hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
土石流の侵食・堆積に微細土砂の液相化が及ぼす影響の解明と数値計算への適用

本研究では、土石流の流動抵抗と侵食・堆積に対して、微細土砂の液相化が与える影響を明らかにする。今年度は、土石流の定常状態における流れの遷移と、堆積機構に関する水路実験を行った。また、実験成果に基づいて、微細土砂の挙動を考慮した土石流の数値計算モデルの構築を行った。まず、定常状態における均一粒径土石流の水路実験を行い、土石流の間隙水圧を測定することで流れの遷移機構について検討を行った。その結果、土石流に対して定義したレイノルズ数を用いると、間隙水圧が静水圧(層流)から全圧(乱流)への流れの変化が整理できることが明らかになった。また、下層が層流、上層が乱流状の流れからなる二層モデルを適用し、そのインターフェースの厚さを限界レイノルズ数により定義すると、層流状態から乱流状態までの幅広い流れを統一的に説明することができるようになった。次に、微細土砂からなる均一粒径土石流の堆積実験を行った。その結果、堆積の最初の段階では漸次的な堆積が生じるが、堆砂域の上流に跳水が生じた後は大規模な堆積が生じ、堆積形状を上流側に発達させながら遡上する現象が見られた。ここでの河床波のメカニズムは十分には明らかになっておらず、今後の重要な課題である。また、これまでの実験成果に基づき、流動条件に応じた微細土砂の挙動の変化を考慮した土石流の数値計算モデルを構築した。モデルの感度分析として、土石流の侵食過程に関する数値実験を行い、既往のモデルとの比較を行った。その結果、従来のモデルでは微細土砂が常に液相として振る舞うため、特に急勾配領域では侵食が急激に進んで大きいピーク流量を示す一方、新たに構築したモデルでは、微細土砂が全て液相として振る舞うとは限らず、比較的小さいピーク流量を示した。このことは微細土砂の挙動の扱い方によって、特に高い勾配ほど土石流ハイドログラフの予測に大きな違いが生じることを示唆している。本研究の理論的核となる、均一粒径からなる土石流の間隙水圧についての実験的検討により、層流状態から乱流状態までの幅広い流れを統一的に説明することができるようになった。また、均一粒径の微細土砂からなる土石流の堆積過程の実験では、微細土砂からなる土石流の堆積が従来の堆積速度式では表現できないような急激な堆積が生じ、上流へ遡上する河床波が確認された。これは、メカニズムが十分に明らかになっていない現象であり、今後解決が必要な課題が浮かび上がったといえる。一方、これまでの実験成果に基づき、微細土砂の挙動を考慮した土石流の数値計算モデルを構築した。これにより、土石流の侵食過程に微細土砂の挙動を考慮した評価が可能となった。実験によるメカニズムの検証と、その数値計算モデルへの実装化が進んでおり、研究課題の遂行はおおむね順調に進展していると判断できる。研究計画通り、微細土砂を含む土石流の侵食・堆積過程に関する水路実験と間隙水圧測定を引き続き行い、今年度構築した数値計算モデルとの比較を行う。実験との比較を通して新たに判明したメカニズムは順次モデルに実装し、モデルを完成させる。その上で、現地で発生した土石流の災害事例に適用し、再現性を確認する。今年度は、微細土砂の液相化が土石流の流動抵抗に与える影響を中心に研究し、様々な粒度分布を用いた土石流の水路実験を行った。まず、二粒径からなる土石流の流動抵抗の検討を行った。その結果、小粒径側の粒子の液相化は、小粒径側の粒子の幾何学的条件によって単純に決まっているのではなく、運動学的条件によって決まっていることが示唆された。さらに、微細土砂の液相化の割合は、間隙の乱れ速度と粒子の沈降速度の比と正の相関を示した。この関係をもとに液相化する小粒径側の粒子の割合を求めるための回帰式を提案した。本研究で提示された回帰式を用いることで、二粒径からなる混合粒径土石流の流動抵抗を求めることが可能となった。次に、幅広い粒度分布からなる土石流の流動機構の検討を行った。