだすことができた。特に、CCSにおける亜鉛イオン結合と分子内ジスルフィド結合形成が、細胞内にてSOD1を認識するために必要であることを示唆する結果が得られた。酸素分子により制御されたSOD1-CCS間分子認識のメカニズムについて、詳細に検討中であるが、投稿論文として準備段階にあり、本研究は概ね順調に進められていると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。生物無機化学SOD1がCCSによって認識されるためには酸素分子が必要であることが示唆された。そこで、本課題の最終年度となる平成27年度には、出芽酵母をモデルとすることで、生体内でのSOD1活性化に酸素分子が必要であることを検討し、特に、CCS-dIIへのジスルフィド結合形成がSOD1活性化に必要であることを明らかにしたい。そのために、嫌気条件としたグローブボックス内において出芽酵母を培養し、当初の計画通り、SOD1活性やジスルフィド結合形成について、電気泳動法を駆使することで確認する予定である。本研究の目的は、細胞内における銅イオン輸送の制御メカニズムを明らかにすることである。現在までに、銅イオン結合タンパク質であるSOD1/SODCの作製法を確立し、その銅イオン結合プロセスについて生化学的・分光学的なキャラクタリゼーションを進めることができた。特に、大腸菌におけるSODCの銅イオン獲得メカニズムについてはこれまでに明らかでなかったものの、本研究により、その制御因子として、ジスルフィド結合形成を提案することができ、現在論文として投稿中である。また、SOD1に対する銅シャペロンであるCCSについても、その精製方法の確立を進めており、その銅イオン結合特性を評価しているところである。よって、本研究は概ね順調に進められていると判断した。SOD1とCCSとの相互作用について検討するために、多角度光散乱検出器を購入する必要が生じたため、本年度に購入する予定であったグローブボックスを次年度に購入することとした。いずれの機器・装置についても、本課題の遂行には必要であるが、グローブボックスを使用した実験については、次年度に予定しているため、研究の推進には大きな影響は生じない。
情報技術にかかわる集団責任概念の哲学的分析

本年度はコンピュータの集団的な利用による「責任の曖昧化」の問題を検討した。Therac-25に代表される高度な技術や、コンピュータ・ウィルス、ネットワークによる投票、P2Pファイル交換ソフトウェア等はどれも誰がどのような行為を行なったのかという点を不明確にし、それゆえ責任の所在がわかりにくくなる原因となる。このような問題を扱うには「責任」の本来的な意味が「賠償責任」であるのか、最近一部の論者によって提出されている「応答責任」なのかを明確にする必要がある。報告者の分析によれば、通常提出されている「応答責任論」は「責任を問う」ことと「責任がある」ことの違いを見失っている可能性がある。この点は上で述べたような集団責任の問題をとりあげれば明白になる。集団的な責任においては、(1)責任を問うべき個人が誰であるか明らかでなく、(2)個人を見た場合その落ち度はささいな場合が多く、(3)他人の行為について応答するということの意味が不明確である。報告者の主張では、われわれは責任の問題をあつかうにあたって、伝統的な目的論的な解釈をおこなうべきである。「責任」という概念の中心にあるのは「非難」であり、社会的に望ましくない結果を抑止あるいは予防し、加害者の教育や被害者の救済その他の目的のための手段としてプラグマチックに解釈するべきである。つまり責任という制度は、そのような制度を採用することの帰結によって正当化されるような擬制にすぎない。より詳細な研究成果は、平成18年度に各種学会および刊行物で公開する予定である。本年度は、集団集団の行為と責任にかかわる本研究の基礎作業として、情報化社会における知的所有権を、GNUに代表されるフリーソフトウェア作成コミュニティ文化と、ネットワーク集団による音楽ファイル共有文化の問題としてとりあげ論じた。近年社会問題とされているGNUteraやWinMXなどのアプリケーションソフトウェアをもちいたピアツーピアのファイル共有は、一般になんのルールもなく法や道徳のコントロールがまったく存在しない領域であると言われている。しかし実際に、フリーソフトウェアの作成コミュニティや、その共有コミュニティーコンピュータネットワークにおける不特定多数でのファイル共有は、いわゆる「無法地帯」ではなく、フリーソフトウェア作成コミュニティで有効とされている規範とよく煮た一定の「所有権」に関する規範が自生的に生じていることを発見し指摘した。本年度後半はネットワーク上におけるポルノグラフィーの配布と社会全体の態度・集団的責任の問題の研究を開始しており、この問題に対するフェミニズムからの批判の検討をすすめている。すでにC・マッキンノンによるラディカルフェミニズム理論、C・ギリガンによるケア倫理に関する基本文献を精査を終えた。