hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
次世代プリント基板をめざした全芳香族ポリマー表面の銅メタライジング技術の開発

本研究は、耐熱性が高く、機械的特性も優れている全芳香族ポリマーフィルムをベースフィルムとして次世代のプリント基板を開発をめざしている。本年度は、昨年の研究成果をもとに、ベースフィルムと銅との密着力を向上させるプラズマによる表面処理法の開発を検討した。具体的には、プラズマガスをアルゴン、酸素、窒素、アンモニアの4種を選び、ポリマー表面の改質効果と銅との密着力改善効果を追及した。この4種のプラズマガスの中では、アンモニア、窒素プラズマによる表面改質効果が優れていることをみいだした。この表面改質をほどこすことによって、密着力(ポリマーフィルム/銅間のピール強度)は1kgf/cmの実用レベルに達するまでの改善に成功した。以上の研究成果は、全芳香族ポリマーをベースとする次世代のプリント基板を開発する基礎技術が得られたことになる。本研究の成果は、国際的な学術雑誌であるJournal of Adhesion Science Technology, Journal of Applied Polymer Science誌上で公表すると同時に、高分子学会年次大会、8^<th> IUMRS International Conference on Advanced MaterialsのPolymeric Materials with Controlled Nanostructuresの部門でも口頭発表を予定している。耐熱性が高く、機械的特性も優れたポリマーフィルムをベールフィルムとする次世代のプリント基板の開発を目指し、本プロジェクトでは次の2つのテーマを目的としている。1)いかにしてベースフィルムポリマーと銅の薄膜とを密着させるか?2)熱的、機械的ストレスの下でも、ベースフィルムポリマーと銅の薄膜の密着力をいかにして持続させるか?本年度の研究活動はテーマ1に絞り、ベースフィルムポリマー表面を改質することで銅薄膜との密着力をはかる手法を検討した。具体的には、ベースポリマー表面に低温プラズマを照射し、ポリマー表面を改質する手法を採用した。低温プラズマの種類、照射方法によって、ポリマー表面の化学組成、表面形態が大幅に変わることを見いだした。この表面の変化は、当然のことながら銅薄膜の密着力にも大きな影響がある。どのように低温プラズマ照射をするかが密着力向上の鍵であることを見いだした。本研究の成果は、平成14年度高分子学会年次大会で研究発表する予定である。また、研究成果の詳細は、Journal of Applied Polymer Scienceに研究論文として投稿した。この表面改質をほどこすことによって、密着力(ポリマーフィルム/銅間のピール強度)は、1kgf/cmの実用レベルに達するまでの改善に成功した。本研究の成果は、特許申請、平成15年度高分子学会年次大会、8^<th>IUMRS International Conference on Advanced MaterialsのPolymeric Materials with Controlled Nanostructuresの部門で発表を予定している。
環境ゾーニング地図集を活用した人口減少時代の環境共生型土地利用 シナリオ作成

各種環境要素(地盤、水、気候、生態)の視点からの「環境ゾーニング地図」を作成し、その後、それらの地図集を活用し、環境共生型土地利用の将来シナリオ作成を行った。なお、将来シナリオ作成にあたっては、シャレット等のプランニング手法を試行した。その結果、環境ゾーニング地図集の有効性を確認できたが、一方で課題(人口減少に対応した新たなプランニングメニューを開発し、それらを示す必要性等)が明らかとなった。近年、我が国も「人口減少時代」に突入し、地方都市においても既に人口減少の兆候が見られる。そこで本研究では、実際にその兆候が見られる地方都市を対象とし、科学的視点からの土地利用計画指針をステークホルダー(住民、自治体、都市プランナー等)に伝えるための環境ゾーニング地図集(逆都市化推奨ゾーン等を示す)をつくることを第1の目的、その地図集を利用して実際に人口減少時代における環境共生型土地利用シナリオをステークホルダー協働型シャレットで作成することを第2の目的とする。そして、それらの実践を通して、他都市でも活用可能な形で「人口減少時代の環境共生型土地利用デザイン指針」を作成することを第3の目的とする。なお、人口減少時代においては従来の成長管理的な都市計画手法ではなく、既存都市内の再構成手法の構築が求められ、特に環境共生の視点からは「どこにどのような自然環境を復元するか?」という視点が重要となる。本年度は「各種環境要素(地盤、水、気候、生態)の視点からの「環境ゾーニング地図」の作成を行った(作成した地図群を「環境ゾーニング地図集」と呼ぶこととする)。自然条件に従った土地利用計画である「環境共生型土地利用計画」を策定する際、自然条件として土、水、大気、生態系といった環境要素を考慮すべきであると言われている。そこで、これら各要素を扱っている地盤工学、水環境学、都市気候学、生態学の各分野で提案されている土地評価モデル等を用いて対象地をゾーニングし、各ゾーニングに対して土地利用提言を示した地図を作成した。なお、土地利用提言のひとつとして「逆都市化推奨ゾーン」を示した。以上のような目的を実現するために、まず、昨年度は「各種環境要素(地盤、水、気候、生態)の視点からの「環境ゾーニング地図」の作成を行った(作成した地図群を「環境ゾーニング地図集」と呼ぶこととする)。そして、本年度は、それらの「環境ゾーニング地図集」を活用し、実際に対象都市において、環境共生型土地利用の将来シナリオ作成を行った。なお、環境共生型土地利用の将来シナリオ作成にあたっては、住民参加型シャレット等のプランニング手法を試行した。そこで本研究では、実際にその兆候が見られる地方都市を対象とし、科学的視点からの土地利用計画指針をステークホルダー(住民、自治体、都市プランナー等)に伝えるための環境ゾーニング地図集をつくることを第1の目的、実際に人口減少時代における環境共生型土地利用シナリオをステークホルダー協働型シャレットで作成することを第2の目的とした。以上のような目的を実現するために、まず、「各種環境要素(地盤、水、気候、生態)の視点からの「環境ゾーニング地図」の作成を行った(作成した地図群を「環境ゾーニング地図集」と呼ぶこととする)。そして、その後、そのような地図集を活用し、実際の都市において、環境共生型土地利用の将来シナリオ作成を行った。なお、環境共生型土地利用の将来シナリオ作成にあたっては、シャレット等のプランニング手法を試行した。交付申請時に予定していた環境共生型土地利用シナリオ作成が完了したため、おおむね順調に進展しているものと考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、次年度は以下の事項について研究を進める予定である。・人口減少時代における環境共生型土地利用デザイン指針の提案・人口減少時代における環境共生型土地利用シナリオの作成手法(環境ゾーニング地図集の作成手法含)の提案24年度が最終年度であるため、記入しない。
両親媒性分子の物理と化学(ゴルドン研究会議)の企画調査

