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海藻多糖類の特性変化と金属類の結合能

本研究は(1)海藻多糖類アルギン酸塩とナトリウムイオンとの結合能と、(2)海藻多糖類カラギーナンとアルミニウムイオンとの結合能、および(3)海藻多糖類アルギン酸塩とアルミニウムイオンとの結合能および各海藻多糖類の特性変化を明らかにすることを目的とし、以下の研究成果を得た。1.第一の研究では、アルギン酸カルシウムとアルギン酸のナトリウムイオン結合能について、溶液の温度、pHおよび濃度を変化させた場合の影響は、天然型として最も多く存在しているアルギン酸カルシウムよりも、食品添加物や加工品に多く用いられているアルギン酸の方が大きかった。pHの影響は、アルギン酸では強酸性下の方がナトリウムイオン結合能が大きかった。分子量の影響は、アルギン酸カルシウムでは分子量の大きい力がナトリウムイオン結合能が大きかった。濃度の影響は、アルギン酸では低濃度の方がナトリウムイオン結合能が大きかった。2.第二の研究では、反応時間の早い時期から硝酸アルミニウム、乳酸アルミニウムともにカラギーナンと約9070%の結合率を示した。温度の影響は、両溶液ともに温度が高くなるにしたがって結合率が上昇し、50°Cで10090%の交換率であった。濃度の影響は、高濃度になるにしたがって交換率が増加し、0.1Mでほぼ平衡に達した。pHの影響は、硝酸アルミニウムの場合、pH3で100%の交換率を示し、pH4では減少し、約半分の交換率になった。乳酸アルミニウムの場合、pH35で約70%の交換率を示し、これ以上のpHでは穏やかに交換率は低下した。3.第三の研究では、アルギン酸、アルギン酸ナトリウムおよびアルギン酸カルシウムともに、硝酸アルミニウムおよび乳酸アルミニウムの両溶液中において、数分のうちにアルミニウム結合能はほぼ平衡に達した。最大の結合能は、アルギン酸で約80%、アルギン酸ナトリウムで約90%、アルギン酸カルシウムで約55%であった。アルミニウム溶液濃度では、0,1M0.2Mでアルミニウムイオン結合能はほぼ平衡に達した。アルミニウム溶液温度が高くなるにしたがってアルギン酸では減少、ないしは微減少、アルギン酸ナトリウムおよびアルギン酸カルシウムでは微増した。アルミニウム溶液の液性が微酸性下ではアルミニウムイオン結合能は小さくなった。アルギン酸は、D-マンヌロン酸とL-グルロン酸の2種のウロン酸を構成糖とする酸性高分子多糖である。この多糖の持つイオン交換反応性から、アルギン酸は、各種の有毒物排泄の促進や、金属イオンによる体内汚染を防ぐ効果が認められている。一方、アルミニウムは土壌中に多く存在するため、植物などの食品自体にある程度含まれていることから、飲料水や食物などからの摂取や各種の調理器具さらに食品添加物(保存料、着色料など)などからの摂取が避けられない状況にある。近年、アルミニウムとアルツハイマー病や透析痴呆との関連性が確認されている。そこで、アルギン酸が生体へのアルミニウム吸収を抑制することが可能ではないかと考え、アルミノン比色法によって、両者の結合能を調べ、次のような結果を得た。硝酸アルミニウムとの結合能が強いアルギン酸は、ナトリウム型>カルシウム型>水素型の順であった。また、乳酸アルミニウムとの結合能が強いアルギン酸は水素型>ナトリウム型カルシウム型であった。

低分子水素型アルギン酸および低分子アルギン酸ナトリウムは、高分子型のそれらのアルギン酸と比較して反応時間と反応液の濃度で両者にやや異なった傾向がみられたものの、ほぼ同じ結果が得られた。低分子アルギン酸カルシウムの方が高分子アルギン酸カルシウムよりもアルミニウム結合能が大きかった。また、反応時間(090分)、温度(1590°C)、濃度(0.0050.5モル)、pH(37)等の条件の組み合わせによって、アルギン酸とアルミニウムとの結合能を100%にすることが可能であった。海藻多糖類は大量の水を保持し、食物繊維の有するイオン交換性により重金属イオン等による体内汚染を防ぐ効果が注目されている。一方、アルミニウムイオンはアルツハイマー病や透析痴呆との関連性が疑われていることから、アルミニウムと海藻多糖類とがイオン交換することによってこれらの毒性を防ぐことができるのではないかと考えられる。本研究では、カラギーナンとアルミニウムイオンとの結合能およびその特性変化をin vitroで明らかにすることを目的として検討し、次の結果を得た。市販品のκ-カラギーナンから転換したカルシウム型カラギーナンを用いて、硝酸アルミニウムおよび乳酸アルミニウム溶液中における反応温度・温度・濃度・pHの違いによるアルミニウムイオン交換能をキレート滴定法で測定した。反応時間の早い時期から硝酸アルミニウム、乳酸アルミニウムともに約9070%の結合率を示した。温度の影響は、両溶液ともに温度が高くなるにしたがって結合率が上昇し、50°Cで10090%の交換率であった。濃度の影響は、高濃度になるにしたがって交換率が増加し、0.1Mでほぼ平衡に達した。pHの影響は、硝酸アルミニウムの場合、pH3で100%の交換率を示し、pH4では減少し約半分の交換率になった。乳酸アルミニウムの場合、pH35で約70%の交換率を示し、これ以上のpHでは穏やかに交換率は低下した。海藻多糖類は大量の水を保持し、また、食物繊維の有するイオン交換作用による重金属イオン等の体内汚染を防ぐ効果が期待されている。一方、アルミニウムイオンはアルツハイマー病や透析痴呆との関連性が疑われていることから、アルミニウムをイオン交換によって海藻多糖類と結合させ、体外に排除することによってこれらの毒性を防ぐことができるのではないかと考えられる。本研究では、市販海藻製品中の多糖類であるアルギン酸の単離、および単離したアルギン酸のアルミニウムイオン交換能を検討し、機能性食品素材としての基礎的知見を得た。まず、市販昆布粉末からアルギン酸を抽出し、昆布中の主存在形態であるアルギン酸カルシウムに転換した。このアルギン酸カルシウムを用いて、硝酸アルミニウムおよび乳酸アルミニウム溶液中における反応時間・温度・濃度・pHの違いによるアルミニウムイオン交換能をキレート滴定法で測定した。硝酸アルミニウム、乳酸アルミニウムのいずれの溶液においても、反応後数分間で交換率は急増し、60分で平衡状態となり、硝酸アルミニウムではほぼ100%、乳酸アルミニウムでは約60%に達した。
フェリックス・ガタリの「スキゾ分析」の理論、およびその臨床実践に関する研究

