hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遷移金属含有エレクトライドを用いた非担持型触媒の開発

Y3P2dの物性を明らかにしたのち、その触媒活性の最適化に移り(3)、なぜY3Pd2が鈴木カップリングに有用なのかを解明し、今後の材料設計の指針を確立する。その際、DFT計算を通した反応経路を明らかにすることを重視する(4)。エレクトライドは周期的な空隙にアニオン電子を有し、高い触媒活性を示すことから基礎・応用研究の双方で注目を集めている。我々は本年度において、新エレクトライドの探索、物性解明及び応用研究において積極的な貢献を行った。我々が新たに報告した新エレクトライドにa-Yb5Sb3とb-Yb5Sb3が含まれる。これらはMn5Si3型及びb-Yb5Sb3型構造を有し、Yb6 octahedraとYb4 tetrahedraに囲まれる周期的な空隙を有する。我々はDFT計算や物性測定により、空隙にアニオン電子が強く局在していることを見出した。この発見は無機化合物におけるアニオン電子の寄与の重要性を改めて示したものであり、長らく謎だったAe5Pn3(Ae:アルカリ土類、Pn:ニクタイド)型化合物における絶縁性を解明する鍵になると期待される。新エレクトライドの探索と同時に我々は既存のエレクトライドの表面積の向上を試みた。Y5Si3とLaCu0.67Si1.33は以前に我々が報告したエレクトライドであり、それぞれアンモニア合成、ニトロベンゼンの選択的水素化に良好な触媒活性・選択性を示す。しかし、何れの物質も表面積は12m2/gであり、既存の酸化物やカーボンをベースにした触媒の1/10から1/100程度しかなかった。この問題を解決するため、我々はアーク蒸発法を採用し、既存のエレクトライドをナノ化することに世界で初めて成功した。得られたナノ粒子はXRDやXPS、TEM観察によって清浄な表面を維持できていることが確認でき、ナノ化により、触媒活性の劇的な向上(360倍)が認められた。以上の成果はエレクトライドの本質的な理解を深めるのみならず触媒応用への新たな可能性を拓くものである。よって、我々の研究計画は期待通り進展していると評価できる。本年度、我々は新エレクトライドの発見とナノ化を重要な研究目標に設定し、その問題解決のため研究を行った。その結果、我々は新エレクトライドの発見とエレクトライドのナノ化という大きな目標を達成できた。成果の1つがs軌道性を有するMott絶縁体の実現である。通常Mott絶縁体は有機物を除くと3d遷移金属を含む物質にしばしば見られ、高温超伝導や巨大磁気抵抗などの特異な物性を発現することが知られていた。我々が発見した我々はa-Yb5Sb3やab-Yb5Sb3ではその電子状態がd軌道のみならず、エレクトライド電子(s軌道性)においても実現することを示したものである。この成果は長年解明されていなかったBa5Sb3等の物性を理解する上で必要不可欠であり、無機材料におけるより広範な理解促成や新エレクトライドの材料設計に貢献するものである。また、応用研究の成果として、我々は世界で初めてエレクトライドのナノ化に成功した。既存のエレクトライドとしてY5Si3やLaCu0.67Si1.33が知られており、アンモニア合成や選択的水素化に有用であるが、これらの材料はアーク融解法を用いるため、伝統的な触媒(酸化物等)と比べて表面積が極めて低い問題点があった。そこで我々はアーク蒸発法を用いてY5Si3とLaCu0.67Si1.33のナノ粒子合成試みた。本方法では、溶媒や還元剤は必要ではなく、清浄な環境下で触媒を合成できる点が強みである。
計量社会学的方法による若年層の価値と規範に関する国際比較研究

研究計画の最終年度である平成30年度の研究実績として、第1に、2018年4月にサイズ1,000の第2次日本全国調査を実施した。2月に第1次日本全国調査をサイズ500で実施しており、時点間の回答分布の差異がほぼ見られないことを確認した。両者を合併してサイズ約1,500の日本データとし、同一設計のアメリカ全国調査(2018年1月、サイズ約3,000)と比較可能な、データセットを得た。日米間で比較したところ、日本の若年層の傾向として、以下の知見を得た。(1)生活満足度が低い、(2)権威主義的な傾向が低い、(3)結婚や子どもをもつことに肯定的ではない、(4)近隣信頼や一般的信頼感が低い、(5)親しい友人との関わり方が積極的でない、(6)価値判断を保留する傾向が高く、功利主義的ではない一方で平等主義的でもない、等。日米比較に基づく知見を心理学系国際学会、アジア太平洋社会学会などで報告したほか、金沢大学人文学類シンポジウムで発表し、本課題の研究組織外の著名な研究者と議論を行った。第2に、上記第2次日本調査と同時に、第1次調査のパネル第二波調査を実施し、サイズ約300の有効回答を得た。この結果、本研究課題では、ほぼ同時期における日米のパネル調査データを得ることができ、登録モニター型インターネット調査のデータの質や、データ収集法としての可能性を検討する基礎情報とすることができた。調査法上の知見は、日本社会学会や日本学術会議社会学委員会のWeb調査検討部会で報告した。第3に、2019年2月に、文化的知識を測定する質問項目を含んだ日本全国調査(サイズ1,200)を実施した。若年層の非権威主義的態度に関わり、権威の対象について分析し、現在のところ、回答者には従来型の対象が主に想定されているという結果を得ている。本研究課題では、9つの調査を実施したが、調査概要を整理した資料集を刊行した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度の研究実績としては、第1に、登録モニターを用いたインターネット法による3つの社会調査を実施した。具体的には、(1)アメリカ三州価値観調査(2017年3月実施、カリフォルニア、ミシガン、ジョージアの各州、1839歳男女、有効回収934)、(2)生活意識に関する日本国内調査(2017年1月実施、日本全国1849歳男女、有効回収1400)、(3)自立意識に関する日本国内調査(2017年2月実施、日本全国1849歳男女、有効回収1300)の3つである。質問項目の設計は、社会学、心理学、倫理学、人文地理学の専門分野からの知見を総合して行った。日米比較のため共通の意識項目を設定し、回答分布の比較によって自由尊重主義(リバタリアン)の価値観への肯定度が、日本に比べてアメリカでは非常に高いことが明らかとなった。調査時点はトランプ政権の成立期であり、政権支持度などの政治意識と価値意識の関連を把握する上で重要なデータを得ることができた。そのほかに、倫理的な争点に関する態度、道徳的判断の基準の重視度、再分配政策への態度などの意識の測定を行い、次年度の分析とアメリカ全国調査の実施のための基礎データを得た。第2に、価値観調査データの質を高めるための、社会調査法研究の成果を、書籍、論文、学会報告で発表した。調査法研究の最新の知見を反映させて、『入門・社会調査法』(第3版)を刊行したほか、2017年4月刊行の『入門・社会統計学』の検討、執筆を行った。第3に、2017年度に計画しているアメリカ全国調査のデータの質の確認法として、ランダムサンプルの既存調査のデータの活用のための準備をはじめ、また属性の分布が異なる二国間比較のためのデータの補正のしかたについて、研究会で検討を行った。第4に、アメリカ全国調査に設定する項目の検討のために友人関係、親子関係、移民、満足度の研究を進めた。金沢大学の学内プロジェクト(先魁プロジェクト(FR))の支援も受けて、本研究課題の第1年度に計画していた社会調査実施については、2017年度に実施予定のアメリカ全国調査の予備調査として当初位置づけていたアメリカ三州調査を、2016年アメリカ大統領選後というアメリカ社会にとって歴史的に重要な時期に、予定よりも大きなサンプルサイズで実施することができ、またパネル調査への展開を可能とする設計を付加することができた。またアメリカ滞在経験の長い社会学研究者の協力を得て、的確な英語調査票を作成することができ、非常に希少性の高い意識データを得ることができた。また同氏の研究協力によって、人口統計に詳しい米国研究者の知見を調査設計に活かすことが可能となった。さらに、ベンチマークとなる日本国内成人男女の調査を2つ実施することができ、生活意識に関する新しい、社会学的な質問項目でデータを得ることができ、また心理学的な自律意識の測定も可能となり、当初予定していたよりも多様な社会意識、価値意識の側面を把握することができた。そして調査データの質向上のための調査法研究の成果を共著書として刊行でき、また比較調査データの分析方法をまとめた社会統計学の書籍刊行の準備を終えることができた(2017年4月付で刊行)。