ここでは、7種類の連続的な粒度分布をもつ土砂を用いて移動床での水路実験を行った。その結果、同一の粒度分布の実験砂においては、流動条件によって液相化割合が異なっており、先の二粒径での実験結果と同様の傾向が見られた。さらに、同一の粒度分布においても、流動条件によって代表粒径が変化することが明らかになった。また、微細土砂を含む土石流における侵食と堆積の不可逆性について検討するための予備実験を行った。簡単のため、二粒径からなる土石流での実験を行ったが、実験条件によっては河床波が発生し、安定した河床が得られなかった。本来の目的である侵食と堆積の可逆性の検討において安定した河床が得られる必要があることに加え、土石流における河床波についてはほとんど検討されていない未解明な現象であるため、ここでの河床波の発生メカニズムについて検討することは今後の重要な課題であると考えられる。まず二粒径からなる土石流について検討を行い、小粒径側の粒子の液相化割合が運動学的条件によって決まっていることを明らかにした。

さらに、小粒径側の粒子の液相化割合と運動学的条件の関係に基づいた回帰式を用いることで、二粒径からなる土石流の流動抵抗の評価が可能となった。また、連続的な粒度分布をもつ混合粒径土石流についての検討では、同一の粒度分布においても流動条件によって代表粒径が変化することが明らかになった。一方、微細土砂を含む土石流における侵食と堆積の不可逆性については、実験条件によって河床波が生じて河床が安定しないことが予備実験から判明し、当初想定していなかった問題も生じた。しかしながら、この河床波の発生機構の解明は、微細土砂を含む土石流の侵食・堆積機構を検討する上で重要な点であり、今後解決が必要な課題が浮かび上がったといえる。以上のことから、研究課題の遂行はおおむね順調に進展していると判断できる。本研究では、土石流の流動抵抗と侵食・堆積に対して、微細土砂の液相化が与える影響を明らかにする。今年度は、土石流の定常状態における流れの遷移と、堆積機構に関する水路実験を行った。また、実験成果に基づいて、微細土砂の挙動を考慮した土石流の数値計算モデルの構築を行った。まず、定常状態における均一粒径土石流の水路実験を行い、土石流の間隙水圧を測定することで流れの遷移機構について検討を行った。その結果、土石流に対して定義したレイノルズ数を用いると、間隙水圧が静水圧(層流)から全圧(乱流)への流れの変化が整理できることが明らかになった。また、下層が層流、上層が乱流状の流れからなる二層モデルを適用し、そのインターフェースの厚さを限界レイノルズ数により定義すると、層流状態から乱流状態までの幅広い流れを統一的に説明することができるようになった。次に、微細土砂からなる均一粒径土石流の堆積実験を行った。その結果、堆積の最初の段階では漸次的な堆積が生じるが、堆砂域の上流に跳水が生じた後は大規模な堆積が生じ、堆積形状を上流側に発達させながら遡上する現象が見られた。ここでの河床波のメカニズムは十分には明らかになっておらず、今後の重要な課題である。また、これまでの実験成果に基づき、流動条件に応じた微細土砂の挙動の変化を考慮した土石流の数値計算モデルを構築した。モデルの感度分析として、土石流の侵食過程に関する数値実験を行い、既往のモデルとの比較を行った。その結果、従来のモデルでは微細土砂が常に液相として振る舞うため、特に急勾配領域では侵食が急激に進んで大きいピーク流量を示す一方、新たに構築したモデルでは、微細土砂が全て液相として振る舞うとは限らず、比較的小さいピーク流量を示した。このことは微細土砂の挙動の扱い方によって、特に高い勾配ほど土石流ハイドログラフの予測に大きな違いが生じることを示唆している。本研究の理論的核となる、均一粒径からなる土石流の間隙水圧についての実験的検討により、層流状態から乱流状態までの幅広い流れを統一的に説明することができるようになった。また、均一粒径の微細土砂からなる土石流の堆積過程の実験では、微細土砂からなる土石流の堆積が従来の堆積速度式では表現できないような急激な堆積が生じ、上流へ遡上する河床波が確認された。