hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分子テンプレート法による感応膜とその弾性表面波センサへの応用

SAWデバイスを利用したマルチチャネルセンサの構成とそのガスセンシングへの応用について示す。化学特にガスセンサでは、複数のセンサの応答よりガスの識別を行う。本研究では、同一基板に複数のSAW遅延線を並べ、入力には一個のドッグレッグIDTを用いたセンサアレイによるガスセンシングについて提案した。このセンサアレイと増幅器による自励発振器を構成したセンサシステムでは、自動的に温度補償が行え、チャネル間のクロストークも小さいことが分かった。また、ガスセンサに重要な感応膜の塗布に、簡易LB膜法を用いることにより、センサアレイの各チャネルの微小な部分に正確に再現性よく塗布することができた。応用では、このセンサを有機ガスの識別に適用し、いくつかのサンプルガスに対し、ユニークな応答パターンを得た。弾性表面波センサに限らず化学センサにおいては、感応膜は非常に重要な要素である。一般に特定の物質を識別するためには複数のセンサを並べ、それぞれのセンサの出力をパターン化する方法が用いられる。本研究では、弾性表面波デバイスの特微である同一平面に複数のセンサを並べ、その各々に特別の感応膜を塗布し、ガスの化学種の検出能力を高めることを目的にしている。本年度は、決められた非常に狭い位置に正確に、しかも複数の感応膜を同時に塗布する方法を検討した。具体的には、分子膜を作るために開発されたLB膜法を応用した「簡易LB膜法」を開発し、感応膜のための分子膜の製作とそれを複数同時に行う方法を提案した。実験では、本方法により4種類の感応膜を2mm四方の大きさで(部分キャストと云う)、同時に塗布することが出来た。また本方法によれば、数層の分子膜が簡単に製作できることが分かった。本研究では、弾性表面波デバイスの特徴である同一平面に複数のセンサを並べ、その各々に特別の感応膜を塗布し、ガスの化学種の検出能力を高めることを目的にしている。昨年度は、決められた狭い位置に正確に、しかも複数の感応膜を同時に塗布する方法を検討した。その結果、4種類の分子膜を2×2mmの大きさで(以後「簡易LB膜法」と呼ぶことにした)を同時に、感応膜として塗布することが出来た。特に、この分子膜では、各膜に選択性を持たせるため、目的とするガス種の分子を母体となる感応膜の物質中に混入することによりテンプレートが簡単に形成できることが確認された。本年度は、この方法を実用化するためのシステムを構築すること目標に研究を行った。その結果、複数のSAWセンサをそれぞれ識別のためにRFID機能を有するセンサとそのためのシステムを試作することができた。また多機能化のためセンサのネットワークを構成するのに必要なワイヤレスなセンサとそのための無線システムの開発を行った。
重典型金属錯体にみられる立体的に活性な非共有電子対の発生要因

錫(II)、鉛(II)、ビスマス(III)などのようなs電子を2ヶ持つ金属イオンでは、配位子の種類によりその電子対が一定の方向を占め、その方向に配位子を持たない構造を取ることが知られている。我々は、最近鉛(II)と六座配位子N,N,N′,N′-tetra(2-pyridylmethyl)ethylenediamine(tpen)の錯体が、そのような構造を取る可能性を見い出した。そこで、このような立体的に活性なlone pairがあらわれる要因を明らかにする目的で、一連の錯体を合成し、立体構造の詳細を明らかにすることとした。(1)-連のテトラピリジル型六座配位子と鉛(II)との錯体.2-pyridylmethyl基の間のジアミン部分の炭素鎖をtpenのC_2から、C_3(tptn)、C_4(tpbn)へと増やした配位子を合成、その鉛(II)錯体を合成した。その結果、tptnではtpenと同型の単核錯体が得られたが、tpbnでは配位子の2ヶのbis(2-pyridylmethyl)amine部分が別々の鉛(II)イオンに配位した複核錯体が得られた。X線構造解析で明らかにした構造を詳細に検討した結果、複核のtpbn錯体で明らかにlone pairの占める空間が確認された。既知のedta錯体などとの構造の比較の結果、酢酸イオンなどの陰イオン性の配位子の配位が重要な要因ではないかと考えられた。次に既知化合物も含めた一連の錯体の構造と、文献にみられる議論とを総合して考察し、陰イオン性の配位子の配位により、もともとs電子であるlone pairにp軌道性が混ざりあうことが立体的に活性なlone pairの出現に重要であると考えられるに至った。(2)アセチレン架橋ポルフィリンニ量体の鉛(II)錯体.立体的に活性なlone pairが、別のLewis酸に配位する可能性を明らかにlone pairを持つ錯体で調べようとしたが、溶媒の選択などの難点があり、適当な系を見出せなかった。そこで、分子内に複数の金属イオンを導入出来る表記ポルフィリンニ量体の鉛(II)錯体を合成、分子内でこの問題を調べることとした。現在、二つのポルフィリン間の一方に鉛(II)を持ちかつそれが立体化学的に活性なlone pairを持つ錯体の合成に成功し、次に第二のポルフィリンにLewis酸として適当な金属イオンの導入を試みている段階である。以上、本研究では、立体化学的に活性なlone pairを持つ錯体について本格的に研究を進める十分な手掛かりを得ることが出来た。
慢性バソプレッシン分泌過剰におけるアクアポリン-2の新たな調節系