■フェリックス・ガタリのスキゾ分析の研究成果として、論集『ドゥルーズの21世紀』(河出書房新社、2019年1月)に「スキゾ分析の初期設定」を発表した。ガタリの『アンチ・オイディプス草稿』から、彼の発案したスキゾ分析の初期設定を体系的に取り出すという内容である。スキゾ分析はガタリがドゥルーズと共著で出版した『アンチ・オイディプス』ではじめて公的に登場しているが、それに先立つ時期にガタリが単独でどのような形でスキゾ分析を考案したかを明確にしたこと、またスキゾ分析が人格、個人、自我の解体を目指した分析技法であることに焦点を当てたことに意義がある。その後のガタリの思考の軌跡を追う上でも参照点となる内容となった。■コミュニティ・スペースべてぶくろでの哲学カフェ(月1回)や、医療法人内のデイケアでの当事者研究(月2回)、アートNPOでの子どもたちとの哲学対話(1回)などの対話実践、および「制度と精神療法研究会」での研究活動を通して、対話実践やミーティングに関する論考を二本投稿した(論文は2019年度に公刊予定)。内容としては、1哲学対話とオープンダイアローグの比較研究と、2制度精神療法とオープンダイアローグと当事者研究における対話実践の比較と社会的意義に関する研究である。オープンダイアローグと当事者研究はしばしば比較されるが、さらに哲学対話と制度精神療法を並べることで「対話実践」のより広い視野を獲得することができると同時に、それぞれにどのような限界や領域性があるのかを明らかにするいう意義がある。■研究計画調書に書いたように、2018年度はガタリの『アンチ・オイディプス草稿』に関する研究を進め、成果として論文「スキゾ分析の初期設定」を提出することができた。■またスキゾ分析と関連して、2017年度に学会と研究会で報告した研究が公刊されたのも大きい。1「ンデンブ族の医師によるスキゾ分析」(『I.R.Sージャック・ラカン研究ー』17号所収)、2「artificeの哲学と〈雀蜂-蘭〉の機械状生態学ーフェリックス・ガタリ『アンチ・オイディプス草稿』より」(『hyphen』3号所収)。■対話実践に関する研究成果は当初の計画にはなかったが、依頼により執筆する機会が与えられた。■フェリックス・ガタリのスキゾ分析に関する文献研究として、2019年度は『逃走線』、『千のプラトー』、『ミクロポリティクス』を重点的に精読していく。また関連する二次文献を収集し、その読解に努める。■シャーマニズムなど人類学における治療儀礼・治療文化の研究をはじめ、それらがガタリやスキゾ分析にどのような影響を与えたかを明らかにする。またそれだけでなく、現在の精神療法などと合わせて、「精神の病とは何か、その治療とは何か」という問いを広い文脈に位置づけて考えるための土台を作ることを目指す。■哲学カフェや哲学対話、当事者研究などの現在行っている対話実践や当事者活動を継続的に行い、それがひとの精神に及ぼす影響や意義を明らかにする。■学会や研究会、フィールドワークなどを通して、さまざまな意見を批判的に取り入れるとともに、社会のなかで精神障害者やその他のマイノリティが直面する現状の課題とそれに対する運動や活動について調査する。

■フェリックス・ガタリのスキゾ分析に関する文献研究として、2019年度は『逃走線』、『千のプラトー』、『ミクロポリティクス』を重点的に精読していく。また関連する二次文献を収集し、その読解に努める。■シャーマニズムなど人類学における治療儀礼・治療文化の研究をはじめ、それらがガタリやスキゾ分析にどのような影響を与えたかを明らかにする。またそれだけでなく、現在の精神療法などと合わせて、「精神の病とは何か、その治療とは何か」という問いを広い文脈に位置づけて考えるための土台を作ることを目指す。■哲学カフェや哲学対話、当事者研究などの現在行っている対話実践や当事者活動を継続的に行い、それがひとの精神に及ぼす影響や意義を明らかにする。■学会や研究会、フィールドワークなどを通して、さまざまな意見を批判的に取り入れるとともに、社会のなかで精神障害者やその他のマイノリティが直面する現状の課題とそれに対する運動や活動について調査する。次年度使用額が84円生じた理由に特筆すべき理由があるわけではなく、助成金を計画的に執行した範囲に入ると考える。またこの金額(84円)を使用するためだけの計画を新たに立てるということには合理性がない。そのため使用計画を立てることは行わず、2019年度助成金に含めて通常通りに使用していく。
循環腫瘍DNAを応用した膵癌術前治療の新規効果判定法とサーベイランス法の開発

本研究は、デジタルPCRを用いて膵癌患者の治療前後の循環腫瘍DNAを測定し、膵癌術前治療患者の治療効果予測への応用を目指したものである。当該年度は膵癌患者の血液検体を用いたpilot studyにて循環腫瘍DNAが同定可能であることを確認し、患者同意を得て前向きに保存していた膵癌術前治療患者13例の術前治療前後の計26検体を用いた研究を進めた。血漿からcell-free DNA(cfDNA)を抽出し、術前治療前後のcfDNAの濃度に差は認めず。デジタルPCRによるKRAS遺伝子変異の測定では、KRAS遺伝子変異は10検体(38%)で検出され、検出例における遺伝子変異濃度(allele frequency;AF)の中央値は0.08%であった。術前治療前後でAFの増加は5例(38%)、減少は4例(31%)で、前後ともに遺伝子変異検出なしが4例(31%)であった。術前の画像評価による効果判定は5例がpartial response(PR)、8例がstable disease(SD)であり、PR例では4例(80%)でAFの減少、1例(20%)は遺伝子変異検出なしで、SD例では5例(63%)でAFの増加、3例(38%)で遺伝子変異検出なしであった。術後標本における膵癌取扱い規約に基づく組織学的効果判定は、AFの減少例では4例中3例(75%)でgrade 3以上の組織学的効果を認め、うち1例はpCRであったのに対し、増加例では全例でgrade 2以下の効果であった。減少例の4例は全例で癌遺残なし(R0)の切除がなされたのに対し、増加例の5例中2例(40%)では癌遺残(R1)であった。本法による循環腫瘍DNA測定は、既存の画像検査やマーカーによる効果予測を補い、術前治療の効果を適切に予測する可能性が示唆された。以上の成果は、2018年11月の日本消化器癌発生学会(東京)にて報告した。当該年度に予定していた研究は、症例数は当初の見込みよりもやや減少したが概ね達成された。今後の症例の蓄積と、観察期間をおいての予後との関連の検討が待たれる。引き続き膵癌術前治療患者の症例の蓄積と予後を含めた臨床病理学的因子との検討を進める。現在、共同研究者から膵癌患者における術前治療もしくは化学療法を施行された患者の経時的な血液検体の提供を受けており、循環腫瘍DNAが膵癌患者の治療経過中のサーベイランスにおける鋭敏なバイオマーカーと成り得るかという本研究のもう一つの課題の検討を進める。当該年度に申請者の主たる所属先の転勤があり、症例解析にやや遅延が生じたため。現在、前所属施設の客員研究者として現所属施設と共同研究を進める関係を構築しており、現所属施設での研究環境も整った。
低〜中プラントル数流体における乱流熱伝達のDNSとモデリング