これは、メカニズムが十分に明らかになっていない現象であり、今後解決が必要な課題が浮かび上がったといえる。一方、これまでの実験成果に基づき、微細土砂の挙動を考慮した土石流の数値計算モデルを構築した。これにより、土石流の侵食過程に微細土砂の挙動を考慮した評価が可能となった。実験によるメカニズムの検証と、その数値計算モデルへの実装化が進んでおり、研究課題の遂行はおおむね順調に進展していると判断できる。微細土砂を含む土石流の侵食と堆積における河床波について検討し、その発生機構を明らかにする。
タブレット型コンピュータを使用した芸術科(書道)におけるデジタル教材の研究開発

iPadなどのタブレット型コンピュータの活用により、授業内における資料提示の方法が大きく変わり、生徒の作品鑑賞における意欲・関心を大きく高めることができた。これまでは教科書をはじめ、印刷された資料を配布して生徒一人一人が鑑賞していたものが、アプリケーションの活用によって資料の拡大・縮小、そして直接資料に線や文字を書き込むことが容易にできるようになった。このことによって、筆順や字形などの古典の特徴をさまざまな視点から考え、より細部にまで深く鑑賞する態度を育成できるようになった。また、資料を切り抜いて創作のための草稿作りなども行った。紙媒体以上にこれらの作業が容易であるため、生徒は自ずと試行錯誤を繰り返し、自ら考えを深めることができた。その他、ワイヤレスLANを活用することにより、資料をそれぞれの端末に一括で送ったり、接続したプロジェクターを介してスクリーンに投影したりすることも容易となった。このことで生徒が制作した作品や資料をそのままスクリーンに投影して添削することや、生徒自身に気付いたことをその場で発表させるなどの授業展開を行うことができた。あるいはスクリーンに投影せずとも、一つの端末内で他者が保存したデータを閲覧することも可能となる。こうしたことが個の気づきを全体へと発展させ1授業全体での共有・深化を図ることと同時に、生徒個人の情報発信能力の育成に大いに役立った。さらにインターネットを活用することで、普段なかなか見られない古典の鑑賞や創作作品の制作への発展、調べ学習への活用へと発展させることができた。今後、継続的な使用によるアプリケーションの操作性や、生徒が制作したデータの活用、個人情報や著作権の保護をいかにして行っていくかが大きな課題となるが、資料の提示方法やその取り扱いにおいて大変効果的なものになる可能性があることが明らかになった。
神経芽腫がん幹細胞標的治療法の開発に向けたポリコーム蛋白Bmil1のターゲット検索

ChIPアッセイによってMYCNが直接Bmi1プロモーターに結合することを見出し、MYCNがBmi1の転写を活性化することをルシフェラーゼアッセイで明らかにした。MYCNの発現誘導株Tet21/Nを用いて、MYCN誘導が転写レベルでBmi1を誘導することを見出した。さらに、Bmi1が神経芽腫細胞の増殖を調節する重要な因子の一つであることを、Bmi1過剰発現株で神経芽腫細胞株の増殖が促進されることで確認した。Bmi1をノックダウンした細胞では、これらのWST-8アッセイおよび軟寒天培地中でのコロニー形成アッセイで増殖能・コロニー形成能が低下することも示された。Bmi1の転写抑制の標的として、がん抑制遺伝子KIF1BbとTSLC1が重要であることを発現遺伝子のチップアッセイによる網羅的解析で見出した。Bmi1の過剰発現株とノックダウン株を用いて、Bmi1がKIF1BbとTSLC1の転写を阻害していることを複数の神経芽腫細胞株を用いて明らかにした(Ochiai H et al., ONCOGENE, 2010)。網羅的スクリーニングの結果、重要ながん抑制遺伝子RUNX3がBMI1の新たなターゲットである可能性が示唆された。BMI1ノックダウンでRUNX3転写再活性化(de-repression)が起きるかを検討したところ、複数の細胞株でRUNX3転写再活性化が認められた。