連携研究者を含めた研究組織の活動を活発に実施することができ、異分野融合的に調査項目を検討するなど、定期的な研究会を開催して、研究展開をすることができた。平成29年度の研究実績として、第1に、本研究課題のなかでも非常にユニークな、アメリカ合衆国全土の若年層(1839歳)男女約3,000人を対象とするインターネット価値観調査を実施した。登録モニター(調査パネル)を使用し、計画サンプルサイズをACS調査による母集団情報(性別、年齢3層、地域9層の54セル)の比率で割付けて回収を行った。調査票は前年度調査の結果をふまえながら、心理尺度と社会意識項目、属性項目の検討を学際的に行って決定した。主な意識項目としては、階層帰属意識、生活満足度・幸福感、政治的態度等の基礎的項目以外に、友人関係に関する態度、移民への意識、リバタリアン、道徳的判断の基準、社会制度への信頼などを設定した。属性は基礎的な階層項目のほかに、居住地都市規模などを設定した。これによって日本との比較が可能な、貴重なデータを得ることができた。第2に、アメリカ全国調査とほぼ同一の調査票(日本語版)によって、同一の設計の日本全国調査(サイズ500)第1次を2月に実施した。第2次は2018年4月にサイズ1,000で実施する予定で、これによってアメリカ全国調査と比較可能な、サイズ1,500の日本データを得ることとなる(日本の若年層集団の意識の、二ヶ月の変化も検証可能となる)。また、第1次の回答者に対しては、第2次と同時期にパネル第2波調査を実施し、個人ベースの変化と安定性に関するデータが得られる。今年度の実績として、アメリカでも、三州調査(平成28年度実績)のパネル第2波調査を行っており(934人中、有効回答276人を回収)、パネル調査に関しても日米比較可能なデータセットを得る準備ができた。以上のデータを用いて、研究成果を学会報告、論文等の形で発表した。日米間で価値観の分布や影響の異同を確認しており、今後、そのパターンの理論化をはかる。金沢大学の学内プロジェクト(先魁プロジェクト(FR))の支援も受けて、本研究課題の第1年度および第2年度に計画していた社会調査(登録モニターを用いたインターネット調査)実施については、まず、2016年度にアメリカ三州調査とそのパネル調査、そしてベンチマークとなる二つの日本国内成人男女の調査を実施できている。また、それらの知見を踏まえて、2017年度には本研究課題の最重要の調査の一つであるアメリカ若年層全国調査(サンプルサイズ約3,000)を、綿密な項目検討と英語ワーディングの検討の上で実施できている。また、これと同じ質問と同じ形式の日本調査(2018年2月調査、サンプルサイズ500)を実施し、2018年度に実施予定の4月調査と合わせて1,500サイズの比較データを得るための準備を着実に整え、またパネル調査の設計も組み込むことができている。アメリカ滞在経験の長い計量社会学者の協力を得て、アメリカ社会の状況を的確に踏まえた比較調査データを収集できており、また異分野融合的な成果を発表できている。日米両調査で回答時間データを得る設計とすることで、社会調査法研究においても意義のある、データの質評価のための基礎情報を得ている。最終年度の新規項目による日本全国調査に向け、当初の研究計画に従って、調査実施によるデータの収集が順調に進捗している。研究計画の最終年度である平成30年度の研究実績として、第1に、2018年4月にサイズ1,000の第2次日本全国調査を実施した。
機能性単結晶育成過程の仮想実験室システムの開発

