hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
耐熱金属上への貴金属被覆による耐食性向上

水の熱分解により水素を製造する方法の一つである"UT-3サイクル"では、装置材料が1000K付近の臭素を含む厳しい腐食環境にさらされる。このサイクルの実用化のためには、装置を加工性の優れた金属材料で構成する必要があるが、一般の実用金属材料ではこの過酷な腐食環境に耐えうるものはない。そこで、本研究では、耐食性の優れたPtやIr膜をMOCVD法によりSUS304鋼およびNi基合金(Incone1625、Incoloy825)などの各種耐熱金属材料上に被覆し、それらの耐食性を向上することを試みるとともに、PtとIrの耐食性の違いを調べた。Ptを20μm以上被覆した場合には、いずれの金属材料とも耐食性が向上し、耐食による質量増加は低減した。腐食前後の表面組織の変化もなかった。しかし、Ptは、FeやNiと相互に拡散するため、Ptの膜厚が20μm以下では良好な耐食性を示さなかった。また、表面にCr_2O_3相が認められ、Pt/金属界面付近にはボイドが見られた。Irを被覆した場合にも腐食による質量増加はほとんどなく、表面組織の変化も認められなかった。IrではFeやNiとの相互拡散が起こらないため、Ir/金属界面にボイド等は認められず、Ir膜厚が10μm程度でも十分な耐食性を示した。本研究で用いた3種類の金属材料の中では、Ir膜を被覆したIncone1625が最も優れた耐食性を示した。
歯牙形成過程のシアロ複合糖質に関する免疫組織化学的および遺伝子組織化学的研究

(研究目的)シアロ複合糖質の代謝酵素の一つである細胞質シアリダーゼが、歯の形成過程で何時どのくらい出現するかを経時的に追跡し、歯の形成における本酵素とシアロ複合糖質の意義をかいま見ること。(研究結果)本酵素の抗体を用いた免疫組織化学的研究から、ラット臼歯歯胚における本酵素は、胎生期にほとんど出現しないが、生後2日には将来の咬頭部に目立つようになった。出現部位は、歯胚の上皮および歯乳頭であった。その後、歯乳頭では免疫染色性が徐々に高まり、歯の萌出時にピークに達した。これとは対照的に、歯胚上皮では出現時の低い免疫染色性がそのまま歯の萌出時まで続いた。口腔粘膜上皮では、生後16日に本酵素は出現し、その免疫染色性が高まって生後18日にはプラトーに達し、以降そのレベルが維持された。したがって、歯胚上皮と口腔粘膜上皮とは歯堤を介して構造的なつながりを持つので、歯堤の途中に本酵素の免疫染色性が急に低下する部位が見られた。上記の結果をより確実なものとするため、本酵素のmRNAについても出現時期と出現量を明らかにすべく遺伝子組織化学的手法によって試みたが、非特異的な染色が多く、まだ明確な結果を得ていない。現在、特異的な染色結果を得るべく染色方法を吟味している。(結論)今回の結果から、本酵素は歯髄の形成や機能と密接に関係する可能性が示唆された。さらに、本酵素の生物学的意義を明らかにする手がかりが得られたと思われる。すなわち、歯堤において、本酵素が明確に出現していえる上皮とほとんど出現していない上皮とを細胞の微細構造について比較し、本酵素と細胞活性との関連性を明らかにできれば、本酵素の意義を知る手がかりとなろう。その点を研究課題とする科学研究費補助金(平成7年度)を文部省に申請した。
初等・中等教育における学力向上の理念と政策に関する日独比較研究

本研究の目的は、日本およびドイツ連邦共和国において、初等教育および中等教育での学力向上がどのような理念に基づいており、どのような政策によって実現されようとしているのかについて、学校の組織改革の取り組みに焦点を当てながら、日独での比較研究を進めることをとおして明らかにすることであった。とくにドイツにおける全日制学校の拡充をおもな研究素材として取り上げ、先行研究の他に、現地での学校訪問や研究者や教育行政機関の関係者へのインタヴューをとおして情報収集およびその分析に取り組んだ。その結果、明らかになったのは次の3点である。第一に日独両国に共通して言えることは、学力向上の取り組みが中央集権的な政策によってなされているということである。第二にドイツの全日制学校の拡充に限定して言えば、全日制学校の拡充は学校の役割変容を示すとともに、学校生活への適応などを重視しているという点で学力向上における基盤整備の意味合いが強いということである。第三に日本と大きく背景を異にする点として、全日制学校の拡充においても見られた点であるが、ドイツでは移民を背景とする生徒への対応が学力向上において重要な課題になっているということである。なお、4年間に及ぶ研究期間内では、ドイツにおける教育政策の展開が激しく、ドイツにおける最新の動向を把握することに大半の時間が割かれたため、ドイツと日本の現状把握を基盤とした日独比較までは十分に論じることができず、仮説的な論述に止まらざるを得なかった。日独比較については、今後さらに情報を収集するとともに分析に時間をかける必要がある。今年度は以下の点について取り組んだ。第一に、日本の初等教育における学力向上の理念と政策に関する情報を収集し、分析を行うという課題に取り組んだ。日本においても、PISA、TIMSSの結果を受けて学力低下問題が取り上げられるようになってきている。それにともない、ゆとり教育の見直しが叫ばれ、学力向上の理念や政策に関する論議が高まってきている。しかしながら、まだ学力向上の理念や政策が明確化されているとはいえず、ここ数年の動向を見定める必要があるというのが日本の現状である。第二に、ドイツの初等教育における学力向上の理念と政策に関する情報を収集し、分析を行うという課題に取り組んだ。ドイツでは、2000年に実施されたPISAの結果をうけて、学力向上に関する論議が巻き起こり、さまざまな取り組みが模索されてきている。その中でもとりわけ重要な取り組みが、全日制学校の拡充と教育スタンダードの改訂および作成である。前者は、伝統的に午前で終わる学校教育を午後まで延長し、さまざまな教育的ケアを提供しようとするものである。後者は、教育目標や児童・生徒が身につけるべき能力に関する枠組みを意味し、初等教育の修了時、あるいは第9学年の修了時での教育スタンダードの作成が進められてきている。この他に、就学前の言語支援の取り組みや教員養成改革など、多方面にわたる取り組みが見られる。以上の2点について研究を進めたが、どちらかといえば、第二の点に比重が置かれる結果になったといえる。ドイツでは次々と新たな取り組みが進められている一方、日本ではまだ明確な方向性が示される段階に至っていないためである。その意味で、次年度においてもドイツの取り組みにやや比重が置かれることになることが想定される。第一に、日本の中等教育における学力向上の理念と施策に関する情報を収集し、分析を行うという課題に取り組んだ。日本では、PISAやTIMSSの結果を受けて学力低下問題が取り上げられ、学力低下論争が見られた。これにともない、すでに自治体レベルにおいては各種の学力テストが広範に実施されている。また、各自治体において、学級編制の弾力化にともない少人数学級が導入され、教職員の定数改善により少人数指導も広く実施されてきている。日本野中等教育では、1人ひとりにきめ細かな指導を行うことをとおして学力向上を図ろうとする取り組みが見られる。