当該するテーマについて、in vitroでアクアポリン-2(AQP-2)5'上流領域の遺伝子転写調節機構の解明を継続して進めた。高浸透圧に加えて、低浸透圧の変化に呼応するAQP-2 promoter遺伝子の浸透圧反応領域の特徴を検討した。マウスAQP-2遺伝子5'上流域(-9.5kb)をpGL-3 basic vectorのルシフェラーゼ(LUC)遺伝子上流に組み込んだコンストラクトを作製した。AQP-2 promoter遺伝子の種々の大きさのDNA fragmentsを組み込んだプラスミッドをMDCK細胞にトランスフェクトして実験に供した。これまでの研究から、高浸透圧に対するAQP-2転写調節を司る浸透圧反応領域は少なくとも2カ所存在することが示された。これは、-570-560bpに存在するtonicity-responsive enhancer (TonE)と、新たな反応部位である-6.1-4.3kb内にTonEとは独立して浸透圧反応を調節する部位である。とくに、AQP-2遺伝子転写調節には後者の新たな反応領域の介入が優位であることが示された。また、両者のシグナル伝達系は異なり、TonEがMAPキナーゼ系を、新しい部位はMAPキナーゼ以外の未知のシグナル伝達系によると考えられる。TonE結合蛋白を過剰発現させたMDCK細胞では、-1.1 AQP2に比べて-6.1 AQP2で高浸透圧によるLUC活性が著しく増強されることから、これらの2つの浸透圧反応領域はAQP-2遺伝子転写調節を互いに協調して促進する可能性も考えられる。さらに、低浸透圧によるAQP-2 promoter遺伝子調節も検討した。LUC活性は低浸透圧(250,225mmol/kg)下でも増加し、これはMAPキナーゼ阻害薬で抑制された。しかし、この現象は細胞が膨化できないため低浸透圧が持続するためと考えられた。このため、AQP-2 promoterとAQP-2を共発現させたところ、低浸透圧による細胞の膨化が完了した後は、db-cAMPによるAQP-2 promoter活性は対照群より有意に減弱した。この結果は、in vivo実験で示したSIADHモデルラットにおけるAVP escape現象にみられるAQP-2発現減弱の分子機構につながる方向性が示唆された。特定領域研究(B)補助金により、慢性バソプレッシン(AVP)過剰状態における水チャネルアクアポリン-2(AQP-2)の動態に関する基礎的および臨床的研究を行った。基礎的研究では、計画書に従って雄性SDラットにAVP V_2アゴニストdDAVP(5 ng/h)を浸透圧ミニポンプで投与、食餌を液体食として実験的にSIADHモデルラットを作製した。対照群(dDAVP-excessラット)はdDAVPと固形食投与、自由飲水として作った。SIADHラットでは、2日目以降120mmol/l以下の低ナトリウム血症を認め、尿浸透圧は800-900mmol/kg(対照群、3,000-3,200mmol/kg)に低下し、尿濃縮力の減弱を認めた。このように実験的にSIADHラットでAVP escape現象を見い出した。腎集合尿細管細胞でのAVP受容体結合能は、両群のラットともdDAVP非使用時の60%程度に低下し、またAVP V_2受容体mRNA発現も25-40%まで著しく低下したが、両群間に差違を認めなかった。AQP-2 mRNA発現は、dDAVP-excessラットに比べてSIADHラットで有意に減弱した(2日目:183%vs.298%; 7日目:154%vs.324%,P<0.05)。腎内AQP-2蛋白発現および尿中AQP-2排泄も同様にSIADHラットで減少していた。細胞内情報伝達物質のcAMPの組織内濃度はSIADHラット、dDAVP-excessラットいずれも増加しておらず、またAVP反応性も著しく低下していた。これら2群のラットでは、AQP-2蛋白の管腔側細胞膜への細胞内traffickingを認めるが、両群間の有意差はみられず、AVPによるAQP-2のshort-term調節系は影響されない所見と考えられた。SIADHラットでは、体液量増大に伴う細胞容量変化あるいは血漿浸透圧の低下自身が、腎の受容体以降のAVPシグナル伝達系を直接修飾して、AVP escapeにつながる尿濃縮力の低下を惹起することが示唆される。とくに、AVPによるAQP-2のlong-term調節系が抑制されることがAVP escapeに重要であることが明確になった。さらに、臨床的に低ナトリウム血症・水利尿不全を呈する患者18例を対象に、急性水負担試験(20ml/kg体重)を行い、水利尿不全の程度とAVP分泌亢進の状況を把握した。とくに、血漿AVP濃度と尿中AQP-2排泄を低ナトリウム患者と健常成人で対比し、AVP過剰状態における腎内AQP-2発現動態を解析した。血漿AVP濃度は低血漿浸透圧に比し相対的高値をみとめるが、尿中AQP-2排泄はAVP依存性水利尿不全の変化の絶対的評価になりえることを明らかにした。[研究目的]昨年度の本研究において、SIADHにみられるバソプレッシン(AVP) escape現象に、アクアポリン-2(AQP-2)水チャネルの遺伝子発現の抑制が関与することを示した。

In vivoの実験系で、この変化はAVP受容体のdownregulationとは無関係で、細胞外液量の増大あるいは低血漿浸透圧が直接AQP-2の遺伝子発現を調節する可能性を示唆した。本年度の研究では、浸透圧の変化がAQP-2遺伝子発現を直接調節するか、AQP-2 promoter遺伝子を用いて検討した。[研究方法]マウスAQP-2遺伝子5'上流をPGL3 basicベクター内のルシフェラーゼ遺伝子の上流に組み込んだコンストラクトを作製した。5'上流-1.1kb,-9.5kbおよび-9.5-1.1kb間の8.4kbを組み込んだコンストラクトをそれぞれA2P-1.1,A2P-9.5,A2P-8.4とした。これらのプラスミッドをQIAGEN社のSuperFectによりMDCK細胞にトランスフェクトした。トランスフェクション12,24,36時間後に培養液の浸透圧を100mmol/kgずつ上昇させて、最終的に600mmol/kgとした。また、0.5mM 8-bromo-cAMP(8Br-cAMP)添加はルシフェラーゼ活性測定の6時間前に行った。さらに、-1.1-9.5kb上流をPCRで5分画に分けそれぞれPGL3 basicベクターに組み込み、高浸透圧に対する反応を測定した。[結果]CREを含むA2P-1.1,A2P-9.5は、8Br-cAMP刺激によりそれぞれ1.7,1.8倍に有意に増加した。一方、CREを含まないA2P-8.4は8Br-cAMP刺激で有意な上昇を認めなかった。600mmol/kgの高浸透圧培地ではA2P-1.1をトランスフェクションした細胞ではルシフェラーゼ活性の変化はみられなかったが、A2P-9.5およびA2P-8.4をトランスフェクションした細胞ではそれぞれ2.0倍、2.2倍に有意に増加した。また、A2P-9.5をトランスフェクションしたMDCK細胞を高浸透圧下で8Br-cAMPを添加すると、ルシフェラーゼ活性はさらに増加して両者の刺激が相乗的に作用することが示された。さらに、-1.1-9.5kb上流を5分画に分けた検討により、高浸透圧反応領域は-9.5-7.7kbと-6.0-4.2kbの2ケ所に存在することが判明した。[結論]マウスAQP-2遺伝子制御領域には高浸透圧刺激に反応して遺伝子発現を高める領域が存在する。この浸透圧反応領域とも言える遺伝子制御領域は、AQP-2遺伝子の-1.1-9.5kb上流域に少なくとも2ケ所存在することが示唆される。慢性心不全患者67例における血漿バソプレッシン(AVP)濃度、尿中AQP-2排他を検討した。血漿AVP濃度は心不全の進行(NYHA機能分類)に従って増加した。これは、心拍出量と負の相関を示し、AVP分必亢進が圧受容体を介する非浸透圧刺激によることが明らかとなった。また、尿中AQP-2排泄はAVP分泌亢進に反応してNYHA I→IV群にかけて漸増する結果であった。この臨床研究を通じて、慢性AVP分泌過剰では、腎におけるAQP-2発現がAVP分泌亢進に反応して増加することが改めて指示される。当該するテーマについて、in vitroでアクアポリン-2(AQP-2)5'上流領域の遺伝子転写調節機構の解明を継続して進めた。高浸透圧に加えて、低浸透圧の変化に呼応するAQP-2 promoter遺伝子の浸透圧反応領域の特徴を検討した。
感情の連続的な変化を推定するリアルタイムマルチモーダル感情認識システムの構築