乱流の直接数値シミュレーション(DNS)は,基礎式をできる限り忠実に数値的に解くもので,実験に比して,より詳細な情報が得られる.しかし当然,DNSにも適用限界があり,その一つは良く知られたように流れのレイノルズ数であるが,もう一つ流体のプラントル数にも制限がある.それは,プラントル数が大きくなるにつれ,温度場を解像するためにより多くの格子点数を必要とする事による.そのため,従来は,空気等の気体に相当するプラントル数1までのDNSは行われていたが,それ以上のプラントル数流体についてのDNSは行われていなかった.そこで本研究は,従来行われていなかった水に相当するプラントル数までの流体について乱流熱伝達のDNSを行い,その結果から,低中プラントル数に適用し得る乱流モデル(RANS)を検討することを目的とした.その結果,水に相当するプラントル数5の流体について,平行平板間乱流熱伝達のDNSを行った.シミュレーションの結果,平均温度分布や温度変動ならびにそれらの輸送方程式の収支等を得た.これは世界最高のプラントル数のDNSであり,国際せん断乱流会議で発表し,セレクッテドペーパーとして,学術雑誌に掲載された.また,蓄積した低プラントル数流体についてのDNSデータをも用いて,乱流熱流束のRANSモデルを構築した.構築したモデルは,DNSから得られた平均温度分布やその他の統計量を十分良く予測することができた.この結果は,平成10年に行われた国際伝熱会議に採択され,発表した.さらに,得られたデータをホームページ上で公開し,世界の研究者の利用に供している.乱流の直接数値シミュレーション(DNS)は,基礎式をできる限り忠実に数値的に解くもので,実験に比して,より詳細な情報が得られる.しかし当然,DNSにも適用限界があり,その一つは良く知られたように流れのレイノルズ数であるが,もう一つ流体のプラントル数にも制限がある.それは,プラントル数が大きくなるにつれ,温度場を解像するためにより多くの格子点数を必要とする事による.そのため,従来は,空気等の気体に相当するプラントル数1までのDNSは行われていたが,それ以上のプラントル数流体についてのDNSは行われていなかった.そこで本研究は,従来行われていなかった水に相当するプラントル数までの流体について乱流熱伝達のDNSを行い,その結果から,低中プラントル数に適用し得る乱流モデル(RANS)を検討することを目的とした.その結果,水に相当するプラントル数5の流体について,平行平板間乱流熱伝達のDNSを行った.シミュレーションの結果,平均温度分布や温度変動ならびにそれらの輸送方程式の収支等を得た.これは世界最高のプラントル数のDNSであり,国際せん断乱流会議で発表し,セレクッテドペーパーとして,学術雑誌に掲載された.また,蓄積した低プラントル数流体についてのDNSデータをも用いて,乱流熱流束のRANSモデルを構築した.構築したモデルは,DNSから得られた平均温度分布やその他の統計量を十分良く予測することができた.この結果は,平成10年に行われた国際伝熱会議に採択され,発表した.さらに,得られたデータをホームページ上で公開し,世界の研究者の利用に供している.乱流の直接数値シミュレーション(DNS)は,基礎式をできる限り忠実に数知的に解くもので,実験に比して,より詳細な情報が得られる.しかし当然,DNSにも適用限界があり,その一つは良く知られたように流れのレイノルズ数であるが,もう一つ流体のプラントル数にも制限がある.それは,プラントル数が大きくなるにつれ,温度場を解像するためにより多くの格子点数を必要とする事による.そのため,従来は,空気等の気体に相当するプラントル数1までのDNSは行われていたが,それ以上のプラントル数流体についてのDNSは行われていなかった.そこで本研究では,従来行われていなかった水に相当するプラントル数までの流体について乱流熱伝達のDNSを行い,その結果から,低中プラントル数に適用し得る乱流モデル(RANS)を検討することを目的としている.今年度は,水に相当するプラントル数5の流体について,平行平板間乱流熱伝達のDNSを行った.シミュレーションの結果,平均温度分布や温度変動ならびにそれらの輸送方程式の収支等を得た.これは世界最高のプラントル数のDNSであり,国際せん断乱流会議で発表した結果,セレクテッドペ-パ-として,学術雑誌に掲載されることとなった.また,すでに蓄積した低プラントル数流体についてのDNSデータをも用いて,乱流熱流束のRANSモデルを構築した.構築したモデルは,DNSから得られた平均温度分布やその他の統計量を十分良く予測することができた.この結果を,来年度行われる国際伝熱会議に発表することとし,採択されている.乱流の直接数値シミュレーション(DNS)は,基礎式をできる限り忠実に数値的に解くもので,実験に比して,より詳細な情報が得られる.しかし当然,DNSにも適用限界があり,その一つは良く知られたように流れのレイノルズ数であるが,もう一つ流体のプラントル数にも制限がある.それは,プラントル数が大きくなるにつれ,温度場を解像するためにより多くの格子点数を必要とする事による.そのため,従来は,空気等の気体に相当するプラントル数1までのDNSは行われていたが,それ以上のプラントル数流体についてのDNSは行われていなかった.

そこで本研究は,従来行われていなかった水に相当するプラントル数までの流体について乱流熱伝達のDNSを行い,その結果から,低中プラントル数に適用し得る乱流モデル(RANS)を検討することを目的とした.今年度は,これまでに蓄積した低プラントル数流体についてのDNSデータをも用いて,乱流熱流束のRANSモデルを構築した.構築したモデルは,DNSから得られた平均温度分布やその他の統計量を十分良く予測することができた.この結果は,今年度に行われた国際伝熱会議に採択され,発表した.また,これまでのこの種のモデルは,ほとんどの場合,壁面に直角方向の平均温度分布についてのみ検証されていたため,それ以外の場合についてもDNSを実施し,得られたモデルの検証を行い,良好な結果を得た.さらに,得られたデータをホームページ上で公開し,世界の研究者の利用に供している.
沿岸海域の底部水温躍層に関する研究

瀬戸内海の燧灘などでは夏季に海底付近にも水温躍層が形成され、貧酸素水塊の形成の主要因の一つとなっており、この躍層は底部水温躍層と呼ばれる。この底部水温躍層の発生機構を理論的に考察し、底部水温躍層は中層の加熱と潮流による海底付近の混合によって海底混合層の上部に形成されるものと推定した。この理論に基づき、鉛直混合エネルギーの収支を考慮して底部水温躍層の海底からの高さを推定する式を作成した。この式によれば、海底混合層の高さは潮流の振幅の3/2乗に比例する。この式を瀬戸内海に適用し、瀬戸内海の多くの灘に底部水温躍層が形成され得ることを示た。この結果の妥当性を確かめるため、瀬戸内海の各地の水温データを収集して比較した結果、ほぼ理論式で推定される位置に底部水温躍層が形成されていることが確かめられた。また、底部水温躍層の形成に必要な中層の加熱機構を明らかにするため鉛直2次元の数値モデルによる実験を行った。この結果、中層の加熱には周辺の混合域から成層域の中層へ貫入する密度流による熱輸送が大きな役割を果たしていること、このような密度流の存在なしでは底部水温躍層は形成されないことが明らかになった。このことから、成層した灘と鉛直に混合した海峡部の混在する瀬戸内海の構造が底部水温躍層の形成に重要であることが示された。また、播磨灘における水温の経年変動について検討した結果、底部水温躍層の年による違いが赤潮の発生の有無と関わりが深く、底部水温躍層の形成されている年には赤潮が発生していないことが明らかとなった。
三次元再構成培養による歯根嚢胞モデルを用いた嚢胞上皮の分化増殖に関する研究