さらに次の学習指導要領では、2003年に実施されたPISAの結果を受け、言葉の教育に力を入れていくことが明らかにされ、学力向上政策に変化が見られる。第二に、ドイツの中等学校における学力向上の理念と政策に関する情報を収集し、分析を行うという課題に取り組んだ。ドイツでは2000年に実施されたPISAの結果を受けて学力向上に関する議論が巻き起こり、2003年に実施されたPISAの結果を受けて、依然としてさまざまな取り組みが模索されてきている。その中でも中等教育に限っていえば、教育スタンダードの改訂および作成、州レベルでの学力テストの実施、さらには、アビトゥーア制度の改革を学力向上に関する政策として挙げることができる。いずれの政策も児童・生徒の成績を学校の出口でしっかりと把握するための取り組みである。学校プログラムや学校評価といった学校組織に関する取り組みにも力が入れられており、学校という教育機関の機能を多面的に高める取り組みが見られる。以上の2点について研究を進めた。国家レベルの理念や政策だけでなく、各自治体レベルでの取り組みにも関心を向ける必要がある。とくに日本では、教育の地方分権化が進んできており、国家レベルの取り組みだけで加く、自治体レベルの取り組みも分析していく必要がある。今年度は以下の点について取り組んだ。第一に、1年目および2年目に取り組んできた日本とドイツの初等教育および中等教育における学力向上の理念と政策に関する情報を収集し、分析を行うという作業の補強を行うことであった。今年度はとりわけ、ドイツにおける全日制学校の取り組みを中心に情報収集を行った。PISAショック後のドイツでは、半日制学校から全日制学校への転換が大規模に図られている。ドイツでは、根底には学力向上という理念がありながらも、直接的な学力向上の取り組み以前の課題に直面している。すなわち、移民の増加による言語教育の必要性の増加、離婚や母親の就労にともなう家庭学習への援助の必要性の増加などである。これにより、直接的な学力向上というよりも、むしろ学力向上の基盤となる環境整備に重点を置いていることが明らかとなった。ノルトライン・ヴェストファーレン州では、とりわけ日本の小学校にあたる基礎学校において全日制学校への大規模な取り組みが見られ、一部には民営化している取り組みも見られた。第二に、日本とドイツの初等教育および中等教育における学力向上の理念と政策を根源的に形づくっている教育文化に焦点を当て、両国の取り組みの特質を明らかにすることであった。この点から見ると、日本とドイツでは社会の中で学校が果たしている役割は大きく異なっていることが明らかとなった。ドイツにおいて全日制学校への転換が図られることにより、日独の相違点は次第に小さくなってきていることを確認することができた。すなわち、社会の中で学校が果たす役割はドイツにおいて急激に増してきており、学力向上においても学校が重要な役割を担いつつあるということである。ドイツでは文化高権という州の教育権限が強く、州ごとに多様な取り組みが見られるため、可能な限り多くの州の取り組みを見ていく必要がある。
高分子ソフトマテリアル界面の時空構造とその制御

シラシクロブタンーメタクリル酸ジブロックコポリマー水面単分子膜のナノ構造をX線反射率および中性子反射率測定により詳細に調査した。その結果、水面上の疎水相と水中の高分子、ブラシ構造の問に、親水鎖が密に詰まった「絨毯」状の層が存在することを見いだした。従来、界面における高分子ブラシは、界面から一様に垂直方向に伸びた構造と考えられており、このような「絨毯」構造の存在は、新たな発見である。ブラシ構造と絨毯構造の有無は、親水鎖長、表面圧、およびpHに大きく依存することも判明した。親水鎖長が十分に短い場合、すべての親水鎖が絨毯構造を形成し、ブラシ構造は形成されなかった。また、親水鎖長が長い場合でも、表面圧が低い場合は、絨毯構造のみ存在することが明らかとなった。さらに、いずれの条件下でも、絨毯構造の厚さは、15-20Åと一定であり、このcritical thicknessの存在が興味深い。高分子ブラシのナノ構造とダイナミクスをより詳細に調査する目的で、ガラス平板上およびシリカコロイド粒子表面上への高分子の表面グラフト重合を試みた。ラジカル重合の手法を用いて、強酸であるスルホン酸基を有するグラフト高分子の形成に成功したことを、赤外吸収分光法、接触角測定、原子間力顕微鏡、X線反射率測定により確認した。コロイド粒子系に対しては、そのブラシ部分のダイナミクス検出のため、中性子スピンエコー測定を行った。さらに、新規な界面高分子組織体の創出を目指し、スルホン酸基を有する両親媒性高分子の合成を試み、それに成功すると共に、その特異的性質を調査した。その結果、この新規なポリマーは、気水界面に吸着することなく水中でミセルを形成することが判明し、従来の低分子界面活性物質とは全く異なる性質を有することを発見した。
時空間コンテンツ活用のためのジオセントリック情報プラットフォームの研究

まず、提案プラットフォーム上で時空間コンテンツ生成時に利用される機械学習に必要不可欠な前処理を効率的に実行するネットワークアーキテクチャを検討し、その有効性をシミュレーションで検証した。また、基礎的な時空間コンテンツ生成機能をApache Kafkaに実装し、実ネットワークでの実験からその有効性と問題点を明らかにした。また、地域で収集したIoTデータや生成コンテンツを利用する際の実空間での物理的な位置関係に着目し、実空間指向のコンテンツ配信モデルを検討した。多数のセンサデータを遠方から活用するシナリオを用い、利用者との距離に応じネットワークでのデータ転送過程でデータ粒度を荒くする配信を試作した。次に、時空間コンテンツをリアルタイムに生成するプラットフォームを設計するために、人流観測や交通安全を対象としたシステムを試作し、機械学習やその前処理といった共通機能を抽出した。さらに、機能の入力となる実世界情報の完全性・真正性を保てるように、ブロックチェーンを活用したデータ管理技術を検討した。また、ユーザが時空間コンテンツを事前把握できないため、前処理のためのネットワークアーキテクチャを有効活用し、データ蓄積サーバが取得するデータ要求の統計情報を基に、時空間コンテンツを保持する異分野連携サーバの推定手法を提案した。シミュレーションにより、コンテンツの確実な取得に加え、ユーザに気づきを与えられることを示した。次に時空間コンテンツ配信に活用する情報滞留方式において、車両密度が低い環境における情報滞留及びデータ提供エリアを改善する適応型データ送信制御手法を検討した。その後、シミュレーションにより提案手法の有効性を評価し、従来の方式と比べ提供エリアを約10%改善できることを示した。最後に、プラットフォーム全体アーキテクチャの連携手順や交換情報について全研究者で検討を開始した。各機関ともそれぞれの担当の観点から検討を進めるとともに、定期的なミーティングを開催して、進捗を確認するとともに課題について積極的な議論を進めている。外部発表も主たる機関より実施されており、当初の狙いにほぼ沿った形で進展している。引き続き、(1)地理空間調和型IoTデータ収集/処理技術、(2)時空間コンテンツの効率的検索/発見技術、(3)環境適応型コンテンツ配信技術、の担当者が互いにジオセントリック情報プラットフォーム全体の視点を考慮した上で検討を進めるとともに、定期的なミーティングを行って進捗報告・課題解決に向けての議論を行う。これらの打ち合わせを通じて、(4)ジオセントリック情報プラットフォームに関する議論を深めていく。また、必要に応じて、実機による小規模なシステムを構築し、パフォーマンス検証を実施してゆく予定である。NICTとNSFによる日米共同研究JUNO2「スマートコミュニティを支える高信頼ネットワーク構成技術」において、「高信頼設計エッジ・クラウド・ネットワーク(RECN)」というテーマで採択された。
日本型企業間システムの変革と東アジア展開に関する研究-自動車産業と鉄鋼業を中心に