本研究によって得られた成果は下記の通りである。(1)単結晶体を等方性体と仮定した場合の転位密度評価解析コードの開発に成功した。これを用いることによりSi、GaAs、InPといった半導体単結晶育成過程の転位密度評価解析を行った。(2)弾性係数、特定のすべり方向といった単結晶体の結晶異方性を近似的に考慮し、軸対称有限要素法によりこのような結晶異方性を考慮できる転位密度評価解析コードの開発に成功した。この解析コードでは結晶異方性を周方向に平均化することにより、この効果を近似的に考慮している。このように結晶異方性を考慮することにより、GaAsとInPバルク単結晶について結晶育成方向の違いと転位密度との関係を明らかにした。(3)前記の研究をさらに発展させ、弾性係数、特定のすべり方向といった単結晶体の結晶異方性を厳密に考慮した単結晶育成過程の三次元転位密度評価解析コードのプロトタイプの開発を行った。(4)単結晶体を等方性と仮定してた単結晶インゴットアニール過程の転位密度評価解析コードの開発に成功した。これを用いることによりGaAsインゴットアニール過程の転位密度評価解析を実施した。(5)弾性係数、特定のすべり方向といった単結晶体の結晶異方性を厳密に考慮した単結晶インゴットアニール過程の三次元転位密度評価解析コードのプロトタイプの開発を行った。(6)各種単結晶育成過程の熱応力評価解析コードの開発を行い、これらを統合するとともにプリ、ポストプロセッサーを整備して単結晶育成過程の熱応力解析システムを完成した。本年度の成果は下記の通りである。(1)電熱解析用ソルバーとして汎用有限要素法解析コードMARCを用い、その解析結果を(2)に示す熱応力解析サブシステムのソルバーであるCRYSTALに用いることができるようなインターフェースプログラムを開発し、伝熱解析サブシステムを完成させた。また、伝熱解析データの準備および伝熱解析結果の可視化には汎用プリ・ポストプロッセッサーであるPATRANを用いるようにした。(2)単結晶育成過程の熱応力解析サブシステム、およびマクロな割れ評価サブシステムのソルバーとして宮崎研究室で開発された有限要素法解析コードCRYSTALを用い、可視化用には前述のPATRANを用い、これらを結合するためにインターフェースプログラムを開発し、仮想実験室システムの一部を構築した。このシステムで現在のところ、立方晶、三方晶、単斜晶、正方晶、斜方晶の単結晶育成過程の熱応力解析および割れ評価解析を行うことができる。(3)過去に宮崎研究室で行われた単斜晶系結晶であるGSOの熱衝撃実験を(1)(2)で開発したシステムを用いて熱応力解析および割れ評価解析を行い、単結晶のへき開面に作用する垂直応力によりGSO単結晶の割れを定量化できることを示した。(4)CRYSTALレコードのうち今年度新たに付け加えた正方晶系および斜方晶系単結晶の部分について例題を設定して熱応力解析を実施し、その部分の解析コードの健全性チェックを行った。機能性単結晶育成過程の仮想実験室システムは(a)伝熱解析、(b)熱応力解析、(c)マクロな割れ解析、(d)転位密度評価解析、および(e)可視化の5つのサブシステムから構成される。初年度は(a)、(b)と(c)の一部の開発を行った。そこで第2年度の本年度は(d)転位密度評価解析サブシステムに関する研究を行った。主な研究成果は下記の通りである。(1)単結晶を等方性と仮定して軸対称有限要素モデルを用いた単結晶育成過程の転位密度評価解析コードを開発整備した。(2)この解析コードを用いてSi、GaAs、InPといった半導体単結晶について試計算を行い妥当な結果が得られることを確認した。(3)単結晶体の特定のすべり方向の存在、弾性係数といった結晶異方性を近似的に考慮する軸対称有限要素モデルを用いた単結晶育成過程の転位密度評価解析コードを開発整備した。

(4)この解析コードを用いてGaAsとInPについて試計算を行い、結晶育成方向の違いが転位密度に及ぼす影響について明らかにした。(5)単結晶インゴットのアニール過程の転位密度評価解析できる解析コードを開発した。なお、この解析コードは単結晶を等方性と仮定して軸対称有限要素モデルを用いている。(6)この解析コードを用いてGaAsインゴットのアニール過程の転位密度評価解析を行い妥当な結果が得られることを確認した。本年度の研究成果は下記の通りである。(1)弾性係数、特定のすべり方向といった単結晶の結晶異方性を考慮した単結晶育成過程の三次元転位密度評価解析コードのプロトタイプを作成した。これによって単結晶育成方向と転位密度の関係を明らかにできる可能性が開けた。(2)弾性係数、特定のすべり方向といった単結晶の結晶異方惟を考慮した単結晶インゴットアニール過程の三次元転位密度評価解析コードのプロトタイプを作成した。これによって、インゴット育成時の育成方向とアニール時の転位密度の関係が明らかにできる可能性が開けた。(3)上記(1)(2)の解析は多大な計算時間が必要となることから、今後は並列処理解析プログラムの開発が必要となるとの見通しを得た。(4)これまで開発してきた各種単結晶育成過程の熱応力評価解析コードを統合してプリ、ポストプロセッサーを整備して単結晶育成過程の熱応力解析システムを完成した。(5)本年度が研究の最終年度に当たるので、研究成果をとりまとめて、報告書を作成した。
がんの子どもと家族に対する教育支援のための連携システムモデルの開発

1.17年度に調査した面接調査,および18年度に開催した研修会の結果について学会発表した。1)高橋佐智子,大見サキエ他:がんの子どもの母親が地元校に行った情報伝達と地元校から受けた教育支援,第17回日本小児看護学会,2007.7.(長野)。(情報が多いほど学校からうける支援は多いことが明らかとなった)2)河合洋子,大見サキエ他:A病院におけるがんの子どもに対する病棟看護師の教育支援の実態,第17回日本小児看護学会,2007.7.(長野)。(看護師は積極的な教育支援の意識は低い傾向が明らかとなった)3)大見サキエ他:地域に根ざしたがんの子どもの教育支援システムの構築のために-養護教諭対象の研修会を開催して(第1報)-,第5回日本小児がん看護研究会,2007.12.(仙台)。4)大見サキエ他:地域に根ざしたがんの子どもの教育支援システムの構築のために-小学校教員対象の研修会を開催して(第2報)-,第5回日本小児がん看護研究会,2007.12.(仙台)。5)大見サキエ他:がんの子どもと関わった学校教員の経験-M市における医療者との連携の検討-,第27回日本看護科学学会,2007.12.(東京)(養護教諭,担任,院内学校教員は医療者との連携を望んでいた)2.A地区における研修会実施平成19年8月8日:小学校、中学校教頭や校長対象参加者24名3.B地区における研修会実施1)平成19年7月30日:養護教諭対象参加者24名2)平成19年8月8日:養護教諭対象参加者25名3)平成19年11月21日:小学校、中学校教員(コーディネーター)参加者43名いずれの研修会における前後の質問紙調査の結果では,がんの子どもに対する理解が促進され,医療者との連携の必要性が理解されており,研修会の有効性が確認され,今後も継続していく必要性が示唆された。4.B地区における子どもの退院前に,子ども,家族を含めた医療者,地元学校教員,院内学級教員など合同会議を7事例実施した。その結果,それぞれに退院後の学校での受け入れ態勢も整備され,復学への不安を軽減することができ合同会議は有効であった。今後事例の分析を通して今後の課題を明確にする予定である。本研究に於いて連携のためのモデル案を提示するまでには至らなかったが,地域の教員との連携の糸口を見出すことができたと考える。1.A地区では、1)小児がんに罹患した子どもと家族に対する臨床看護師の教育支援に関する認識を明らかにすることを目的に、院内学級をもつA病院におけるがんの子どもの入院中、退院時における教育支援について7名の看護師(病棟、外来)に面接調査を実施した。この小児病棟では看護課長をはじめ、看護師の意識は高く、院内学級、本籍校、患者・家族、その他医療関係者との調整がされており、有効な教育支援への手がかりが見出された。さらに2)がんの子どもと接触した担任、教務主任、院内学級教員、養護教諭の11名を対象として、子どもと家族に対する具体的対応について、面接調査を実施した。面接データは未整理であるが、教員全体の意識の啓発が必要であること、学校と病院との連携が重要であり、現状を踏まえより具体的なシステム作りの必要性が示唆された。3)これまでの調査を踏まえ、A病院において、地域支援の一環として学校の教員対象に「がんの子どもに対する相談窓口」を設置(小児専門看護師が対応することとした)し、各学校にその旨を通知すると共に、ファイルを送付し周知徹底してもらうように依頼した。4)小学校の教員を対象にがんの子どもに対する研修会を開催し、院内学級見学、医師・看護師による講演会を実施し、教員からは大変好評であった。2.B地区では、B地区全域における小学校65校の教員を対象に「がんの子どもの教育支援に対する認識」を質問紙にて調査した。約1500名に配布し、約1200名の回収があった。データの詳細は未整理であるが、大方の教員は病院との連携を望んでおり、教員向けの研修会の企画に対して、積極的参加の意思がある人が多く、今後A地区をモデルとして連携の方向性を検討して行く予定である。1.17年度の質問紙調査および教員研修会の結果を整理し、学会発表した。1)大見サキエ他:がんの子どもの教育支援連携システムモデルの開発-A・B地区における取り組みの経過-,第25回がんの子どものターミナル・トータルケア研究会,2006.(静岡)2)大見サキエ他:がんの子どもと家族に対する教育支援のための連携システムモデルの開発-小学校教員のニーズ調査から研修会を試みて-,日本育療学会第10回学術集会,2006(名古屋)3)大見サキエ他:がんの子どもに対する教員の認識-地域に根ざした子どもの教育支援のために-,第4回日本小児がん看護研究会,2006(大阪)2.A地区における研修会実施1)平成18年8月10日:一般公募小学校教員対象参加者7名2)平成18年8月23日:A地区小学校のほぼ全養護教諭参加者25名3.B地区における研修会実施1)平成18年8月9日