表記の「両親媒性分子の物理と化学」という新しいテーマで、ゴルドン研究会議(GRC)を日本において開催することを目的として、企画及び調査研究を遂行した。両親媒性分子に関わる物理と化学の専門家を網羅した研究分担者と、さらに必要に応じて加わってもらった研究者によって、セッションの項目を検討し、招待講演者、総合司会者、開催日時と場所の仮決定を行った。以下、その経過を報告する。1)当該ゴルドン研究会議の議長(chairman)として、研究分担者の一人である砂本順三氏(京大・院・工)に就任要請と事前協議のため6月に研究代表者(末崎)が京都大学へ出張し、砂本順三氏の議長就任の内諾を得た。2)6月に、全体班会議開催のための予備会議を九州大学で行い、砂本順三氏の議長就任を決定した。セッションの項目の案としては、概念や研究方法論を軸とするものではなく具体的な物質や形態を切り口としたものとして、吸着単分子膜、ラングミューア単分子膜、ミセル、ベシクル、マイクロエマルション、液晶、高分子会合体、ゲル、工業的応用、の9つのセッション案を作り全体会議に計ることとした。本会議の前後にプレとポストの研究会議を開催することも決定した。3)8月と10月及び平成10年1月に全体班会議を行い、議長決定とセッション案が承認され、各セッションの分担を決め各自の企画調査を経て、具体的な招待講演者とセッションの司会者の検討と決定に至った。開催日時は平成11年9月26日から10月1日まで、花王霞ケ浦研修所を予定候補地とした。4)砂本と未崎は2月にアメリカでGRCの本部議長であるストーム博士と会談し、GRC日本開催についての仮提案を示し、開催の可能性について意見を聴いた。ストーム博士からは会議内容については正式の審査委員会が判断するのでこの場での意見は述べないが、開催場所は民間の施設でなく国の施設を使うことを希望している旨の発言があり、開催場所については今後再検討することとした。
北海道東部沿岸に生息するゼニガタアザラシの個体群パラメ-タ及び個体数の推定

Web上のゼニガタアザラシデータベースを活用し,北海道東部の調査地,大黒島におけるゼニガタアザラシの個体群パラメータの算出をおこなった.その結果,本種の年間死亡率は,幼獣(0-1才)で約22-40%,亜成獣(2-4才)で10%前後,そして5才以上の成獣では,5%以下であることが示唆された.成獣メスの年平均子連れ率は平均約72%であり,毎年高い確率で妊娠・出産すること,ただし,20%程度で流産・死産があることが判明した.オスに関しては,7才程度から繁殖期にメスをめぐるオス同士の闘争の際に負うとみられる傷を負っていることから,生理的な繁殖年齢(4-5才程度)よりも社会的な繁殖年齢の方が高いことが示唆された.これは,オットセイやトドなど,陸上繁殖型でハーレムを作る他の鰭脚類の傾向と一致する.ただし,オットセイやトドなどは,実際にハーレムの主である期間は2年程度であるといわれているが,本種の場合は20才を超えてもオス同士の闘争で得られたと推測される傷を負っている個体がいた.これは,水中交尾を行い乱婚(レック性)を持つというゼニガタアザラシの種の特異性を示しているのかもしれない.個体識別結果から,ゼニガタアザラシは毎年高い出産率をもつが,子どもの頃の死亡率が高く,成長したあとはなかなか死なない,といった生物であることが明らかになった.初期死亡率は,気象海象条件に左右することが示唆された.海洋環境変化(地球温暖化)による行動の変化や移動・交流があるロシア海域における近年の人為的開発の影響といった可能性が推察された.また,1970年代以降,北海道沿岸海域では,本種の年平均増加率は3-5%程度であり,海外と比べると低く,これは沿岸漁業による混獲の影響が示唆された.当初,想定したよりもゼニガタアザラシの寿命が長く,35年以上観察されている個体がいるため,作成したモデルを改良する必要がある.また,調査時期に天候不良(台風の接近)により,調査ができなかった期間があった.出産・育子期(5-6月)と換毛期(7-8月)のゼニガタアザラシセンサスに参加する.増加率の年代変化と海洋環境変化ならびに人為的影響(沿岸開発や漁業)との関連性を解析し,特に近年,北海道沿岸域における本種の増加率が低下している要因を検討する.北海道東部沿岸に生息するゼニガタアザラシの個体数推定のために,小型無線機ドローンを用いて個体数のカウントを行った.近年,本種の生息数が増加し,遠方の岩礁にも上陸するようになったために,従来の陸地からの双眼鏡や望遠鏡を用いたカウントでは,見落としする個体が生じるようになったためである.ドローンを用いたカウント調査は,日本におけるゼニガタアザラシ上陸場として大きな襟裳岬地域,ならびに大黒島で行った.その結果,陸地からの調査地点から約1.5km先の遠方にドローンは10分以内に到達し,上陸場に上陸するアザラシの全体像について,短時間(おおよそ20分以内)で映像取得ができる方法が確立された.従来の目視調査では,上陸場全体を網羅したカウントを行うのに,30分以上かかることもあり,その間に上陸ー降海する個体をカウントできないという問題点を解決することができた.また,ドローンは,上陸場からの高さ約100mでアザラシに接近し,ゆっくり旋回・接近をすることで,アザラシにディスターブを生じることなく,近距離(50m以内)からの映像を取得することができる目途がたった.これらにより,従来の目視調査では,30%程度個体の見落としが生じている可能性が示唆された.特に,その年生まれの赤ちゃんは,見落とし率が高いことが推定された.これまで蓄積されてきた大黒島における目視調査結果,および個体識別データを整理した.その結果,過去に厚岸湾内で捕獲された個体が大黒島を上陸場として活用していたことが明らかになった.成獣のゼニガタアザラシ(2個体)が,大黒島と厚岸湾内を日常的に行き来し,小定置網周辺に出現して漁業被害を引き起こしていたことが明らかになった.当初,ドローンを用いた調査は,5ー6月の出産・育子期と7ー8月の換毛期に実施する予定であったが,8月は北海道に大型台風が相次いで接近し,野外調査を実施することができなかったことによる.北海道東部の大黒島で,これまでに個体識別したゼニガタアザラシ88頭について,1970年代以降に実施された観察記録を解析した.88頭のうち52頭が15年間以上観察され,そのうち6頭が30年間以上観察された.最初に観察された時の推定年齢から,最高齢のメス個体は37歳以上,オス個体は33歳から35歳と推定された.老齢個体では,体色が白くなる傾向が見られ,これは他の哺乳類(例えばヒトなど)同様,加齢によるものと推察された.成獣の多くが高い定着性を示した.例えば,最終確認時の年齢が20歳以上と推定された34個体のうち22頭(65%)は,過去9年間に実施された調査で,観察年の全てで大黒島への上陸が観察された.また,大黒島生まれで,分散せずにそのまま大黒島に留まり,主要な上陸場とした個体も3個体確認された.