本研究の目的は、歯根膜内のマラッセ残存上皮と線維芽細胞を用い、上皮構造に類似した三次元構築を行い、上皮細胞の分化窩底や組織構造を検索することである。生後約6ヶ月のブタの下顎骨を入手し、第1、第2乳臼歯を分割抜去後、実体顕微鏡下で歯根の中央1/3相当部から歯根膜組織を剔削採取した。37°C、CO_2下で初代培養を行った。得られた線維芽細胞をコラーゲンゲル培養し、上皮細胞を0.8x10^5/mlの割合で表面に播種した後、air-medium interfaceで1,2,3,4週の培養を行った。実験終了後、標本は一部からパラフィン切片を作製し、HE染色、マッソントリクローム染色を施した。残りの一部はOCTコンパウンドで包埋後に凍結切片を作製し、免疫染色を施して光顕で観察した。なお、コントロールとして、ブタ歯肉のパラフィン切片と凍結切片を使用した。肉眼的には培養後1日目にはコラーゲンゲルの厚さが減少して垂直的に薄くなったが、水平的には収縮せず、14週の経時的観察でも大きさに変化がなかった。また、上皮を播種しない例では、透明感が継続してみられたが、上皮播種のものでは1週後にはやや白色を帯び、不透明化を示した。HE染色所見では、1週後において上皮細胞は重層扁平化を示し、多層構造を示したが、2,3,4週では細胞が分離を呈しバラバラになる所見を呈した。免疫染色によれば、上皮細胞はコントロールのブタ歯肉と同様のケラチンを発現した。この上皮層は2週目より細胞間の離開状態がみられ、細胞が散在する様相が観察された。さらに3,4週では、下層のゲル内培養を行った線維細胞層の厚みが減少傾向を示し、上皮には散在化の著しい部分やゲル層の極端に薄い例もみられた。歯根膜から得られた線維芽細胞と上皮細胞を用い、コラーゲンゲル内培養による三次元培養を行った組織は、歯肉に類似した形態とケラチン発現を示したが、経時的に細胞の分散化がみられ、歯肉のような強固な細胞間結合はみられなかった。本研究の目的は、歯根膜内のマラッセ残存上皮と線維芽細胞を用い、上皮構造に類似した三次元構築を行い、上皮細胞の分化過程や組織構造を検索することである。今年度はまずラットの尾から摘出した腱を酢酸処理で溶解後、透析により純化を施し、凍結乾燥にてType I collagenを精製した。規定濃度のcollagen gel作製のために再度酢酸を添加し、三次元培養の準備が完了した。使用するマラッセ残存上皮と歯根膜線維芽細胞の入手は、ヒト抜去歯からの分離培養を試みた。抜去歯を直ちに上皮細胞培養液のFAD-FBS内に投入し、4°C冷蔵庫内に一時保存した。Penicillin/Streptomycinを2倍量含むPBSで洗浄し、根尖部に残存しているヘルトウィッヒ上皮鞘を実体顕微鏡下で取り出した。

その後Trypsin処理で細胞を分散し、Mytomycin処理を行ったマウス3T3線維芽細胞をFeeder Layerとして初代培養を行った。約3週間後に上皮島の発現がみられ、継代培養を開始したが、上皮細胞の分化増殖能が低く、継代培養を行っても三次元培養に必要な上皮細胞数の確保ができなかった。今後再度マラッセ上皮残遺の分離培養を行う予定である。一方、歯根膜線維芽細胞は非常に分裂能が高く、十分な細胞数が確保できた。今年度は設備機器導入、薬剤の入手、実験スペース確保などの整備に時間を要すとともに、器機の不良等で再度調整修理が重なったため、実験の十分な時間がなかった。現在、歯根膜内上皮細胞の初代培養を再度試みているが、細胞が揃い次第、実験を継続する予定である。本研究の目的は、歯根膜内のマラッセ残存上皮と線維芽細胞を用い、上皮構造に類似した三次元構築を行い、上皮細胞の分化過程や繊構造を検索することである。今年度われわれは、歯根膜繊由来線維芽細胞のコラーゲンゲル内培養を行うとともに、その上方に同組織由来の上皮細胞を播種した場合の経時的変化を組織学的に観察するに至った。すなわち、生後約6か月のプタ下顎骨を入手し、第1、第2乳臼歯を抜去後、実体顕微鏡下で歯根の中央1/3相当部から歯根膜を易削採取した。37°C、CO2下で初代培養を行い、45継代の線維芽細胞をコラーゲンゲル内培養に使用した。また上皮細胞を0.8X105/mlをコラーゲンゲル表面に貼り付けた培養も行い、air-medium interfaceで1,2,3、4週の培養を行った。実験終了後、連続パラフィン切片と凍結切片を作製し光顕にて観察した。肉眼的観察では、培養後1日目にはコラーゲンゲルの厚さが減少して垂直的に薄くなったが、水平的な収縮は認められず、14週の経過時でも培養組織の大きさにほとんど変化はみられなかった。また上皮を播種しないものでは透明感が継続してみられたが、上皮播種のものでは1週後にはやや白色を呈し、不透明化を示した。HE染色所見では、線維芽細胞のゲル内培養1週例でゲル内に細胞の核が点在しており、密な細胞の分布はみられなかった。2週目以降は点在する細胞数が減少し、厚さもやや薄くなってきた。一方上皮を播種したゲルでは、1週目に数層の上皮からなる厚みを持った上皮層が観察され、密に細胞が配列している様子がみられた。この上皮層は2週目より細胞間の離開状態がみられ、細胞が散在する様相を呈した。さらに3、4週では、下層のゲル内培養を行った線維芽細胞層の厚みが減少傾向を示し、上皮には散在化の著しい部分やゲル層の極端に菲薄な頒域もみられた。本研究の目的は、歯根膜内のマラッセ残存上皮と線維芽細胞を用い、上皮構造に類似した三次元構築を行い、上皮細胞の分化窩底や組織構造を検索することである。生後約6ヶ月のブタの下顎骨を入手し、第1、第2乳臼歯を分割抜去後、実体顕微鏡下で歯根の中央1/3相当部から歯根膜組織を剔削採取した。37°C、CO_2下で初代培養を行った。得られた線維芽細胞をコラーゲンゲル培養し、上皮細胞を0.8x10^5/mlの割合で表面に播種した後、air-medium interfaceで1,2,3,4週の培養を行った。実験終了後、標本は一部からパラフィン切片を作製し、HE染色、マッソントリクローム染色を施した。残りの一部はOCTコンパウンドで包埋後に凍結切片を作製し、免疫染色を施して光顕で観察した。なお、コントロールとして、ブタ歯肉のパラフィン切片と凍結切片を使用した。肉眼的には培養後1日目にはコラーゲンゲルの厚さが減少して垂直的に薄くなったが、水平的には収縮せず、14週の経時的観察でも大きさに変化がなかった。また、上皮を播種しない例では、透明感が継続してみられたが、上皮播種のものでは1週後にはやや白色を帯び、不透明化を示した。
赤外可視変換希土類レーザーの設計と開発