自動車産業、鉄鋼業を中心に、日本、韓国、中国、タイ、マレーシア、米国で実地調査を展開し、自動車部品取引(日本国内における発展・変革/日本企業による東アジア展開/日韓比較・日韓間移転)、鉄鋼企業システム・原料調達システム、鉄鋼販売システムの各分野で計8件の雑誌論文、6件の図書などに結実した。全体を通じて、持続的経済拡大の歴史的経験のなかから生まれた資本節約的な企業間システムとして特徴づけることができる。1.日本自動車サプライヤー・システムの変革について(1)〓(李)(2006)はトヨタ自動車の部品協力会「協豊会」への訪問調査等にもとづき、同会の発展過程において完成車メーカーとサプライヤーとの間の信頼、学習、組織化が相乗効果を発揮し、組織能力を倍加してきたことを明らかにした。(2)日産の場合は既存のサプライヤーの再編成を伴う改革を行ったが、トヨタのCCC21運動では、コンセプトンイン、即ち更なる組織間機能統合を用いてコストダウンを実現している。また、2000年と2005年の間に、トヨタのサプライヤー組織は大きな再編成は見当たらないという事実もこのような脈絡で理解することができる。以上、〓(李)(2006)。(3)中山(2006)(2007)はホンダのケーススタディをおこない、生産システムの形成には製品設計思想が大きく関わっていることを明らかにした。(4)このほか、中山は日産自動車の部品協力会「日翔会」(2000年以降の変容)、ホンダ(世界最適購買に向けた取組)の訪問調査をおこなった。2.自動車サプライヤー・システムの日中比較・日中間移転について(1)中山と田中は中国現地調査をおこない、(1)日系(広州トヨタとサプライヤー)、(2)米国系(上海GM)、(3)中国民族系(奇瑞、吉利とサプライヤー)各企業を訪問した。日系では日本型サプライヤー・システムが比較的ストレートに持ち込まれているが、米国系、民族系ではよりオープンな方向に進んでいることがわかった。3.鉄鋼企業システム・原料調達システムについて(1)田中(2006)は日本の鉄鋼原料調達システムの形成過程と現局面について論じ、現在が1960年代に次ぐ大きな環境変化の時期であること、ただし世界的な原料調達システムの変革は生じていないことを明らかにした。(2)このほか田中は、目本鉄鋼企業への訪問調査、鉄鋼原料調達システムの日米比較・関係史的な研究、19902000年代の世界鉄鋼企業システムのデータ整理・分析を進めている。個人ベースでの研究を基本とし、4月に打合せをおこなうとともに、8月と3月に研究会をもち、それぞれ全員が役割分担に基づいて報告した。研究代表者の田中は雑誌論文2件、学会発表1件を発表した。雑誌論文1,2では戦後日本の鉄鋼原料調達における企業間システムの形成過程とそれが現在直面している危機について論じた。学会発表1は東アジア4カ国鉄鋼業における企業システムを日本を基準として比較したものである。また日本国内で鉄鋼メーカー1件、商社1件、ユーザー(造船)1件、海外で鉄鋼メーカー3件、商社1件、ユーザー(自動車)3件の調査をおこなった。研究分担者の中山は、昨年度に引き続き、中国広州地域におけるトヨタ、ホンダおよび部品サプライヤーの現地進出にかんするヒヤリング調査をおこなった。成果の一部は2つの研究発表としてその報告集に収録された。学会発表2では、ホンダのケースを取り扱い、現地適応のほか連続的な革新追求が必要であることを明らかにした。学会発表3では、現地適応の過程で生産システム革新に取り組んだ独立系部品サプライヤーケのースを紹介した。研究会では日産自動車のサプライヤーシステムの変革について報告した。研究分担者の李による雑誌論文3は、韓国企業におけるトヨタシステムのベンチマーキングやその導入の問題点を指摘し、その改善策を提示したものである。トヨタシステムを構成する、生産システム、企業間取引システムなどは、トヨタウェイというより企業理念により支えられており、個別の手法を学習し、導入しただけで、トヨタ式を再現することはできない。全社的な観点から各手法間のコンテキストに留意しながら、導入する必要がある。研究会ではトヨタのサプライヤーシステムの長期動向について論じた。1.鉄鋼販売システムおよび鉄鋼原料調達システム:田中は日本の自動車用鋼板取引制度の企業別の違い(雑誌論文1)、鉄鋼企業と総合商社との分業による原料調達の歴史的変遷を概括し、米国との比較における特徴を明らかにした(学会発表4,図書2)。2.自動車部品サプライヤーシステム:(1)中山は中国、タイ、米国などでの資料・現地調査を通じて、日本企業による自動車部品の現地生産を進めるうえで現地研究開発体制の構築が課題となっており、ホンダなど完成車メーカーによる支援が進められていることを明らかにした(学会発表5,6など)。(2)李は韓国自動車部品サプライヤーの全体像を分析した。90年代末の経済危機以降、外資による合弁・系列化が進むとともに短期的には業績改善がみられたが、潜在的脆弱性を孕んでおり、長期的にはグローバル戦略提携だけでなく系列サプライヤー育成の必要がある(学会発表8など)。(3)田中は中国国有企業による日本型サプライヤーシステム

導入事例を検討した(学会発表1,2,3)。3.また企業間システムの土台となる雇用システム、生産システムについても各自研究を進めた。4.以上をふまえ、次のような総括の見通しを得た。(1)日本型企業間システムとは分業による事業システムであり、(2)所有支配よりもプロセスを通じた機能的統合を追求する点に眼目がある。(4)それは持続的経済拡大局面での長期的調整および革新的適応に強みをもつ一方、停滞および環境激変局面での革新的適応では弱点をもつ。(4)東アジアの後発工業化局面に適しており、中長期的に移転・普及が続くと考えられる。以上の知見について早急に成文化するよう努力したい。
区分的に滑らかな性質を有する連続系のモデル化とその分岐構造に関する研究