同一個体が観察年によって,頭部が赤くなったり(レッドヘッド),赤みが消えたりすることが観察された.レッドヘッドは,換毛の後見られなかくなったことから,生得的なものではなく二次的なもので,採餌場所により付着したものと推察された.ゼニガタアザラシは,通常,出産・育子期(5-6月)はメスとその子が,そして換毛期(7-8月)にオスも含めて齢や性に限らず上陸個体数が最大になるといわれているが,調査地の大黒島では,出産・育子期から数十頭のオス成獣が見られ,出産・育子期と換毛期の観察個体数に大きな差は見られなかった.海洋環境変化(地球温暖化)による行動の変化や移動・交流があるロシア海域における近年の開発の影響といった可能性が推察された.当初,予定していたよりもゼニガタアザラシの観察個体数が多く,個体識別が進んでいない.また,調査時期に天候不良(台風の接近)により,調査ができなかった期間があった.Web上のゼニガタアザラシデータベースを活用し,北海道東部の調査地,大黒島におけるゼニガタアザラシの個体群パラメータの算出をおこなった.その結果,本種の年間死亡率は,幼獣(0-1才)で約22-40%,亜成獣(2-4才)で10%前後,そして5才以上の成獣では,5%以下であることが示唆された.成獣メスの年平均子連れ率は平均約72%であり,毎年高い確率で妊娠・出産すること,ただし,20%程度で流産・死産があることが判明した.オスに関しては,7才程度から繁殖期にメスをめぐるオス同士の闘争の際に負うとみられる傷を負っていることから,生理的な繁殖年齢(4-5才程度)よりも社会的な繁殖年齢の方が高いことが示唆された.これは,オットセイやトドなど,陸上繁殖型でハーレムを作る他の鰭脚類の傾向と一致する.ただし,オットセイやトドなどは,実際にハーレムの主である期間は2年程度であるといわれているが,本種の場合は20才を超えてもオス同士の闘争で得られたと推測される傷を負っている個体がいた.これは,水中交尾を行い乱婚(レック性)を持つというゼニガタアザラシの種の特異性を示しているのかもしれない.個体識別結果から,ゼニガタアザラシは毎年高い出産率をもつが,子どもの頃の死亡率が高く,成長したあとはなかなか死なない,といった生物であることが明らかになった.初期死亡率は,気象海象条件に左右することが示唆された.海洋環境変化(地球温暖化)による行動の変化や移動・交流があるロシア海域における近年の人為的開発の影響といった可能性が推察された.また,1970年代以降,北海道沿岸海域では,本種の年平均増加率は3-5%程度であり,海外と比べると低く,これは沿岸漁業による混獲の影響が示唆された.当初,想定したよりもゼニガタアザラシの寿命が長く,35年以上観察されている個体がいるため,作成したモデルを改良する必要がある.また,調査時期に天候不良(台風の接近)により,調査ができなかった期間があった.ゼニガタアザラシ個体数調査:5-6月の出産育子期及び7-8月の換毛期に参加する.調査地,大黒島において小型無線機ドローンを用いて上陸場全体の写真撮影を行い,個体識別ができうる写真データの集積を試みる.1970年代から2000年代はじめまで蓄積されている写真データを照合し,WEB上の個体識別データベースに登録して個体ごとの情報をまとめる.アザラシ類に限らず種々の大型野生動物の個体数推定と変動に関連する先行研究をリストアップし,フィールド調査法とデータ解析法の両面から検討する.算出したパラメータと海洋環境の変化について解析する.出産・育子期(5-6月)と換毛期(7-8月)のゼニガタアザラシセンサスに参加する.既存のゼニガタアザラシデータベースの改良を行い,効果的にゼニガタアザラシの個体識別システム構築を模索する.ゼニガタアザラシの個体群パラメータを算出する.
新しい測定器シミュレーターを用いたアトラス実験での物理解析手法の開発研究

本研究の目的は、LHCアトラス実験において物理データ解析手法開発の基礎となる測定器精密シミュレーターを,汎用測定器シミュレーションツールキット(Geant4)をもとに設計実装し,実験データと比較することで,このシミュレーターの正当性を確立することである.平成11年度は,シミュレーターに組み込まれている電磁シャワー計算プログラム正当性をATLAS実験の電磁カロリメーターの実験データを使い評価した.平成12年度は,ミューオン検出器とハドロン・カロリメーターの実験データを使い,シミュレータに実装されているミューオン相互作用プログラム,ハドロンシャワー計算プログラムをデータ再現性の観点から評価した.評価手順は基本的に共通で,先ず,ビーム試験で取得されている各測定器応答データの保存形式を設計実装し,この保存形式に従い,ビーム試験データを保存した.次に,テストビーム実験用測定器の幾何学形状及び粒子応答プログラムをシミュレーターへ実装した.このシミュレーターを用いて,各測定器のの粒子応答シミュレーション・データの大量生成を行い,それを生データとみなし、エネルギー損失分布,エネルギー分解能等をもとめ,その計算結果と実験データとの比較し,シミュレーターの実験データ再現性を評価した.電磁シャワー計算に関してはそのカロリメターのエネルギー損失分布,エネルギー分解能が再現できることを示した.ミューオンに関しては,測定器中でのエネルギー損失,及び多重粒子生成をシミュレーターが測定精度内で良く再現することを実証.また,ハドロンカロリメーターに関しては,実験データのノイズ混入を考慮するとエネルギー損失分布をGeant4シミュレーションが良く再現することを示した.エネルギー分解能に関しては,Geant4は実験データと完全に一致しないことが判明した.これに関しては不一致の原因究明が今後の課題である.本研究の目的は、LHCアトラス実験において物理データ解析手法開発の基礎となる測定器精密シミュレーターを,汎用測定器シミュレーションツールキット(Geant4)をもとに設計実装し,実験データと比較することで,このシミュレーターの正当性を確立することである.平成11年度は,シミュレーターに組み込まれている電磁シャワー計算プログラム正当性をATLAS実験の電磁カロリメーターの実験データを使い評価した.平成12年度は,ミューオン検出器とハドロン・カロリメーターの実験データを使い,シミュレータに実装されているミューオン相互作用プログラム,ハドロンシャワー計算プログラムをデータ再現性の観点から評価した.評価手順は基本的に共通で,先ず,ビーム試験で取得されている各測定器応答データの保存形式を設計実装し,この保存形式に従い,ビーム試験データを保存した.次に,テストビーム実験用測定器の幾何学形状及び粒子応答プログラムをシミュレーターへ実装した.このシミュレーターを用いて,各測定器のの粒子応答シミュレーション・データの大量生成を行い,それを生データとみなし、エネルギー損失分布,エネルギー分解能等をもとめ,その計算結果と実験データとの比較し,シミュレーターの実験データ再現性を評価した.電磁シャワー計算に関してはそのカロリメターのエネルギー損失分布,エネルギー分解能が再現できることを示した.ミューオンに関しては,測定器中でのエネルギー損失,及び多重粒子生成をシミュレーターが測定精度内で良く再現することを実証.また,ハドロンカロリメーターに関しては,実験データのノイズ混入を考慮するとエネルギー損失分布をGeant4シミュレーションが良く再現することを示した.エネルギー分解能に関しては,Geant4は実験データと完全に一致しないことが判明した.これに関しては不一致の原因究明が今後の課題である.GEANT4に実装されている電磁及びハドロン・シャワー計算プログラム正当性をATLAS実験の電磁およびハドロン・カロリメーターの実験データを使って評価した.具体的な評価手順は以下のとおりである.1)ATLAS実験用電磁およびハドロン・カロリメーター統合ビーム試験で取得されるデータの保存形式の設計及び実装を行った.この保存形式に従い,テストビームで得られている,電磁カロリメーター独自のエネルギー分解能とハドロン・カロリメーター独自のエネルギー分解能,そして電磁及びハドロン・カロリメーターを合体させた状態でのエネルギー分解能の測定結果を集約し,生データとしてデータベースに保存した.2)GEANT4を用いてテストビーム実験用電磁カロリメーターとハドロン・カロリメーターの幾何学形状及び粒子応答プログラムをシミュレーターへ実装した.テストビーム実験で用いられるデータ保存形式と同一形式のシミュレーション・データ出力が可能となるようにシミュレーターを完成させた.3)実完成させたテストビーム実験用シミュレーターにより電磁カロリメーターとハドロン・カロリメーターの粒子応答シミュレーション・データの大量生成をおこなった.そして,このシミュレーション・データをあたかも生データとみなし,電磁カロリメーター,ハドロン・カロリメーター及び,これらを合体させた条件でのエネルギー分解能をもとめ,その計算結果と実験データと比較した.その結果,シミュレーションが実験データを再現しない部分について,Geant4プログラムに改良を加えた.平成12年度が現研究計画の最終年度であった.平成11年度の主な目標は,アトラス実験で標準として使われる測定器シミュレーター(Geant4)に実装されている電磁シャワー計算プログラムを,データ再現性の観点から評価することであった.平成12年度はこれに引き続き,ATLAS実験のミューオン検出器とハドロン・カロリメーターの実験データを使い,Geant4に実装されているミューオン相互作用プログラム,ハドロンシャワー計算プログラムを,データ再現性の観点から評価した.比較に用いたデータはCERN陽子加速器のテストビームラインに設置した試験用ミューオン検出器と試験用ハドロンカロリメーターで過去,3年間にわたり取得されたものである.ミューオンに関しては,その測定器中でのエネルギー損失,及び多重粒子生成をGeant4が測定精度内で良く再現することを実証した.