昨年度に引き続き,機械学習によって構築するマルチモーダル感情推定モデルの学習・評価用データの整備を進めるとともに,リアルタイムに話者の情報(表情,音声,自律神経系反応(心拍・発汗))を取得し,話者の感情を推定するシステムの実装を行なった。データ整備はテキストチャットの会話内容を転記する作業と,自律神経系反応と映像・音声との同期をとる作業を進めたが,現状ではまだ全てのデータの整備は完了していない。また,システムの実装は,マルチモーダル情報入力部・特徴量抽出部・感情推定部・推定結果表示部の実装を行なった。マルチモーダル情報入力部は簡易なカメラとマイクおよび心電図・皮膚電気反応が計測可能なセンサーから,話者の表情・音声・心拍・発汗の情報を実時間で取得する。特徴量抽出部は,話者の情報から感情を推定するために必要な特徴量の計算を行う。感情推定部の実装も行なったが,推定モデルの構築が完成していないため,ダミーのモデルを適用し,動作の確認を行なっている。さらに,推定結果表示部では,話者の感情状態が時間の流れに沿って動的に変化する様子を呈示するため,3次元で構成される感情空間上に話者の感情状態の推定結果を示すマーカーを配置する3Dアニメーションを実装した。本研究に関連する研究成果として,感情を含んだ際の特徴量抽出に関わる分析について,査読付き国際会議で1件の研究発表を行った。また,感情表現コーパスに関する内容で講演を依頼され,国際会議で1件,国内の企業講演会で1件の招待講演を行った。それ以外にも,関連する研究内容で3件の国内の学会発表がある。予想以上にデータ整備に時間がかかったため,当初の予定を変更し,感情推定モデルの作成よりも先にシステムの実装に着手した。そのため,研究計画全体では進捗に遅れはない。今年度は,引き続きマルチモーダルオンライン対話音声コーパスの整備を進めるとともに,二つの研究を行う予定である。一つは,マルチモーダルオンライン対話データに含まれる感情3次元の評価値を正解とし,計測した話者の表情・音声・自律神経系反応から感情を推定するモデルを構築し,その検証を行う。もう一つは,対話中の感情の変化を推定する際に表情筋の特徴量が利用できるか検討を行う。機械学習によって構築するマルチモーダル感情推定モデルの学習・評価用データの整備を進めた。マルチモーダル感情推定モデルの構築には,これまでに収録した100名50組のマルチモーダルオンライン対話データを使用する。本データは,実際にシステムを応用する場面を想定し,友人同士の対話参加者に実際にオンラインチャットをさせ,その場面の話者の情報(表情・音声・自律神経系反応(表情筋・心拍・発汗))を記録している。コミュニケーションに利用可能なモダリティをコントロールし,比較するため,チャットの種類はビデオチャット・音声チャット・テキストチャットの3種類を用意し,参加者にはいずれかひとつのチャット環境で対話をさせている。さらに,対話参加者に自分自身と対話相手の感情3次元(快-不快,覚醒-睡眠,支配-服従)を対話の遷移に沿って,動的に評価をさせている。本対話データに含まれる大規模な情報を,感情推定モデルの入力値として利用する特徴量として計算し,マルチモーダル感情推定モデルの構築に利用可能な形に整備し直した。また,本研究に関連する研究成果として,推定対象とする感情の適切性について分析した結果を,国内の査読付き論文として1件,査読付き国際会議で1件の研究発表を行った。また,感情を推定する際の音声の特徴量に関して分析した結果を査読付き国際会議に採択され,2018年度に発表する予定である。さらに,本内容に関して招待講演を依頼され,国内のシンポジウムで1件,国際会議で1件の講演を行った。それ以外にも,関連する研究内容で3件の発表がある。本対話データに含まれる大規模な情報を,マルチモーダル感情推定モデルの構築に利用可能な形に整備し直しているが,計測した多様な話者の情報(表情・音声・発汗・心拍・表情筋)および,評価実験によって得られた話者の感情情報を統合する作業に時間がかかっている。また,チャット場面もテキストチャット・音声チャット・ビデオチャットと3種類が存在し,その量も膨大であることが,若干の遅れの原因となっている。

また,感情表現コーパスに関する内容で講演を依頼され,国際会議で1件,国内の企業講演会で1件の招待講演を行った。それ以外にも,関連する研究内容で3件の国内の学会発表がある。予想以上にデータ整備に時間がかかったため,当初の予定を変更し,感情推定モデルの作成よりも先にシステムの実装に着手した。そのため,研究計画全体では進捗に遅れはない。引き続き,マルチモーダルオンライン対話音声コーパスの整備を進めるとともに,マルチモーダルオンライン対話データに含まれる感情3次元の評価値を正解とし,計測した話者の表情・音声・自律神経系反応から感情を推定するモデルを構築する。本システムに実装する感情推定モデルは,対面コミュニケーション場面の感情推定の研究で,様々な手法を用いて検討を重ねており,表情・音声・心拍・発汗などのマルチモーダル情報を独立変数とした感情推定モデルを構築してきた,これまでの研究成果を参考に検討を重ねる予定である。今年度は,引き続きマルチモーダルオンライン対話音声コーパスの整備を進めるとともに,二つの研究を行う予定である。一つは,マルチモーダルオンライン対話データに含まれる感情3次元の評価値を正解とし,計測した話者の表情・音声・自律神経系反応から感情を推定するモデルを構築し,その検証を行う。もう一つは,対話中の感情の変化を推定する際に表情筋の特徴量が利用できるか検討を行う。国際会議における発表原稿の英文校閲費として計上した分の納品が4月以降にずれ込んだため,次年度使用額が発生した。来年度の予算は,引き続きデータ整備を行うための費用・実装に向けたソフトウェアや機器の購入費として使用するとともに,採択されている査読付き国際会議の旅費などに充てる予定である。データ整備が遅れており,そのための人件費の支出が抑えられたため,次年度使用額が生じた。次年度使用額は,令和元年度予算と合わせて,引き続きデータ整備を行うために使用する予定である。
Ｙ系高温超伝導線材の低交流損失・大電流容量化に関する研究

