hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
産褥早期における乳房硬結発生への超音波診断の有効性

産褥早期における乳房硬結発生への超音波診断の有用性として、妊婦、産婦、褥婦を対象に本研究を実施した。外側では評価できない乳房内の様相が超音波を使用することで明らかとなることがわかったが、産褥早期の硬結であるうっ積については画像診断上の特徴を明らかにしていくことが必要であることがわかった。本研究の目的は、乳房内画像により乳房硬結(うつ積・うつ滞)の発生を明らかにし、超音波が産褥早期(出産後5日間)の乳房診断に有用であるかを検討することである。今年度の目標は、(1)母乳外来撮影時の乳房画像の検討と乳房内画像評価の作成、(2)乳房状態の外測評価表の作成であり、倫理審査会承認後、病棟スタッフとともに研究を開始した(研究者3名以外に、病棟スタッフ協力者6名で実施)。産科病棟および母乳外来において、妊婦・褥婦の超音波診断装置(TAITAN)を用い、画像の撮影を18件実施した(ドップラーモードでの検査を含む)。乳腺の深さ、拡張乳管の存在の有無・大きさ、乳腺画像の濃淡の撮影を行ない、過去の母乳外来撮影画像も含め、乳房内画像評価表案および外側評価表案の作成を行ったが、画像撮影技術の未熟さおよび診断についての不適格な部分も多く、専門家からの意見を得、評価表を精製していく必要がある。乳房の硬結については画像の濃淡により、診断が可能となることが明らかとなった。拡張乳管の存在も明らかとなった。乳腺画像の参考資料は少なく、現在撮影の画像は、貴重な資料となる。平成22年度以降は、研究者および協力者の画像撮影のスキルアップも兼ね、撮影方法・画像診断の勉強会を企画し、専門家からの情報を得る。妊娠末期から産褥早期までの縦断的な調査を開始し、硬結発生の順序性を明らかにしていくことを目標とする。特徴的な例(真性陥没)においては、専門誌での公表も視野に入れ調査することとする。本研究の目的は、乳房内画像により乳房硬結(うっ積・うっ滞)の発生を明らかにし、超音波が産褥早期(出産後5日間)の乳房診断に有用であるかを検討することである。今年度の目標は、(1)出産後の母親の乳房内部を経時的に画像撮影し、硬結発生の順序性を明らかにしていくこと(2)特徴的な症例(真性陥没)の画像撮影を行うこととした。乳腺の深さ、拡張乳管の存在の有無・大きさ、乳腺画像の濃淡の撮影を行なった。専門家からの情報も得、病棟スタッフとともに勉強会を行った。結果、硬結発生の順序性については、日数よりは時間で発生していくことが示唆され、産褥1-2日目の時間撮影の課題が出てきた。特徴的な例(真性陥没)については、妊娠期から産褥1か月まで前向き調査を行なったが、拡張乳管の閉鎖及び硬結と思われる濃淡の差異画像は見られず、乳房硬結発生を見ることなく経過した。平成23年度以降は、産褥1-2日目を重点的に画像撮影すること、硬結の画像をより明確にしていくため授乳前後の画像撮影も行うこととした。超音波画像の分析をすすめながら、外側評価との比較をし、総合評価を行っていく。また、硬結発生や特徴的な症例(真性陥没)については、学会等で発表を行っていくこととする。撮影者のスキルや読影については、引き続き勉強会参加や学会、研究会などより、情報を収集し、向上させていく必要がある。今年度の目標は、産褥1-2日目を重点的に画像撮影すること、硬結の画像をより明確にしていくため授乳前後の画像撮影も行うこととした。撮影者のスキルや読影については、引き続き勉強会参加や学会、研究会などより、情報を収集し、向上させていくこととした。結果、産褥早期の乳管拡張や乳汁貯留腫の画像を含めた特徴的な症例についての学会発表を行うことができた。産褥早期は乳管や乳管開口部が十分に拡張していないため、乳汁の排泄障害をおこしていることが画像上確認できた。また、外側評価では縦横の2面の評価は可能であるが、超音波では深さの測定が可能であり、硬結を発生させている内容を把握することが可能であることがわかった。授乳前後の画像でも深さの減少を評価することができた。しかし、血液充満しているうっ積の画像は不明瞭であり、今後も画像撮影を実施していく必要がある。

さらに、長期間硬結が持続し、乳腺炎を起している症例においては、チーズ用に変性した乳房内の変化が見られ、授乳前後にほとんど変化が見られないことが画像上、確認された。今後、産褥早期に起きる乳房硬結を画像上分類し、乳瘤につながる画像所見を明らかにしていく研究につなげていく予定である。
超越整関数による複素力学系の研究

超越整関数の力学系の研究において諸澤はまず関数族f_λ(z)=λz exp(z)を考えた。これは複素1変数の関数族である。特にλが実数の場合にはその分岐を見るときに実力学系の単峰写像の理論を用いることができることを見い出して、その力学系がカオス的となるような実数λが豊富にあることを示した。さらにλを複素変数としてその変数空間を考えた。特にf_λ(z)のファトウ集合が空で無い時に、その各成分が有界となる変数空間の領域を求めた。方法としてはジュリア集合内のある曲線について調べるという位相的方法を用いた。この方法は、この関数族に限らずに、適当な曲線をそのジュリア集合の中に見い出すことができるのであれば用いることができる。応用として、そのジュリア集合がシルピンスキー・カーペットと呼ばれる位相的特徴を持つ超越整関数を具体的に求めることができた。超越整関数の力学系と有理関数の力学系との大きな違いのひとつは超越整関数の力学系のファトウ集合が遊走領域あるいはベーカー領域を含むことがありえることである。諸澤は真に周期的なベーカー領域を持つ超越整関数の具体的例を構成することができた。超越整関数は常に適当な多項式列の広義一様収束極限として考えられる。このとき、力学系としての収束がどのようなものであるかを諸澤は考えた。すなわち、ジュリア集合とファトウ集合の収束を考えた。特に遊走領域あるいはベーカー領域をもつような超越整関数についてこのことを考察した。一般には関数列の広義一様収束はファトウ集合やジュリア集合の収束を意味しない。そこである条件のもとで多項式のファトウ集合列の適当な成分がベーカー領域に収束することを示した。また、ある条件を満たすファトウ集合列をもつ多項式列の広義一様収束極限となる超越整関数は遊走領域を持つことを示した。加藤は一般化されたクッキー・カッター・カントール集合のハウスドルフ次元を調べた。その応用として、2次写像の不変集合のハウスドルフ次元に対する評価式を得た。藤解はさらに、ある代数型函数についてその函数が与える有理型函数体上の線型微分多項式の比を考え、その特性函数が再びこの函数体の元となるとき、その函数の対数導関数もまた同様なことが得られるか否かについて考察した。これはNevanlinna理論でもっとも重要な結果の一つである対数導関数に関する評価の逆の主張に対応した問題である。超越整関数の力学系の研究において諸澤はまず関数族f_λ(z)=λzexp(x)を考えた。これは複素1.変数の関数族である。特に.λが実数の場合にはその分岐を見るときに実力学系の単峰写像の理論を用いることができることを見い出して、その力学系がカオス的となるような実数λが豊富にあることを示した。さらに関数族としてf_<λ,a>(z)=λ(z+a)exp(z)を考えた。この族に対しては2次多項式類似写像の理論を用いてそのジュリア集合の位相的性質を調べた。