前年度の基礎研究を受け、最終年度となる本年度は、高次元系におけるおけるモデリングと分岐解析、その工学的応用について検討した。1.n次元系で記述される区分的に滑らかな系のモデル化手法の確立と分岐追跡アルゴリズムの提案前年度の知見を応用し、区分的に滑らかな連続系に一般的に適用可能な周期点、特性乗数、分岐パラメータを計算するアルゴリズムを理論的に構築した。状態と時刻の組み合わせによって連続系は様々な種類に分類されるが、それぞれに関して解析を行ううえで核となるPoincare写像の構成法が異なっている。そこで、各々の系における固定点、周期点、分岐パラメータ値を計算する手法を提案し、下記の電力変換回路に適用することで、提案手法の正当性を示すとともにその分岐構造を示した。2.電力変換回路における検討複雑な振動現象が発生しない大規模回路網は現在までに多くの研究が行われているが、上記の手法をこれまでに提案されてきた解析手法に取り込むことで、カオスアトラクタを含む様々な種類の複雑な振動現象も考慮した、より一般的な分岐構造の解析を可能とした。また、カオスアトラクタの抑制法をモデリングの視点から考えた。また、この種の回路には当然発生し得る非線形現象を避けるのではなく、積極的にカオスアトラクタを取り扱う立場にも立ち、回路に発生するm-pieceカオスアトラクタの性質について検討した。とくにH-bridgeインバータについては3領域で構成される区分的に滑らかな系を導出し、その性質について詳細に解析した。本年度は,区分的に滑らかな系と状態・時刻混合型断続特性を有する連続系の関連性に関する基礎研究を行った.1.区分的に滑らかな離散系に対応した連続系を構成する手法の確立と電気回路系での実験状態・時刻混合型断続特性を有する力学系の状態断続特性を不連続に与えることで,任意の領域数で記述される区分的に滑らかな離散系を構成できることがわかった.特に領域数が4で記述される区分的に滑らかな離散系と対応した連続系モデルについて詳細な解析を行った.また,系にみられる非周期振動についても数学的な枠組で解析を行い,力学的な構造を明らかにした.さらに,電気回路系において上記を実現し,モデル化された連続系について理論的・実験的に検討した.n次元への拡張についても実装中である。2.上記の力学系にみられるカオスアトラクタの制御1.に伴いこの種の力学系の安定性解析が可能となった.この情報を基に合成写像を応用した一般的な制御法を提案した.また,この手法を実回路に適用し本手法の正当性を示した.3.直流断続例示による変圧器偏磁現象の解析変圧器が接続される非線形コンダクタンス回路における解析法の確立に向けた第一歩として,変圧器に交流電流が接続され整流器により一方向に整流された電流の流れる回路の一考察を行った.周期的にSITがONおよびOFFとなる非線形断続回路の性質を利用し,SITの切り替わりに基づいた局所写像を構成し,これらをつなぎ合わせることでスイッチの周期によって離散化された合成写像の構成が可能となった.また,スイッチの周期およびデューティー比の変化が力学系に及ぼす影響について考察した.前年度の基礎研究を受け、最終年度となる本年度は、高次元系におけるおけるモデリングと分岐解析、その工学的応用について検討した。
海藻における脂質過酸化物由来の香気成分の化学的研究

海藻揮発成分中には、脂肪酸からリポキシゲナーゼによるハイドロパーオキサイドの生成、引き続くハイドロパーオキサイドリアーゼを介する経路で生合成される化合物が認められるが、海藻におけるこれら一連の生合成経路の解明に関する報告例は少ない。代表者はこれまでに、海藻中の脂肪酸変換様式解明の一環として、海藻から粗酵素液を調製し、脂肪酸の添加実験により、相当するハイドロパーオキサイドの確認,構造決定ならびに生成物の同定を行い、短鎖,中鎖,ならびに長鎖アルデヒド生合成経路に関する有用な知見を得ている。他方、これらアルデヒド類以外に、過酸化脂肪酸を経由すると考えられる炭素数12,8の第二級アルコール類が海藻精油中に見出され、GC-MS分析ならびに有機化学的合成により、dictyoprolenol, neodictyoprolenol,および1-octen3-olであること同定した。そこで、これらアルコール類の前駆体の過酸化脂肪酸の簡易検出を目的とし、内在性の1-octen3-ol量の豊富なキノコを用いてモデル実験を試みた。まず、バッファー中でシイタケを摩砕し、濾過することにより粗酵素液を調製し、基質としてリノール酸を添加し、変換反応を実施した。生成物の確認をRP-, NP-HPLCおよびGC-MS分析を行った結果、10位に酸素添加が選択的に起こった過酸化脂肪酸である(10S)-HPODE(90%ee)が主に得られ、引き続く開裂反応により、(R)-1-octen-3-ol(90%ee)が増加することが明らかとなった。また、その他のキノコ類においても、前駆体の過酸化物ならびに生成物のアルコールの立体化学の相関が認められた。以上の結果より、1-octen3-ol生合成において、相当する(105)-ハイドロパーオキサイドを経由する機構が初めてシイタケから同定され、海藻における同様な生合成経路の解明に有用であることが示唆された。そこで、これら一連の三年間(平成1416年度)で得られた「海藻における脂質過酸化物由来の香気成分の化学的研究」の若手研究(B)の成果をRecent Research Developments in Phytochemistryへ総説として投稿した。海藻精油中には、高等植物の場合にみられるように、短鎖アルデヒド類(C6,9)が認められ、脂肪酸からリポキシゲナーゼによるハイドロパーオキサイドの生成、引き続くハイドロパーオキサイドリアーゼを介する経路が推定される。しかしながら、海藻におけるこれら一連の経路に関する報告例は少ない。そこで、海藻中の脂肪酸変換様式の解明の一環として、海藻から粗酵素液を調製し、脂肪酸の添加実験により、相当するハイドロパーオキサイドの生成の確認ならびに構造決定を行った。まず、連続蒸留抽出(SDE)法により、様々な海藻から精油を調製し、GC-MSにより分析を行ったところ、藻体によって長鎖,中鎖,短鎖アルデヒドがそれぞれ検出された。海産緑藻ボタンアオサ(Ulva conglobata)においては、短鎖アルデヒド類[hexanal,(2E)-2-hexenal,(3Z)-3-nonenal,(2E)-2-nonenal,(2E,6Z)-2,6-nonadienal]が確認されたため、この藻体を用いて添加実験を試みた。すなわち、リン酸バッファー中で藻体を摩砕し、濾過することにより粗酵素液を調製し、次に、この粗酵素液中へ基質としてリノール酸,リノレン酸を添加し、変換反応を実施した。生成物の確認をRP-,NP-HPLCおよびGC-MS分析を行った結果、ボタンアオサの場合、(9R)-HPODE(>99%ee),(9R)-HPOTrE(>99%ee)が主に得られることが分かった。以上の結果より、短鎖アルデヒド,特にC9アルデヒドであるnonenal, nonadienalの生合成において、相当する(9R)-ハイドロパーオキサイドを経由する機構が推定され、高等植物と比較し特徴的な位置・立体選択性(9R)ならびに高い光学純度(>99%ee)を示すことが明らかとなった。そこで、これら研究成果をBioorganic & Medicinal Chemistryへ投稿した。代表者はこれまでに、海藻中の脂肪酸変換様式解明の一環として、海藻から粗酵素液を調製し、脂肪酸の添加実験により、相当するハイドロパーオキサイドの確認,構造決定ならびに生成物の同定を行い、短鎖ならびに長鎖アルデヒド生合成経路に,関する有用な知見を得ている。今回、連続蒸留抽出(SDE)法により、海産緑藻ボタンアオサ(Ulva conglobata)から精油を調製し、GC-MSにより分析を行ったところ、長鎖,短鎖に加え、中鎖アルデヒドである2,4-decadienalが顕著に検出された。そこで、バッファー中でこの藻体を摩砕し、濾過することにより粗酵素液を調製し、基質としてアラキドン酸,リノール酸を添加し、変換反応を実施した。生成物の確認をRP-,NP-HPLCおよびGC-MS分析を行った結果、11位に酸素添加が選択的に起こった過酸化脂肪酸である(11R)-HPITE(>99%ee)が主に得られ、引き続く開裂反応により、2,4-decadienalが生成し、リノール酸からは得られないことが分かった。