米国における反ポルノ条例制定の動きと、女性のセクシャリティに関するRuth Colerやbell hooksらの見解を検討した。これの成果は次年度研究論文として刊行予定である。情報技術の普及によって、人びとの行為が集積され、思いもよらぬ結果をもたらすことがある。そのような場合、集団の責任はどのように問うべきであろうか。最近注目を「応答責任論」はこのような集団責任の問題については有効ではない。このような立場は、「責任を問うこと」と「責任があること」の違いを見失しなっているからである。集団責任を問う場合には、対面しての応答やコミュニケーションの問題としては扱いにくい。それは、(1)責任を問うべき「個人」が誰であるか明らかでなく、また(2)個人に還元した場合にはその行為自体は些細な落ち度しか見られないが結果は重大であり、(3)他人の行為について理由応答するということの意味が不明確であり、(4)行為者が多数であったり匿名であったりするため、実際に対面で問責されることはない、等といった集団責任の難しさがあるためである。むしろ集団責任の問題は、帰結主義的に解釈されるべきであり、このような認識に立つならば、「誰に一番責任があるか」などを問うのではなく、むしろ、どのような目的のためにどのような責任を問うことが有効であるかという目的論的な枠組が有効であると思われる。われわれが集団に責任を帰すさまざまな目的がある。それは(1)感情的な安定のため、(2)自分に帰せられる責任をやわらげるため、(3)不当な行為に罰則を与え、不当な利益などを相殺することを正当化するため、(4)被害者に賠償するため、(5)欠陥がある集団の政策や方針を変更するため、(6)応報的刑罰を正当化するため、(7)組織を恥かしめるため、そして(8)個人の行為やその帰結について十分な情報が与えられている場合は、組織やグループを非難するより、個人を直接に非難した方がよい結果が得られる公算が大きい。そのような場合にわれわれは集団を非難することで望ましくない帰結を避けようとするのである。

集団的な責任においては、(1)責任を問うべき個人が誰であるか明らかでなく、(2)個人を見た場合その落ち度はささいな場合が多く、(3)他人の行為について応答するということの意味が不明確である。報告者の主張では、われわれは責任の問題をあつかうにあたって、伝統的な目的論的な解釈をおこなうべきである。「責任」という概念の中心にあるのは「非難」であり、社会的に望ましくない結果を抑止あるいは予防し、加害者の教育や被害者の救済その他の目的のための手段としてプラグマチックに解釈するべきである。つまり責任という制度は、そのような制度を採用することの帰結によって正当化されるような擬制にすぎない。より詳細な研究成果は、平成18年度に各種学会および刊行物で公開する予定である。
空間拘束及び高圧下での高分子の結晶化過程で形成する準安定中間相の直接観測

我々はこれまでに熱力学的準安定中間相を経由する高分子の結晶化モデルを提案してきた。本研究では結晶化過程におけるメゾ相の直接観測を目指して、空間拘束下および高圧下での高分子の結晶化過程のX線散乱測定、熱量測定を行った。その結果、メゾ相の直接観測はできなかったが、メゾ相を伴う挙動は観測した。また、結晶性高分子および低分子液晶を用いた常圧下での実験を行い、中間相を経由する結晶化モデルの妥当性を示した。申請者は高分子の中間状態を経由する結晶化機構を提案している。本研究ではメソポーラス媒体を用いた拘束空間、及び、高圧下での結晶性高分子の振る舞いを測定することで、準安定中間相の直接的な証拠を得ることを目的として実験を行った。結晶性高分子であるポリブチレンテレフタレート(PBT)について、メソポーラス内での結晶化させたPBTの融解挙動についての実験を行った。メソポーラス内で結晶化させたPBTの融解挙動は、通常の結晶化で見られる多重融解ピークとほぼ同じ位置に出現したが、それぞれの割合が異なった。この原因について、今のところ、昇温過程でおこる融解再結晶化の速度がメソポーラス内では通常よりも遅くなるためと考えている。この結果は、昇温過程での再結晶化挙動においても外場の影響を受けやすいことを意味している。これは我々のモデルにおいて結晶サイズの分布は2つ以上存在するという指摘と矛盾しない結果である。本年度予定していた高圧実験について、温度変化可能な高圧装置が完成した。テストとしてシンジオタクチックポリプロピレン(sPP)で実験を行ったところ、圧力下で結晶化が起こることを確認した。次年度ではこの装置を用いて、高圧下での結晶化機構および融解過程での結晶サイズの圧力・温度依存性を調べることで中間相の直接観測に挑戦したい。また、常圧でのPBTの球晶成長過程の観察を行い、その球晶速度依存性およびモルフォロジー変化について調べた。その結果、208°C付近で球晶の成長速度の温度依存性に変化が現れ、208°C以上と以下の温度依存性から見積もった平衡融点はそれぞれ270°Cと250°Cになった。この結果はこれまでの我々の実験結果と矛盾せず、中間相を経由する結晶化過程の存在を支持する結果となった。