院内学級を分校としている小学校の教員全員を対象,参加者25名いずれも参加者は研修会後、がんの子どもや家族への理解が深まり、学校での配慮の必要性を理解していた。4.A地区の相談窓口の設置は継続しているが、相談は皆無である。まだ、PR不足と考え、学校長会議にでかけ説明した。B地区においては、まだ、開設できていない。A地区においては、学校長や教頭への啓蒙が必要と考え、教育委員会に依頼し、学校長会議で研修会への計画的な参加を呼びかけた。B地区においても教育委員会に出向き、学校長の研修会への計画的参加を依頼したが、B地区は養護教諭がキーパーソンとなるので、養護教諭への働きかけをするようにとの示唆があった。5.B地区において、退院を控えた学童期の子ども3事例に対して、合同会議を開催した。具体的には本人、家族、地元学校の担任や学年主任、院内学級教員、医師、看護師、チャイルドライフスペシャリスト等の参加をえて実施し、大方の事例から効果的であったとの意見が聞かれ、今後の課題が示唆された。1.17年度に調査した面接調査,および18年度に開催した研修会の結果について学会発表した。1)高橋佐智子,大見サキエ他:がんの子どもの母親が地元校に行った情報伝達と地元校から受けた教育支援,第17回日本小児看護学会,2007.7.(長野)。(情報が多いほど学校からうける支援は多いことが明らかとなった)2)河合洋子,大見サキエ他:A病院におけるがんの子どもに対する病棟看護師の教育支援の実態,第17回日本小児看護学会,2007.7.(長野)。(看護師は積極的な教育支援の意識は低い傾向が明らかとなった)3)大見サキエ他:地域に根ざしたがんの子どもの教育支援システムの構築のために-養護教諭対象の研修会を開催して(第1報)-,第5回日本小児がん看護研究会,2007.12.(仙台)。4)大見サキエ他:地域に根ざしたがんの子どもの教育支援システムの構築のために-小学校教員対象の研修会を開催して(第2報)-,第5回日本小児がん看護研究会,2007.12.(仙台)。5)大見サキエ他:がんの子どもと関わった学校教員の経験-M市における医療者との連携の検討-,第27回日本看護科学学会,2007.12.(東京)(養護教諭,担任,院内学校教員は医療者との連携を望んでいた)2.A地区における研修会実施平成19年8月8日:小学校、中学校教頭や校長対象参加者24名3.B地区における研修会実施1)平成19年7月30日:養護教諭対象参加者24名2)平成19年8月8日:養護教諭対象参加者25名3)平成19年11月21日:小学校、中学校教員(コーディネーター)参加者43名いずれの研修会における前後の質問紙調査の結果では,がんの子どもに対する理解が促進され,医療者との連携の必要性が理解されており,研修会の有効性が確認され,今後も継続していく必要性が示唆された。4.B地区における子どもの退院前に,子ども,家族を含めた医療者,地元学校教員,院内学級教員など合同会議を7事例実施した。その結果,それぞれに退院後の学校での受け入れ態勢も整備され,復学への不安を軽減することができ合同会議は有効であった。今後事例の分析を通して今後の課題を明確にする予定である。本研究に於いて連携のためのモデル案を提示するまでには至らなかったが,地域の教員との連携の糸口を見出すことができたと考える。
ポリオルガノホスファゼンの微細構造と相転移

主鎖にーP=Nー結合を持つ半無機高分子ポリオルガノホスファゼン(POP)は、広い応用性を有する機能性高分子のひとつとして、国内外から多くの関心を集めている。本研究では、結晶性を有する種々のPOPについて多角的な構造学的研究を行い、この高分子材料を分離膜や電子材料として応用を計る際に有用な新しい構造学的基礎知見を蓄積することを狙いとする。昭和63年度は、各種の構造研究手段を用いて、次の事を重点的に研究した。(1)P原子の対称置換基として、pーフルオロフェノキシ基を導入した場合とpークロロフェノキシ基を導入した場合のPOPを熱処理する際に見られる結晶変態の詳細な検討を行った。特に、ポリ[ビス(pーフルオロフェノキシ)ホスファゼン]の場合は、単結晶を作製し電子線回折を実施して格子定数を定めながら単斜晶→斜方晶への結晶多形を研究した。(2)上記二種のポリマ-に加えて、ポリ[ビス(トリフルオロエトキシフェノキシ)ホスファゼン]及びポリ[ビス(フェノキシ)ホスファゼン]の4種の結晶性ポリホスファゼンが示すメソモルフィック相より等温結晶化させた場合の変態速度に関する構造学的検討を行った。実験手法としては、脱偏光強度法(Depolarization Light intensity Method;DLI法)を用いた。等温結晶化の際、初期融解条件が異なっても熱力学的エネルギ-変化が可逆的に生じるが、形態学的には異なった状態となることを見い出した。これは核形成のモ-ドの相違に基づくと説明した。また、平成元年度においては、昭和63年度の研究成果を配慮して、次の事を研究した。(3)P原子の対称置換基として、mーメチルフェノキシ基を導入したポリホスファゼンとpーメチルフェノキシ基を導入したポリホスファゼン単結晶の作製とその構造解析を検討した。ポリ[ビス(mーメチルフェノキシ)ホスファゼン]については、X線回折と電子線回折を併用して格子定数を定めながら結晶多形を研究したが、他の結晶性ポリホスファゼンとは異なって、熱処理を行っても単斜晶→斜方晶への変態は観察されなかった。(4)フェノキシ基をリン原子に対して対称置換した結晶性ポリホスファゼンが示す結晶変態速度について、試料膜厚依存性とメソ相内結晶核形成効果に関する詳細な検討をDLI法により実施した。一定温度において繰り返し結晶化を行わせると次第に結晶化速度は増大し、平衡に達する。これはポリホスファゼンのメソ状態からの核形成が結晶化に対して支配的に作用することを意味している。更に、膜厚は結晶化速度に大きく影響しないことを確認した。(5)pーフルオロフェノキシ基を導入した結晶性ポリホスファゼンの超音波音速変化及び超音波吸収測定による相転移挙動の検討を行なった。音速は、測定時温度の上昇と共に減少し、約50°Cと170°Cで著しく減少することを見い出し、前者は非晶分子鎖の弾性率緩和による変化であり、また、後者はT(1)転移に対応した現象と推定した。一方、測定温度の低下に伴って-10°C付近に音速増加率が増加する結果を得て、これをガラス転移点による効果と判断した。以上の研究項目の内、特に(4)、(6)については、国際共同研究が終了した後も継続して鋭意検討が続けられる予定である。本国際共同研究は、日米の研究者間相互理解を深める上においても、極めて有益であった。ポリ