また,ハドロンカロリメーターに関しては,実験データのノイズ混入を考慮するとエネルギー損失分布をGeant4シミュレーションが良く再現することを示した.エネルギー分解能に関しては,Geant4は実験データと完全に一致しないことが判明した.これに関しては不一致の原因究明が今後の課題となる.一方, Geant4を用いたATLAS測定器総合シミュレーターの全体設計およびその試験実装を行った.設計技法としてソフトウエア工学にもとずくオブジェクト指向分析,設計を採用し,測定器幾何学形状記述のためのオブジェクト指向データベース設計・実装、シミュレーション・データ保存用のオブジェクト指向データベースの設計・実装を行った.これらの作業は本研究に参加する研究者とATLAS実験に参加している世界各国の研究者との共同作業として行った.本研究で設計,実装されたATLAS測定器総合シミュレーターは現在,ATLAS実験の標準ソフトウエアとなっている.
変形性関節症の治療を目指す間葉系幹細胞エピジェネティクスに関する分子生物学的解明

再生医療に利用されるヒト間葉系幹細胞について、ケモカイン遺伝子SDF1(別名CXCL12)の上流に同定したメチル化変動部位は、サイレンサー領域として働くことが示された。網羅的なメチル化レベルの比較解析から、インビトロにおける間葉系幹細胞の分化誘導に伴うメチル化変動は極めて稀な現象であったが、生体内で長期の細胞履歴を反映する、異なる組織MSCにおいては再現性をもって多数の領域が、関節発生や軟骨細胞分化に重要な遺伝子座に示され、新たな研究課題が提示された。本研究の目的は、ヒト間葉系幹細胞(MSC)の軟骨細胞への分化過程でシトシン・メチル化の変動を示す領域について、メチル化変動の細胞系譜特異性を検証し、個々の領域における生物学的な意義について解明を進めることで、再生医療への利用がすでに実現化レベルにある本細胞の有効な選択的採取法と分化制御法開発のための基盤を形成することである。本年度の計画として、我々がこれまでに同定してきたSDF1およびNKX3.2遺伝子座のシトシン・メチル化について解析を進めた。SDF1遺伝子のメチル化変動領域については、滑膜由来MSCを用いてその変動領域が上流約1kbに限られることを明らかにした。同細胞の骨芽細胞分化あるいは脂肪細胞分化に際しては、明らかなメチル化の変動を確認できず、メチル化変動は軟骨細胞への分化時の特異的現象と考えられた。NKX3.2遺伝子座下流のメチル化変動域については、細胞間の再現性に乏しいことが判明し、骨芽細胞および脂肪細胞への分化誘導の解析は保留した。SDF1遺伝子上流のメチル化変動領域の遺伝子発現に与える影響の検討として、想定されるサイレンサー領域としての機能を全長2kbを最長とするSDF1遺伝子プロモーター領域を組み込んだルシレラーゼ・レポーターコンストラクトを5種類作成して、ルシフェラーゼアッセイをおこなった。当該領域を含むコンストラクトの転写活性は著しく低下しており、全長2kbまで加えるまで900bpのコンストラクトでみられた転写活性は回復しなかった。この結果はメチル化変動領域が、少なくとも未分化なMSCにおいてはサイレンサー領域として働き、シトシン・メチル化によってそのサイレンサー機能が打ち消されるという仮説を支持した。本年度の計画として、これまでの解析からは同定されなかったメチル化変動部位の探索をさらに進めるため、ゲノムワイドなシトシン・メチル化レベルの解析を進めた。また、組織由来の異なるMSCにおけるシトシン・メチル化の相違についても、ゲノムワイドな比較解析を行なうことで、軟骨細胞への分化能に寄与するエピジェネティックな制御状態の同定を目指した結果、軟骨細胞の最終分化に関わることの知られる2つの重要な転写因子を含めた4種類の転写因子遺伝子座における特徴的なシトシン・メチル化の相違が明らかにされた。これらの遺伝子の発現レベルはシトシン・メチル化レベルとは逆相関を示す傾向を示したが、遺伝子上流領域から第一エクソン、第一イントロンにかけてメチル化レベルの相違が逆転する現象が見られ、オルタナティブスプライシングとの関連について検討した。CpGメチル化とヒストン修飾およびクロマチン構造の変化についての検討は十分には行なえず、最終年度における継続検討を予定している。以上の研究成果は変形性関節症の治療への応用の試みられる、間葉系幹細胞の使用方針について、適切な判断基準となる基盤的知見を築くものである。組織由来の異なる間葉系幹細胞における遺伝子発現とシトシン・メチル化の網羅的解析の成果として、再現性のある相違部位として前年度までに同定されたRUNX2およびRUNX3遺伝子座について確認した。メチル化部位のクロマチン構造への影響と関連について検討するため、ヒストン分子尾部のK4メチル化およびK27アセチル化修飾状況についてクロマチン免疫沈降法により検討した。また、エピジェネティックな機構の普遍性の検証としては、マウス骨髄間質細胞、滑膜由来細胞および半月板由来細胞における遺伝子発現の検討と、シトシン・メチル化について検討を行い、ヒトにおいて観察された遺伝子発現の相違と、メチル化相違の普遍性について、ヒトおよびマウスにおいて保存された遺伝子配列上にとくに注目して検証を行った。マウス正常胚における肢芽組織を用いた微量組織についても遺伝子発現の相違について比較検討した。さらに細胞分化へ関与する分子機構に関する機能的解析として、RUNX2およびRUNX3遺伝子上流および遺伝子内に同定されたメチル化領域のメチル化度とオルタナティブスプライシングとの関連について検討した。しかしマウス間葉系幹細胞の分化誘導系の利用した、プラスミド強制発現系およびRNA干渉法による発現抑制の細胞分化へ及ぼす影響について検証は困難であった。