また、球晶の複屈折挙動が通常観測される挙動と大きく異なることを見出した。申請者は高分子の中間相を経由する結晶化機構を提案している。本研究はメソポーラス媒体を用いた拘束空間および高圧下での結晶性高分子の振る舞いを測定することで、準安定中間相の直接的な証拠を得ることを目的として実験を行った。常圧下で結晶性高分子であるシンジオタクチックポリプロピレン(sPP)のラメラ厚の温度依存性の実験を行うと、90 °C付近で温度依存性が変化した。われわれの提案する結晶化モデルによると、この変化温度Tx以下の時には中間相を経由する結晶化が起こり、Tx以上では直接結晶化する。このような振る舞いの圧力依存性を調べるために、高圧下(50-250 MPa)でのラメラ厚の温度依存性の実験を行った。その結果、圧力が高くなるにつれて、Txは高くなった。さらに、各圧力下でのラメラ厚の温度依存性から求めた平衡融点とTxの圧力依存性から、約1 GPa以上の圧力下でsPPの中間相が安定相として出現する可能性を見出した。ポリブチレンテレフタレート(PBT)を用いて、常圧下での結晶成長速度の温度依存性から準安定な中間相の存在を検証した。その結果、ラメラ厚の温度依存性から求めたTxで結晶成長速度の温度依存性が変化することを見出した。さらに、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)についての結晶成長速度の実験を行うと、成長速度の温度依存性が変化する温度が存在し、その温度付近でバンド構造が変化することがわかった。高分子の結晶化過程において、直接結晶核が生成するモデルとは別に、準安定中間相を経由するモデルが提案されている。この準安定相の存在について調べるために、拘束空間下と高圧下での結晶性高分子の振る舞いを調べた。また、常圧下での高分子および低分子液晶の成長速度についても調べた。空間拘束媒体として用いたメソポーラス内に結晶性高分子であるポリブチレンテレフタレート(PBT)を、閉じ込め結晶化させ、その融解挙動について用いて調べた。その結果は、バルク中の結晶化挙動と同様多重融解挙動が観測されたが、その割合が異なった。その原因として、昇温過程における再結晶化の速度が、空間拘束を行うことにより制限されたと考えた。室温・常圧下でガラス状態から結晶化させたシンジオタクチックポリプロピレン(sPP)における、様々な圧力下での融解過程について実験を行った。その結果、高圧下で形成された結晶のサイズの温度依存性は、いずれの圧力についてもある温度(Tx)で変化した。また、その温度依存性から平衡融点(Tme)も見積もった。TxとTmeは圧力が高くなるにつれて高くなるが、その差は小さくなっていくことがわかった。これは我々の提案する中間状態を経由する結晶化モデルで説明できる。さらに、常圧下でのPBTとsPPの球晶の成長速度についての実験を行った。その結果、成長速度は大きく分けて3つの温度域に分けることができた。高温領域では溶融状態から直接結晶化が進行し、中・低温領域では中間状態を経由する結晶化が進行していることがわかった。

また、低分子の液晶である4-シアノ-4'-プロポキシビフェニル(3OCB)について、熱量測定および結晶成長速度の測定を行った。この物質の特徴は結晶の融点がアイソトロピック-ネマチック(I-N)転移よりも高いことである。3OCBの結晶成長速度がI-N転移を境に変化することがわかった。我々はこれまでに熱力学的準安定中間相を経由する高分子の結晶化モデルを提案してきた。本研究では結晶化過程におけるメゾ相の直接観測を目指して、空間拘束下および高圧下での高分子の結晶化過程のX線散乱測定、熱量測定を行った。その結果、メゾ相の直接観測はできなかったが、メゾ相を伴う挙動は観測した。また、結晶性高分子および低分子液晶を用いた常圧下での実験を行い、中間相を経由する結晶化モデルの妥当性を示した。高圧装置も完成し放射光施設(Spring-8)での小角散乱実験も実施し、有用なデータも得ることができた。sPPにおいて、各圧力下でのラメラ厚の温度依存性から求めた平衡融点とTxの圧力依存性を明らかにした。また、その圧力依存性から、約1 GPa以上の圧力下でsPPの中間相が安定相として出現する可能性を見出した。さらに、PBTやPTTを用いた球晶成長速度の実験において、中間相の存在を支持するような実権結果を得ることができた。以上の実験結果よりおおむね順調に進展していると考えている。高分子物性メソポーラスを用いた空間拘束の実験では、メソポーラス内では再結晶化速度が遅くなることが見出されたので、その効果についての定量的な解析を目指す。高圧実験においては引き続き、高圧下での結晶サイズの温度依存性を解析することで、中間相を経由する結晶化の実験を行う予定である。これまで、sPPを用いての実験を行ってきたが、アイソタクチックポリプロピレン(iPP)等を用いて実験を行う予定である。iPPでは溶融状態からの急冷により準安定な中間相が形成されることが知られているので、この中間相からの結晶化過程の圧力依存性も調べたい。