まだ論文とはしていないが、その結果は日本数学会1997年度秋期総合分科会函数論分科会における特別講演(招待講演)で発表している。この族については今後タイヒミュラー空間論を用いてさらに詳しく研究できるのではないかと考えている。今のところ超越整関数の中の族としてその性質がかなり分かっているのは指数関数だけである。関数族{f_<λ,a>(z)}は指数関数族を含み、さらに指数関数よりも真に広い族である。したがって、この族は今後の超越整関数の力学系を考えるよいモデルになると思われる。また、藤解と諸澤は可換な超越整関数とそれらのジュリア集合の関係について考えた。特にザルクマンの定理等、古典的な値分布の理論が有効に使えるのではないかと気付いた。これらを用いてさらに研究を深めたい。その後に力学系の結果を用いて古典的な超越整関数の問題に取り組みたい。新関はジュリア集合の大きさを計るための手段として、測度の収束定理を考えた。また、加藤は特別なジュリア集合の考察の為にクッキー・カッター・カントール集合のフラクタル幾何学を考察した。超越整関数の力学系の研究において諸澤は昨年に引き続き関数族f_λ(z)=λz exp(z)を考えた。これは複素1変数λの関数族である。特にf_λ(z)のファトウ集合が空で無い時に、その各成分が有界となる変数空間の領域を求めた。方法としてはジュリア集合内のある曲線について調べるという位相的方法を用いた。この方法は、この関数族に限らずに、適当な曲線をそのジュリア集合の中に見い出すことができるのであれば用いることができる。応用として、そのジュリア集合がシルピンスキー・カーペットと呼ばれる位相的特徴を持つ超越整関数を具体的に求めることができた。これらをまとめて論文とした。関数族f_λ(z)=λzexp(z)は特異有限型と呼ばれる関数の族である。一方、そのファトウ集合の成分が有界なものからなるかどうかという問題に対して、その条件としてその超越整関数の位数が小さいということが考えられてきた。そのような超越整関数は一般に特異有限型でない。藤解と諸澤は値分布論の立場からこの問題を考えた。特にこのような場合に有界なファトウ成分を持つ時に、それが遊走領域になるのではないかと予想している。この問題について活発に情報収集と研究討論を行った。特異有限型でない時には、そのファトウ集合はベーカー領域を持つこともあり得る。諸澤は真に周期的なベーカー領域を持つ超越整関数の具体的例を構成することができた。このことを論文とした。加藤は一般化されたクッキー・カッター・カントール集合のハウスドルフ次元を調べた。その応用として、2次写像の不変集合のハウスドルフ次元に対する評価式を得た。超越整関数の力学系と有理関数の力学系との大きな違いのひとつは超越整関数の力学系のファトウ集合が遊走領域あるいはベーカー領域を含むことがありえることである。ところが超越整関数は常に適当な多項式列の広義一様収束極限として考えられる。このとき、力学系としての収束がどのようなものであるかを考えた。すなわち、ジュリア集合とファトウ集合の収束を考えた。
情報処理モデルとして捉えた自動車運転者の経路選択構造のモデル化に関する研究

本研究の目的は、自動車運転者の経路選択メカニズムを解明し,それを短期的・ミクロ的な交通量推定のためのシミュレーションモデルに組み入れことである.その手段として自動車運転実験者の視覚情報処理と認知の関係に着目し,長期間における繰り返し実験を行った.視覚情報の取得としては「アイマークレコーダー」と呼ばれる注視点情報をVTR上に記録出来る装置を使用した.また,実験には運転者の認知レベルを測定する「認知地図」の作成,プルトコル法による被験者の心理状態の抽出も同時に行った.実験期間を約3ケ月とした長期間の走行実験の結果,まず自動車運転者の運転中の注視点情報に関する基本的な情報分析を行った.さらに経路選択・発見と経験による注視点情報の関連に着目し,特にランドマークと言われ走行中に目標物となりえるモノについての注視点情報と運転経験との関連性を分析することができた.また,運転者の経路認知といった視点から交差点における各方向の道路認知に関する実験を行い,非集計モデルによる交差点における道路認知モデルと経路変更モデルを作成した.ここでは,近年増加している車載ナビゲーションシステムを搭載した走行実験を行い,VICSによるリアルタイム道路交通情報の有無による変化も分析した.さらに,このような認知モデル・経路変更モデルを配分交通量シミュレーション上への組み込みを検討した.本研究の目的は、自動車運転者の経路選択メカニズムを解明し,それを短期的・ミクロ的な交通量推定のためのシミュレーションモデルに組み入れことである.その手段として自動車運転実験者の視覚情報処理と認知の関係に着目し,長期間における繰り返し実験を行った.視覚情報の取得としては「アイマークレコーダー」と呼ばれる注視点情報をVTR上に記録出来る装置を使用した.また,実験には運転者の認知レベルを測定する「認知地図」の作成,プルトコル法による被験者の心理状態の抽出も同時に行った.実験期間を約3ケ月とした長期間の走行実験の結果,まず自動車運転者の運転中の注視点情報に関する基本的な情報分析を行った.さらに経路選択・発見と経験による注視点情報の関連に着目し,特にランドマークと言われ走行中に目標物となりえるモノについての注視点情報と運転経験との関連性を分析することができた.また,運転者の経路認知といった視点から交差点における各方向の道路認知に関する実験を行い,非集計モデルによる交差点における道路認知モデルと経路変更モデルを作成した.ここでは,近年増加している車載ナビゲーションシステムを搭載した走行実験を行い,VICSによるリアルタイム道路交通情報の有無による変化も分析した.さらに,このような認知モデル・経路変更モデルを配分交通量シミュレーション上への組み込みを検討した.認知心理学で注目されている情報処理モデル(人間を情報処理体とみなし、認知や記憶を情報処理の家庭として扱う)を自動車運転者について適用するために、各種の実験を行った。実在の道路ネットワークを、経験の全く無いドライバーに実際に走行してもらい、「道の発見」を分析した。運転者の動的な心理的変化をプルトコル法によって抽出し、また走行前後の「認知地図」の作成により運転者の道路ネットワークの形成過程を分析し、新たな道路を検索する場合の運転者の傾向を大きく二つに分類することができた。また、一般的に言われる「知覚時間」と「経路の収束」の関係についても各種の知見を得られた。当初計画では、視覚情報との関わりをアイマークレコーダーを使った実験によって分析する予定であったが、今年度は機器の調達の後れ及び実験方法の複雑さから行わず、本格的な視覚情報の把握を計画している来年度へのステップとしてプレ実験を行った程度に終わった。本研究の目的は,自動車運転者の経路選択メカニズムを解明し,それを短期的・ミクロ的な交通量推定のためのシミュレーションモデルに組み入れことである.その手段として自動車運転実験者の視覚情報処理と認知の関係に着目し,長期間における繰り返し実験を行った.視覚情報の取得としては「アイマークレコーダー」と呼ばれる注視点情報をVTR上に記録出来る装置を使用した.また,実験には運転者の認知レベルを測定する「認知地図」の作成,プルトコル法による被験者の心理状態の抽出も同時に行った.実験期間を約3ヶ月とした長期間の走行実験の結果,まず自動車運転者の運転中の注視点情報に関する基本的な情報分析を行った.さらに経路選択・発見と経経路による注視点情報の関連に着目し,特にランドマークと言われ走行中に目標物となりえるモノについての注視点情報と運転経験との関連性を分析することがてさた.また,運転者の経路認知といった視点から交差点における各方向の道路認知に関する実験を行い,非集計モデルによる交差点における道路認知モデルと経路変更モデルを作成した.ここでは,近年増加している車載ナビゲーションシステムを搭載した走行実験を行い,VICSによるリアルタイム道路交通情報の有無による変化も分析した.さらに,このような認知モデル・経路変更モデルを配分交通量シミュレーション上への組み込みを検討した.
半導体量子ドットやシリコンをベースにした次世代光デバイスの開発