本研究開始時に既に同定されていた2つの遺伝子座における機能面からの解析と、新たな手法による軟骨細胞への分化誘導能の相違に関与の推定される新たなシトシン・メチル化領域を有する遺伝子座の同定を、いずれも計画に従って進めることが出来ている。24年度が最終年度であるため、記入しない。既知のメチル化相違領域における機能解析結果として、SDF1遺伝子座の上流に推定サイレンサー領域を同定した。この領域の機能的な検証と、結合因子の同定を目指す。また新たに同定されたメチル化相違部位について、機能面からの解析を進めて、軟骨細胞への分化能についての関与の有無を検証する。
選好意識調査手法の改良と交通計画への適用に関する研究

情報通信技術の発展により、所要時間情報や駐車場情報など刻一刻と変化する動的な道路交通情報を情報表示板やカ-ナビゲーションシステム等を通じて提供することが可能になった。このような交通情報が自宅内や事業所内においてトリップ前に提供されれば、トラベラ-の交通行動(出発時刻、目的地、利用交通手段、経路の選択など)の選択肢が広がり、出発時刻の分散、自動車から公共交通への転換などにより、都心部の慢性的な交通渋滞の緩和、安全性の向上、環境問題への対応に一層の効果が期待される。さらに移動の取り止め、目的の異なる移動の統合、自動車相乗りのマッチングの効率化などによる総交通需要の削減の効果も考えられる。そこで、交通情報システムの整備が進み各家庭において随時、トリップ前情報の提供サービスを受けることが可能になった場合を想定して、その利用に関する選好意識(SP)調査を1994年11月、東広島市在住者で広島市方面に通勤している人を対象に実施した。東広島市は広島市内から約3040Km東に位置し、通勤時に利用されている代表交通手段は自動車と鉄道である。調査票は実際の通勤行動(RP)調査とSP調査から構成されている。RP調査では普段の通勤目的の状況と広島市方面に買物目的で出かけた時の状況について質問した。SP質問では、通勤目的と非日常的な買物目的の場合に分けて仮想状況を設定した。まず通勤目的の場合、当該地区の通勤実態の予備調査結果から出発時刻の時間帯を大きく4つに区分し、各時間帯別における自動車と鉄道の所要時間、料金、混雑状況(自動車の場合は渋滞距離、鉄道の場合は着席できるか否か)を仮想的に設定し、もっとも好ましい出発時刻(4肢)、交通手段(2肢)、経路(2肢)を同時に選択してもらった。買物目的の場合にはさらに駐車場料金、駐車場待ち時間、駐車場までの徒歩時間を設定し、目的地の選択(2肢)を追加した。本研究の目的は、この調査データを用いて交通選択モデルを構築し、以下の2点から、トリップ前情報が通勤及び買物目的の交通行動に及ぼす影響を明らかにすることである;1)交通サービス変数の経験値と情報の影響の比較2)トリップ前情報提供下における交通行動の意思決定構造の解明前者に関しては、経験に基づいて個人が持つ知覚値と提供された情報の影響力の相対的重みを表すパラメータを含むモデルを構築した。後者に関しては、出発時刻選択、交通機関選択、目的地選択(買物のみ)、経路選択の行動の独立性、階層性について検討した。また交通行動は、利用経験の豊富な通勤のような行動か否か、買物のような時間制約の少ない行動か否か、あるいは工事や突発的な事故などによる非日常的な交通混雑の有無によって情報の利用の仕方が大きく異なることが予想される。そこで移動目的、当日の交通状況の違いによるトラベラ-のトリップ前情報に対する反応の違いについても検討した。本研究で得られた重要な知見の1つは、トラベラ-はトリップ前情報と普段の経験の両方に基づいて交通手段選択を行うことが明らかになったことである。特に経験値と情報の差が選択意向に関係していることが示された。第2の知見は、交通サービス変数に対するトリップ前情報と日頃の経験に基づく知覚値の相対的重みを定量化したことである。本事例では情報が経験の約3倍の重みがあることが示された。また事故や工事などの非日常的な交通状況においては、トリップ前情報の影響がより大きいことが示された。本研究の目的は、この調査データを用いて交通選択モデルを構築し、以下の2点から、トリップ前情報が通勤及び買物目的の交通行動に及ぼす影響を明らかにすることである;1)交通サービス変数の経験値と情報の影響の比較

2)トリップ前情報提供下における交通行動の意思決定構造の解明前者に関しては、経験に基づいて個人が持つ知覚値と提供された情報の影響力の相対的重みを表すパラメータを含むモデルを構築した。後者に関しては、出発時刻選択、交通機関選択、目的地選択(買物のみ)、経路選択の行動の独立性、階層性について検討した。また交通行動は、利用経験の豊富な通勤のような行動か否か、買物のような時間制約の少ない行動か否か、あるいは工事や突発的な事故などによる非日常的な交通混雑の有無によって情報の利用の仕方が大きく異なることが予想される。そこで移動目的、当日の交通状況の違いによるトラベラ-のトリップ前情報に対する反応の違いについても検討した。本研究で得られた重要な知見の1つは、トラベラ-はトリップ前情報と普段の経験の両方に基づいて交通手段選択を行うことが明らかになったことである。特に経験値と情報の差が選択意向に関係していることが示された。第2の知見は、交通サービス変数に対するトリップ前情報と日頃の経験に基づく知覚値の相対的重みを定量化したことである。本事例では情報が経験の約3倍の重みがあることが示された。また事故や工事などの非日常的な交通状況においては、トリップ前情報の影響がより大きいことが示された。
細胞外マトリックス環境の制御による歯周組織再生力の増強