空間拘束と高圧の実験を組み合わせて測定することを検討している。ポリ4メチル1ペンテン(P4MP)は常温常圧時の結晶密度が非晶密度よりも小さい特徴があり、高圧下で融点極大を示すことが知られている。最近、メルト中で液体ー液体相転移を示す可能性が示唆されているので、液体ー液体転移と結晶化挙動の関係について着目し実験を行う予定である。また、P4MPは非常に結晶化速度が速いので、Tgが十分調べられていない。そこで、メソポーラス内にP4MPを閉じ込めることでガラス転移現象を調べることができると考えている。また、圧力を変化させることで、第二液体相のガラス転移について測定できると考えている。さらにPBTおよびPTTの球晶の成長速度の温度依存性の変化とモルフォロジー変化が対応することを実験的に見出したので、さらに詳細な実験を行うことで、その原因について中間相を経由する結晶化モデルを用いて検証を行いたい。以上の実験結果をまとめ、中間相を直接観測することで、結晶化過程における中間相の役割について明らかにし、より一般的な結晶化モデルを構築する。高圧装置の購入からセットアップまで当初の予定より遅くなり、有用な実験が行えなかった。また、メソポーラスの実験に関してはおおむね順調に行えていると考えている。
未電化および山間地域での利用を目指した環境調和型マイクロ水車の開発

研究目的我が国の現状を考えると、水力資源の限界に加え自然環境との調和を考慮すれば、これからの水力発電はダムに頼らない小水力エネルギの積極的な利用を推し進めることが重要である。本研究の目的は、100kW以下で設置が簡易な環境調和型マイクロ水車の開発を目指している。100kWの電力は国内の一般家庭の3040戸分、開発途上国の未電化地域ではこれの数倍の家庭を賄える電力量である。今回開発を進める環境調和型マイクロ水車は、利用形態や水生生物等に与える影響を考えると構造が簡単、高トルク低回転であるほうが望ましい。研究方法水車特性に対するダクトの影響を調べるために平行型、末広型、先細末広型の3種類のダクトを製作した。ダクトはロータ内部の流れが可視化できるように材質はアクリルを使用した。これらのダクトに半円筒翼を持つサボニウス型ロータを組み込み、最大流速が0.5m/sの回流水槽を用いて、回転数やトルクなどのデータを収集し、解析を行った。研究成果実験の結果、末広型ダクトを用いた場合が3種類のダクトの中では最も高く出力係数0.11を示した。また、先細末広型および平行型は末広型の4050%程度の出力であった。末広型ダクトはダクト中央部で通路面積を急拡大することで、運動エネルギを圧力エネルギに変換し、効率よくロータ翼に作用させようとするものである。しかし、サボニウス型ロータ単体の性能に比べ出力の明確な改善には至らなかった。原因はサボニウス型ロータのトルク発生機構とダクトのミスマッチにあると考えられる。今回の結果から、マイクロ水車ロータには内部流れに適したロータの開発が必要であることが判明した。ダクト付きマイクロ水車の出力の改善を計るには、各種ロータ周りの流れの状態とトルク発生機構との関係、さらにダクト内部の流れの解明により、最適な組み合わせを見つけ出すことで可能になると思われる。
大腿義足歩行・走行時に生じる代償動作改善を目指した装着型機器の開発と評価

大腿義足使用者が歩行もしくは走行を実施する際に骨盤と体幹には高頻度で代償動作が出現する。歩行時もしくは走行時の代償動作を軽減するために、義足ソケットやアライメントの適合、継手を含む義足パーツの種類の観点から多くの先行研究が実施されている。しかし、義肢装具士がベストな適合を実施したという手ごたえを得ていても、代償動作が残存するケースが多くみられる。本研究の目的は、義足使用者の骨盤と体幹にみられる代償動作の原因をバイオメカニクスの手法で客観的に明らかにした上で、骨盤と体幹のアライメントを修正しつつ、フィードバックを与えることが可能な装着型機器を開発し、その有効性を実験的に評価することである。
外部結合のあるマイクロキャビティにおける二原子協力発光

外部結合のある平板形マイクロキャビティ中での2原子の協力発光の態様を、量子論的に解析した。共振器内外の厳密な電磁場の三次元的記述を用いて、2原子間および2原子とその鏡像間の伝播時間が陽に現れる遅延微分方程式を得た。主に強結合領域で、2原子の協力発光に伴う減衰を数値計算し、小原子間距離で顕著な協力現象を得、新しい重要な知見として、原子間距離が平板形マイクロキャビティ特有のモード径程度のときに協力が減じることを見だした。関連して、自由空間における2原子の協力発光において、中間状態の対称および反対称状態の光放出への寄与を上記と同じ方法で解析し、何れの状態も放射減衰に寄与していることを見だした。さらに、平板形マイクロキャビティによるモード制御を利用した2光子状態の発生を目指して試行的な実験を行い、弱励起領域で、単一光子および2光子の発生を示す結果を得た。