以上の結果より、中鎖アルレデヒド生合成において、相当する(11R)-ハイドロパーオキサイドを経由する機構が初めて海藻中から同定され、その特徴的な位置・立体選択性(11R)ならびに高い光学純度(>99%ee)を示すことが明らかとなった。そこで、これら研究成果をBioorgannic & Medicinal Chemistryへ投稿した。一方、海藻精油を用いた海藻香気のヒトの脳波に及ぼす影響を精査した結果、アナアオサの香気成分がリラクゼーション効果を有する可能性が見いだされた結果を元に、アオサの香気特徴を有する長鎖アルデヒドを有機化学的に合成し、同脳波測定を試みたところ、精油と同様、α波が有為に増加する結果を得たため、Japan Journal of Taste and Smell Researchへ投稿した。海藻揮発成分中には、脂肪酸からリポキシゲナーゼによるハイドロパーオキサイドの生成、引き続くハイドロパーオキサイドリアーゼを介する経路で生合成される化合物が認められるが、海藻におけるこれら一連の生合成経路の解明に関する報告例は少ない。代表者はこれまでに、海藻中の脂肪酸変換様式解明の一環として、海藻から粗酵素液を調製し、脂肪酸の添加実験により、相当するハイドロパーオキサイドの確認,構造決定ならびに生成物の同定を行い、短鎖,中鎖,ならびに長鎖アルデヒド生合成経路に関する有用な知見を得ている。他方、これらアルデヒド類以外に、過酸化脂肪酸を経由すると考えられる炭素数12,8の第二級アルコール類が海藻精油中に見出され、GC-MS分析ならびに有機化学的合成により、dictyoprolenol, neodictyoprolenol,および1-octen3-olであること同定した。そこで、これらアルコール類の前駆体の過酸化脂肪酸の簡易検出を目的とし、内在性の1-octen3-ol量の豊富なキノコを用いてモデル実験を試みた。まず、バッファー中でシイタケを摩砕し、濾過することにより粗酵素液を調製し、基質としてリノール酸を添加し、変換反応を実施した。生成物の確認をRP-, NP-HPLCおよびGC-MS分析を行った結果、10位に酸素添加が選択的に起こった過酸化脂肪酸である(10S)-HPODE(90%ee)が主に得られ、引き続く開裂反応により、(R)-1-octen-3-ol(90%ee)が増加することが明らかとなった。また、その他のキノコ類においても、前駆体の過酸化物ならびに生成物のアルコールの立体化学の相関が認められた。以上の結果より、1-octen3-ol生合成において、相当する(105)-ハイドロパーオキサイドを経由する機構が初めてシイタケから同定され、海藻における同様な生合成経路の解明に有用であることが示唆された。そこで、これら一連の三年間(平成1416年度)で得られた「海藻における脂質過酸化物由来の香気成分の化学的研究」の若手研究(B)の成果をRecent Research Developments in Phytochemistryへ総説として投稿した。
微分方程式によるモデリングおよび逆問題の解析と数値解法

高分子化合物が微生物の作用によって分解する生分解,及び水道鋼管のような管路の液体の流れに発生する水撃とよばれる急激な圧力の上昇と,その反動で生じる圧力の低下によって形成される液体と気化気体の混合体の流れである気液2相流に関する問題に対して共通となる数学モデル,逆問題の解析,数値的手法の開発等数学的問題を対象とすることを目標とした。高分子の生分解に関しては,生分解プロセスの数学モデルを提案し,実験結果を導入した解析を行い,数値シミュレーションによってモデルの妥当性を検証するという数学的な解析手法を確立させることを目標とした。微生物の作用によるポリマー解重合プロセスは,分解がポリマー分子末端に限られ,モノマーユニットが徐徐に切断されるexogenousタイプとポリマー分子が任意の位置で切断されるendogenousタイプに大きく分けられる。分解率は分子量だけに依存するものとして,exogenousタイプ解重合プロセスやendogenousタイプ解重合プロセスのモデルによる解析が行われた。一方,微生物の個体数や温度等時間的に変化する要因が生分解性に影響する場合,分解率に時間的因子を導入することが必要となる。分解率が時間の関数と分子量の関数であるとの仮定のもと,変数変換により分子量だけに依存する分解率を持つモデルに帰着され,従来の解析方法によって分子量に依存する因子が求められることが示された。また時間的因子に関する結果も得られた。このようなモデルが汎用モデルとして妥当なものであるか検証するため,実験結果を導入し,分解率を求めるため逆問題を数値的に解き,分子量-重量分布の推移に関するシミュレーションを行なった。微生物によるポリマーの生分解プロセスは,一般にexogenousタイプとendogenousタイプに分けられる。論文では人造ポリマーのexogenousタイプ解重合の数学モデルが解析された結果が示された。分解率を決定する逆問題を解くことを可能とする十分条件が得られた。逆問題を解くための数値的手法も,カビAspergillus sp.AK-3の培養前と3週間培養後に得られたポリエチレンワックスのGPCデータへどのようにして適用されるかを示す例とともに紹介された。3週間培養に基づく分解率を適用して行ったカビの5週間培養後における重量分布のシミュレーションに関する数値結果も示された。もう一つの論文ではexogenous生分解モデルがポリエチレングリコール(PEG)に適用され,解析および数値シミュレーションが行われた結果が示された。PEGを唯一の炭素源とする微生物コンソーシアムE-1の培養後の重量分布が培養前の重量分布とともに解析された結果によりPEGの生分解性が考察された。Exogenous生分解モデル及び培養前と培養後の重量分布からなる逆問題を数値的に解くことによって得られた酸化率が示された。この酸化率がexogenous生分解モデルと培養前の重量分布からなる初期値問題に導入され,重量分布の推移に関する数値シミュレーションが行われた結果が示された。解析結果からPEGのexogenous性分解プロセスにおける細胞膜の影響に関する考察も行われた。三番目の論文では,exogenousタイプ生分解プロセスとendogenousタイプ生分解プロセスが紹介された。また,それらに関する初期値問題と逆問題が記述され,数値的に解析された例が示された。図書ではexogenousタイプとendogenousタイプの解重合プロセスの数学モデルが記述された。分解率を決定するための初期値問題の逆問題が定式化され,それらの問題を解くための数値的手法が例をあげて説明された。特に,分解率を解とする方程式の評価にシンプソン則が適用された。重量分布の推移のシミュレーションを行った数値結果も示された。生分解に関しては、すでに提案されている,ポリエチレン生分解モデルから生じる逆問題の数値解法を汎用exogenousタイプ生分解モデルに拡張し、実験結果を適用した数値計算を実施し,更に,逆問題の数値解を検証するための数値シミュレーションも行うことを目標とした。