量子ドットを用いた半導体レーザは、その低閾値動作、温度安定性といった利点から、次世代の通信技術への応用に期待が持たれている。そこでシリコンをベースとした集積回路との融合への布石として、また低コスト化を目的として、従来GaAs基板上に形成されてきたInAs量子ドットをSi基板上に作製することを試みた。今回、Ge薄膜がSi基板上に接着されているというGeOI代替基板上への高密度高品質なInAs量子ドットの直接成長に成功し、その発光波長を通信波長帯の1.3ミクロン帯に調整することに成功した。さらに、作製したInAs量子ドットからの発光強度は、Si基板上に直接成長されたものが従来のGaAs基板上に成長されたものに対し著しく低かったのに対し、同程度であったことから、非常に品質の高い量子ドットが得られていることが分かった。この端緒的な発見は半導体量子ドットやシリコンをベースにした次世代光デバイスの開発に向けて新概念をもたらすと期待される。太陽電池は、差し迫るエネルギー資源枯渇問題、環境問題の解決につながるデバイスとして有望視されている。高発電効率を持つGaAs太陽電池のさらなる性能向上のために、InAs量子ドットを導入することで、従来利用することのできなかった太陽光の近赤外域成分をInAs量子ドットに吸収させることで発電量を向上させることができると考えられている。今回、InAs量子ドットを含むGaAs太陽電池の作製に成功した。近年、世界の幾つかの研究グループが量子ドットを導入した太陽電池を作製しているが、いずれも量子ドットなしのGaAs太陽電池と比較し、著しい電圧値の減少を見ている。我々は今回初めて電圧値の減少のないInAs/GaAs量子ドット太陽電池を得た。また、InAs量子ドットの導入による近赤外域での大幅な電流値の増大も観測した。これらの結果は、量子ドットを用いた新規超高効率太陽電池の実現への大きな一歩と言える。III-V族化合物半導体の量子ドットを用いたレーザなどの発光素子は、その波長選択性、低発振閾値、温度安定性などの利点から、次世代の通信、演算素子用途に有望視されている。しかしながら、これまで、そのような量子ドットは通常、高価で未成熟なGaAsやInP基板上に形成されており、低コスト大規模生産に不向きである。そこで、安価に大面積基板の生産が確立されているSi基板上にInAs量子ドットを作製することを試みた。CMOS技術に立脚するSiの微細加工技術は、III-V族化合物半導体と比較してはるかに優れているため、もしSi基板上にIII-V量子ドットの発光素子を形成することができれば、光集積回路などの次世代素子の実現への大きな布石となる。低コスト大規模生産に適している有機金属化学的気相成長法により、Geの薄膜がSi基板上に接着されているというGeOI代替基板上に、GaAsを母体とするInAs量子ドットの作製を試みた。Ge直上のバッファ層や、GaAsとSiの間の格子不整合による結晶中の欠陥の生成を抑制するための歪み緩和層などの成長条件の調整により、比較的均一なサイズでかつ発光・受光素子用途に適した高密度のInAs量子ドットの形成に成功した。さらに、成長条件の最適化により、汎用光ファイバー中の伝搬を考慮した際に最適とされる1.3ミクロンの波長帯にInAs量子ドットからの発光波長を合わせることにも成功した。現時点では、このGeOI基板上に作製したInAs量子ドットからの発光強度は、従来のGaAs基板上のものには達していないが、さらなる作製法の向上により同程度の発光強度が得られると考えている。
生物群集における種間関係の可塑性と多種共存機構