平成5年度までに、希土類含有ガラスについて以下の知見を得た。Er^<3+>含有ガラスについては、ホストのフォノンエネルギーの小さなガラスにおいて、800nmの半導体レーザー励起により、高強度のアップコンバージョン蛍光が550nmの可視域において観測され、その強度はガラス網目形成物のフォノンサイドバンドにおける振動数の減少と共に増大した。また更に、波長可変色素レーザーにより励起を行ったところ、650nm付近の赤色光励起により、緑色を発することを明らかにした。更に励起光波長を変えることにより、ガラス中の機構がフッ素化物中では隣接Er^<3+>イオン間のエネルギー移動によるもので、重金属酸化物ガラス中では励起状態吸収機構によるものであることを明らかにした。Tm^<3+>含有ガラスについては、色素レーザーにDCM色素を用いることにより、630-700nmの励起光を得ることができ、2段階励起で、360nmの紫外光、450nmの青色領域においてアップコンバージョン蛍光を観測した。また励起波長を変えて測定することにより、このガラス中においては励起状態吸収が、2段階励起の支配機構であることを明らかにした。また、ガラス中の希土類イオンの局所構造を明らかにするために、^<151>Eu-メスバウアー効果の測定を行い、フツリン酸塩ガラスにおいては、酸素イオンが優先的にEu^<3+>イオンに配位し、P-O結合の伸縮振動が多フォノン緩和による無輻射損失に寄与していることをフォノンサイドバンドの測定より明かにし、そのため、アップコンバージョン効率が著しく減少することを明らかにした。ガラス中の希土類イオンの配位子場を規定し、各準位の遷多確率や相対的なブランチ比を支配する強度パラメータを吸収スペクトルからJudd-Ofelt理論により算出し、その決定因子とガラス構造の関係について調べた。またその結果を応用して、Tm^<3+>イオンの紫外、青色発光の強度比を制御することに成功した。平成4年度までに、希土類含有ガラスについて以下の知見を得た。Er^<3+>含有ガラスについては、ホストのフオノンエネルギーの小さなガラスにおいて、800nmの半導体レーザー励起により、高強度のアップコンバージョン蛍光が550nmの可視域において観測され、その強度はガラス網目形成物のフオノンサイドバンドにおける振動数の減少と共に増大した。更に励起光波長を変えることにより、ガラスの中の機構がフッ化物中では隣接Er^<3+>イオン間のエネルギー移動によるもので、重金属酸化物ガラス中では励起状態吸収機構によるものであることを明らかにした。

また、ガラス中の希土類イオンの局所構造を明らかにするために、^<151>Eu-メスバウアー効果の測定を行い、フツリン酸塩ガラスにおいては、酸素イオンが優先的にEu^<3+>イオンに配位し、P-O結合の伸縮振動が多フオノン緩和による無輻射損失に寄与していることをフオノンサイドバンドの測定より明かにし、そのため、アップコンバージョン効率が著しく減少することを明らかにした。ガラス中の希土類イオンの配位子場を規定し、各準位の遷移確率や相対的なブランチ比を支配する強度パラメータを吸収スペクトルからJudd-Ofelt理論により算出し、その決定因子とガラス構造の関係について調べた。またその結果を応用して、Tm^<3+>イオンの紫外、青色発光の強度比を制御することに成功した。平成5年度までに、希土類含有ガラスの赤外可視交換特性について以下の知見を得た。Er^<3+>含有ガラスについては、ホストのフォノンエネルギーの小さなガラスにおいて、800nmの半導体レーザー励起により、高強度のアップコンバージョン蛍光が550nmの可視域において観測され、その強度はガラス網目形成物のフォノンサイドバンドにおける振動数の減少と共に増大した。また更に、波長可変色素レーザーにより励起を行ったところ、650nm付近の赤色光励起により、緑色を発することを明らかにした。更に励起光波長を変えることにより、ガラス中の機構がフッ化物中では隣接Er^<3+>イオン間のエネルギー移動によるもので、重金属酸化物ガラス中では励起状態吸収機構によるものであることを明らかにした。Tm^<3+>含有ガラスについては、色素レーザーにDCM色素を用いることにより、630-700nmの励起光を得ることができ、2段階励起で、360nmの紫外光、450nmの青色領域においてアップコンバージョン蛍光を観測した。また励起波長を変えて測定することにより、このガラス中においては励起状態吸収が、2段階励起の支配機構であることを明らかにした。また、ガラス中の希土類イオンの局所構造を明らかにするために、^<151>Eu-メスバウアー効果の測定を行い、フツリン酸塩ガラスにおいては、酸素イオンが優先的にEu^<3+>イオンに配位し、P-O結合の伸縮振動が多フォノン緩和による無輻射損失に寄与していることをフォノンサイドバンドの測定より明かにし、そのため、アップコンバージョン効率が著しく減少することを明らかにした。
統合オミクス解析に基づく侵襲性歯周炎の病態理解

若年者より発症する侵襲性歯周炎(AgP)は、遺伝子の関与が大きい歯周炎として知られている。本研究では、これまでに申請者が構築した日本人侵襲性歯周炎患者のゲノムデータベースのゲノム検体数の拡充を行う。本研究により新たに構築されるデータベースを公的に活用する基盤を構築すると共に、ゲノムワイド関連解析を遂行し、侵襲性歯周炎の発症・進行に関わる疾患関連候補遺伝子の抽出を行う。得られた候補遺伝子に対して、in vitroおよびin vivo解析を行うことでAgP関連遺伝子の機能解析を推進する。世界中の研究者に活用されるバイオサイエンスデータを構築し、AgPに対する新規診断法や治療法の開発に繋げる。若年期に発症し遺伝要因の関与が示唆される侵襲性歯周炎(AgP)について、ゲノムデータベースの充実を図るとともにゲノムワイド関連解析を行い、疾患関連候補遺伝子を抽出する。候補遺伝子について、in vitro細胞培養実験およびCRISPR/cas9による遺伝子編集を行いAgP関連遺伝子を同定する。さらに、患者歯肉縁下プラーク等にメタプロテオーム解析とメタボローム解析を適用しAgPの病態解明を行う。遺伝要因の関与が示唆されながら関連遺伝子が明らかになっていなかったAgPについて、罹患率の低さから検体数の確保が困難な点を日本歯周病学会のAgPデータベースと連携して解決を図り、日本人AgPの原因/関連遺伝子候補群をゲノムワイドに検索して包括的に同定を試みるもので、AgP治療法の新規提案につながることが期待される。
被災したコンクリート系構造物の補修後性能に関する研究