[ビス(mーメチルフェノキシ)ホスファゼン]については、X線回折と電子線回折を併用して格子定数を定めながら結晶多形を研究したが、他の結晶性ポリホスファゼンとは異なって、熱処理を行っても単斜晶→斜方晶への変態は観察されなかった。(4)フェノキシ基をリン原子に対して対称置換した結晶性ポリホスファゼンが示す結晶変態速度について、試料膜厚依存性とメソ相内結晶核形成効果に関する詳細な検討をDLI法により実施した。一定温度において繰り返し結晶化を行わせると次第に結晶化速度は増大し、平衡に達する。これはポリホスファゼンのメソ状態からの核形成が結晶化に対して支配的に作用することを意味している。更に、膜厚は結晶化速度に大きく影響しないことを確認した。(5)pーフルオロフェノキシ基を導入した結晶性ポリホスファゼンの超音波音速変化及び超音波吸収測定による相転移挙動の検討を行なった。音速は、測定時温度の上昇と共に減少し、約50°Cと170°Cで著しく減少することを見い出し、前者は非晶分子鎖の弾性率緩和による変化であり、また、後者はT(1)転移に対応した現象と推定した。一方、測定温度の低下に伴って-10°C付近に音速増加率が増加する結果を得て、これをガラス転移点による効果と判断した。以上の研究項目の内、特に(4)、(6)については、国際共同研究が終了した後も継続して鋭意検討が続けられる予定である。本国際共同研究は、日米の研究者間相互理解を深める上においても、極めて有益であった。
口腔自己免疫疾患発症における樹状細胞の役割に関する研究

本研究では正常口腔粘膜の上皮幹細胞マーカーであるΔNp63に着目し、口腔扁平上皮癌(OSCC)の発生や分化および増殖にどのように関与しているかについて検討を行い、さらに、樹状細胞を用いた免疫療法につながるターゲットをしぼるための研究を進めてきた。結果、上皮性異形成の程度が重度になるにつれ、ΔNp63の発現が高くなっていたこと、またその発現が高い上皮性異形成はOSCCへと癌化しやすいことから、ΔNp63の発現がOSCCの発生に関与していることが示唆された。また、ΔNp63はOSCC細胞における分化および増殖に関与していると考えられた。自己免疫疾患として口腔扁平苔癬(oral lichen planus : OLP)やシェーグレン症候群(Sjogren's syndrome : SS)における樹状細胞の役割を解析する一方で、口腔外科領域で扱う悪性腫瘍(扁平上皮癌、腺腫、肉腫等)に対する樹状細胞の関係についても興味深く検索をしていた。近年、悪性腫瘍と樹状細胞とのかかわりに関しての知見としては、進行期悪性腫瘍(悪性黒色腫,腎癌,肺癌,消化器系癌など)に対して樹状細胞を用いた免疫療法の臨床試験が進んでいる。また、造血幹細胞や神経幹細胞などの組織幹細胞と同様のシステムによって癌が構成される癌幹細胞説という概念が注目されている。癌幹細胞とは幹細胞が癌化したものであり、自己複製能、多分化能、造腫瘍能を有し、組織幹細胞と同様にニッチが存在するため強い抗癌剤耐性や放射線耐性を有しており、抗癌剤や放射線治療後の癌の再発の大きな原因となっていると考えられている。したがって、癌の根治的治療には癌幹細胞をターゲットとした治療の開発が必要となってくる。そこで期待されるのが樹状細胞を用いた免疫療法であるが、まずはターゲットである癌幹細胞のマーカーとなりうものを発見し、前癌病変を経て癌化する前に治療できないかと考えた。そこで、前癌病変である白板症、また病理組織学的に扁平上皮癌のパラフィン切片を用いて複数の細胞増殖活性マーカーの検索を行ったところ、p63とp75NTRの発現に着目した。今後はその局在と分化型との相関、またin vitroでの両マーカーの発現と機能解析、さらに樹状細胞を用いた免疫療法につながるターゲットをしぼるための解析を進めていく予定である。本研究では、ΔNp63とp75NTRの発現に着目し、その局在と分化型との相関、またin vitroでの両マーカーの発現と機能解析、さらに樹状細胞を用いた免疫療法につながるターゲットをしぼるための解析を進めていく予定で研究を進めてきた。1)口腔扁平上皮癌(OSCC)におけるΔNp63の発現と機能:ΔNp63のOSCC細胞株(HSC-2、HSC-3、SQUU-A、SQUU-B、SAS)におけるΔNp63 mRNAの発現およびΔNp63 siRNA遺伝子導入による各種分化マーカーのmRNA発現量の変化を検索した。その結果、OSCCにおいてΔNp63は細胞分化を制御することにより、癌細胞を未分化な状態に維持するとともに、細胞増殖活性にも関与していることが示唆された。また、siRNA遺伝子導入により細胞の異型性が認められ、上皮間葉転換が起こっており浸潤にも関与している可能性が示唆された。2) OSCCおよび口腔白板症(OL)におけるp75NTRの解析:OSCCおよびその前癌病変である口腔白板症におけるp75NTRの発現様式を検索するとともに、p75NTRが口腔扁平上皮癌の癌幹細胞のマーカーとして有用であるかについて検討を行った。OLおよびOSCC病理組織標本での免疫組織化学染色によるp75NTR、Ki-67(細胞増殖活性マーカー)の発現の検索を行った結果、OL上皮異形成の程度が上昇するとKi-67陽性率は有意に上昇していたが、p75NTR陽性率は有意な上昇は認めず、その発現は基底層に限局していた。OSCCでは分化の程度が低くなるにしたがって、p75NTR、Ki-67陽性率はともに上昇しており両者には正の相関が認められた。また、p75NTRの発現率と頸部リンパ節転移の有無を比較すると、頸部リンパ節転移(+)群では有意にp75NIR陽性率が高かった。さらに、p75NTR陽性率を75%で区切りKaplan-Meier法で3年生存率を検索すると、p75NTR陽性率75%の群は有意に3年生存率が低下していた。以上のことから、p75NTRはOSCCでは未分化な細胞に高発現することが示唆され、OSCCの予後因子となりうる可能性が示唆された。悪性腫瘍の中に、自己複製能と多分化能とを有するごく少数の細胞集団である癌幹細胞(CSC)の存在が明らかにされている。