また,すでに提案されている,ポリビニールアルコール酵素分解モデルから生じる逆問題の数値解法を汎用endogenousタイプ生分解モデルに拡張し,実験結果を適用した逆問題の数値計算を実施し,その数値解を検証するための数値シミュレーションも行うことを目標とした。管路非定常流に関しては,乱流効果を効果に入れた液体流モデル,ボイド率が大きい場合も有効な気液2相流モデルおよび液体流と気液2相流のインターフェースのモデルを提案するための,文献調査,資料収集を実施し,調査結果を基に各モデルの検討を行い,更に,各モデルを数値的に解析するための計算方法も検討することを目標とした。Numerical simulation of microbial depolymerization process of exogenous type(2004年10月提出,2005年10月受理)では,実験データを解析に導入した微生物によるexogenousタイプ解重合プロセスの研究結果が示された。exogenousタイプ解重合プロセスの数学モデルが,それを解析するための数値テクニックとともに記述された。ポリエチレングリコールが微生物コンソーシアムE1により分解されたときの初期重量分布と分解後の重量分布が適用され,酸化率を求めるための逆問題と重量分布の遷移をシミュレートするための初期値問題が数値的に解かれた結果が示された。平成18年度は,特にポリマー生分解モデルの汎用化の要素として,分解率の時間依存性について考察した。Exogenous解重合モデルとEndogenous生分解モデルは,分解率が時間の関数と分子量の関数の積である場合,適切な変数変換により分解率が時間に依存しないモデルに帰着されることを示した。またExogenous性分解モデルに関しては,ポリエチレングリコールに関するデータにより分解率のタイムファクターを求めた例を示した。更に,Endogenous解重合モデルに関しては,ポリ乳酸に関するデータにより分解率のタイムファクターを求めた例を示した。Endogenous解重合モデルも,分解率が時間の関数と分子量の関数の積である場合,適切な変数変換により分解率が時間に依存しないモデルに帰着されることを示し,ポリ乳酸に関するデータにより分解率のタイムファクターを求めた例を示した。今年度は,以下の関連研究発表を行った。国内研究集会:(1)渡辺雅二,河合富佐子,ポリマー生分解モデルの時間依存性に関する考察,第32回発展方程式研究会,2006年9月,中央大学理工学部後楽園キャンパス(口頭発表,発表年月日:2006年9月4日)(2)渡辺雅二,河合富佐子,ポリマー解重合プロセスの数学モデルとその汎用性に関する考察,第58回日本生物工学会大会,2006年9月,大阪大学豊中キャンパス(口頭発表,発表年月日:2006年9月13日)
自由音場に放射される音響パワーの分布消音器による低減

自由音場に放射される音響パワーの受動的低減について研究した.開口部を広く取ることによる効果が期待されるため,分布形受動音源と呼ぶ,開口部が一次音源を連続的に取り囲む消音器を提案し,検討した。解析で用いた音響モデルは純音を放射する一次音源と一次音源を中心とする円環状の開口部を持つ分布形受動音源により構成される.一次音源としては,点音源および二極音源・四極音源などの多極音源も取り上げて検討した.まず,受動音源の音響インピーダンスと放射される音響パワーの関係を理論的に明らかにし,音響パワーを最小とする受動音源の音響インピーダンスおよび音響パワーの最小値などを,波数と分布形受動音源開口部の半径との積の関数として導出した.また,分布形受動音源の音響放射特性についても解析し,その音響インピーダンスの放射成分の式を計算し,実用的な近似式を求めた.その結果,能動的な方法と同じだけの音響パワーの低減を本研究の受動的な方法によって達成することが理論的に可能であることが分かった.また,本研究の解析結果と,複数の受動点音源を円周上に配置した離散的な音響モデルの解析結果との整合性も確認された.そして,開口部と同じ厚みの空洞部を持つ円筒形状の消音器と円盤形状の消音器を分布形受動音源の具体例としてそれぞれ取り上げ,放射される音響パワーの最小化に関する最適設計法とその諸元が音響パワー低減に及ぼす影響などを検討した.さらに実験を実施し,本研究で提案した分布形受動音源の有効性を実証した.自由音場に置かれた騒音源の近傍に受動音源として作用する音響管などを付加すれば,音源の放射効率を低下させて騒音放射を低減させることができる.しかし,十分な低減を得るためには騒音源を囲むように多くの付加音源を配置する必要がある.機械の操作性や機能を損なわないために付加音源の配置を騒音源を含む平面内に限定すれば,騒音源を囲む閉曲線上に密に並べなければならない.その極限である閉曲線上に連続した開口部を持つ分布形消音器を用いれば,最大の騒音低減量が期待される.そこで本研究では,そのような分布形消音器に必要とされる音響特性を求め,その消音性能について検討する.本年度は,分布形消音器の開口部は円周状とし,その中心に騒音源の点音源が置かれているものとして検討した,また,消音器空洞部の形状は,その音響特性の解析的な扱いができるように,円筒を取り上げた.まず,分布形消音器の音響インピーダンスを求め,音場全体に放射される音響パワーの式を導いた.得られた式から音響パワーを最小にする消音器の音響インピーダンスとその最小値を求め,円筒状分布形消音器に関する設計式を導いた.これらの解析に基づいて音場や分布形消音器の消音特性に関する数値計算を行い,分布形消音器を用いた場合の消音性能の特徴を調べた.その結果,消音器の半径が波長より短い場合に音響パワーの低減が可能であること,音響パワーの最小値は消音器の半径の4乗にほぼ比例すること,消音器開口部の幅が広いほど音響パワーの有効な低減が得られる周波数帯域が広くなることなどが分かった.さらに,試作したアクリルパイプ製分布形消音器とハンドヘルド音響インテンシティシステム(設備備品)を用いて実験を行い,本解析結果が妥当なものであることを定性的に確認した.ただし,消音器の側壁の振動の影響などがあるものと思われ,現在のところ定量的な一致までは得られていない.自由音場に放射される音響パワーの受動的低減について研究した.開口部を広く取ることによる効果が期待されるため,分布形受動音源と呼ぶ,開口部が一次音源を連続的に取り囲む消音器を提案し,検討した。解析で用いた音響モデルは純音を放射する一次音源と一次音源を中心とする円環状の開口部を持つ分布形受動音源により構成される.一次音源としては,点音源および二極音源・四極音源などの多極音源も取り上げて検討した.まず,受動音源の音響インピーダンスと放射される音響パワーの関係を理論的に明らかにし,音響パワーを最小とする受動音源の音響インピーダンスおよび音響パワーの最小値などを,波数と分布形受動音源開口部の半径との積の関数として導出した.また,分布形受動音源の音響放射特性についても解析し,その音響インピーダンスの放射成分の式を計算し,実用的な近似式を求めた.その結果,能動的な方法と同じだけの音響パワーの低減を本研究の受動的な方法によって達成することが理論的に可能であることが分かった.また,本研究の解析結果と,複数の受動点音源を円周上に配置した離散的な音響モデルの解析結果との整合性も確認された.そして,開口部と同じ厚みの空洞部を持つ円筒形状の消音器と円盤形状の消音器を分布形受動音源の具体例としてそれぞれ取り上げ,放射される音響パワーの最小化に関する最適設計法とその諸元が音響パワー低減に及ぼす影響などを検討した.さらに実験を実施し,本研究で提案した分布形受動音源の有効性を実証した.自由音場に置かれた騒音源の近傍に受動音源として作用する音響管などを付加すれば,音源の放射効率を低下させて騒音放射を低減させることができる.十分な低減を得るためには騒音源を囲むように多くの付加音源を配置する必要があるが,機械の操作性や機能を損なわないために付加音源の配置を騒音源を含む平面内に限定すれば,騒音源を囲む閉曲線上に密に並べなければならない.