観測モードへ結合する励起分子数が約3と見積もられる励起強度において、ここを境に光子放出効率が約2倍に上昇し、かつ相関計数系で光子の同時検出が始まることから、ここに誘導放出素過程の閾値があるとの結論を得た。有限の反射率を有する反射鏡よりなる平板形マイクロキャビティの中央面上に、2個の二準位原子を距離Rだけ隔てて置き、時刻t=0で両原子は励起状態にあるものとして、t>0における両原子の協力発光の様子を量子力学的に考察した。出発点となるハミルトニアンにおいて、始めから回転波近似を行い、両原子の運動をシュレディンガー方程式に基づいて2励起部分空間において解析した。2原子の運動の対称性に留意し、原子-場結合係数に関して4次までの精度で両原子が励起状態にある確立を計算した。その結果、両原子間の光の伝播時間、原子とその諸鏡像間の伝播時間、一方の原子と他方の原子の諸鏡像との間の伝播時間を遅延時間として含む、2階の遅延微分方程式を得た。これをオリジン2000コンピューターにより数値解析した。可変パラメータは個々の原子の自由空間における自然放出率A、反射鏡反射率r、および原子間距離Rである。ただし、共振器長は放射波長の1/2であるとした。比較的大きいAおよび|r|に対して、ラビ振動が得られた。Rが大きいときは協力効果はないから、単一原子の真空ラビ振動が見られるが、Rを徐々に波長程度まで小さくしていくと、振動周波数はR大のときの1.5倍程度まで増大した。しかし、その途中で、Rが報告者の提唱したモード半径に近い値をとるときには、ラビ振動は衰弱し、周波数は減少して極少となった。これは、2原子の協力がRの増大と共に単調に減じるのではなく、平板形キャビティ固有のモード半径程度の間隔において、光放射に際して破壊的な干渉が起こることを示す極めて新しく重要な知見である。この結果をNICEで開催されたIQEC2000で報告し、また、現在速報誌に投稿中である。平板形マイクロキャビティ中の協力発光現象を調べるため、有限の反射率を有する反射鏡よりなる平板形マイクロキャビティの中央面上に、2個の二準位原子を距離Rだけ隔てて置き、時刻t=0で両原子は励起状態にあるものとして、t>0における両原子の発光の過程を量子力学的に考察した。2原子の運動の対称性に留意し、原子-場結合係数に関して4次までの精度で両原子が励起状態にある確率を計算した。比較的大きいAおよびlrlに対して、ラビ振動が得られた。

Rが大きいときは協力効果はないから、単一原子の真空ラビ振動が見られるが、Rを徐々に波長程度まで小さくしていくと、振動振幅はR大のときより増大した。しかし、その途中で、Rが報告者の提唱したモード半径に近い値をとるときには、ラビ振動は衰弱し、振幅は極少となった。これは、2原子の協力がRの増大と共に単調に減じるのではなく、平板形キャビティ固有のモード半径程度の間隔において、光放射に際して破壊的な干渉が起こることを示す極めて新しく重要な知見である。また、自由空間における同様の過程に対して、一原子が励起状態にある中間状態を、対称および反対称状態に変換してそれらの放射に対する寄与を数値的に調べたところ、何れの一方が欠けても放射は抑制されることを見出した。
細胞内シグナルを分子標的としたC型肝炎ウイルス増殖の制御

本研究においては、HCV増殖に関わる細胞内シグナルに関与する因子を検討することを目的とした。HCV感染により変動し、HCV増殖に影響を与えるマイクロRNAを検討したところ、miR-192/miR-215とmiR-491が同定された。そのうちmiR-491はPI3キナーゼ/Akt経路を介してHCVを抑制していることが示された。また、細胞内シグナルを活性化するといわれる分岐鎖アミノ酸(BCAA)のHCV増殖に対する影響を検討した。BCAAはHCVのゲノム増殖を抑制する一方、ウイルス粒子形成には促進的に働くことが示された。我々の検討課題としてC型肝炎ウイルス(HCV)の増殖を制御する因子についての検討を試みている。特に細胞内シグナルはHCVの増殖を劇的に変化させるものであり、HCV治療にも応用が期待される。既報の通りPI3キナーゼ/Akt/mTOR経路は強いHCV抑制活性を持ち、またその阻害剤であるラバマイシンによりHCV増殖が増強することが知られている。今回我々は検討課題の一つであるPI3キナーゼ経路について、それを抑制するマイクロRNA(miRNA)を同定し、それによるHCV増殖の修飾作用を見いだした。HCVを肝癌細胞株であるHuh7細胞に感染させると複数のmiRNAの発現に増減がみられたが、そのうちの一つであるmir-491は、HCVレプリコン細胞に導入するとHCVの増殖が促進するという結果が得られた。そこで、HCVの翻訳に関するHCV IRESの活性を検討したが、mir-491による明らかな増加はみられなかった。また、mir-491は細胞機能そのものにも影響し、cap依存的な翻訳を抑制し、また細胞増殖も抑制するものであった。細胞増殖が低下するとHCV増殖も低下すると思われるにもかかわらず、HCVの増殖が促進する理由についてさらに検討を進めたところ、mir-491はAktのリン酸化を強く抑制することが明らかとなった。