本研究では正常口腔粘膜の上皮幹細胞マーカーであるΔNp63とp75NTRに着目し、口腔扁平上皮癌(OSCC)の発生や分化および増殖にどのように関与しているかについて検討を行い、さらに、樹状細胞を用いた免疫療法につながるターゲットをしぼるための研究を進めてきた。1.口腔白板症および口腔扁平上皮癌の生検材料におけるΔNp63およびp75NTRの免疫組織化学的検討正常口腔粘膜上皮(NOE)、口腔白板症(OL)、およびOSCCの生検材料においてΔNp63およびp75NTRの発現を免疫組織化学的に検索した。NOEでは、ΔNp63は上皮基底層および傍基底層に、p75NTRは上皮基底層のみに認められた。OLにおいては、軽度異形成では上皮基底層から基底上層にかけて、中等度異形成、および重度異形成では上皮のほぼ全層に発現を認め、これらの陽性率は上皮性異形成の程度が重度になるにつれて増加していた。p75NTRの発現はNOEと同様上皮基底層のみに発現していた。OSCCにおいては、高分化型ではこれらが癌胞巣の最外層に限局して発現していたが、中分化および低分化型OSCCではほぼすべての癌細胞に発現が認められた。2.口腔扁平上皮癌細胞株におけるΔNp63およびp75NTRの発現および機能解析に関する検討OSCC細胞株を用いてΔNp63、p75NTRの発現を検討したところ、ΔNp63の発現量が多い細胞株でCK5とCK14は強く発現しており、反対にΔNp63の発現量が少ない細胞株ではその発現は弱かった。またΔNp63を発現していない細胞株においては、間葉系細胞のマーカーであるvimentinの発現が認められた。p75NTRは全てのOSCC細胞株で発現が認められた。
DNA損傷の環境モニタリングによるリスク評価法の開発

現在、先進国では4人に1人が癌により死亡している。これは、他の死因が相対的に減少したことにもよるが、このような高率の癌発生は果して必然なのであろうかという問題がある。国や地方によって発癌部位や頻度に大きな差が見られることは、環境要因が大きな影響を占めていることを示唆している。様々な発癌物質が大気、水、食品から検出されているが、環境中には非常に多種多様な発癌物質が少量ずつ存在しており、機器分析でこれらの物質を監視していくのは限界がある。環境試料の発癌性をまとめて評価するバイオアッセイも有効であるが、人や生物に対する影響を直接見るためには、バイオマーカーによるモニタリングが不可欠である。本研究では、発癌リスク解析のためのバイオマーカーとしてDNA損傷に着目し、この構造解析や定量法に関する研究を行った。まず、有名な大気汚染物質である3-ニトロベンツアンスロンやホルムアルデヒドによるDNA付加体の構造を決定した。また、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒドのDNA付加体、及び酸化的DNA損傷をLCタンデム質量計を用いて尿試料から検出する方法を開発した。さらに、これらの汚染物質の突然変異スペクトルをシャトルベクターを用いて解析した。DNA損傷は突然変異や発癌の原因になると考えられている。このDNA損傷を直接定量するために、我々は高速液体クロマトグラフタンデム試料分析機(LC/MS/MS)を用いた測定法を開発することを試みた。まず、既知のDNA損傷についてそのモノヌクレオシドをLC/MS/MSに打ち込み、CIDスペクトルのデータベースを構築した。次に、尿中のこれら修飾デオキシヌクレオシドをSRMモードを用いて定量する手法を開発した。今の所、8ヒドロキシデオキシグアノシンとエセノデオキシアデノシンについては定量法を確立した。今後、他のデオキシヌクレオシドについても定量法を確立する予定である。アセトアルデヒドは大気中、食品中、タバコ煙中に広く存在しており、実験動物の呼吸器系に発癌を引き起こすことが知られている。アセトアルデヒドの引き起こす突然変異をシャトルベクターを用いて調べたところ、極めて特徴的なタンデム変異を引き起こすことが明らかになった。また、それが、DNAのイントラストランドクロスリンクが原因であることが明らかになった。アセトアルデヒドの引き起こす、イントラストランドクロスリンクの化学構造はまだ不明であるが、最近アセトアルデヒドの引き起こすモノアダクトが同定された。その内の一つにN2-ethyl-dGが知られているが、この損傷が実際の生体内から検出されるかどうか検討した。生体試料は色々考えられるが、とりあえず尿中のN2-ethyl-dGを測定した。ヌクレオチドプール中で生じた損傷塩基、N2-ethyl-dGTPは何らかの酵素によってN2-ethyl-dGまで分解されて尿中に排出されると考えられる。また、DNA中のN2-ethyl-dGも、DNA修復を経て尿中に排出されると考えた。液体クロマトグラフタンデム質量分析機を用いてN2-ethyl-dGの定量を試みた。重水素ラベルしたN2-ethyl-dGを内部標準として、SRMモードで測定した。イオン化法はエレクトロスプレー法を用いた。その結果、尿中のN2-ethyl-dGを感度よく測定することができた。調べたすべての尿サンプルからこのDNA損傷を検出することができた。今後は他のDNA損傷の測定を試みる予定である。

また、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒドのDNA付加体、及び酸化的DNA損傷をLCタンデム質量計を用いて尿試料から検出する方法を開発した。さらに、これらの汚染物質の突然変異スペクトルをシャトルベクターを用いて解析した。
ウラニルイオン検出ナノポアシーケンサーの開発

近年、対象とする生体分子をナノ孔に通して、その相互作用で発生する微小電流を観測することによって生体分子の塩基やアミノ酸の配列を決めるナノポアシーケンサーの分野の発展が目覚ましい。本研究においては、工学的に設計したペプチドに溶液中のウラニルイオンを選択的に捕捉させ、この溶液をナノポアシーケンサーに通すことで、地下水や飲料水中のウラン含有量を簡便に測定する手法を開発することを目的とする。ウランとペプチドの相互作用に関する学術的に新しい知見を得るとともに、それを即座に応用に繋げることが本研究の目標とするところである。本研究では、計算化学的手法を分子設計に採り入れることも大きな特色とする。
銀河中心における超巨大ブラックホールの進化の観測的研究