●種間関係を中心に:マルハナバチと花の形質の関係および花の形質の遺伝的機構を解明した(井上民)。マルハナバチを送粉者とする植物群集では,ハチの存在する群集としない群集では前者が種類が多いことを明らかにした(井上健)。地中営巣性カリバチ類の多様な作用中心の時空動態を調べ,「柔らかい群集構造」論を作った。(遠藤)。タンガニ-カ湖の魚類群衆を対象に捕食共生による共存促進機構の仮説を呈示した(堀)●生息場所をめぐって:サンゴ礁や温帯岩礁潮間帯群集で「住み込み連鎖」による多種共存促進を確認した(西平)。トビムシ群集の変化は落葉の分解過程(餌と住み場所)と密接に関連していることを明らかにした(武田)。サンゴ群集の遷移と多種様度の変遷を追跡し,種間競争や捕食,物理的攪乱などの影響を検証した(酒井)。湖で物理攪乱や生物攪乱が底生生物の群集構造に及ぼす影響を解明した(竹門)。ニホンスナモグリ幼生の供給のあり方が親および底生生物群集に多大な影響を及ぼすことを示した(玉置)。サンゴ共棲動物群集ではオニヒトデの存在が種多様性や個体サイズに影響を与えることを示唆した(土屋)。ウツボカズラ捕虫葉の動物群集構成種の種多様性はその地域のウツボカズラ種数が多いことが基本的な条件であることを示唆した(茂木)。海草藻場におけるモエビ類について捕食者の影響を介した隠れ家効果による共存機構を,実験と理論的研究で解明した(向井)。●モデルによる数理的研究では:多様な移動分散過程をモデル化して,生物種の分布域の拡大とそれに伴う既存種の後退に関する理論のフレームワークを構築した(重定)。群集の発達過程において相互作用が変化していくことが多種共存を可能にしていることを示した(東)。種の多様性の生成と維持に関して,進化生物学に基づく様々な理論を構築した(巌佐)。多種共存や共生に関して広範なレビューを行なった(川那部)。種間関係の可塑性と多種共存機構を、多様な群集を対象に研究した。1.サンゴ礁の多種共存促進機構として主要3過程を抽出し、ハマサンゴのマイクロアトールをモデルとして、仮説の妥当性を検証した。2.コウシュンシロアリと食物の窒素の安定同位体比の比較から、シロアリ体の窒素の5070%が空中窒素起源であることを解明した。3.アカマツ林で落葉量を操作して調査し、落葉分解にともなう群集の遷移を落葉-微生物-土壌動物の相互関係から解明した。4.クロクサアリのなわばり表示物質がコロニー特異的な体表炭化水素と同じ組成であること、アブラムシとアリの関係では、高度不飽和脂肪酸とヘキサン酸関連化合物が重要であることが分かった。5.訪花頻度と送粉効率から花の受精率の説明を試み、森林内の微気象が開花様式に与える影響の調査を行なった。6.種間相互作用と環境構造の変化過程を、ソウシチョウと既存鳥群集、ニホンジカと植物群集、ハタザオと昆虫群集について調査・解析した。7.ウツボカズラ捕虫葉内の動物群集の多様性維持機構として、生息場所の集中分布と選択的捕食の意義を明らかにした。8.タンガニイカ湖の底生動物食の魚類について、共存種は餌や摂食場所が重複するが摂食方法が違うこと、共存しない種は摂食方法が同一であることが分かった。9.物理的攪乱や捕食、ロッタリ的効果がサンゴの多種共存機構として作用する上で、サンゴの生活史タイプが重要であることを示唆した。10.モエビ2種の捕食者存在下での干渉行動の変化に注目し、数理モデルを用いて共存における捕食者の役割を考察した。11.MacArthurの「資源をめぐる競争とそれに基づくニッチ理論」を、間接効果の理論によりより一般的な場合に拡張した。12.淡水生物を中心に、条件的でかつ曖味な種間相互作用を解析し、過去の著者が問題にして来なかった相互関係を、その生データにもあたりながら整理し、多種共存に対する役割の解明に努めた。1.礁池のマイクロアトールの成長過程をモデルとして、住み込み連鎖の多種共存促進機構としての意義を検証した(西平)。2.落葉分解にともなう土壌動物群集の変化を、主にトビムシ類の分解に伴う食性の変化を中心に調べ、個体群動態の様相を解明した(武田)。3.サンゴ群集では遷移の進行にともなう種多様性の低下が比較的緩慢で、成長の速い種が撹乱に弱く、種多様性が維持されることがわかった(酒井)。4.マルハナバチギルド送粉系の共進化を、2地点間で比較した。花の3次元構造の解析法を確立し、淘汰は送粉者よりも花に対して強く作用していることがわかった(井上民)。5.同じく送粉系のフェノロジーの対応関係を解明し、絶滅危惧植物カワラノギクの送粉系も解明した(井上健)。6.地中営巣性のカリバチ各種の巣の分布と巣を中心にした群集を作用中心散在の視点から調査分析した(遠藤)。7.タンガニイカ湖産鱗食魚の左右性の比率は頻度依存選択によって振動しながら等比率に維持されていることを、数理モデルと現地調査によって実証した(堀)。

8.湖底の動物群集の分布様式と、酸化層と還元層の化学平衡との関係を野外実験で調べ、小型底生動物の生息場所の維持形成作用を解明した(竹門)。9.わが国のカッコウと宿主の間の特異な共存関係を、宿主の拓卵拒否行動の進化を取入れた個体群動態モデルを提出して、定量的に示した(重定)。10.熱帯陸上およびサンゴ礁生物群集、シロアリ共生系のおよび一般食物網の発達促進機構を理論モデルを用いて明らかにした。●11.淡水生物を中心に、条件的でかつ曖昧な種間相互作用を解析して、多種共存に対する役割の解明した。生物群集の複合性が、生物多様性を促進させる機構について考察し、持論の「関係の総体論」は、進化史的観点において論理的根拠を持ち、かつ重要であることを指摘した(川那部)。●種間関係を中心に:マルハナバチと花の形質の関係および花の形質の遺伝的機構を解明した(井上民)。マルハナバチを送粉者とする植物群集では,ハチの存在する群集としない群集では前者が種類が多いことを明らかにした(井上健)。地中営巣性カリバチ類の多様な作用中心の時空動態を調べ,「柔らかい群集構造」論を作った。(遠藤)。タンガニ-カ湖の魚類群衆を対象に捕食共生による共存促進機構の仮説を呈示した(堀)●生息場所をめぐって:サンゴ礁や温帯岩礁潮間帯群集で「住み込み連鎖」による多種共存促進を確認した(西平)。トビムシ群集の変化は落葉の分解過程(餌と住み場所)と密接に関連していることを明らかにした(武田)。サンゴ群集の遷移と多種様度の変遷を追跡し,種間競争や捕食,物理的攪乱などの影響を検証した(酒井)。湖で物理攪乱や生物攪乱が底生生物の群集構造に及ぼす影響を解明した(竹門)。ニホンスナモグリ幼生の供給のあり方が親および底生生物群集に多大な影響を及ぼすことを示した(玉置)。サンゴ共棲動物群集ではオニヒトデの存在が種多様性や個体サイズに影響を与えることを示唆した(土屋)。ウツボカズラ捕虫葉の動物群集構成種の種多様性はその地域のウツボカズラ種数が多いことが基本的な条件であることを示唆した(茂木)。海草藻場におけるモエビ類について捕食者の影響を介した隠れ家効果による共存機構を,実験と理論的研究で解明した(向井)。●モデルによる数理的研究では:多様な移動分散過程をモデル化して,生物種の分布域の拡大とそれに伴う既存種の後退に関する理論のフレームワークを構築した(重定)。群集の発達過程において相互作用が変化していくことが多種共存を可能にしていることを示した(東)。種の多様性の生成と維持に関して,進化生物学に基づく様々な理論を構築した(巌佐)。多種共存や共生に関して広範なレビューを行なった(川那部)。
スペクトルと信号対干渉雑音比を考慮した直交周波数分割多重方式用フィルタの開発

Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)方式は広く使われている方式であるが、1.スペクトルの裾が大きい2. Peak-to-Average Power Ratio (PAPR)が大きいなどという問題があり、これらの問題を解決するために、様々な手法が提案されている。今年度では1スペクトルの裾の問題の解決のために、Universal Filtered-OFDM (UF-OFDM)という方式が提案されれいる。このUF-OFDM方式ではフィルタを用いるため、良いフィルタの設計が求められている。そのため、SN比を大きくするためのフィルタの作成法を定式化し、数値計算でその効果を調べた。その一方で、SN比を大きくするとPAPRが大きくなるということが理論的・数値的に示唆された。この結果をEuCNC 2018で発表した。2UF-OFDMにおいて、SN比とPAPRがトレードオフの関係にあることが示唆されたので、PAPRの問題を解決すべく、PAPRを抑制する手法、及びPAPRの理論解析を行った。PAPRを抑制するためには、PAPR自体を計測する必要があるが、オーバーサンプリングにより計算量が大きくなってしまう。これを回避するため、PAPRの上界を求めるということが行われてきた。本研究では、新たな上界を求め、この上界を基にして新たなPAPR抑制法を提案した。この結果の一部はIEEE VTC Fall 2018で発表され、本結果は現在論文誌に投稿中である。OFDMシステムのスペクトルの抑制に関する問題を解決するための手法を提案できたと同時に、PAPRとの結びつきを示すことができ、新たな知見を得ることができた。さらに、PAPRの抑制手法の提案もすることができた。本年度の結果より、スペクトル抑制におけるSN比とPAPRの間のトレードオフが示唆されたため、スペクトルとPAPRの両側面のさらなる理論的背景を与える必要がある。ここで得られた理論から、スペクトルとPAPRの両方の問題を達成できるような手法の提案に繋げたい。
工学基礎教育における組織的教育力による学びの文化形成の実践的研究