その極限である閉曲線上に連続した開口部を持つ分布形消音器を用いれば,最大の騒音低減量が期待される.本研究では,そのような分布形消音器に必要とされる音響特性を求め,その消音性能について検討した.本年度は,騒音源のモデルとして二重音源や四重音源などの多重音源を取り上げた.分布形消音器の開口部は円周状とし,消音器空洞部の形状は昨年度の円筒状のものに加え,円板状のものも取り上げた,まず,分布形消音器の音響インピーダンスを求め,音場全体に放射される音響パワーの式を導いた.得られた式から音響パワーを最小にする消音器の音響インピーダンスとその最小値を求め,円筒状および円板状分布形消音器に関する設計式を導いた.これらの解析に基づいて音場や分布形消音器の消音特性に関する数値計算を行い、分布形消音器を用いた場合の消音性能の特徴を調べた.その結果,消音器開口部の半径が波長より短い場合に音響パワーの低減が可能であること,音響パワーの最小値は消音器の半径の4乗にほぼ比例すること、消音器開口部の幅が広いほど音響パワーの有効な低減が得られる周波数帯域が広くなることなどが分かった.また,点音源形消音器の複数配置と分布形消音器の関係をフーリエ級展開を用いて解析し,分布形消音器を用いた場合と同等の音響パワーの低減量を得るために必要な点音源形消音器の個数や配置法を明らかにした.
異物解毒機構における肝臓のトランスポーターの役割の解析

肝臓に発現しているトランスポーターの発遺伝子現系の構築と機能解析、ならびに多剤耐性との関連について、いくつかの研究成果が得られた。我々はDr、Meierらと協力し、非ステロイド抗炎症薬、アンジオテンシン変換酵素阻害剤、HMG-CoA還元酵素阻害剤について有機アニオントランスポーター(oatp)と胆汁酸トランスポーター(Ntcp)の肝取りこみ過程に占める寄与率を明らかにした。また、胆管側膜有機アニオントランスポーター(cMOAT)の機能を種々の動物およびヒト肝臓より調整した胆管側膜ベシクルにて解析し、葉酸誘導体やある種の低分子ペプチド性化合物が基質であることを明らかにするとともに、cMOATの輸送機能に明確な個人差や種差があることを明らかにした。極性細胞を用いたcMOAT発現系の構築にも成功した。これらの研究を通じて得られた情報は、今後医薬品の体内動態とりわけ膜透過過程における他の医薬品との薬物間相互作用を考える上で重要であると考えられる。胆管側膜における能動的な胆汁排泄はある種の抗癌剤の消化管毒性と関係していることが示唆されており、これらの情報は副作用軽減のためにも重要な知見であると考える。多剤耐性についても、耐性克服剤であるSDZPSC833を用いて検討した。SDZPSC833が内因性化合物の胆汁排泄に及ぼす効果を検討するとともに、体内動態特性の異なる抗癌剤の胆汁排泄あるいは尿中排泄など消失過程に及ぼす効果も検討した。現在Piet Borstより供与を受けた多剤耐性ヒトトランスポーター発現系での機能解析も行っている。更にcMOATを欠損しているmutantラットの肝臓から、cMOATと類似したトランスポーター(MRP3)の単離と遺伝子発現系を用いた機能解析に成功した。MRP3発現細胞では一部の抗癌剤に対して耐性を示すことも報告されており、MRP3に関する情報は癌細胞も含めた生体内での異物解毒機構を理解する上で重要であると考えられる。肝トランスポーター遺伝子の発現系の構築と機能解析、ならびに多剤耐性との関連について、本年度いくつかの研究成果が得られた。有機アニオン性化合物の血管側膜透過に関与するトランスポーターとしてこれまで明かにされている2つのトランスポーター(Ntcp,oatp-1)は、既にクローニングがなされ、いくつかの基質が判明しているものの、各種薬物のトランスポーターとして、肝臓中でどの程度の寄与率(それら薬物の肝細胞への全取り込みに占める割合)を有しているかが不明であった。我々はこれらトランスポーター研究のパイオニアであるPeter J.Meierらと協力し、非ステロイド性抗炎症剤、アンジオテンシン変換酵素阻害剤、HMG-CoA還元酵素阻害剤などの医薬品についてこれらトランスポーターの取り込み寄与率を明かにした。本研究で得られた情報は、今後これら医薬品の体内動態、とりわけ他の医薬品との相互作用を考える上で重要な情報であると考えられる。また胆管側膜(排泄側)トランスポーターの機能を動物およびヒトより調製した胆管側膜ベシクルにて解析し、葉酸誘導体やある種の低分子ペプチド性化合物が有機アニオントランスポーター(cMOAT)の基質であることを明かにするとともに、ヒトにおいてある種有機アニオン性抗癌剤のトランスポーターに顕著な個体差のあることを明かにした。胆管側膜における能動的な胆汁排泄は抗癌剤の消化管毒性と関係していることが示唆されており、副作用軽減のための重要な知見であると考える。また極性細胞におけるcMOAT発現系の構築にも成功した。多剤耐性との関連についても克服薬PSC-833を用いた検討から本剤によって制御可能でかつ正常細胞とも機能の類似したトランスポーターの機能解析に成功した。