Y系超伝導線材は扁平なテープ形状であり、従来の低温超伝導多芯線・撚線導体で常套手段であった低交流損失化のための多芯化、大電流容量化のための撚線導体化の手法は適用できない。本研究では、独自の概念に基づき、Y系超伝導線材の低磁化・低交流損失化、大電流容量化を図り、線材・導体の基本的電磁特性の評価と解明を行って、低周波から高周波に至るあらゆる応用に適応しうるY系高温超伝導線材・導体・巻線の基本的構成法を提示した。Y系超伝導線材は結晶構造とその異方性に由来して形状は扁平なテープであり、従来の金属系低温超伝導線材において常套手段であった低交流損失化のための多芯化、大電流容量化のための撚線導体化の手法は適用できない。そのため、磁化による発生磁場の乱れ、交流損失ともに大きく、直流・交流用ともに容易に利用できない状況にある。本研究では、独自の概念に基づき、低Y系超伝導線材の低磁化・低交流損失化、大電流容量を図り、この基本的電磁特性の評価と解明を行って、低温超伝導多芯線・撚線導体に代わるY系高温超伝導線材・導体・巻線の構成法を明らかにすることを目的としている。平成26年度の研究実績の概要を下記に記す。(1)Y系線材の低交流損失化を目指し、レーザスクライビングによりフィラメント分割した短尺線材について、磁化、交流損失の温度T、磁場B、磁場印加角度θ依存性、さらに磁化緩和特性を測定した。比較のため、フィラメント分割しない線材についても同様な測定を行い、磁化(遮蔽電流)・交流損失低減についてフィラメント分割の効果を検証するとともに、これら電磁特性データを各種設計・解析に資した。(2)Y系線材の直流応用を念頭に置き、まずフィラメント分割していないY系線材を小型テストコイルに巻き、電流・磁界を印加して、高精度磁場センサーでを用いて誘起される遮蔽電流による発生磁場の乱れの時間変化を観測した。その結果、遮蔽電流が減衰し、一定磁場に至るまでの特性時間が通電電流とともに変化することを見いだし、Y系線材を磁場の精度が要求される直流応用へ適用するための施策について検討した。(3)Y系線材の大電流容量化を目指し、素線の通電特性を基に転位並列導体の素線間電流分流、特に低周波時における分流特性について理論的に考察した。本研究成果は、Y系超伝導線材を用いた新たな超伝導電気機器・システムの開発を推進すると期待される。Y系超伝導線材は、結晶構造とその異方性に由来して形状は扁平なテープであり、従来の金属系低温超伝導線材において常套手段であった低交流損失化のための多芯化、大電流容量化のための撚線導体化の手法は適用できない。本研究では、独自の概念に基づき、Y系超伝導線材の低磁化・低交流損失化、大電流容量化を図り、この基本的電磁特性の評価と解明を行って、低温超伝導多芯線・撚線導体に代わるY系高温超伝導線材・導体・巻線の構成法を明らかにすることを目的としている。平成27年度の研究実績の概要を以下に記す。(1)窒化アルミ製試料ホルダーに組み込んだ鞍型ピックアップコイルを用いて、外部磁場の掃引を停止した後のY系線材の磁化緩和(遮蔽電流の減衰)を磁場、温度、積層枚数を変えて観測した。その結果、遮蔽電流は磁場掃引停止直後から始まり、20Kから40Kの温度領域でも100秒で10%-20%減衰した。また、温度、磁場が高いほど、積層枚数が少ないほど、減衰が速いことを明らかにした。(2)フィラメント分轄線材、無分轄線材を小型テストコイルに巻き、直流磁場・磁界を印加して、コイル発生磁場の時間変化を高精度ホール素子で観測し、Y系線材の磁化緩和(遮蔽電流の減衰)がコイル発生磁場に与える影響を調べた。その結果、フィラメント分轄により、誘起される遮蔽電流が抑制されるとともに、遮蔽電流の減衰も増進されることを明らかにした。(3)低交流損失化を目指したフィラメント分轄線材、大電流容量化を目指した転位並列導体を、小型テストコイルに巻いた場合のフィラメント間・線材間電流分流について、理論、実験の両面から検討し、実規模コイルへの適用性について検討した。本研究成果は、新たな超伝導機器・システムの開発を推進すると期待される。本研究は、ヘリウム資源枯渇が危惧される状況にあって、従来の金属系低温超伝導線材・導体の発展的代替手段となり得るY系超伝導線材・導体の開発を目指すものである。扁平なテープ形状を有するY系超伝導線材には、金属系低温超伝導線材において常套手段であった低交流損失化のための多芯線化、大電流容量化のための撚線導体化の手法は適用できない。本研究では独自の手法を導入してこの課題の克服を目指している。低交流損失化については、スクライビング加工によるマルチフィラメント化とフィラメント間インダクタンスを均等にしうる特殊巻線工程の組み合わせにより、また、大電流容量化については、転位並列導体構造の採用により、両課題の同時解決を行う。

これら低交流損失・大電流容量化手法の商用周波(高周波)帯域における適用性については、すでに3相66kV/6.9kV-2MVA超伝導変圧器の試作により検証した。しかし、筆者はこれらY系超伝導線材・導体の電磁特性の解明に取り組む中で、交流応用よりむしろ逆に直流応用(低周波)において解決すべき課題が山積していることを見いだし、本研究では、これら線材・導体を低周波から高周波に至るあらゆる応用に適応させうるように、課題の抽出と解決を目指している。本研究に採用している線材・導体構成法は独自の手法であり、世界唯一である。本研究では、まず、Y系線材の通常の電磁(臨界電流、交流損失)特性に加えて、磁化緩和(遮蔽電流の減衰)特性を観測してその基本特性を明らかにするとともに、小型テストコイルに巻き、発生磁場を観測して、線材・導体に誘起される遮蔽電流の減衰特性を観測・評価し、独自技術であるスクライビングによる遮蔽電流の抑制および減衰の促進を確認した。すなわち、直流応用上の問題点を見いだし、解決策を講じることにも成功している。よって、研究は計画通りの進捗を辿っていると判断している。Y系超伝導線材は、結晶構造とその異方性に由来して形状は扁平なテープであり、従来の金属系低温超伝導線材において常套手段であった低交流損失化のための多芯化、大電流容量化のための撚線導体化の手法は適用できない。そのため、磁化による発生磁場の乱れ、交流損失ともに大きく、直流・交流用ともに容易に利用できない状況にある。本研究では、独自の概念に基づき、低Y系超伝導線材の低磁化・低交流損失化、大電流容量を図り、この基本的電磁特性の評価と解明を行って、低温超伝導多芯線・撚線導体に代わるY系高温超伝導線材・導体・巻線の構成法を明らかにすることを目的としている。平成28年度の研究実績の概要を以下に記す。(1)レーザスクライビングによりフィラメント分割した短尺線材について、磁化・交流損失の温度、磁場、磁場印加角度依存性等を測定し、従来理論に照らして分割の効果を検証するとともに、中心到達磁界がフィラメント幅に比例しないながらも、無分割線材と同様に、Jc、交流損失の温度スケーリング則が成立することを検証した。(2)分割・無分轄線材を小型テストコイルに巻き、直流電流・磁界を印加して、発生磁場を高精度磁場センサーで観測し、遮蔽電流の減衰時を記述しうる磁束クリープ理論を取り入れた理論表式を導出するとともに、遮蔽電流の低減、速やかな減衰を図りうる手法を提示した。(3)分割・多芯化した線材をコイルに巻き、フィラメント間の電流分流を観測することにより、フィラメント間のIcのばらつきが電流分流にどのような影響を及ぼすのかを明らかにした。(4)大電流容化のための転位並列導体において、Ic、n値がばらついた場合の素線間電流分流を数値解析により求め、交流運転下では最適転位により均流でも、直流運転下ではIcが小さいほど、n値が小さいほど、素線の電流が小さくなることを明らかにした。本研究は、ヘリウム資源枯渇が危惧される状況にあって、従来の金属系低温超伝導線材・導体の発展的代替手段となり得るY系超伝導線材・導体の開発を目指すものである。扁平なテープ形状を有するY系超伝導線材には、従来常套手段であった低交流損失化のための多芯線化、大電流容量化のための撚線導体化の手法は適用できない。本研究では独自の手法を導入してこの課題の克服を目指している。低交流損失化については、スクライビング加工によるマルチフィラメント化とフィラメント間インダクタンスを均等にしうる特殊巻線工程の組み合わせにより、また、大電流容量化については、転位並列導体構造の採用により、両課題の同時解決を行う。これら低交流損失・大電流容量化手法の商用周波(高周波)帯域における適用性については、超伝導変圧器等の試作により検証した。
Estroger作用をもつ抗体の作製とその応用に関する研究