国民的生活習慣病である歯周病に対して,増殖因子を用いた歯周組織再生療法は有効であるが,重症患者への適応はできておらず,より有効な治療が求められている。我々はインテグリンα3が歯周組織再生において最重要である歯根膜細胞の遊走を促進することを明らかにした。このインテグリンの選択的発現制御は,ECMを集積することで再生により有利な微小環境の構築に繋がると考えられる。本研究では,上述の現在の再生療法の問題点解決を目指し,バイオロジカルスキャホールドとしてインテグリンペプチドを用いて,増殖因子との相乗効果がもたらすマウス歯周病モデルにおける組織再生効果を調べる。
超高速量子経路干渉計の開発による光励起経路の選別

フェムト秒光パルス対を用いて、物質の光励起過程に存在する複数の量子力学的な遷移経路の干渉の様子を計測する、超高速量子経路干渉計を開発し、その実用性を実証する。フェムト秒パルスを超高精度の干渉系を用いて生成した光搬送波の相対位相まで制御したパルスペアによって固体中の電子・フォノン結合量子状態を励起する。励起後の終状態をプローブパルスの過渡的な透過率および反射率の変化としてポンプ・プローブ時間分解計測法により検出する。二つの励起パルスの間隔を光振動周期よりも短いアト秒の制度で制御し、いくつかの励起量子経路による干渉を反射率・透過率の時間変化に現れる干渉縞により検出するシステムを開発する。
マガキで発見された新規抗酸化物質による肝臓保護作用に関する研究

マガキ由来の新規の抗酸化物質(DHMBA)において、肝培養細胞を用いた抗酸化能の観察、及び非アルコール性脂肪肝炎(NASH)モデルマウスを用いた肝病変の改善効果を検証した。肝培養細胞を用いた実験では、DHMBAは酸化剤に対する細胞保護作用や酸化誘導性のアポトーシスに対する抑制効果が観察された。NASHモデルマウスを用いた実験では、DHMBAを高濃度含むマガキ抽出物によりNASHの肝臓特有に見られる病理組織学的症状の改善、及び抗肥満、インスリン抵抗性の改善が見られた。これらのことから、DHMBAは酸化ストレスが発生原因と考えられているNASHの予防や治療に有効と考えられた。1.解析技術の確立(1)ALT、AST活性の微量測定系の開発ー肝臓の培養細胞を用いてマガキ由来の抗酸化物質(DHMBA)の細胞毒性を観察するためには、細胞が死滅した時に培養液中に放出されるところの肝臓特異的に発現する「ALT、AST活性」を測定する必要がある。両活性とも市販の測定キット(Wako)のプロトコールを一部変更することにより両活性の微量測定が可能となった。(2)DHMBAの細胞毒性ー細胞毒性測定に際し、化学構造がDHMBAと似ている人工の抗酸化物であるジブチルヒドロキシトルエン(BHT)を対象群として用いた。BHTが高濃度で細胞毒性を示しているのに対し、DHMBAは0.5mMまでまったく細胞毒性を示さず、むしろ増加傾向にあった。これらの結果は、動物を用いた毒性試験の結果を待たなければならないが、DHMBAは肝臓病予防のサプルメントや肝臓庇護薬として有望であると考えられた。(3)線維化遺伝子の測定系の確立ーReal-time PCR法による線維化遺伝子(COL1a2, COL3, COL4)の定量系を確立し、NASHモデルマウスを使ったDHMBAの肝臓保護作用を観察することが可能となった。2.実験試料の調整(1)DHMBAの化学的合成法の確立ー肝臓の細胞培養実験に用いるDHMBAは市販のメチルガレートから2 stepで化学合成に成功した。(2)「DHMBA粗精製物」の精製法の確立ー肝臓の疾病モデルマウスの餌料に添加する「DHMBA粗精製物」はマガキの抽出液を70%エタノール沈殿し、その上清をエバポレーターにより、容量が50%になるまで濃縮を行った。その後、大型凍結乾燥機を用いて、3日間、凍結乾燥を行った。1Lの抽出物から5gのDHMBAの粗精製物が得られた。これらを用いて肝培養細胞やNASHモデルマウスを使ったDHMBAの肝臓保護作用を観察することが可能となった。平成25年度に確立した測定法を用いて、以下の実験を行った。これらの結果を基に論文投稿し(Food Chemistry)、昨年末、受理された。1.肝臓の株化細胞を使ったマガキの抗酸化物質(DHMBA)の細胞毒性試験ーCCK-8法と肝臓細胞に特異的に発現される酵素を検出する方法によりDHMBA及びコントロールとして既存の抗酸化物質などの細胞毒性試験を行った。両実験の観察により、DHMBAは肝臓の株化細胞(C3A)に対し、500uMまで細胞毒性を示さなかった。一方、高度不飽和脂肪酸であるEPA、DHAは高濃度(500uM)において、また合成抗酸化物質であるBHTにおいては低濃度(250uM)から細胞毒性が観察された。2.マガキの抗酸化物質(DHMBA)による細胞障害抑制作用の観察ー当初、「Real-time PCR法による線維化遺伝子の測定」を予定していたが、論文査読者から「細胞障害性試験」を要求されたため、一部実験計画を変更した。酸化剤(AAPH)に対するDHMBAによる細胞生存能試験に行った。その結果、DHMBAはAAPHに対して濃度依存的に肝細胞を保護していた。一方、コントロールとして用いた既存の抗酸化物質、クロロゲン酸はほとんど細胞生存能を示さなかった。3.マガキの抗酸化物質によるアポトーシス抑制作用の観察ー肝臓の培養細胞にAAPHの添加によりアポトーシスを誘導させ、DHMBA及びコントロールとして用いたクロロゲン酸によるアポトーシス抑制効果を観察した。アポトーシスの特徴である「DNAのラダー化」及び「細胞表面へのホスファチジルセリンの出現」の観察を行った結果、DHMBA添加群では、両実験において、アポトーシス抑制が観察されたが、クロロゲン酸添加群においては認められなかった。以上の結果から、DHMBAは酸化ストレスが要因となって発生する疾病の予防と治療に有効と考えられた。最終年度は前年度までの研究成果を基にし、以下の実験を行った。これらの結果を基に、論文投稿(Journal of Functional Foods)し、受理された。酸化ストレスが発生原因と考えられている疾病に対し、マガキから発見された新規の抗酸化物質(DHMBA)ついて、その有効性の検証を行った。DHMBAを高濃度に含むマガキ抽出物(DOE)をNASH(非アルコール性脂肪性肝炎)モデルマウスに与え、その疾病抑制効果を観察した。NASHモデルマウスの肝臓特有に観察される脂肪蓄積、バルーニング、炎症、及び線維化において、病理組織学的検討を行った結果、DOEはそれらの改善効果が観察された。またそのDOEの効果について詳細な検討を行うため、肝臓における炎症、アポトーシス、線維化、酸化産物、スカベンジャー受容体において、分子生物学的、免疫組織学的観察を行った結果、それらの抑制効果が観察された。また、DOEは抗肥満効果やインスリン抵抗性の改善といった予想外の効果も観察された。