mir-491を導入した細胞にPI3キナーゼの阻害剤であるLY294002を添加して培養を行うと、mir-491によるHCV増殖の促進効果は減弱することからも、mir-491の作用はPI3キナーゼの抑制によるものであろうと考えられた。今後の検討として、ウイルス粒子系性能への影響、mir-491の発現調節機構mir-491によるPI3キナーゼ抑制に関わるメカニズムについて解析をすすめ、またそれ以外にも細胞内シグナルを介してHCV増殖を修飾する因子について検討を広げていく予定である。その目標として細胞内シグナルを調節することにより、最終的にHCV増殖を外部よりコントロールすることにある。今回我々は、分岐鎖アミノ酸(BCAA)に着目して、HCV増殖との関連について解析を行うこととした。BCAAは必須アミノ酸の一部であり、生体に重要な栄養素として以外にmTORシグチルを活性化するという生理活性作用を持つ。また、慢性肝疾患、特に肝硬変期の低蛋白血症に対する治療薬としても使用される。mTORシグナルはHCV増殖を抑制する作用があるため、BCAAは抗HCV作用が期待され、さらに副作用が少ないという面からも十分な実用的で有用性が高いと思われる。そこで、まずHCV増殖の培養細胞系である、HCVレプリコン細胞を用いてBCAAの役割を検討した。BCAAを含まない培地にBCAAを添加して細胞培養を行ったところ、BCAA存在下でHCVの有意な抑制が濃度依存的に認められた。BACCによりmTORの活性化が確認されたため、mTOR阻害剤、である.ラパマイシンを添加して同様の実験を行ったが、ラパマイシン存在下でもBCAAによりHCVの抑制が誘導された。一方、HCV感染Huh7細胞にて同様の検討を行ったところ、逆にBCAAの濃度依存的にHCV蛋白およびRNA量の増加が認められた。そこで、ウイルス粒子を形成するHCV株と、2アミノ酸置換のため粒子形成々持たないHCV株を作成し、BCAAの影響を比較検討した。HCV粒子を形成する株ではBACCの添加によりウイルス増殖の増加が見られたが、粒子形成のない株ではBCAAによりウイルス増殖が抑制された。よって、BCAAはHCVゲノムRNAの複製の過程ではHCV増殖を負に制御し、ウイルス粒子形成から粒子の放出、再感染にわたる過程においては、BCAAは逆に促進するものと考えられた。今後の課題として、BCAAの作用を詳細に解明することがHCV増殖に携わる細胞内因子の同定につながり、さらには将来的な抗HCV療法へと発展していく可能性が考えられた。我々は昨年までの検討課題として、C型肝炎ウイルスの増殖を制御する因子について検討を行っている。今までに、増殖に関連するマイクロRNAについて報告を行い、またBCAAのHCV増殖に関わる影響について検討を行ってきた。

BCAAは、HCVのレプリコン細胞においてはその増殖を抑制する。一方でHCVの感染細胞ではその増殖は逆に促進されることが明らかとなった。本年度はさらにそのメカニズムについて詳細な検討を行うこととした。用いた方法は、細胞表面にHCVの細胞内への進入に関与するCD81を持たないHuh7細胞(Huh7-25)を使ったsingle-cycle virus production assayである。Huh7-25にHCVゲノムRNAを導入し、細胞内のウイルス量と細胞から放出されたウイルス量を測定するものであるが、その際にCD81が存在しないためHCVの再感染は起こらず、HCVの粒子形成能や分泌の効率を評価することができる。この方法で検討すると、やはり細胞内のHCVのゲノムRNA増殖はBCAAの存在により抑制が認められた。しかしながら、細胞ライセート内の感染性HCVはBCAAが存在する状態では、存在しない状態と比べて大きく増加していることが分かった。また細胞内の感染性HCVと細胞外の感染性HCVを比較すると、BCAAの存在はHCVの分泌にはほとんど影響しないことが示された。すなわち、BCAAのない状態ではHCV RNAの増殖効率は増すが、その多くは感染性を持つウイルスの形成に関与できていないことを意味する。以上のことより、BCAAは感染性を持つHCV粒子形成の過程において非常に重要な役割を果たしていることが示唆された。さらにこのメカニズムの解明は、HCV増殖に携わる細胞内因子の同定にもつながり、将来的な抗HCV療法へと発展していく可能性が考えられる。上記内容について、現在論文作成中である。
重力波物理学・天文学における重力理論研究の新展開