昭和63年度の研究成果と反省点をもとに、平成元年度の計画に沿ってエストロジェンに対するモノクロ-ナル及びポリクロ-ナル抗体を作製した。モノクロ-ナル抗体は巻貝のヘモシアニンと共有結合させたものを抗原とし、ポリクロ-ナル抗体はグルタ-ルアルデヒドでポリマ-にしたものを抗原としてマウスに免疫した。各マウスの脾臓細胞とミエロ-マ細胞とのハイブリド-マの中からエストロジェン活性を示すものをクロ-ニングした。活性の測定はエストロジェン抗体に対してのトリチュウム標識エストロジェン結合をどれだけ阻害するかで行った。モノロ-ナルおよびポリクロ-ナル抗体を免疫したものは、いずれも活性程度の差はあるものの約1割のクロ-ン細胞がエストロジェン様活性を示す物質を産出した。この物質についてDEAEーセファデックス、CM-セファデックス、プロテインA・セファロ-ス、抗マウス免疫グロブリン・セファロ-スなどのカラム・クロマトグラフィ-で精製を行ったところ、この物質は免疫グロブリンのような高分子蛋白質でないことが示された。そこで、ハイブリ-ド-マ培養液から酢酸エチルとクロロホルムで抽出をしたところ、有機溶媒層に活性が認められたために、TLC(thin layer chromatography)による分析を試みた。抽出有機溶媒をシリカゲルのTLCで展開したところ、エストロジェン様活性は、平行して展開したエストロジェンそのものとほぼ同じ位置に認められた。さらに、HPLCで有機溶媒層を分画してエストロジェン様活性を調べ、その分画をMASスペクトルで解析したところエストロジェンそのものであることが明かとなった。このことは、従来から言われている卵巣での内夾膜細胞と果粒細胞を経るエストロジェン合成系とは全く異なったもので、1個の細胞が他の細胞の助けをかりずに培養下でエストロジェンを合成できることが明かとなった。この事実はステロイドホルモン合成に新たな展開をもたらすものと期待される。また、イヂオタイプ抗体については更に研究を続けている。昭和63年度の計画にそって、(1)E2-BSAとE2-Sepharoseを抗原として家兎に免疫して抗体を作製した。E2-BSAを抗原とした場合は[3H]標識E2に高い結合能をもつ抗体が得られたが、その中にBSAに対する抗体がかなり多量に含まれていた。一方、E2-Sepharoseを抗原とした場合はE2に対する抗体のみが得られることを予想したがE2抗体価が低く期待したような結果にならなかった。現在、E2の担体をSepharose以外にGlass beadsなどに替えて検討中である。(2)E2-BSA抗体を含む家兎血清から免疫グロブリンを精製しglutaraldehydeでポリマーにしてからマウスに免疫した。免疫マウス血清中のE2様活性をE2抗体への[3H]-E2結合阻害で調べると極めて低かった。免疫マウス脾臓細胞とミエローマ細胞と細胞融合後、限界希釈して約300個のクローンを得たが、培養液中にE2様活性を96穴ミクロプレート用光度計(本研究費で購入)を用いたELISAで測定したかぎりでは目的の活性をもつクローンは得られなかった。そこで、E2抗体を含む家兎血清からE2-SepharoseまたはE2-Agaroseアフィニティー・クロマトグラフィーを用いてE2抗体を精製した。

初めに抗原として用いたE2-Sepharoseを用いてE2抗体を約20倍精製し、glutaraldehydeでポリマー化後にマウスに免疫し、脾臓細胞とミエローマ細胞の融合後、活性をもつ細胞をクローニングしている。さらに、(3)抗E2抗体の測定に関して、E2抗体に対する[3H]-E2結合阻害と、ELISAによる測定物質のE2-BSAをコートしたマイクロプレートへのE2抗体結合阻害の二つの方法で調べている。両者とも一長一短があり、どう使い分けるかが今後の問題となった。例えば[3H]-E2を用いた方法では培養液中のE2様活性をもつ抗体ばかりでなくハイブリドーマのステロイド代謝産物も検出してしまうし、ELISAでは使う抗体がE2-BSAに対するもののために培養液中のBSAを検出してしまう。この点に関し現在検討中である。昭和63年度の研究成果と反省点をもとに、平成元年度の計画に沿ってエストロジェンに対するモノクロ-ナルおよびポリクロ-ナル抗体を作製した。モノクロ-ナル抗体は巻貝のヘモシアニンと共有結合させたものを抗原とし、ポリクロ-ナル抗体はグルタ-ルアルデヒドでポリマ-にしたものを抗原としてマウスに免疫した。各マウスの脾臓細胞とミエロ-マ細胞とのハイブリド-マの中からエストロジェン活性を示すものをクロ-ニングした。活性の測定はエストロジェン抗体に対してのトリチュウム標識エストロジェン結合をどれだけ阻害するかで行った。モノクロ-ナルおよびポリクロ-ナル抗体を免疫したものは、いずれも活性程度の差は有るものの約1割のクロ-ン細胞がエストロジェン様活性を示す物質を産出した。この物質についてDEAE-セファデックス、CM-セファデックス、プロテインA・セファロ-ス、抗マウス免疫グロブリン・セファロ-スなどのカラム・クロマトグラフィ-で精製を行ったところ、この物質は免疫グロブリンのような高分子蛋白質でないことが示された。そこで、ハイブリド-マ培養液から酢酸エチルとクロロホルムで抽出をしたところ、有機溶媒層に活性が認められたために、TLC(thin layer chromatography)による分析を試みた。抽出有機溶媒をシリカゲルのTLCで展開したところ、エストロジェン様活性は、平行して展開したエストロジェンそのものとほぼ同じ位置に認められた。さらに、HPLCで有機溶媒層を分画してエストロジェン様活性を調べ、その分画をMASスペクトルで解析したところエストロジェンそのものであることが明らかとなった。このことは、従来から言われている卵巣での内夾膜細胞と顆粒細胞を経るエストロジェン合成系とは全く異なったもので、1個の細胞が他の細胞の助けをかりずに培養下でエストロジェンを合成できることが明らかとなった。この事実はステロイドホルモン合成に新たな展開をもたらすものと期待される。また、イヂオタイプ抗体については更に研究を続けている。
GPSとGISの複合システムを用いた都市空間の記述に関する研究