DHMBAはDOE中の主成分であることから、上記の疾病抑制効果はDHMBAによるものと考えられた。研究期間を通じて、肝培養細胞とNASHモデルマウスを用いて、酸化ストレスが要因となって発生すると考えられている疾病に対し、マガキから発見された新規の抗酸化物質(DHMBA)の有効性の検証を行った。肝培養細胞を用いた実験においては、DHMBAは細胞毒性が低く、酸化剤に対する細胞保護作用や酸化誘導性のアポトーシスに対する抑制効果が観察された。NASHモデルマウスを用いた実験においては、NASH肝臓特有に見られる病理組織学的症状の改善、及び抗肥満、インスリン抵抗性の改善が見られた。これらのことから、DHMBAは酸化ストレスが発生原因と考えられているNASHの予防や治療に有効と考えられた。マガキ由来の新規の抗酸化物質(DHMBA)において、肝培養細胞を用いた抗酸化能の観察、及び非アルコール性脂肪肝炎(NASH)モデルマウスを用いた肝病変の改善効果を検証した。肝培養細胞を用いた実験では、DHMBAは酸化剤に対する細胞保護作用や酸化誘導性のアポトーシスに対する抑制効果が観察された。NASHモデルマウスを用いた実験では、DHMBAを高濃度含むマガキ抽出物によりNASHの肝臓特有に見られる病理組織学的症状の改善、及び抗肥満、インスリン抵抗性の改善が見られた。大学院修士課程の学生が配属になり、実験を分担、協力してくれたため、予定よりも大幅に実験が進んだ。機能性食品学今年度の研究計画は非アルコール性脂肪肝炎(NASH)モデルマウスに「DHMBAを高濃度含むマガキ抽出物」を与え、NASH予防効果を観察することである。前年度の細胞実験が予定よりも早く終わったため、計画を前倒しし、昨年度中にNASHモデルマウスへの投与実験を終了させている。今年度はそのサンプル解析(血漿、肝臓)を中心に行う予定である。以下にその解析方法を述べる。1.肝臓の脂質の定量及び病理組織学的解析ーDHMBAを高濃度含むマガキ抽出物」をNASHモデルマウスに与えたことにより、肝臓中の脂質量を(トリグリセリド、コレステロール、遊離脂肪酸)測定し、NASH特有の脂肪肝が抑えられているかを観察する。また肝臓の脂質染色、線維化染色、ヘマトキシリンエオシン染色を行い、NASH特有の病理組織像が抑えられているかを観察する。2.肝臓の炎症化、アポトーシスの、及び線維化像の観察ーDHMBAを高濃度含むマガキ抽出物」をNASHモデルマウスに与えたことにより、NASH特有の病理組織像である炎症化、アポトーシス、線維化が抑えられているかを観察する。またNASH特有の肝臓に特異的に発現する遺伝子量をreal-time PCR法により定量し、それらの遺伝子発現が抑えられているかを観察する。3.抗肥満作用及び抗インスリン抵抗性の観察ー
生物群集構造の形成規則に関する理論的解析

生態系のような、多くの要素が複雑な相互作用のネットワ-クを構成する系においては、系全体の挙動を解析するには、要素間の直接的な作用だけを見ていたのでは見通しがよくなく、間接効果を含めた作用から様々な性質を見る必要がある。その解析のためのアプロ-チの一つとしてPerturbation Experimentの手法が有望視されており、我々は、それらの理論的な基礎付けとしてSennsitivity Analysisの理論を展開した。この理論では、系の相互作用ネットワ-クの構造から導かれるInflow Sensitiviryを中心に据え、系の様々な性質を捉え直す試みを行なった。まず、これまで議論されてきた、Parameter Sensitivityを、Net InflowのParameter Sensitiviryの項と、Inflow Sensitivityとの積で表されることが示され、Parameter Sensitivityを、系の相互作用のネットワ-クの構造による部分と、パラルテタ-変化によって流れが受ける直接的影響に分離して議論することを可能にした。また、これまで多くの議論がなされてきた安定性の一つの性質であるResistanceを、このInflow Sensitivityと対応付け、もう一つの安定性の性質であるResilienceと密接な関係があることを理論的に示した。さらに、進化や遷移の現象の解析のために必要な間接効果の評価を行なうもう一つの量として、Inflow Sensitivityと密接な関係にある、Total Effectを定義し、(1)間接的な効果が如何が如何に伝播するか、(2)相互作用にル-プがある場合に間接効果が如何に増幅されるか、(3)二種間の影響が間接効果によって直接効果と符号の変わった相互作用に変わる場合があるとき、等が示された。さらに、3種生物からなる競争系では、直接作用の大きらからでなければ議論できない系の安定性が、Total Effectの符号からだけで、安定性がある程度議論できることが、計算機によるシミュレ-ションから得られた。
周産期ファミリーケアの実践教育プログラムの開発

本研究の目的は、1)「周産期ファミリーケア」の実践枠組の作成、2)実践的枠組みに基づく教育プログラムの開発。平成20年度は、「周産期ファミリーケア」教育プログラムの作成、教育プログラム評価表の作成、教育プログラムの実施と評価を行うことであった。「周産期ファミリーケア実践枠組」を基に、PBL、ロールプレイ、遠隔指導、討論による1か月間のプログラムを作成した。内容は、基礎理論(周産期ファミリーケア論、親子・家族関係の発達、親役割と家族機能)、状況危機・愛着形成(理論の理解と援助技法)、意思決定過程(理論の理解と援助技法)、周産期の喪失、周産期におけるスピリチュアリテイである。教育プログラムは、研修会として、平成20年11月15日・16日、12月16日に実施、参加者9名、指導者6名であった。教育プログラム評価は、参加者9名を対象に半構成型質問紙を用い、研修会期間中及び終了時に実施した。記述内容は、次の5点に要約できた。1)FCCや家族発達という観点からファミリーケアの実践を再検討できる内容であった。2)スピリチュアリテイについて考え、その実践の必要性と意義を学んだ。3)PBLが用いられたので、家族の問題やケアに関する本質的な捉え方を学んだ。4)家族とのコミュニケーションを形成・維持するための技法の有用性を学んだ。5)意思決定や親子関係形成には、母親の身体状況、家族の心理的側面やスピリチュアリテイが関連することを認識できた。プログラム参加者の評価を通して、本周産期ファミリーケア教育プログラムは、臨床看護師が包括的アプローチとしてのファミリーケアを学習するうえで役立つと考えられた。本研究の目的は、周産期における親子間の愛着形成過程、危機・悲嘆反応、倫理的意思決定過程、スピリチュアリテイに対応する系統的アプローチを「周産期ファミリーケア」として位置づけ、次の課題に取り組むことである:1)「周産期ファミリーケア」の実践的枠組みの作成、2)実践的枠組みに基づく教育プログラムの開発。平成19年度は、文献検討・調査に基づき、実践枠組みを作成することであった。文献検討において、周産期ファミリーケアについて「スピリチュアリテイ」の観点から明確に言及した論文はなく、周産期ファミリーケアの構成概念でないことが明らかになった。面接調査からは、(1)外来・産科部門・新生児部門(NICU)におけるケアの連続性維持が困難であること、(2)ファミリーケアの実践内容が評価されていない、(3)系統的なアセスメントに自信がない、(4)スピリチュアリテイに関するケアの実践経験がない、(5)若年出産の継続ケアが不十分等の課題が明らかになった。これらの結果、および研究者らの周産期ファミリーケアの位置づけの観点から、実践枠組みの構成要素は次の5とした。I「ファミリーケア基礎理論」:(1)愛着理論(2)損傷の成傷機転論(3)危機・喪失理論(4)倫理的意思決定理論(5)スピリチュアリテイ(6)人体発生論、II「体験の特性」:(1)流死産(2)早産(3)先天異常を持つ子どもの出産(4)新生児期の死(5)若年出産(6)遺伝性疾患家系の出産、III「ケアの連続性」:(1)外来・産科部門・新生児部門間の連続性、(2)妊娠期・出産期・産褥育児期の連続性、IV「ファミリーケアの看護過程」:(1)アセスメント(2)介入(3)評価、V「ファミリーケア技法」:(1)面接技法(2)カウンセリング技法(3)遺伝カウンセリング技法(4)倫理的意思決定を支える技法(5)子育て教育技法(6)連携・協働技法。平成20年度は、実践枠組みに基づいた教育プログラムを作成し、実施・評価の予定である。
空間蛍光X線分析及びX線吸収微細構造による生体試料・材料の二次元・三次元分析