工学基礎教育における学力、人間力の持続的な向上のための基盤は、教員の教育力と学生の自発的、継続的な学習行動の有機的な結合から生まれる教員と学生による学ぶ文化である。そのためには教員同志が学ぶ、教員と学生が学ぶ、学生同志が学ぶ仕組みを構築することが必要となる。この教員同志、教員・学生間、学生同志で学ぶためのそれぞれの仕組みを研究し、組織的に実践することにより、学び文化の基盤を構築した。本学の工学基礎教育センター内で組織されている数理教育研究会の中に『組織的教育力による学びの文化形成』の研究のチームを立ち上げた。研究チームで、組織的教育力に関し、米国大学(ロチェスター工科大学)や石川県の高校へ訪問(授業公開への参加として県下の19校を訪問)し、さらにインターネットを通じた資料などにより情報収集した。これらの調査・研究から本研究の目指す組織的教育力のベンチマークを策定した。工学基礎教育を担当する教員の組織的な活動として、組織的な教育力を育むことを目指し、教育情報の共有化、授業公開、教材開発とその教授法の勉強会など教員のFD活動を計画し、工学基礎教育センターFD研修会を開催した。その結果を報告書としてまとめ、全員で情報を共有するともに、次年度へのアクション事項を挙げた。さらに、教員と学生間で学ぶ仕組みとして、授業アンケートを起点とした授業運営のPDCAの仕組みとして、センター独自の数理の学習アンケートを作成し、各学期での授業のパフォーマンス分析を行った。また、従来のオフィスアワーを発展させた組織的数理アドバイザー制を研究し、平成20年度より、工学基礎教育を担当する全教員が、数理アドバイザーとなり、特定の学生の学習ケアを行うこととなった。学生同志が学ぶ仕組みとして、授業でのチーム学習の導入や授業外(課外)での数理考房で学生同士が資格取得など、自主的に相互学習する仕組みなどを研究し、一部その活動を具体化した。これらの、19年度の研究活動を学外に講演発表(後述)するとともに、高大連携の活動報告として、『高大連携による数理の副教材』を作成した。平成20年度は、前年度の研究成果を工学基礎(数学、物理、化学)教育にトライアルとして適用した。具体的な研究実績は以下の通りである。1.本研究組織のメンバーが中心となって、工学基礎教育を担当する教員(約30名)の教育情報の共有化、授業公開、教材開発とその教授法の勉強会など教員のFD活動を実施した。この活動のまとめとして、活動を全体で討議し、全員参加のFD研修会を開催した。この成果をFD研修会報告書としてまとめた。2.学生同志が学ぶ仕組みとして、モデル教室として、数理工統合科目の授業(統合課題の演習)でグループ学習を導入し、学生相互での学習を奨励し、その効果を授業アンケートで測定した。3.授業外(課外)で学生同士が学ぶ仕組みとして、数理考房のプロジェクト活動を実施し、研究組織メンバーのアドバイザーのもとで、プロジェクりトメンバーが数学技能検定試験の資格取得のための自主的に相互学習した。4.教員と学生間で学ぶ仕組みとして、課外学習支援として従来のオフィスアワーを発展させた数理アドバイザー制を組織的に運用した。数理アドバイザーは28名の教員が担当し、参加学生は、学力診断で下位の学生100名であった。5.以上の工学基礎教育の授業、課外にわたる学習活動に関し、学生からは、授業アンケートや数理の学習に関するアンケートなどを、また教員からは、教育アンケートなどを行い、組織的な教育力の効果をベンチマークと比較して、点検・評価する。また、必要に応じて、仕組みの改善を行い、次年度の本格的な実践を目指す。6.さらに、20年度の研究活動を学外に講演発表するとともに、活動報告妻に纏めた。平成21年度は、前年度のトライアルの研究成果を、全学的に、工学基礎(数学、物理、化学)教育に適用した。1.本研究組織のメンバーが中心となって、今年度は、工学基礎教育を担当する全教員(約30名)が参加し、『平成24年からの数理教育-ますます多様化する入学生への対応』をテーマにFD活動を展開した。とくに、平成21年度の入学生の学力診断や授業効果(報告書に纏めた)をベースに、課外学習の成果を正課(授業)の成績に反映するなど、現行カリキュラムの改善を決めた。2.学生同志が学ぶ仕組みに関して、各種アクティブラーニングとして、授業(統合課題やレポート)での学びあいやeラーニングでのコミュニティーによる学びあいを導入し、学生相互での学習を奨励し、その効果を授業アンケートで測定した。3.課外で学ぶ仕組みに関して、前年度に引き続き、数理考房のプロジェクト活動を展開し、本研究組織メンバーのアドバイザーのもとで、プロジェクトメンバーが数学技能検定試験(2回/年)の資格取得のための自主的に相互学習した。4.教員と学生間で学ぶ仕組みとして、前年度にスタートした数理アドバイザーによる『基礎数理ミーティング』を、工学基礎教育を担当する全教員(約30名)が数理アドバイザーとなって、開催した。対象学生は、学力診断で下位の学生80名で、ミーティング回数は延べ300回となった。

5.以上の工学基礎教育の授業、課外にわたる学習活動を通じて形成された、本学の学生の学びの状況を授業アンケートや数理の学習に関するアンケートなどで調査・分析した。(学内報に掲載)また教員からも、FD活動の一環として、教育アンケートを行い、組織的な教育の状況を把握した。さらに、2に関して、教員から提示されたレポート課題を課題集としてまとめた。6.5の成果などを国内外の関連する学・協会学に講演発表や論文発表した。
アルギン酸オリゴ糖修飾による魚類筋原線維タンパク質の機能性改変