現在までの都市空間の記述は,街路網や建築群の構成などといった空間の物理的状況の表現(例えば,モノ的表現)としての「地理情報」の記述と,そこでの交通・流通の様相,経済活動などの社会的状況の表現(例えば,コト的表現)としての「社会活動情報」の記述に分ける形で行われてきたといえるだろう.しかし,現代都市においてはこれら空間の物理的状況と,社会的状況とはもはや不可分であると考えられ,これらを総合的に記述する論理的方法を見出すことは都市の状況の総合的な観察法を提供するであろうと同時に,その新たな都市の見方自体が新しい都市のありさまを誘導することであるとも考えられるのである.本研究では,工学の立場から主になされてきた「都市空間の物理的記述(モノとしての都市の記述)」を「コト」の側面に拡張する形で新たな都市記述の方策を模索した.都市を物理空間における「出来事の集積」とみること,または「都市の事象性」を重視する観点の基礎的方法に関して探求している.ここではその題材として,都市における「テナント」の生成・消滅・変遷を「都市的出来事」の例として注目した.毎年刊行される都市の電子住宅地図をその「出来事」の基礎データとして採集し,それらの経時的データへの構成法を創案した.また,テナントの寿命確率をモデル化し変数とすることによって東京中心部(ほぼ山の手線内全域)の全領域を6年間にわたるテナント変遷に関する「出来事」を観点として総覧した.現在までの都市空間の記述は,街路網や建築群の構成などといった空間の物理的状況の表現(例えば,モノ的表現)としての「地理情報」の記述と,そこでの交通・流通の様相,経済活動などの社会的状況の表現(例えば,コト的表現)としての「社会活動情報」の記述に分ける形で行われてきたといえるだろう.しかし,現代都市においてはこれら空間の物理的状況と,社会的状況とはもはや不可分であると考えられ,これらを総合的に記述する論理的方法を見出すことは都市の状況の総合的な観察法を提供するであろうと同時に,その新たな都市の見方自体が新しい都市のありさまを誘導することであるとも考えられるのである.本研究では,工学の立場から主になされてきた「都市空間の物理的記述(モノとしての都市の記述)」を「コト」の側面に拡張する形で新たな都市記述の方策を模索した.都市を物理空間における「出来事の集積」とみること,または「都市の事象性」を重視する観点の基礎的方法に関して探求している.ここではその題材として,都市における「テナント」の生成・消滅・変遷を「都市的出来事」の例として注目した.毎年刊行される都市の電子住宅地図をその「出来事」の基礎データとして採集し,それらの経時的データへの構成法を創案した.また,テナントの寿命確率をモデル化し変数とすることによって東京中心部(ほぼ山の手線内全域)の全領域を6年間にわたるテナント変遷に関する「出来事」を観点として総覧した.本年度の研究実績は以下のとおりである。1) GPSシステムの構築GPSとハンディコンピュータを組み合わせたGPSシステムの試作を行った。市販のGPSは位置情報を記憶できるものは多いが、各時点における衛生の補足状況を記憶・出力できるものは少なく、NMEA183とよばれる規格で逐次出力される情報の中にあるこの部分を、効率よく収集するソフトウェアを作成中である。また、WindowsCE搭載機種を利用して、各種ソフトウェアとの連携を図っている。上記システムにより得られるデータには誤差が含まれているため、地図情報との連携による誤差補正、前後関係によるデータの推定、衛生補足状態を勘案したデータの取捨選択を行うシステムが必要であり、現段階ではこれらのソフトを開発中である。また、既存のGISソフトや地図データベースの利用が不可欠であるため、これらを整備した。3)時空間データの収集移動行動に関する時空間データを収集するために、実働タクシーにGPSシステムを搭載することを決定し、その準備作業として、タクシーの「業務日報」を収集して、データベースを構築した。4)位相空間モデルの構築・実装データの解析・モデルの構築に際しては、空間の性質の記述を目的とした「位相空間論」を援用した。タクシー運行の時空間データは、サンプリングされた都市内の局所的な時間距離のデータと解釈され、モデルが構築されたが、これらは、いずれGISの一部としてコンピュータ上に実装される予定である。本研究はハンディなGPS装置を用いて都市内の移動体の軌跡を経時的に捕捉・蓄積しながら,それを都市空間の地理的情報とGIS上で統合し,いわば都市の「もの」と「こと」の両面から,複雑な都市空間の様相の記述を試みることを目的として,平成10年度より2年間の予定で行われてきた。この2年間に小型GPS装置を核としたデータの収集装置,GISシステムと連動したGPSデータの誤差補正システムの開発,東京都心部の建物等に関する経年的変化の情報を含んだ地理情報の構築などを遂行した。一方,これらの統合のケーススタディとして提案した,東京のタクシー運行システムへの搭載は内害のさまざまな問題から難航している。そこで,タクシーシステムへの適用の推進と並行して,これらのシステムを歩行者の移動に適用し,当初の目的を果たすべく研究を展開してきた。新たに提案するシステムは歩行経路の捕捉を既存の地図を利用せずに行える,という点から行動者にとって未知の地点における空間理解の過程をリアルタイムに追跡できるという興味深い性質を持っている。具体的には,ベトナム・ハノイ,トルコ・イスタンブール,シリア・ダマスカス,といった諸都市の都市空間の実地調査において上記システムの適用を図り,それぞれの都市空間におけるGISデータ化の作業を完了した。
在宅療養高齢者家族の肯定的介護意識と介護破綻予防に関する研究