本研究の目的は、銀河中心におけるブラックホール周辺部の理解を深め、その形成と進化の過程を知る事で中心核ブラックホールの成長も含め銀河と銀河中心核の形成過程を理解する事にある。今年度は文部科学省ハワイ観測所のすばる望遠鏡にて得られた近傍活動中心核に対する可視偏光分光スペクトルの解析を進め、中心核周辺部でのガスの分布が階層構造を成している様子をこれまでにない新しいアプローチにより明らかにする事ができた。これは前年度の光電離モデル計算に基づく理論的な研究の成果と完全に合致するものであり、当該領域に大きく貢献する事ができた。また、このブラックホール周辺部のガスがどのようにブラックホールに降着していくかを観測的に追及するため、アメリカ合衆国ハワイ州にあるNASA赤外線望遠鏡を用いた系統的な中間赤外線分光観測を実行し、星形成活動性とブラックホール活動性の関係についての情報を取得した。ブラックホール及びその母銀河の進化の直接的な情報を得るため、広視野深宇宙撮像分光観測を遂行し、特に可視分光スペクトルのデータ解析を行なった。このスペクトル解析により、赤方偏移が5から6を越す最遠方天体を複数発見し、またそれらの特徴や宇宙全体における星形成の歴史との関係での発見の意義を定量的に解析・報告した。このデータからはまだブラックホールを含む活動銀河中心核の検出には至っていないが、本研究を踏まえてブラックホールの成長を観測的に研究するために最適化された大規模広視野多色撮像サーベイの立案を行い、関連する研究者との議論を深めて具体化への検討を進める事ができた。本研究の目的は、銀河中心におけるブラックホール周辺部の理解を深め、その形成と進化の過程を知る事にある。また観測データから情報を取り出すために必要な理論モデルの整備を行う事も重要な研究項目の一つである。今年度は文部科学省ハワイ観測所のすばる望遠鏡にて得られた近傍活動銀河中心核に対する可視高分散スペクトルの解析を進め、中心核のブラックホール周辺でどのように電離ガスが分布し、運動しているのかを明らかにした。この際、研究目的との関係で観測データの解析方法に独自の手法を開発して適用した。またデータを物理的に解釈するために多領域光電離モデルを構築し、観測結果を整合的に解釈する事に成功した。この結果は既に査読論文として出版した。そういったブラックホール周辺部での電離ガス分布の詳細や質量降着を引き起こす要因を理解するために、平成15年4月、10月、平成16年3月にすばる望遠鏡にて可視偏光分光観測と中間赤外分光観測を近傍活動銀河中心核に対して行う事を試みた。可視偏光分光観測は4天体についてデータを得ることに成功し、解析の結果これまで未発見であった内部構造の発見や電離領域の階層構造に関する極めて新しい知見を得る事ができた。現在はこれらの結果の論文化を進めている所であり、1編が投稿中、1編が投稿準備中である。中間赤外分光観測については悪天候のためデータを得る事ができなかったが、来年度にNASAの赤外線望遠鏡で観測を行いたいという観測提案を採択させるに至っている。銀河中心ブラックホールの進化について考えるため、各種の深宇宙探査計画に参加し、特に「すばるディープサーベイ計画」の可視分光観測においてはデータ解析の主力として貢献した。その結果、赤方偏移6を越す最遠方天体を複数発見するに至った。この結果は現在論文準備中である。
微小液滴の多孔体への浸潤過程の直接数値計算

多孔体中または多孔体上の気液二相流を、二相格子ボルツマン法(LBM)で、複雑な形状を持つ固体表面の濡れの境界条件を考慮して計算した。多孔体を模擬した複雑な境界は、離散要素法(DEM)を用いて作成し、その壁面抵抗を実際の多孔体と比較することにより、構造の妥当性を確認した。次に、液体の粘度と多孔体の粒径をパラメータとして、多孔体上におかれた液滴の挙動を計算した。壁面が親水性の条件の場合、初期に多孔体上におかれた液滴が多孔体内へと浸透する様子が確認でき、その挙動は粘度に支配的であることが分かった。これらの数値計算の結果を、ガラスビーズとシリコンオイルを用いた実験と比較したところ、良い一致が得られた。多孔体の内部への液体の浸潤現象は、インクジェット印刷や塗装処理など様々な工業用途で見られ、そのメカニズムの解明が幅広い分野への技術応用へつながると期待されている。本研究では、直径約1mmの液滴が、焼結したガラスビーズ多孔体の中へ浸潤する現象を、実験と格子ボルツマン法による解析より調べた。平成25年度には、粘度と充填層の粒子径を変えた実験を行い、液滴の高さを基に測定した浸潤速度は粘度に反比例し、ガラスビーズの径に比例することが分かった。また数値解析では、離散要素法により直径d=10Δx(Δxは計算孔子の間隔)の球形粒子をx, y, z方向がそれぞれ128×128×128Δxの直方体の容器に半分まで充填する計算を行い、空隙率ε=0. 4の充填層を作製した。次にこの充填層の表面に直径D=6dの半球状の液滴を置き、球形粒子の表面に与えた親水性の濡れ性により、液滴が充填層内へと浸潤する過程に格子ボルツマン法を用いて計算した。この結果、液滴高さの時間変化は格子ボルツマン法の解析と定性的に一致することが分かった。マイクロスケールの多孔質媒体表面および内部における気液二相流は、燃料電池のガス拡散層内での凝縮水の移動、インクジェット印刷での印刷紙への液滴の着弾、浸潤や塗布など様々な工業用途で見られ、その詳細なメカニズムの解明が望まれている。このようなマイクロ流路を有する多孔質媒体では、重力や電磁気力等の外力が無くても、界面張力や濡れ性によって液相を駆動できるため、マイクロスケールの複雑流路内の流れに対して、固体壁の濡れ性の影響を調べることは重要である。しかし、これらの現象は、時間と空間のスケールが微小な現象であり、かつ多孔質媒体の内部形状も複雑なため、実験による観察・測定に困難を伴い数値計算による解析が期待されている。そこで、本研究では、平滑ではない多孔体上に置かれた液滴が、表面に与えられた親水性の濡れ性により内部へと浸潤する現象に注目し、液滴浸潤速度に与える液体の物性および多孔体構造の影響を明らかにすることを目的とする。平成24年度には、解析を行うためのモデル構築とコード作成を行った。具体的には、気液二相流を扱う格子ボルツマン法をベースとし、多孔体表面の濡れ性を与える新たなモデルを開発した計算を行った。その結果、球形粒子充填層上に置かれた液滴が、充填層へと浸潤する過程を計算することが可能となった。現状では、計算の数値不安定性から液滴と周囲ガスの密度比は10程度であるが、今後密度比を100以上の計算が可能となるモデルを開発する予定である。また、この解析結果の妥当性を確認するため、直径が100μm程度の球形のガラスビーズよりなる充填層を作製し、その上に滴下した粘度の異なるシリコンオイルが浸潤する様子をハイスピードマイクロスコープにより撮影した。横面より撮影した液滴の高さから浸潤速度を求め、粘度が浸潤速度に及ぼす影響が分かった。液滴の多孔体への浸潤現象は、インクジェット印刷や塗装処理などの様々な工業用途で見られ、そのメカニズムの解明は、種々の分野における応用技術につながると期待されている。本研究では、多孔体内部への液体の浸潤過程のメカニズムを調べるために、ガラスビーズを焼結した多孔体に、粘度の異なるシリコンオイルを滴下し、その浸潤過程を実験により測定し、格子ボルツマン法を用いた計算と比較した。平成26年度は、粘度が0.320.54 Pa・s、粒径が64μm335μmまでの体系で実験を行った。