載荷履歴を受けた内蔵鉄骨がボルト接合で組み立てられた非充腹格子型SRC柱の補修後性能を,軸力比・せん断スパン比・一次載荷時の最大変位量を変数にとった実験と,一次載荷時のひずみ履歴の影響を考慮した数値解析で検討した.補修は軽量ポリマーセメントモルタルによる断面成形とひび割れへのエポキシ樹脂注入によった.ひび割れ幅と経験部材角との関係を評価するため,ひび割れ幅の計測を行っており,地震後にひび割れ幅から被災度を判定する基礎資料となる.実験結果を検討し,剛性低下と変形性能の向上の原因を検討した.数値解析の結果は実験挙動を比較的よく予想しており,補修後SRC柱の挙動解析方法の有効性を示した.載荷履歴を受けたコンクリート系部材の損傷度の評価法,および補修後の部材の初期剛性低下のメカニズム,補修後の耐力上昇のメカニズムに関して検討を行うことを目的としている.載荷履歴を受けた後に補修を行った部材の実験データは少なく,その蓄積が重要である.平成25年度は非充腹格子型SRC柱の補修実験を行った.損傷レベルを2種類設定し,ひび割れ幅と損傷度の関係,損傷レベル毎の補修後性能の検討を行った.これまで申請者の行った研究における非充腹型SRC柱の内蔵鉄骨は溶接組立で製作されたものであったが,本研究ではボルトによる組立てた内蔵鉄骨を用いている.一次載荷後の補修はひび割れへのエポキシ樹脂注入を基本とし,一次載荷時に大変形まで載荷を行い,かぶりコンクリートまで損傷を受けている試験体は樹脂モルタルにより断面の整形補修を行った.実験により,既往の研究での補修後の剛性が剛性低下以上の低下率であり,これまでは内蔵鉄骨の存在により剛性低下量がある程度抑制されるとしてきたが,非充腹型SRC柱の補修後剛性はRC柱の剛性低下率と同程度の評価となる場合もあり注意が必要である.また,これまで補修後の最大耐力は,鋼材のひずみ硬化やひずみ時効により上昇することが確認されているが,本実験の試験体では,補修前の一次載荷時の最大耐力までは回復したが,明確な耐力上昇は確認されなかった.補修後の耐力評価も上昇分を考慮すると危険側になる可能性がある.内蔵鉄骨が非充腹型で,かつボルト接合により組み立てられた,鉄骨鉄筋コンクリート柱の実験を行った.せん断スパン比が3,軸力比を0.2と0.4で設定した.0.4は鉄骨鉄筋コンクリートの軸力制限値に近いものである.実験は地震等の載荷履歴を想定した一次載荷と,損傷部分を補修してからの再載荷である二次載荷で行った.一次載荷の最大変形量は,最大耐力時の変形と,最大耐力後に降伏耐力程度まで耐力低下した時の変形量の二種類とした.剛性の低下に関しては既往の内蔵鉄骨が溶接接合時の試験体と同程度の低下量であり,一次載荷時の変形量との傾向も同様であった.最大耐力に関しては,既往の研究では二次載荷時には,鋼材のひずみ時効やひずみ硬化によって耐力上昇が確認されたが,今回の実験では耐力の上昇は確認できなかった.原因としては補修に用いた樹脂モルタルの強度による影響が考えられるが,鋼材のひずみ時効等の関連に関しては未検討であり,今後検討予定である.上記の実験に対して,数値解析により挙動の追跡を行った.ファイバー法による断面解析によって,塑性領域長さを仮定して算定した.一次載荷の実験挙動との比較により解析の妥当性の確認を行い,二次載荷の解析には一次載荷のコンクリートのひずみ履歴を考慮した応力ひずみ関係を用いて算定した.解析により実験結果の挙動を良好に推定することができたが,軸力比が0.4で一次載荷の最大変形量が最大耐力時の試験体では,大変形の領域で実験挙動を予測できなかった.同試験体に関しては,再検討が必要であるが,その他の試験体の結果より,一次載荷と二次載荷の剛性の低下率は解析で予測することができた.載荷履歴を受けた非充腹型鉄骨鉄筋コンクリート部材の損傷度の評価法,および補修後の部材の初期剛性低下のメカニズム,補修後の耐力上昇のメカニズムに関して実験および解析による検討を行った.対象部材は非充腹型鉄骨鉄筋コンクリートのなかでも,震災時に被害の大きかった内蔵鉄骨が格子型のものであり,既往の研究で行われた内蔵鉄骨が溶接接合により組み立てられたものに対して,実状に近いものを目指して内蔵鉄骨はボルト接合で組み立てた.実験パラメータは,せん断スパン比,軸力比,一次載荷時の最大変位量とした.一次載荷後に損傷レベルに合せて補修,二次載荷を行い,載荷履歴後に補修を行った部材の実験データの蓄積,ひび割れ補修後の剛性低下と耐力上昇のメカニズムについての検討を行った.まずは一次載荷後の試験体の損傷状況の検討を行った.被災後の性能回復を検討する際には,部材の損傷度を判定する必要があり,損傷度の判定に関してひび割れ幅に着目し,経験最大部材角と最大ひび割れ幅の関係および残留ひび割れ幅の関係性の検討を行った.残留ひび割れ幅より経験

最大部材角の関係性を示し,被災度判定においてより精度のよい判定に資するデータを示すことが出来た.補修後の剛性低下と耐力上昇のメカニズムを検討するため,一次載荷時の材料のひずみ履歴を考慮したファイバー法による数値解析を行い,せん断スパン比や軸力比によらず,二次載荷の挙動を精度よく示すことができた.載荷履歴を受けた内蔵鉄骨がボルト接合で組み立てられた非充腹格子型SRC柱の補修後性能を,軸力比・せん断スパン比・一次載荷時の最大変位量を変数にとった実験と,一次載荷時のひずみ履歴の影響を考慮した数値解析で検討した.補修は軽量ポリマーセメントモルタルによる断面成形とひび割れへのエポキシ樹脂注入によった.ひび割れ幅と経験部材角との関係を評価するため,ひび割れ幅の計測を行っており,地震後にひび割れ幅から被災度を判定する基礎資料となる.実験結果を検討し,剛性低下と変形性能の向上の原因を検討した.数値解析の結果は実験挙動を比較的よく予想しており,補修後SRC柱の挙動解析方法の有効性を示した.せん断スパン比3の実験及び解析は予定通り進行している.せん断スパン比2の実験は試験体は製作済みで本年度早々に実験開始予定であり,概ね予定通りと判断した.本年度の実験と解析内容に関して,国際会議に投稿し,フルペーパー査読をパスしている.工学,建築構造本年度に引き続いて,せん断スパン比2の実験を行う.一次載荷の結果から,部材の損傷度とひび割れの検討を行う.検討結果より損傷度の評価法が提案できればよい.初年度は実験体制の構築ができており,メインの実験を次年度試験体数を増やして行う予定であり,概ね順調に進展していると言える.時刻歴応答解析も健全部材に対する検討は修了しており,26年度に補修後部材の復元力特性を再現する方法に関して検討を行う予定であり,こちらも順調に進展している.残額は非常に少額であり,調整のための不必要な支出を避け,次年度に合せて使用することにした.本年度行った格子型SRC柱の実験を引き続き行う予定である.ディテールの変更とせん断スパン比の影響を考慮して,26年度に6体の実験を行う予定である.数値解析に関してはファイバー解析を行うよていである,プログラムは現有の物を用い,モデル化の検討も併せて行う.時刻歴応答解析に関しては,補修後部材の復元力特性を再現する方法の検討を行う予定である.消耗品や旅費等の使用に当てる予定である.使用計画通りに使用した結果の残額である.あまり高額な残金でもなく,無駄な使用をすることをせず次年度に繰り越し有効利用するために残金として残しており,基金の場合は報告なしに認められるため,そのようにしました.特に使用計画が変わるほどの残金ではないため,これまでの使用計画を大きく変更することはありません.
微小カプセル型金属キャビティを用いたプラズモニック光集積回路