向山(代表)は、アインシュタイン・エーテル理論について、GW170817を含む様々な観測や理論的整合性からの制限を精査した。前田(分担)は、bigravity理論に基づき,有質量重力子が局在化したgeon構造をつくることを指摘し、ダークマターとしての可能性を議論した。浅田(分担)は、新奇なエネルギーもしくは修正重力理論を視野に入れて、通常型でない光の伝播(凹型重力レンズ)の研究を行なった。須山(分担)は、宇宙初期に生成したかもしれない宇宙ひもや原始ブラックホールを、今後の重力波観測でどの程度検証できるかを調べた。早田(連携)は、アクシオン暗黒物質が存在するならば、その中を重力波が伝播するとき、チャーン・サイモン項を通したパラメータ共鳴が生じ、円偏極した重力波が生成され、これが観測される可能性があることを明らかにした。樽家(連携)は、シューマン共鳴の影響を解析的に見積もるモデルを構築し、磁気センサを用いた測定事実を説明するとともに、KAGRAなどの今後の観測から背景重力波を検出する際のインパクトを明らかにした。郡(連携)は、物質優勢宇宙において、密度ゆらぎから原始ブラックホールが生成される条件を導いた。小林(連携)は、高階微分理論に非可逆な共形変換を施すことにより縮退理論を生成する手法を考案した。重森(連携)は、弦理論における「D1-D5-Pブラックホール」と呼ばれるブラックホールの幾何状態を表す「超層解」と呼ばれる解の新しい例を構成した。中山(連携)は、超対称模型において、宇宙初期にアクシオンが爆発的に生成される現象を発見し、アクシオン粒子のエネルギースペクトルを解析するとともに、位相欠陥生成の可能性やこのときに発生する重力波の強度を見積もった。本橋(博士研究員)は、平面対称時空のもとで非最小結合を持ったスカラー場を考え、その力学的安定性に関する研究を進めた。55編の論文を査読付き学術雑誌に出版し、国際会議や研究会で研究発表を53回行なった。「研究実績の概要」で記述したように、学術的価値の高い研究を数多く行い、重力波観測が重力理論の発展を促す可能性、そして理論予言がさらなる実験の発展の動機付けとなる可能性を追求した。したがって、本研究はおおむね順調にしてんしていると判断する。本研究は、重力理論の検証に向け、天文学的・宇宙論的観点からの重力波の研究を総合的に推進するものである。当然全体として統一感をもって研究に臨むべきであるが、それと同時に、個々の研究に高い質が求められる。そこで、個々の研究の効率を最適化するため、本年度同様に、全体をA)拡張重力理論に基づく宇宙シナリオの重力波による検証可能性; B)拡張重力理論におけるコンパクト天体と重力波; C)相対論的な強重力場での天体の運動と重力波生成・伝播; D)ブラックホール周りの粒子のカオス的運動など、相対論的力学系からの重力波; E)重力波の伝搬に関する理論模型の探求と観測との比較による制限; F)インフレーション宇宙論の重力波物理としての側面; G)インフレーション後の再加熱過程における重力波の生成; H)レーザー干渉計やパルサータイミングを用いて背景重力波を検出する方法論; I)原始ブラックホールの連星が放出する重力波; J)ブラックホールの微視的構造の理論的解明; K)超弦理論などの量子重力理論に基づく宇宙論シナリオと重力波の11課題に分類し、それぞれについて研究を遂行する。

「研究実績の概要」で記述したように、学術的価値の高い研究を数多く行い、重力波観測が重力理論の発展を促す可能性、そして理論予言がさらなる実験の発展の動機付けとなる可能性を追求した。したがって、本研究はおおむね順調にしてんしていると判断する。本研究は、重力理論の検証に向け、天文学的・宇宙論的観点からの重力波の研究を総合的に推進するものである。当然全体として統一感をもって研究に臨むべきであるが、それと同時に、個々の研究に高い質が求められる。そこで、個々の研究の効率を最適化するため、本年度同様に、全体をA)拡張重力理論に基づく宇宙シナリオの重力波による検証可能性; B)拡張重力理論におけるコンパクト天体と重力波; C)相対論的な強重力場での天体の運動と重力波生成・伝播; D)ブラックホール周りの粒子のカオス的運動など、相対論的力学系からの重力波; E)重力波の伝搬に関する理論模型の探求と観測との比較による制限; F)インフレーション宇宙論の重力波物理としての側面; G)インフレーション後の再加熱過程における重力波の生成; H)レーザー干渉計やパルサータイミングを用いて背景重力波を検出する方法論; I)原始ブラックホールの連星が放出する重力波; J)ブラックホールの微視的構造の理論的解明; K)超弦理論などの量子重力理論に基づく宇宙論シナリオと重力波の11課題に分類し、それぞれについて研究を遂行する。
定量的血栓測定によるステント血栓化予測に有効な血行力学パラメータの抽出