魚類筋原線維タンパク質(Mf)分子中にメイラード反応を利用してアルギン酸オリゴ糖(AO:平均重合度6)を導入し,ネオグリコプロテインを調製した。そして,AO修飾によってMfの諸機能(低イオン強度溶媒に対する溶解性,熱安定性,乳化能,消化性)がどのように変化するか検討した。また,AO修飾したMfの食品衛生学的安全性について調査した。得られた結果を以下に示す。(1)AO修飾によってMfの低イオン強度溶媒に対する溶解性は著しく向上し,0.05M-0.5Mの広範な塩濃度下では塩濃度に依存せずに溶解するようになった。(2)AO修飾によってMfの熱安定性は飛躍的に改善された。すなわち,AO結合量が200μg/mgを越えると,Mfは80°Cで2h加熱しても全く不溶化しなかった。なお,この熱安定性の改善はpH4.5<で確認できた。(3)Mf-AOはAO結合量の増加に伴って優れた乳化活性、乳化安定性を呈し,その機能改変効果は加熱処理によっても損なわれなかった。(4)水溶化,熱安定性,乳化能の改変が達成できたAO結合量の範囲では,Mfの消化性の低下は起こらなかった。(5)レック・アッセイとエイムス・テストによってMf-AOの変異原性試験をおこなったところ,変異原性の存在は確認できなかった。さらにラットを用いた急性毒性試験では,Mf-AOに顕著な毒性は認められなかった。以上,本研究の結果から,AO修飾が食品素材としての魚類筋肉タンパク質の機能を改変する極めて有効な手段であることが確認できた。平成12年度は,種々の有用魚種から精製した筋原線維タンパク質(Mf)をアルギン酸オリゴ糖修飾し,その水溶性化を検討した。また,アルギン酸オリゴ糖修飾したMfの食品衛生学的安全性についての検討をおこなった。(1)まず,市販アルギン酸ナトリウムをPseudoalteromonas属細菌由来のアルギン酸分解酵素で分解し,平均重合度6-7の画分(アルギン酸オリゴ糖)を得た。次に,スケトウダラ,シロサケ,マダラの普通筋からMfを調製し,50mM NaClに懸濁した。これらのMfとアルギン酸オリゴ糖の凍結乾燥物をさまざな温度下で保持させたのち,SDS-PAGE分析をおこなった。その結果,いずれの魚種においても,ミオシン重鎖が強く糖染色に陽性反応を示し,Mfがアルギン酸オリゴ糖修飾されたことを確認した。次に,アルギン酸オリゴ糖修飾したMf(以下,Mf-AOと称する)を0.1Mから0.5Mまでのさまざまな濃度のNaCl溶液に溶解したところ,いずれのMf-AOでも0.1M NaCl中での溶解度が著しく上昇した。この結果は,アルギン酸オリゴ糖修飾によってさまざまな魚種のMfが水溶性化することを示唆している。なお,低イオン強度溶媒に対する溶解度が最も改善できる条件は,魚種によってやや異なるように思われるので,今後,この点を明らかにしていく予定である。(2)次に,Mf-AOの食品衛生学的安全性について検討した。すなわちレック・アッセイとエイムス・テストによってMf-AOの変異原性試験をおこなったところ,変異原性の存在は確認できなかった。この結果を踏まえ,平成13年度にはMf-AOの消化分解物についての変異原性試験をおこなう予定である。魚類筋原線維タンパク質(Mf)をアルギン酸オリゴ糖(AO :平均重合度6)で修飾し、その熱安定性、乳化能、消化性の変化を検討した。また、AO修飾したMfの食品衛生学的安全性について動物実験を実施した。方法: 0.6Mソルビトールを含む50mM NaCl

中でMfとAOを混合して凍結乾燥後、メイラード反応を介してタンパク質-糖複合体(Mf-AO)を調製した。続いて未反応のAOを硫安分画で除去し、0.05Mおよび0.5M NaCl (pH7.5)に透析、溶解した。熱安定性と乳化能は,加熱処理後の溶解度変化と乳化物の濁度変化で検討した。消化性はさまざまな温度とpH下でペプシン-キモトリプシン処理をおこなって検討した。またMf-AOの急性毒性は,単回投与試験で検討した。すなわち6-6.5g/kgに相当するMf-AOをSPF/VAFラットに強制経口投与した後,25°Cで2週間飼育して体重の増減,摂取食事量を測定した。また飼育終了後,剖検し,肝脾臓重量と血中リン脂質,中性脂肪を測定した。結果:(1)AO修飾によってMfの熱安定性は飛躍的に改善された。すなわち, AO結合量が200μg/mgを超えると,Mfは80°Cで2h加熱しても全く不溶化しなかった。この熱安定性の改善はpH 4.5<で確認できた。(2)Mf-AOはAO結合量の増加に伴って優れた乳化活性,乳化安定性を呈し,その機能改変効果は加熱処理によっても損なわれなかった。(3)水溶化,熱安定性,乳化能の改変が達成できたAO結合量の範囲では, Mfの消化性の低下は起こらなかった。(4)上記条件での急性毒性試験では, Mf-AOに顕著な毒性は認められなかった。以上,本研究によって, AO修飾が食品素材としての魚類筋肉タンパク質の機能を改変する極めて有効な手段であることが確認できた。
舌癌に対する組織内照射の放射線治療におけるＣＴ・ＭＲ画像ベースの防護装置の作製

本研究は、舌癌に対する高線量率の小線源を用いた組織内照射による放射線治療の際に、下顎骨などの照射部位に隣接する正常組織の吸収線量を軽減させ、副作用を防止する装置を、CT画像とMR画像をベースとして正確に設計し、三次元プリンタを用いて簡便に作製することを目的とするものである。まず、過去に従来の手法で作製した症例で、CT画像とMR画像をベースとして防護装置を設計し、遮蔽効果をモンテカルロ法にてシミュレートし、従来の方法との比較検討を行った。そして、実際の照射装置を用いて放射線を発生させ、従来の手法による装置と新しい手法による装置の遮蔽効果を実測し比較した。具体的には、1)対象症例の、舌癌病巣を含む口腔をスキャンしたCT画像とMRI画像をサーバーから端末にオンライン転送し、患者氏名などの情報をアノニマス化した後、オフラインで(CDにデータを保存し)外来に設置の放射線治療計画装置と研究室に設置のパーソナルコンピュータにデータ転送した。2)外来に設置の放射線治療計画装置では、防護装置をシミュレートし、厚み12 mmを上限として、舌癌病巣ならびに照射対象領域を完全に覆うように装置を設計した。3)研究室に設置のパーソナルコンピュータにインストールされた医用画像処理ソフトウェアAnalyzeにて、放射線治療計画装置で自動的に作製されたアウトラインを入力し、アウトラインの内部を、仮想のCT値5000でピクセル置換した。4)この置換された仮想データを、今回導入予定の三次元プリンタに移入し、CT値が5000の部分だけを構造物の対象とするような処理を施すところである。三次元プリンタの性能の向上が日進月歩で、製品の決定に苦慮している。早期に三次元プリンタを購入し、完成へと近づけたい。舌癌に対する高線量率の小線源を用いた組織内照射による放射線治療の際に、下顎骨など照射部位に隣接する正常組織の吸収線量を軽減させ、副作用を防止する装置を、CT画像とMR画像をベースとして正確に設計し、三次元プリンタを用いて簡便かつ正確に作製することが本研究の目的である。まず、過去の舌癌症例で、高線量率の組織内照射による放射線治療を施行した症例から10例を抽出した。その10例の、舌癌病巣を含む口腔をスキャンしたCT画像とMRI画像をサーバーから端末にオンライン転送し、患者氏名などの情報をアノニマス化した後、CDにデータを保存し、外来に設置の放射線治療計画装置と研究室に設置のパーソナルコンピュータにデータ転送した。次に、外来に設置の放射線治療計画装置では、防護装置をシミュレートし、厚み12 mmを上限として、舌癌病巣ならびに照射対象領域を完全に覆うように装置を設計した。続いて、研究室に設置のパーソナルコンピュータにインストールされた医用画像処理ソフトウェアAnalyzeにて、放射線治療計画装置で自動的に作製されたアウトラインを入力し、アウトラインの内部を、仮想のCT値5000でピクセル置換した。そして、この置換された仮想データを、三次元プリンタに移入し、CT値が5000の部分だけを構造物の対象とするような処理を施した。そして、三次元プリンタで防護装置を作製した。完成した防護装置を、石膏模型に装着し、これを再びCTスキャンし、適合性を検討した。計画通りにおおむね順調に進んではいるが、三次元プリンタのプリンティングスピードが遅く(1症例に2-3日を必要とする)、研究の遂行上のボトルネックとなっている。プリンティングスピードの速い三次元プリンタを購入し、研究のスピードを向上させたい。購入予定の三次元プリンタが、年度内に国内販売の承認が得られなかった。2018年8月までには承認が得られる予定で、承認が得られ次第、購入する予定である。3Dプリンタの性能の向上が日進月歩で、3Dプリンタの購入を控えてしまった。
レーザ走査共焦点顕微鏡による血管壁へのLDL蓄積・単球侵入像の時系列解析