本研究では,能動光素子を高密度に集積した半導体光回路の実現に向けて,微小金属キャビティを用いた各種プラズモニック素子を開発することを目的とした.まず,応募者が独自に提案したカプセル型微小金属キャビティ構造の作製に向けて,基盤プロセス技術の最適化を進めた.その結果,高解像かつ側壁の粗さを軽減した構造を作製することに成功し,室温レーザ発振動作を観測した.さらに,電流ブロッキング層を導入した電流注入型素子を試作し,電流注入下における低温レーザ発振に成功した.また,光導波路に結合したキャビティ構造を新規に設計し,素子の試作実証に成功した.本研究では,半導体レーザーを高密度に集積した光回路の実現に向けて,サブミクロンサイズの小さな半導体レーザを開発することを目的とした.まず,カプセル型微小金属キャビティ構造の作製に向けて,基盤プロセス技術の最適化を進めた.具体的には,素子形状の解像度をさらに向上させるため,新たにHSQをレジストに用いた電子線描画リソグラフィープロセスを導入した.また,反応性イオンエッチングプロセスの条件出しを行い,エッチング後に表面処理プロセスを導入することで,側壁の粗さを軽減することを見出した.以上の結果,各種大きさの異なるカプセル型微小金属キャビティ構造を作製することに成功した.パルス光励起下で,初めて室温レーザ発振動作を観測した.さらに,カプセル形状を導入することで,設計通り共振器内の光損失を抑え,モード抑圧比を大幅に改善できることを実証した.並行して,電流励起レーザの実現を目指し,電気抵抗による発熱を考慮した詳細な数値解析を行うことで,電流ブロッキング層を導入した電流注入型素子を新たに設計した.設計した素子を試作し,78Kにおいて電流注入下におけるレーザ発振に初めて成功した.当初計画通り,初年度に基盤デバイスプロセスの最適化を完了し,その上で,光パルス励起下での室温レーザ発振,および,電流注入下での低温レーザ発振に成功した.一方,最終目標である電流注入による室温連続発振に向けては,素子の内部抵抗による発熱など,当初想定していなかった問題が明らかになり,今後解決する課題が生じた.本研究では,半導体レーザーを高密度に集積した光回路の実現に向けて,サブミクロンサイズの小さな半導体レーザを開発することを目的とした.まず,カプセル型微小金属キャビティ構造の作製に向けて,基盤プロセス技術の最適化を進めた.具体的には,HSQレジストを用いた電子線描画リソグラフィープロセス,および,エッチング後の表面処理プロセスを新たに導入し,反応性イオンエッチングプロセスの条件出しを進めることで,高解像かつ側壁の粗さを軽減したカプセル型微小金属キャビティ構造を作製することに成功した.その結果,パルス光励起下で,初めて室温レーザ発振動作を観測した.並行して,電流ブロッキング層を導入した電流注入型素子を試作し,78Kにおいて電流注入下におけるレーザ発振に成功した.さらには,光導波路に結合した微小レーザの数値解析を行い,共振Q値を制御するための新規設計を提案し,数値シミュレーションにより,その有効性を実証した.本研究では,能動光素子を高密度に集積した半導体光回路の実現に向けて,微小金属キャビティを用いた各種プラズモニック素子を開発することを目的とした.まず,応募者が独自に提案したカプセル型微小金属キャビティ構造の作製に向けて,基盤プロセス技術の最適化を進めた.その結果,高解像かつ側壁の粗さを軽減した構造を作製することに成功し,室温レーザ発振動作を観測した.さらに,電流ブロッキング層を導入した電流注入型素子を試作し,電流注入下における低温レーザ発振に成功した.また,光導波路に結合したキャビティ構造を新規に設計し,素子の試作実証に成功した.前年度の成果をもとに,光導波路と微小金属レーザを集積することで,微小レーザからの光を単一の導波路モードに結合して取り出すことを目指す.さらに,光導波路上に電流注入型共振器構造を集積した微小な光変調器/受光器の試作実証を試みる.光エレクトロニクス
筋骨格系のバイオメカニクスと運動機能に関する研究

“歩く",“走る",“跳ぶ",といった身体全体の動きから,“まわす",“つまむ"といったマニピュレーションまで,我々が日常行っているさまざまな運動は,筋骨格系という多自由度のリンク機構を外部環境との相互作用のもとで適応的に制御することにより実現されている.たとえば,ボールや箱などを両手で操作する場合,物体の位置・姿勢制御とそれにかかる力(内力)の制御を同時に行う必要がある.特にボールのように変形する物体(ここでは,動的対象物と呼ぶ)の場合は,手先・関節・筋のインピーダンス設定と両上肢の冗長自由度拘束が重要な役割を果たす。本研究では,運動目的および対象物動特性と上肢インピーダンス・プランニングとの関係を解析し,マニピュレーション作業における人間の制御方策を明らかにすることを目的としている.本年度は基礎実験として,手首関節により剛体および動的対象物を左右に移動させる実験を行った(肘は台に固定).右へ60mm移動させた時の両手首屈筋・伸筋のEMGを測定した.剛体対象物に対しては,対象物を右に駆動するため右手伸筋,左手屈筋のみが活動するのに対して,動的対象物では,左右手首関節の屈筋・伸筋が同時に活動することが明らかになった.屈筋・伸筋の同時活動は対象物の駆動には寄与しない.これは被験者が手首関節の運動インピーダンスを意図的に大きくして制御していることを意味する.また,対象物の粘性が小さい場合は,同時活動の振幅レベルがさらに大きくなる.このことは被験者が対象物の動特性に応じて手首関節のインピーダンスを調節していることを意味する.この調節原理が筋の双線形モデルを組み込んだ協調制御モデルで説明できることを示した.“歩く",“走る",“跳ぶ",といった身体全体の動きから,“まわす",“つまむ"といったマニピュレーションまで,我々が日常行っているさまざまな運動は,筋骨格系という多自由度のリンク機構を外部環境との相互作用のもとで適応的に制御することにより実現されている.たとえば,ボールや箱などを両手で操作する場合,物体の位置・姿勢制御とそれにかかる力(内力)の制御を同時に行う必要がある.特にボールのように変形する物体(ここでは,動的対象物と呼ぶ)の場合は,手先・関節・筋のインピーダンス設定と両上肢の冗長自由度拘束が重要な役割を果たす。本研究では,運動目的および対象物動特性と上肢インピーダンス・プランニングとの関係を解析し,マニピュレーション作業における人間の制御方策を明らかにすることを目的としている.本年度は基礎実験として,手首関節により剛体および動的対象物を左右に移動させる実験を行った(肘は台に固定).右へ60mm移動させた時の両手首屈筋・伸筋のEMGを測定した.剛体対象物に対しては,対象物を右に駆動するため右手伸筋,左手屈筋のみが活動するのに対して,動的対象物では,左右手首関節の屈筋・伸筋が同時に活動することが明らかになった.屈筋・伸筋の同時活動は対象物の駆動には寄与しない.これは被験者が手首関節の運動インピーダンスを意図的に大きくして制御していることを意味する.また,対象物の粘性が小さい場合は,同時活動の振幅レベルがさらに大きくなる.このことは被験者が対象物の動特性に応じて手首関節のインピーダンスを調節していることを意味する.この調節原理が筋の双線形モデルを組み込んだ協調制御モデルで説明できることを示した.
肝移植手術におけるカルペリチドの効果