歯科医療においては人工材料による歯牙の形態・機能回復が必須であり、そこにはかならず生体と歯科材料の界面が存在する。強固で耐久性のある結合を得るためやその理解には界面の情報が極めて重要である。しかし、従来の手法では破壊が伴いかつ原子・分子レベルでの分析に至っていない。本研究では、非破壊で物質の元素分布が分かる放射光蛍光X線分析及び特定原子の電子状態、周辺原子の種類、配位数、結合距離が分かるX線吸収微細構造法を用いて二次元・三次元分析の手法を開発し、生体材料への応用を試み、既存の構造が分かるデバイスでの実験により、デバイスの失活原因が分かり、応用可能な生体材料の評価を行った。歯科医療には金属材料、無機材料、有機材料、複合材料の様々な種類の歯科材料が用いられている。それらの歯科材料は生体と深く結びついている。例えば、接着材はジルコニアやレジンなどの歯科材料と歯質との界面を形成し、インプラントは新生骨と界面を形成している。両例ともに強固で耐久性のある結合を得るためには、界面の情報は極めて重要である。しかしながら、分析をするための処理(切断)や分析環境そのもの(真空下での測定や電子線によるダメージ等)により界面が影響を受ける。そこで、非破壊で物質に含まれる微量元素の種類・量がわかる放射光蛍光X線分析(SR-XRF)と特定原子の電子状態、周辺原子の種類、配位数、結合距離が分かるX線吸収微細構造解析(XAFS)を組み合わせ、さらにマイクロナノビームによる二次元分析及び共焦点型光学系を用いた三次元分析を行なう分析手法の基礎を構築する。本年度は、SR-XRF及びXAFSの二次元、三次元分析として分析手法開発をあらかじめ形状が分かっている試料(ガスセンサー)を通して行う計画していた。データ解析の結果、ガスセンサーに使用されているPdの酸化状態、還元状態に分布があることがわかり、その他の評価もあわせ、これがPdの温度分布や検出ガス選択性に関係あることがわかり、改良に活かされた。また、本年度は来年度にSR-XRF,XAFS分析を行うために一般的な手法での歯科材料の分析も計画していた。歯科材料であるジルコニア、コンボジットレジン、ハイドロキシアパタイトと各種接着性モノマー、レジンとの表面・界面をX線光電子分光法、顕微レーザーラマン分光法、赤外分光法、走査型電子顕微鏡を用いて行ない、データの解析、検討を行い、来年度にSR-XRF及びXAFSで分析を行う計画である。本年度は、主に1.形状既知試料での放射光蛍光X線分析(SR-XRF)、X線吸収微細構造(XAFS)2.歯科材料試料作製と一般的な分析手法によるキャラクタリゼーションを計画していた。1.に関しては、解析の結果、対象試料の失活原因を明らかにすることができ、論文、学会発表することができた。2.に関しては歯科材料(ジルコニア、コンボジットレジン、ハイドロキシアパタイトなど)と各種接着性モノマーとの表面・界面をX線光電子分光法、顕微レーザーラマン分光法、赤外分光法、走査型電子顕微鏡を用いて分析を行った。成果発表に関してはデータの解析、検討を経て、来年度以降に論文、学会発表を行う計画である。これらの試料は来年度にSR-XRF及びXAFSで分析を行う計画である。以上より、本年度に関しておおむね順調に進展していると自己評価した。歯科材料として金属材料、無機材料、有機材料が組み合わされて用いられている。それらは生体とも深く結びついている。例えば、ジルコニアやレジンなどの歯科材料は接着材を介して歯質との界面を形成している。機能発現のためには界面に関する新しい情報は極めて重要である。多くの場合、分析のために切断や研磨等の処理や分析環境による影響を受ける。そこで、非破壊で物質に含まれる微量元素の種類・量が分かる放射光蛍光X線分析(SR-XRF)、特定原子の電子状態、周辺原子の種類、配位数、結合距離が分かるX線吸収微細構造(XAFS)、マイクロビーム技術を用いた二次・三次元分析を行い、表面・界面の状態を明らかにする。本年度は、1. SR-XRF及びXAFSの二次元、三次元分析の分析手法開発のため、形状が分かっている試料(ガスセンサー)で分析を行った結果について昨年に続き報告をした。2.充填用に用いられる歯科材料のグラスアイオノマー(GIC)の硬化機構を陽イオン側から実験的に確かめるために塩化カルシウム溶液に浸漬させ、GICに取り込まれたCaのXAFSを解析した。ポリアクリル酸カルシウムと似たスペクトルが得られたため、Ca-COO-ができていると考えられる。この結果は赤外分光法等との結果とも整合性がある。3.放射光を使用した分析を行う前の歯科材料の検討として、昨年に続き、ジルコニア、コンポジットレジン、ハイドロキシアパタイトと各種接着性モノマー、レジンとの表面・界面を一般的な分析を行った。4.歯科材料としても用いられる繊維強化熱可塑性樹脂は繊維と樹脂との界面の結合が非常に重要な材料の一つである。本年度は、放射光を用いた繊維・樹脂界面の分析を行う前に一般的な繊維強化熱可塑性樹脂を用いて、顔面保護防具への応用を検討のために必要な衝撃試験を行い、衝撃分散性能が優れていることがわかり、報告した。