内皮は、最近、生理活性物質の合成、放出による血管トーヌスの調節作用や、血流によるずり応力を検出するメカノリセプタの存在などにより、多くの研究者の興味を引きつけている。血管内皮・平滑筋や結合織からなる血管壁は血流調節をになうとともに、脂肪の蓄積により動脈硬化の発症する場である。その過程は中膜にある変性LDLをマクロファージが貧食し、泡沫細胞となる。本研究ではオプティカルセクショニングにより組織細胞の三次元構造を非破壊的に観察できるレーザ走査共焦点顕微鏡を用い、血管壁への正常および変性LDLの移行、単球の内皮との接着、中膜への侵潤を三次元的に観察し、動脈硬化好発部位、非好発部位で正常および変性LDLと単球動態がどのように異なるかを解析することを目的とした。(1)三次元的画像の定量解析システムの開発:bisBenzimideによる内皮細胞と単球の細胞核、蛍光色素DiOまたはDiIで標識した正常または変性LDLの3次元画像より正常または変性LDLの血管壁内動態を窓関数を仮定して定量的に解析した。(2)動物実験:ラットを麻酔し、標識した正常または変性LDLを尾静脈より静注し、それらを壁内へ侵入させた。大動脈-腎動脈分岐部を上、下両端よりカニュレーションし、75mmHgで圧灌流固定して後、bisBenzimideで核を染色した。単球の内皮細胞への接着、壁内への侵入及び正常または変性LDLの壁内への移行を動脈硬化好発部位・非好発部位について3次元的に調べた。その結果、正常または変性LDLの壁内蓄積は、どの部位でも内皮が中膜より大きかったが、部位別に比較すると、好発部位で大きかった。正常LDLは変性LDLに比して、ほとんど中膜に入らなかった。レーザ走査共焦点顕微鏡像の三次元的解析により、単球の内皮への付着・侵入、中膜への移動が時系列的に観察できた。血管平滑筋や結合織からなる血管壁は血流調節をになうとともに、変性LDLの蓄積により動脈硬化の発症する場である。その過程は中膜に入った変成LDLをマクロファージが貪食し、泡沫細胞となる。本年度は、オプティカルセクショニングにより組織細胞の三次元構造を非破壊的に観察できるレーザ走査共焦点顕微鏡を用い、血管壁への変性LDLの移行、単球の内皮との接着、内膜への侵潤を三次元的に観察し、動脈硬化好発部位、非好発部位で変性LDLと単球動態がどのように異なるかを解析することを目的とした。(1)三次元的画像の定量解析システムの開発:bisBenzimideによる内皮細胞と単球の細胞核、蛍光標識の変性LDLであるDiI-Ac-LDLの3次元画像より変性LDLの血管壁内動態を窓関数を仮定して定量的に解析した。(2)動物実験:ラットを麻酔しDiI-Ac-LDLを尾静脈より静注し、DiI-Ac-LDLを壁内で侵入させた。単球の内皮細胞への接着、壁内への侵入及び変性LDLの壁内への移行を動脈硬化好発部位・非好発部位について3次元的に調べた。

その結果、変性LDLの壁内蓄積は、どの部位でも内皮が中膜より大きかったが、部位別に比較すると、好発部位で大きかった。レーザ走査共焦点顕微鏡像の三次元的解析により、単球の内皮への付着・侵入・中膜への移動が時系列的に観察できた。内皮は、最近、生理活性物質の合成、放出による血管トーヌスの調節作用や、血流によるずり応力を検出するメカノリセプタの存在などにより、多くの研究者の興味を引きつけている。血管内皮・平滑筋や結合織からなる血管壁は血流調節をになうとともに、脂肪の蓄積により動脈硬化の発症する場である。その過程は中膜に存在する変性LDLをマクロファージが貧食し、泡沫細胞となる。この変性LDLは、正常LDLが中膜に入って酸化を受ける場合と血中の変性LDLが中膜に入ってくる場合の両方が考えられる。本年度は、動脈硬化好発部位、非好発部位で正常LDLと変性LDLの動態がどのように異なるかを解析することを目的とした。ラットを麻酔し蛍光色素DiOまたはDiIで標識した正常LDLまたは変性LDLを尾静脈より静注し、正常または変性LDLを壁内へ侵入させた。大動脈-腎動脈分岐部を上、下両端よりカニュレーションし、75mmHgで圧灌流固定して後、bisBenzimideで核を染色した。正常または変性LDLの壁内への移行を動脈硬化好発部位・非好発部位について3次元的に調べた。その結果、正常LDL、変性LDLどちらも壁内蓄積は、どの部位でも内皮が中膜より大きかったが、部位別に比較すると、好発部位で大きかった。中膜を比較すると、変性LDLがかなり侵入しているのに対し、正常LDLは極わずかであった。この結果は、血液中の変性LDLが中膜まで侵入するか、内皮に入った正常LDLが酸化を受けて変性LDLとなり、中膜に入るという可能性を示唆し、いづれにしろ壁内への正常または変性LDLの侵入は局所血流条件の影響を大きく受けることを示している。
粒子間相互作用からみた粘性土の液性限界の物理的・工学的意義に関する研究