カルペリチド投与により、阻血再灌流障害が著明に軽減される可能性が示唆された。レシピエントラットの左外頸静脈にポリエチエンチーブ(PE-90)をカニュレーションし、再灌流後120分間、0.01γ、0.03γでカルペリチドの持続静注を行う。プラセボ群では生理的食塩水を8ml/kg/hrで投与する。肝機能の機能はICG血漿消失率で蛍光法にて評価した。その他乳酸値、アミノトランスフェラーゼ、血液ガスのベースエクセスの血液データを解析した。さらに血圧、心拍数などの血行動態の他、心係数や末梢血管抵抗などのスワンガンツデータを分析した。全ての測定は、麻酔導入後、阻血開始直前、肝切除終了直後、肝切除終了直後60分の4ポイントで行った。カルペリチドは血行動態には影響を与えなかった。ICG血漿消失率と乳酸値はプラセボ群とカルペリチド群との間で有意差を認めた。一方で、PGE1群と対象群では両因子とも有意な差を認めなかった。ラット同所肝移植モデルで、カルペリチドにより再灌流障害が軽減される可能性が示唆された。前年度に引き続き,レシピエントラットの左外頸静脈にポリエチエンチープ(PE-90)をカニュレーションし,再灌流後120分間,0.01γ,0.03γでカルペリチドの持続静注を行った。プラセボ群では生理的食塩水を8ml/kg/hrで投与した。その他乳酸値,アミノトランスフェラーゼ,血液ガスのベーススエクセスの血液データを解析した。さらに血圧,心拍数などの血行動態の他,心係数や末梢血管抵抗などのスワンガンツデータを分析した。全ての測定は,麻酔導入後,阻血開始直前,肝切除終了直後,肝切除終了直後60分の4ポイントで行った。一方で,PGE1群と対象群では両因子とも有意な差を認めなかった。ラット同所肝移植モデルで,カルペリチドにより再灌流障害が軽減される可能性が示唆された。レシピエントラットの左外頸静脈にポリエチエンチープ(PE-90)をカニュレーションし、再灌流後120分間、0.01γ、0.03γでカルペリチドの持続静注を行った。その他乳酸値、アミノトランスフェラーゼ、血液ガスのべ-スエクセスの血液データを解析した。さらに血圧、心拍数などの血行動態の他、心係数や末梢血管抵抗などのヌワンガンツデータを分析した。ICG血漿消失率と乳酸値まズラセボ群とカルペリチド群との問で有意差を認めた。ラット同所肝移植モデルで、カルペリチドにより再灌流障害が軽減される可能件が示唆された。
最終強度解析に基づく板構造の信頼性評価に関する研究

平成2年度と3年度の2ケ年間に亘って最終強度解析に基づく板構造の信頼性評価に関する研究を行い,次の成果を得た。1.従来の塑性節点法と有限要素法を組合せた解析法による立体骨組構造の信頼性評価システムの理論を基礎として,有限要素に膜要素を用いることにより連続体に適用可能な立展薄板構造の信頼性評価システムを開発,提案した。なお,膜要素の塑性化条件式として,トレスカの降伏条件式に加えて座屈・圧壊を考慮した線形化破損条件式を用いることにより,より一般的な最終強度条件式の開発・提案も同時に行っている。2.基礎的モデルとして,曲げおよび剪断を受ける六角中空断面梁あるいは曲げを受ける隔壁付箱形断面梁の崩壊解析に対して,本システムを適用し,数値計算を行うとともに,結果に対する考察から本システムの性能を確認した。3.実構造への適用性を検討するため,大型タンカ-およびバルクキャリヤ-の船体主構造に本システムを適用し,一二の想定荷重条件に対して数値計算を行った。各想定荷重条件に対する最終崩壊モ-ドの特徴とその生起確率の傾向等に関する考察から本システムの有効性を確かめた。なお,き裂を含む脆性板要素の取扱いについても,本システムの膜要素の剛性低下的モデとして再解析する方法を検討している。今後、具体的構造へ適用し、数値的検討を加えていく予定である。最後に,本システムの開発および数値計算にあたっては,本科学研究費補助金にて購入したワ-クステ-ションNEWS3860システム等を使用したことを付記する。本研究は、平板で構成された板構造の複合静荷重下での座屈および塑性崩壊等の最終強度解析に基づく信頼性評価のための基礎的研究であり、本年度における成果は次の通りである。1.解析にあたって、有限要素として最も基本的な一定歪膜要素を使用し、板構造を立体膜要素構造にモデル化した。2.膜要素の塑性化条件式として、トレスカの降伏条件式に加えて座屈・圧壊を考慮した線形化破損条件式を用いることにより、より一般的な最終強度条件式を開発・提案した。3.従来の塑性節点法と有限要素法を組合せた解析法により,最終崩壊モ-ドとその安全余裕(構造の限界状態基準式)を求めるとともに、分岐限界法を用いて確率的に卓越する主要崩壊モ-ドを自動選定し、その生起確率を計算する立体薄板構造の信頼性評価システムを開発した。4.本システムを、まず基礎的な立体薄板(六角中空梁)構造に適用し、曲げおよび剪断荷重条件下で数値計算を行った。圧縮応力を受ける要素については座屈・圧壊を考慮した場合のものの方が,考慮しない場合のものより構造全体の信頼性も低下すること等妥当な結果を得た。5.また、60000DWTタンカ-の船体主構造を想定した、隔壁付箱型梁構造に適用し、縦曲げ荷重条件(ホギング状態)下で計算を行った。本解析例では、座屈圧壊を考慮しているため、船底部および船側部の取合部の要素の破損よりなる崩壊モ-ドが卓越していること等が明らかになった。(第10回海洋工学シンポジウム論文集参照)6.今後は、バルクキャリヤ-等についても計算を行い,船種による主要破損モ-ドやその生起確率の相違等を検討していく予定である。7.また,き裂を含む脆性板要素の取扱いについても検討を行い,構造全体の破損に及ぼす影響を調べる予定である。研究計画の最終年度である,平成3年度には次のような成果を得た。1.昨年度開発した塑性節点法と有限要素法を組合せた解析法による立体薄板構造信頼性評価システムの実構造への適用性を検討するため,大型タンカ-およびバルクキャリヤ-の船体主構造の崩壊解析を試みた。得られた結果を要約すると次の通りである。(a)立体膜要素の限界状態基準式として,従来のトレスカの降伏条件式に加えて座屈・圧壊を考慮した破損条件式を用いることにより,より一般的な立体薄板構造の信頼性評価を可能とした。