本研究では,血栓生成と血流数値解析の比較から医療機器が介在する脳動脈瘤における血栓生成の定量的な知見を確立することを目的とする.脳動脈瘤近傍における低レイノルズ数環境下を再現するin vitro血液環流システムを構築し,ヤギ血を環流することで,生体外で血栓の生成を試みた.また,生体内では内皮細胞が血栓の生成を抑制することが知られている.フローチャンバー内で血流流れを付加した際に,内皮細胞が金属デバイス表面をどのように覆っていくか,細胞実験から明らかにした.本年度は低せん断応力下における血栓生成条件を明らかにするべく,まずin vitro血液環流実験装置の構築に取り組んだ.これまで用いられてきた流れ負荷用チャンバーに対して血流シミュレーションを行った結果,目的とする血栓生成領域外部に置いても低せん断速度領域が発生していることが明らかとなった.したがって,目的とする領域外での血栓生成の可能性が示唆された.そこで流れの剥離によるよどみが発生しないよう,新たなフローチャンバー形状を開発した.この新しいフローチャンバー形状に対して流体シミュレーションを行った結果,流れの剥離が抑えられ,目的とする領域のみで低せん断速度が確認された.さらに,ガスケット厚の調整によって,血栓生成領域におけるせん断速度の調節が可能となった.これにより,流量を調節することで,血行パラメータと血栓生成量を定量的に関連付けることが可能となった.さらに,内皮細胞・異なる金属材料を用いた試験に対応すべく,検査面を着脱可能なシート状にし,走査型電子顕微鏡による表面観察を行った.また,現在ステントに用いられているニッケルチタン合金に着目し,チャンバー内に留置するためのベアメタル・ワイヤーに,コラーゲンコーティング・ワイヤーを作成した.本研究は,特に脳動脈瘤近傍における血栓生成をターゲットとし,低レイノルズ数流れにおけるin vitro循環システムを開発し,実験および数値実験の比較から血流の定量的評価を行うことを目的とする.本年度はNiTiワイヤーに対する表面処理および,ワイヤー留置角度を変化した細胞実験を行った.これまでの研究より,内皮細胞の存在によって抗血栓性が上昇することが知られている.ワイヤー表面にコラーゲン加工を行った結果,ワイヤー表面の細胞被覆率が上がることが細胞実験より示された.またワイヤー留置角を変化させることでチャンバー内流れが変化することが数値流体解析より示された.チャンバー内流れの壁せん断応力分布に従って,内皮細胞密度が変化していることが示された.将来的には,このような不均一な内皮細胞分布および,血流分布による血栓化因子活性化を同時に考慮した研究が重要であると示唆された.本研究では,血栓生成と血流数値解析の比較から医療機器が介在する脳動脈瘤における血栓生成の定量的な知見を確立することを目的とする.脳動脈瘤近傍における低レイノルズ数環境下を再現するin vitro血液環流システムを構築し,ヤギ血を環流することで,生体外で血栓の生成を試みた.また,生体内では内皮細胞が血栓の生成を抑制することが知られている.フローチャンバー内で血流流れを付加した際に,内皮細胞が金属デバイス表面をどのように覆っていくか,細胞実験から明らかにした.これまで用いられてきたチャンバーは細胞への流れ負荷のために用いられてきたものであり,血液のような生体反応によって変化する粘度の高い液体には適用が出来なかった.本年度は血栓生成を念頭に置いた,全く新しいチャンバーシステムを開発することができた.さらに,本システムはガスケット及び底面の条件を変えることで様々な血液環流実験へと応用可能であり,本研究において計画する各種実験条件に容易に適用可能である.また,本実験手法は血液に触れる様々なデバイスのための環流実験に広く応用できるものであり,医療デバイスのin vitro評価法の向上にも貢献したものと考える.次年度において血栓生成箇所を特定する必要があることから,血栓測定のために走査型電子顕微鏡による観察を行うこととした.これにより,環流時間の増加に伴う血栓生成の経時的変化を観察することが可能となり,急性期における医療デバイス周辺の血栓の発達機序の解明に大きく貢献するものと考える.27年度が最終年度であるため、記入しない。生体流動金属表面の血栓生成実験現在用いられている医療金属(NiTi等)の平板をフローチャンバーに設置し,血液流れ負荷実験を行う.また,高分子コーティングや表面加工を施した辺番,薬剤を塗布した平板についても同様の実験を行い,加工が血栓量に与える影響を評価する.さらに,キャビティ用ガスケットを取り外し,平板上にワイヤー状に加工した金属ワイヤーを固定し,その形状を変化させる.その際の流れ場の変化についてCFD解析を行い,また血栓生成実験を行う.CFD解析によって得られる血行力学パラメータと血栓箇所を比較し,血栓生成に相関関係を持つ血行力学パラメータを選定する.ステント形状・金属量が血栓生成に与える影響の評価培養した内皮細胞上にワイヤー状に加工した金属を固定し,血栓生成実験を行う.断面の形状やワイヤーの本数を変化させて血栓量の違いを測定する.金属表面のみの実験と血栓箇所を比較することで,細胞-金属間の相互作用による影響の有無を調べる.円筒状に作成したステントモデルを,ヤギ体内に留置する.血管形状および血流情報をin vivo実験の事前に医療用撮像で得ておき,ステント周辺の血流場のCFD解析を行う.一定時間経過後,ヤギよりステントを取りだし,洗浄後血栓箇所を測定する.血栓箇所とCFD解析の結果を比較し,選定した流体力学パラメータが血栓生成に与える影響の検証を行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。