その結果、液滴の高さの時間変化は、初期液滴高さと液滴高さが半分になるまでの時間で無次元化することにより、粒径および粘度に関係無く、ほぼ一つの曲線で整理することができた。また、浸潤速度は粒径の1/3乗に比例し、液体の粘度に反比例することが示された。この結果を格子ボルツマン法の浸潤計算と比較した。計算は、矩形の容器内に離散要素法を用いて均一系の粒子を充填して多孔体を作成し、その上においた液滴が多孔体へと浸潤していく様子を計算した。液滴は、多孔体内の空隙が大きい箇所を選択的に移動しながら浸潤していく様子が計算できた。また、液滴高さと液滴幅の時間変化と比較したところ、両者は良い一致を示したことから、解析モデルの妥当性を確認した。さらに、計算手法を見直し、並列化により適したアルゴリズムを採用したところ、計算時間を短縮できた。数値流体力学ガラスビーズにより多孔体を作成し、液滴の高さを定量的かつ良い再現性を持って測定することが可能となった。また、浸潤速度には、液体の粘度および粒子径が大きく影響することを示し、平成25年度に予定した主要パラメータの同定がほぼ完了した。また、格子ボルツマン法による計算モデルを作成し、実験との比較よりモデルの妥当性が確認出来た。平成24年度の当初目標は、液滴浸潤の数値計算モデルを作製し、実験と比較することにあり、数値計算モデルの作製と実験は当初の計画通りに実施出来た。しかし、液滴浸潤の速度は、実験と解析結果の間にまだ解離があり、計算モデルの妥当性を十分に示せたとは言いがたい。平成25年度は、実験と解析結果の比較を十分に行い、解析モデルの妥当性を検討して行きたい。平成26年度には、粒子径と粘度を変えた実験をさらに行い、データを蓄積する。また、不織布と発泡体構造など、球形粒子充填層以外での計算を行い、球形粒子充填層と比較する。この比較から、多孔質媒体の空隙率、細孔径分布、屈曲度、細孔同士の連結構造など充填構造を特徴づけるパラメータが浸潤現象に与える影響を検討する。これらの検討より、例えば浸潤速度を増加させるためには、多孔質媒体の空隙率とその分布をどのように制御すれば良いかという指針が得られると期待される。平成25年度は、平成24年度に行った解析と実験の比較から、液滴の浸潤速度、浸潤深さと広がりに影響を及ぼす物性値を同定し、無次元数によって整理する。また、平成24年に開発したコードを改良し、並列計算を用いた高速計算を試みる。さらに、球形粒子充填層以外の形状として、不織布や発泡体構造での計算を行い、球形粒子充填層と比較する。並列計算用のワークステーション1台(60万円程度)と実験装置改良用のアクリル部材10万円程度の物品費、および成果発表旅費45万円程度を予定している。
門脈腫瘍栓除去に関する実験的検討-腫瘍塊の転移着床及び門脈の血栓形成性について-

ヒト臍帯静脈より分離した初代培養内皮細胞を用い腫瘍細胞の付着に対するヘパリンの抑制作用について、前年度の研究を継続した。腫瘍細胞はラット腹水肝癌細胞のうちヘパリンによる抑制の明らかなAH74FLを使用した。同様の抑制作用を外因性PGI_2に期待し2種類のPGI_2のanalogを投与したが、いづれも付着細胞数に変化をみとめなかった。また内皮細胞のPGI_2産生をAsscherman法を用いた6-keto-PGF_<12>測定によって検討したが、各種抗癌剤の添加によって増加し、10U/ml以上のヘパリン濃度ではむしろ抑制されることをみとめた。以上の実験結果より、1)ヘパリンはある種の癌細胞の内皮細胞への付着を抑制することによって転移形成に対して抑制的に働く可能性があることが示唆されるが、2)ヘパリンによる6-keto-PGF_<12>は産生低下は、抗癌剤添加による逆の結果が抗癌剤の内皮障害を反映するものとかんがえると、ヘパリンの内皮細胞に対する保護作用を推定させるものである。この実験結果に支えられて、以下のような臨床上の成果が得られた。即ち、門脈本幹腫瘍栓を合併した進行肝癌に対し主病巣を含む肝切除に加えて門脈本幹腫瘍栓除去を併施する術式を考案したが、この術式の延命効果は著明である。この術式の致命的な溢路のひとつは術後門脈血栓症であるが、ヘパリンの門脈内投与により解消した。1)家兎門脈、下大静脈及びサル門脈、下大静脈骨盤静脈内皮細胞とラット腹水肝癌細胞の着床の検討。各部位別に採取した静脈内にコラーゲナーゼを充填することにより、分離した初代培養内皮細胞を用いた。その上に、ラット腹水肝癌細胞の浮遊液を重層し、一視野下の付着細胞数を直接カウントした。各部位での付着細胞数に有意差は見られなかったが、腫瘍細胞の種類による差がみられた。また、付着細胞はいづれもヘパリンの添加により抑制され、抗癌剤の添加で逆に促進された。内皮細胞の部位別培養は現段落では充分に安定しないので各部位間の腫瘍細胞の付着性の比較については、今後とも検討を続ける必要がある。2)血管壁の線溶能の検討家兎より門脈及び下大静脈を採取し、ホモジナイズした上で、それぞれの線溶能を標準フィブリン平板法により検討した。線溶活性は下大静脈に比較して門脈の法が有意に高く、前年度にラットを用いて行った同じ検索結果と同様の傾向がみられた。しかし、tissue plasminogen activator値には有意差はみられていない。3)サルの摘出腸骨静脈及び門脈ラセン条標本を用いる張力の変化を等尺性に記録した。腸骨静脈ではセロトニン単回投与により一過性収縮反応が惹起され、これは内皮細胞依存性であったが門脈における同反応には認められなかった。また腸骨静脈の上記反応はアスピリン処置により抑制されたが門脈では影響を認めなかった。血栓形成に関してセロトニンの内皮細胞活性化の関与を想定すると、腸骨静脈、門脈における上記反応の差はヒトで骨盤静脈血栓症の頻度は極めて高く、逆に門脈血栓性の頻度がまれであるという臨床的事実を支持するものとおもわれる。