現在Piet Borstより供与を受けた多剤耐性トランスポーター発現系での機能解析を行っている。肝臓に発現しているトランスポーターの遺伝子発現系の構築と機能解析について、研究成果が得られた。胆管側膜ベシクルを用いた解析により、ある種のアニオン性抗癌剤が胆管側有機アニオン輸送担体(cMOAT)だけでなく、一般に中性あるいはカチオン性薬物を基質とする輸送担体(P-gp)基質となることが示唆された。同じく、胆管側膜ベシクルを用いた解析により、アニオン性の環状ペプチドだけでなく直鎖状ペプチドもcMOATの基質となることが、ただし正電荷を有している場合には基質とならないことを明らかとした。ヒト肝臓から胆管側膜ベシクルを調製し、ラットcMOATの基質となる薬物の輸送活性を測定したところ、調整した膜ベシクルのロット間に個人差に由来すると思われる差が見られたこと、およびその基質選択性に明確な種差が見出された。更に動物種を追加したところ、アンジオテンシン変換酵素阻害剤の胆汁排泄能に種差が存在し、cMOATの輸送能の種差に由来していることを明らかにした。これらの情報は、今後医薬品の体内動態における個人差あるいはアニマルスケールアップなどを考える上で、非常に重要な情報となると考えられる。多剤耐性克服についても、克服薬の一つであるSDZ PSC833を用いて抗癌剤の体内動態の変動に関して検討したところ、同じくP-gpの基質となる薬物でもSDZ PSC833の体内動態に与える影響は薬物ごとに異なり、P-gpの寄与率を考慮する必要があることを示した。cMOATを欠損しているmutantラットから,cMOATの遺伝子配列と類似した配列を持つトランスポーター(MRP3)の単離と遺伝子発現系を用いた機能解析に成功した。遺伝子発現細胞から調整した膜ベシクルを用いた解析から、cMOATと異なる基質選択性を有していることを明らかとした。MRP3に関する情報は癌細胞も含めた生体内での異物解毒機構を理解する上で重要であると考えられる。
外科系看護婦の臨床的推論による手術患者の経過把握に関する研究

本研究は、外科系看護婦が臨床において推論を用いて看護上の問題を明らかにしている実態を明らかにするために、データが十分に得られた胃癌患者の病歴ならびに看護計画用紙を分析し、臨床把握による看護問題のマップの作成を試みた。その結果、優先度の高い順に、「呼吸器合併症の危険性」「身体的苦痛」「不安」等が抽出された。熟練看護婦が有する臨床的推論力とは、先を見通し、行動しつつ考え、手術侵襲や術前後に起こりうる看護問題に精通することで、教育的配慮によってそれらは育成できる。またクリティカルケア看護に携わる看護婦のキャリア開発と今後の研究課題としては次の5つが明らかとなった。(1)危機状況にある人の経験、(2)急性期における人間性の回復、(3)先端・高度医療と人間性の調和、(4)介入的緩和ケアの必要性、(5)医師との共働、連携である。1.文献検討臨床的推論に関するこれまでの内外の看護研究より、手術患者の看護場面について記載されているものを調査した。研究の多くは、看護婦の熟達性の視点から論じるもので、手術患者の経過を軸とした、看護婦の推論過程に沿って経過を追ったものは、今のところ見いだせていない。データベースを広げて、検討を継続している。2.記録分析外科系看護婦の手術患者の経過に対する臨床的推論能力を知るための記録分析として、1.千葉大学看護学部学生が臨床実演で受け持った手術患者の8年分の実習記録の抽出、2.1.のうち、通常の経過(重篤な合併症、再手術などがないもの)をたどった患者の看護計画記録の分析を行った。対象は、(1)食道癌31例、(2)胃癌39例、(3)大腸癌20例、(4)直腸癌21例、(5)肝臓癌26例、(6)膵臓癌23例、(7)高齢(75歳以上)患者10例である。それぞれの疾患別に、術後高頻度で出現した看護問題とその原因、合併症などの出現状況を明らかにし、それを『看護問題出現マップ』として作成した。1.記録分析(引き続き)1.看護問題出現状況分析外科系看護婦の手術患者の経過に対する臨床的推論能力を知るための、手術患者の術後看護計画の分析より、(1)看護問題の類似性より同系統の問題を集め、それぞれ「系統別問題群」として表現し、発現時期(術後病日)、頻度による「系統別問題マップ」を作成した。また「それぞれの系統別問題群」に含まれる個々の問題について、その問題の本質に注目し、同じ内容のものを集め「問題クラスター」とした。「問題クラスター」ごとのすべての『成因』を集約し、関連因子と共に分類した。2.標準ケア計画設定のためのガイドライン標準ケア計画とは、特定状況、典型的ケースを想定したケア計画書であり、集積された看護計画分析することで、看護問題の順次ケア計画への組み入れと標準ケア計画の充実、質の向上が可能となる。今回1.の分析を元に、胃癌患者の系統別問題マップより、呼吸器合併症に対する『問題クラスターマップ』を作成した。2.面接調査熟練看護婦へのインタビューに向けて、インタビュー項目の設定ならびに、対象者の選択基準を作成した。看護問題出現状況の疾患及び術式群別分析の結果外科系看護婦の手術患者の経過に対する臨床的推論能力を知るために、手術患者の術後看護計画の分析を引き続き行い、本年度は疾患とそれに伴う術式群別に、看護問題の出現状況を分析した。食道がん患者31例の分析では、看護問題の出現状況は、(1)呼吸器合併症、(2)精神的苦痛・不穏、(3)疼痛・苦痛、(4)離床の遅れ、であった。胃癌患者39例の分析では、(1)呼吸器合併症、(2)身体的苦痛、(3)不安、(4)腰痛、であった。肝がん患者26例の結果は、(1)呼吸器合併症、(2)精神的苦痛、(3)肝不全の危険性、(4)身体的苦痛、であった。膵臓がん23例の分析結果は、(1)呼吸器合併症、(2)離床の遅れ、(3)不安、(4)身体的苦痛、であった。結腸がん20例の分析結果は、(1)呼吸器合併症、(2)イレウスの危険性、(3)不安、であった。直腸がん21例では、(1)人工肛門に対する不安、(2)呼吸器合併症、(3)身体的苦痛、であった。疾患及び術式群別の分析より、看護問題1位として出現する頻度の最も高いものは、呼吸合併症であった。