1.目的在宅介護を支援し介護破綻を予防するためには、介護の否定的側面のみならず、肯定的側面も捉えて援助することが重要である。本研究では、肯定的介護意識や体験を把握するためのスケール開発と肯定的介護意識や体験の把握、肯定的意識について諸外国との比較検討を行った。2.方法と結果1)文献検討及び実態把握(平成10年度):文献検討及び介護者のインタビューを実施。把握した内容は、介護知識・技術の獲得、人間関係の再構築、家族機能の強化、自己役割遂行意識の高まり、インフォーマルサポートの確立、家族への介護知識の伝達と共感的理解であった。2)肯定的介護意識と体験に関するスケールの検討(平成1011年度):山形市内の介護者65名に肯定的介護意識と体験に関する調査を実施。介護方法の習得、高齢者が介護により救われる、家族からの感謝、自己成長、家族の絆が深まるなどの回答が高かった。3)肯定的介護体験と高齢者や介護者・介護状況との関連の検討(平成11年):埼玉県A市の介護者102名に訪問面接調査を実施。肯定的介護体験と1日の総介護時間・介護対処行動との間に相関がみられ、高齢者との人間関係が良いと肯定的介護体験が高かった。4)スウェーデン・イギリスとの比較検討(平成1112年度):日本版満足度指標CASI(Nolan1992)の調査結果をスウェーデン・イギリスでの結果と比較。被介護者に関する項目は3カ国ともに高く、介護者に関する項目は、日本の回答が2カ国に比べて高く、人と人との関係に関する項目では、2カ国に近い傾向を示した。3.結論介護の肯定的意識は、スウェーデン・イギリス両国と同様に日本においても熟達、自己成長、家族機能の強化などの側面がみられた。肯定的介護意識を促進する視点からの介護者支援が重要であることが示唆された。高齢者虐待などの介護破綻を予防し、在宅介護を継続するためには、介護家族が、介護を否定的に捉えるのではなく、肯定的に捉えられるように、総合的視点から支援することが重要である。本研究では、介護の肯定的側面に着目し、肯定的介護意識や体験を把握するためのスケールの開発と肯定的介護意識や体験の実態把握を、2段階の研究ステップにより実施した。1.研究方法: 1)肯定的介護意識や体験は、文献的検討及び介護家族8人のインタービューにより把握した。調査期間は、平成10年7月から11月である。2)文献的検討や介護家族のインタービューにより開発した肯定的介護意識と体験に関するスケールを用いて、山形市内の在宅療養高齢者の介護家族85人を対象に、自記式質問紙法による調査を実施し、79人から回答を得た(回収率92.9%)。有効回答は65人、有効回答率(82.3%)であった。2.研究結果:1)インタービューにより把握した肯定的介護意識や体験の内容は、(1).介護知識・技術の獲得、(2).要介護者との人間関係の再構築、(3).情緒的機能などの家族機能の強化・回復、(4).自己役割遂行意識の高まり、(5).家族や友人・知人などのインフォーマルなサポートの確立、(6).他の介護家族などへの介護知識・技術の伝達と共感的理解などであった。3)実態調査により把握した肯定的介護意識と体験は、介護方法を習得した(92.3%)、高齢者が介護により救われる(84.6%)、家族から感謝される、高齢者が満足そうにみえる(各78.5%)、保健・医療・福祉の知識が高まった、自己成長につながった(各67.7%)

高齢者から感謝される、家族の絆が深まった(各63.1%)、高齢者が喜んでくれる(60.0%)、家族の自立性が高まった(58.5%)、友人の輪が広まった(52.3%)であった。1.目的介護者を支援するには介護の否定的側面とともに、介護が介護者や家族に及ぼす肯定的側面も含めて両者を総合的に捉えることが必要である。本研究では入浴サービスを利用している在宅療養高齢者の介護者の肯定的介護体験と高齢者や介護者・家族の状況との関連を明らかにした。2.対象と方法埼玉県A市の入浴サ-ビスを利用中の65歳以上の在宅療養高齢者の介護者で、調査に協力が得られた112名に、看護職者が質問紙による訪問面接調査を実施し、102名から回答を得た。調査期間は平成11年10月12月である。調査内容は、高齢者と介護者の基本属性、生活状況、肯定的介護体験、Nolanらの介護満足度(CASI)、荒井らの日本版The burden interviewによる介護負担感、和気らの介護対処行動などである。3.結果肯定的介護体験13項目の総合得点の平均は、26.7±5.3であり、13項目の内的整合性を示すCronbachのα係数は0.78であった。肯定的介護体験とCASIとの相関係数は0.765で正の相関がみられた(P<0.01)肯定的介護体験と高齢者の状況との関連では、性、年齢、障害高齢者や痴呆性高齢者の日常生活自立度との有意な関連はみられなかった。介護者・家族の状況との関連では、性、年齢、代替者の有無と肯定的介護体験は有意な関連はみられなかった。介護期間と肯定的介護体験との有意な関連はみられなかったが、1日の総介護時間とは、正の相関がみられた(P<0.05)。介護負担感、継続意志と肯定的体験とは有意な関連はみられなかった。高齢者と介護者の人間関係では、介護前の人間関係がよい場合(P<0.05)や、現在の人間関係がよい場合に(P<0.01)、肯定的介護体験が有意に高かった。介護対処行動では、「問題解決型」「接近・認知型」、「回避・情動型」と肯定的介護体験に正の相関がみられた。1.目的:家族介護者に対する効果的な支援方法を考えるために、わが国の在宅療養高齢者の介護者の肯定的意識を把握し、スウェーデン、イギリスとの比較検討を行った。2.対象と方法:1999年に実施した、日本の65歳以上の在宅療養高齢者の介護者に対して、訪問面接調査により得られた102人の結果と、スウェーデン、イギリスの介護者調査との比較検討を行った。肯定的介護意識は、日本版満足度指標Carers'Assessment of Satisfaction Index(CASI:Nolan and Grant1992)30項目を使用した。3.結果:1)介護者の平均年齢は、62.6歳で、高齢者の平均年齢は82.5歳であった。2)介護満足度指標は、(1)被介護者に関係する項目、(2)介護自身に関する項目、(3)人と人との関係に関する項目に分類された。(1)被介護者に関する項目では、「介護により高齢者がみぎれいで清潔なのはよい」(99%)、「高齢者の尊厳を保つことは重要である」(92%)の項目が日本では高く、スウェーデン、イギリスも同様であった。(2)介護者に関する項目では、日本では他の2国に比べ、割合が高かった。特に「介護により必要とされていたり、望まれていると感じる」(91%)「自分自身を試し困難に打ち勝つことができる」(83%)などが高かった。
培養骨膜シートの骨形成活性を最大限に引き出す基材とプロセッシング技術の開発