液性限界は,土が液体のように容易には流動せず塑性体として振るまう含水比として,定義されている。一般に液性限界の測定には,2つの試験法が標準化され用いられている。一つはキャサグランデ法であり,日本やアメリカで標準仕様として採用されている。他の一つはフォールコーン法でヨーロッパで一般的である。本研究の目的は,これら2つの試験法の力学的な特性を実験的に調べ,粘土・水系を微視的に検討することにより,試験法の物理的な意味を考察することにある。試料粘土には,カオリナイト(K)とモンモリロナイト(M)という典型的な粘土鉱物を採用し,これらの混合物の液性限界を,2つの試験法により測定し比較検討した。カオリナイトK=100%試料の場合,両試験結果ともほぼ一致し,LL=30.2%となった。モンモリロナイト成分を増加させると,試料の流動性が増すため,LL値も線形的に増加した。ただしこの増加の程度は試験法によって異なった。極端な例として,モンモリロナイトM=100%試料を例にとると,キャサグランデ法ではLL=895%に対し,フォールコーン法では552%と小さな値であった。この差異は両試験法における物理的な取扱いの違いと,モンモリロナイトの有するチキソトソピックな性質に起因することが明らかになった。簡単なフォースゲージを用いて,試料の引張り強度を測定したところ,液性限界試験と同様の傾向が確認され,その引張り強度はLLの状態で2050kPaであると推定された。平成8年度は,本研究計画の初年度にあたり,準備段階を含め以下のような手順で研究を実施した。1.まず粘土鉱物として,膨潤性に富むモンモリロナイトを採用し,これを重量比で66%含むベントナイト「クニゲルV1」を供試試料に選んだ。2.既往の研究結果に基づき,ベントナイト試料の液性限界領域における含水比を630%程度と推定した。3.新たに購入した2種類の液性限界測定装置(キャサグランテ型,フォールコーン型)を用いて,ベントナイトと水の混合試料の液性限界を測定した。4.こうして得られた液性限界の測定値(含水比)は,キャサグランデ型:439.8%,フォールコーン型:440.1%となり,両者は極めてよく一致した。ただし、既往の研究結果から推定される値を大きく下回った。5.実験結果を試料作成の面から詳細に検討したところ,両試験法とも,試料と水を混合・練り合わせた後の静置時間の影響の大きいことが明らかになった。すなわち,試料作成1日後では,測定値の標準偏差は36.3%とばらつきが大きいのに対し,4日後では,10.9%と変動が小さく収まった。6.以上を総合して,来年度はより精緻な実験条件に基づき,他の粘土試料についても綿密な実験を展開する必要のあることが示唆された。平成9年度は昨年度の実績を踏まえ,以下の内容で研究を実施した。1.試料粘土には,カオリナイト(K)とモンモリロナイト(M)という典型的な粘土鉱物を採用し,これらの混合物の液性限界を,キャサグランデ,フォールコーンという2つの試験法により測定し,比較検討した。2.カオリナイトK=100%試料の場合,両試験結果ともほぼ一致し,LL=30.2%となった。3.この増加の程度は試験法によって異なった。

この差異は両試験法における物理的な取扱いの違いと,モンモリロナイトの有するチキソトロピックな性質に起因することが明らかになった。4.簡単なフォースゲージを用いて,試料の引張り強度を測定したところ,液性限界試験と同様,粘土の構成比率との間に線形の関係が確認され,その引張り強度はLLの状態で2050kPaであると推定された。
ホーミング分子を組み込んだ末梢血単核細胞による骨再生

(1)末梢血由来の単核細胞には多分化能を持つものがあり、これを担体と混ぜ、マウスの頭蓋冠骨に移植することで、骨の誘導が示された。その誘導能は、骨髄由来の単核細胞と同程度であった。(2)マウスの大腿骨の骨髄から採取した間葉系幹細胞を培養し、これに、低濃度のレプチンとBMP-2を混和することで、アルカリフォスファターゼ活性の上昇が認められた。また、レプチンを含んだゼラチンを担体と一緒にマウスの頭蓋冠骨に作成した欠損域に移植したところ、有意に骨新生を誘導することが示された。レプチンによる未分化細胞の骨芽細胞への分化誘導の検索と、末梢血由来の単核細胞による骨再生の研究を施行。「レプチンによる未分化細胞の骨芽細胞への分化誘導」ラットの大腿骨からフラッシュアウトして得た、あるいは歯髄細胞、歯根膜細胞から単離して得た未分化な細胞(間葉系幹細胞)にレプチンを添加することで、この未分化な細胞が骨芽細胞へと分化されるのか検討を行なった。評価はアルカリフォスファターゼ(ALP)活性で行なった。レプチン単独でもALP活性の上昇は認められたが、これに低用量の強力な骨誘導因子であるBMP-2を追加することで相乗効果が認められた。また、マウスの頭頂部にレプチンを含ませた骨補填材を填入することで、有意に骨新生が誘導された。このことからレプチン単体でも骨誘導は可能であると考えられるが、低用量のBMP-2を加えることで骨誘導のさらなる促進が可能であると示唆された。末梢血由来のmononuclear cellを遠心分離機で抽出し、これと担体を併せてヌードマウスの頭蓋にonlayで移植を行なった。細胞を含まないものでは、ほとんど骨の新生は認められなかったが、mononuclear cellを混入したものでは、優位に骨の新生が認められた。この骨新生は骨髄由来単核細胞と比較して同等のものであった。したがって、単核細胞を得るために、従来の腸骨採取にかわり、末梢血採取による骨再生が可能であることが示唆された。ホーミング分子であるSDF-1を取り込ませての実験の前実験として、レプチンによる未分化細胞の骨芽細胞への分化誘導の検索と、末梢血由来のmononuclear cellによる骨再生の研究を進行中である。1.レプチンによる未分化細胞の骨芽細胞への分化誘導:レプチンをラットの大腿骨からフラッシュアウトして得た未分化な細胞(間葉系幹細胞)に添加することで、この未分化な細胞が骨芽細胞へと分化されるのか検討を行なった。同用量のBMP-2のみではALP活性はほとんど上昇が認められなかった。2.末梢血由来のmononuclear cellによる骨再生:末梢血由来のmononuclear cellを遠心分離機で抽出し、これと担体を併せてヌードマウスの頭蓋にonlayで移植を行なった。1,2より、レプチンは未分化な細胞を骨芽細胞へ誘導できる可能性を確認でき、未分化な細胞を含むmono nuclear cellは骨新生に優位に働くことが確認できた。今年度はSDF-1を取り込ませたmononuclear cellを頭蓋骨にonlay移植し、レプチン添加をおこない、骨の新生状況を検討する。現在前実験ではいずれもpositiveな結果が得られており、大幅な実験系の変更は必要ないものと考える。当初の実験予定にほぼ沿った形で実践する。H23年度の結果から、レプチンは未分化な細胞を骨芽細胞へ誘導できる可能性を確認でき、未分化な細胞を含むmono nuclear cellは骨新生に優位に働くことが確認できた。またBMP-2との相乗効果も検討項目に追加した。動物、試薬などに予定通り使用する。また、国際学会で報告を行うとと共に、情報収集を行う。