歯周組織再生治療に役立つ自家培養骨膜シートを短期間で作製する技術とこれをサポートするスキャホールド(足場)の開発を目標とした。細胞接着性の劣る合成高分子製フィルムは、コラーゲン塗布による表面修飾で克服できた。多孔質膜は、その表面凹凸微細構造によって、表面修飾なしでも細胞接着性を示した。これは細胞外基質産生や深部気孔への細胞侵入の促進でも優れていた。以上のように、骨膜シート作製に有益な足場の開発に成功した。ヒト歯槽骨由来の骨膜小片を培養して、そこから遊走してくる細胞が形成する細胞が重層化したシート状のものを培養骨膜シートと称している。本研究では、この骨膜シートの骨形成活性を最大に引き出すことができるプロセッシング法として増殖因子とPRPの組み合わせ処理法の有効性を検討した。また、基材として、poly(lactide-8-caprolactone)(LCL)フィルムと多孔質poly-L-lactic acid(PLA)膜の有用性を検討した。比較として、分散骨膜細胞を多孔質セラミックスブロックに播種して作製した「培養骨」を用いた。1.増殖因子とPRPによる骨膜培養期間の短縮化と高機能化の両立:培養開始時点からPRPやbFGFやdexamethasoneなどで順次骨膜片を処理することによって、増殖速度を格段に向上させるとともにALPなど骨芽細胞マーカーの発現を促進させ、結果的に石灰化を誘導できた。2.新規基材の開発:collagen-coated ePTFEmeshを用いた実験からcollagenコートが有用なことは確認できたが、PAUを用いた化学的処理法がうまくいかず、自然吸着を利用してLCLの表面処理を行った。均一にコートすることは困難であったが、培養期間を通じておおきく剥離することもなく、骨膜シートの維持と増殖に貢献した。動物への移植実験においては、形成された石灰化組織を溶解させることもなく、炎症反応もわずかなもので、臨床応用の可能性を示唆した。一方、直径30-50μmの気孔からなる多孔質PLA膜は、collagenなどの前処理がなくとも、高い骨膜片の維持保持能力を発揮することから、そのトポグラフィ的な特徴が関与しているものと想像し、現在、解析作業を進めているところである。3.非侵襲的骨形成評価法の開発:特に動物を用いて骨形成実験を行ううえで、評価法の確立は重要である。μCTによる形成類骨量の測定はすでに確立していたが、生きた状態の動物を観察することは困難であった。そこで、^<99m>Tc-HMDPを用いた骨シンチレーション法の応用と近赤外(NIR)蛍光色素で標識したpamidoronateをプローブとしたoptical imagingについて検討した。一長一短あるものの、どちらも異所性類骨形成を鋭敏に検出することができた。しかし、リン酸カルシウムへの吸着が想定以上に強力であることも判明したことから、再生医学研究のためには、プローブの新規開発も含めて、研究戦略の練り直しの必要性を感じている。本研究では、この骨膜シートの骨形成活性を最大に引き出すことができるプロセッシング法として、多孔質基材(セラミックス製、人工高分子製)による3次元培養および無血清(低血清)の幹細胞培地による培養を試みた。1.多孔質PLLA膜:直径30-50μmの気孔からなる自作の多孔質PLLA膜は、骨膜片の初期接着向上だけでなく、細胞の多層化にも貢献することがわかった。さらに、骨芽細胞への分化誘導によって、proteoglycanのほかintegrinなどの接着因子の発現を顕著に増加させ、結果的に細胞の深部気孔への浸透にも大いに貢献することを認めた。ヌードマウスへの移植実験においては、クラックが入ったところにcollagen沈着が誘導され、結果的に特異的な「クラスター化」という分解を受けることがわかった。類骨形成も良好であった。2.多孔質セラミックスの分析:多孔質セラミックスは骨膜シート培養の有望な基材であるが、その多孔質性状と細胞培養成績の間の相関性を検討するまでには至っていない。そこで、予備実験から得られた測定条件をもとに、μCTを用いた3次元分析から多孔質性状の数値化を試みた。気孔数についてはともかく、気孔率と連通孔の容積定量化においては使用機種によらない再現性のあるデータが得られた。3.幹細胞用培地:骨膜片にも幹細胞様細胞が含まれていることは表面抗原の分析から把握していた。そこで、幹細胞様培地でこれらの細胞の自己複製を促進させることによって、培養骨膜シート重層化の促進を目論んだ。

骨膜片からの細胞遊走を有意に促進することはなかったものの、遊走した細胞の増殖を顕著に促進し、特殊な基材の助けを得ずに厚さ200-300μmの骨膜シートを作成することに成功した。現在、この方法で作成された骨膜シートの骨形成活性についてin vitroおよびin vivoの実験をおこなっている。本年度は、おもに次の3項目について検討した。1)高分子成分が骨膜接着に及ぼす影響:昨年度に引き続き、合成高分子製多孔質膜の足場としての可能性について、おもにウシ骨膜を使用して検討を継続した。純粋なPLLA膜とPLLA:PCLを50:50にブレンドした膜と純粋なPCL膜を作製し、骨膜シートの培養を試みた。PCL膜の場合、素材が柔らかすぎるためか、作製過程で表面の気孔が閉鎖してしまうため微細な凹凸構造を形成できず、骨膜片を接着するという点で難があった。また、接着できた場合も、遊走細胞が内部の気孔に侵入することはできなかった。一方、ブレンド膜は表面微細構造を損なうことなく、ある程度素材の柔らかさを維持できたため、骨膜接着に有効であった。細胞の深部気孔への浸透は、PLLA膜よりも優れていた。2)高分子成分が初期細胞接着に及ぼす影響:分散骨膜細胞を比較的滑沢なPLLA膜とPCL膜上に播種して、初期接着について比較すると、圧倒的にPCL膜への接着がよいことが判明した。したがって、(1)の所見は、ある程度の体積を有する骨膜片を安定化させるには、素材の柔軟性だけでは制御できず、表面テクスチャーに特徴を持たせるか、コラーゲンなどの細胞外基質による表面修飾が必要であることを示唆しているものと解釈できる。3)骨形成活性を犠牲にしない骨膜シートの保存法の開発:臨床において、培養日数のかかる骨膜シートにとって治療スケジュールの柔軟化は重大な課題である。培養骨膜シートの活性を損なわずに凍結保存するために、基材との一体化で保存する方法を模索したが、結果的に骨膜シートの骨膜片部分だけを10%DMSO含有FBSで保存することが有効であることを発見した。また、緑茶カテキンの一種であるEGCGを使用すると、冷蔵庫内で培養ディッシュや基材上で培養した骨膜シートを1週間程度保存することができた。この冷蔵保存技術は、将来的に病院間連携における検体搬送においても有効な手段となりうると考えている。