BMI1によるエピジェネティックなRUNX3転写抑制が、発がんに重要な現象であることが示唆された。BMI1ノックダウン由来アポトーシスのメカニズムを詳細に検討したところ、RUNX3の占める役割よりもBMI1ノックダウンによるDNAダメージ誘導が重要な役割を行っていることを見出した。このアポトーシスはp53/p73依存性であり、活性酸素産生が関与していた。さらに、このBMI1ノックダウン由来アポトーシスについては、BMI1のポリコームタンパクとしての機能が重要化が明らかにされていなかった。そこでBMI1ノックダウンに先立ってポリコームタンパクPRC2群のKey分子EZH2またはPRC1群のKey分子Ring1b(ヒストンH2ユビキチンリガーゼ)をレンチウイルスで発現し、このアポトーシスをキャンセルできるかを検討したが、部分的なものであった。BMI1のポリコームに関連しない機能が、このアポトーシス誘導に重要である可能性が示唆された。難治性神経芽腫の分子標的療法開発に重要な知見と考えられた。我々は、ChIPアッセイによってMYCNが直接Bmi1プロモーターに結合することを見出し、MYCNがBmi1の転写を活性化することをルシフェラーゼアッセイで明らかにした。ルシフェラーゼァッセイではMYCNが結合するE box配列に変異を導入して、転写活性が低下することを確認した。また、テトラサイクリンによるMYCNの発現誘導株Tet21/Nを用いて、MYCN誘導が転写レベルでBmi1を誘導すること、Bmi1の蛋白レベルでの増加に伴い同じPolycomb複合体PRC1に含まれるRing1bが蛋白レベルで増加することを見出した。

さらに、Bmi1が神経芽腫細胞の増殖を調節する重要な因子の一つであることを、Bmi1過剰発現株で神経芽腫細胞株の増殖が促進されることをWST-8アッセイおよび軟寒天培地中でのコロニー形成アッセイで確認した。Bmi1をノックダウンした細胞では、これらのWST-8アッセイおよび軟寒天培地中でのコロニー形成アッセイで増殖能・コロニー形成能が低下することも示された。この増殖・造腫瘍調節にBmi1を含むポリコーム複合体によるクロマチン修飾の制御が重要であるというデータを得、Bmi1を含むポリコーム複合体によるクロマチン修飾の制御がどのような遺伝子に及び、神経芽腫細胞の発がん制御にどのような影響を及ぼしているかを明らかにするかを検討した。その結果、Bmi1の転写抑制の標的として、がん抑制遺伝子KIF1BbとTSLC1が重要であることを発現遺伝子のチップアッセイによる網羅的解析で見出した。Bmi1の過剰発現株とノックダウン株を用いて、Bmi1がKIF1BbとTSLC1の転写を阻害していることを複数の神経芽腫細胞株を用いて明らかにした(Ochiai H et al., Oncogene, 2010, In press)。現在更なるBmi1のターゲット検索を網羅的に行っている。本研究を通じて、MYCNが直接Bmi1プロモーターに結合することを見出し、MYCNがBmi1の転写を活性化することを明らかにした。さらに、Bmi1が神経芽腫細胞の増殖を調節する重要な因子の一つであることを、WST-8アッセイおよび軟寒天培地中でのコロニー形成アッセイで確認した。また、Bmi1をノックダウンした細胞では、これらのWST-8アッセイおよび軟寒天培地中でのコロニー形成アッセイで増殖能・コロニー形成能が低下することも確認した。その結果、Bmi1の転写抑制の標的として、がん抑制遺伝子KIFlBbとTSLClが重要であることを発現遺伝子のチップアッセイによる網羅的解析で見出した。Bmi1の過剰発現株とノックダウン株を用いて、Bmi1がKIFlBbとTSLClの転写を阻害していることを複数の神経芽腫細胞株を用いて明らかにした(Ochiai H et al.,Oncogene, 2010, May 6;29(18):2681-90)。更なるBmi1のターゲット検索を、Lentivirus (Sigma-Aldrich)によって産生されたshRNAを用いてBmi1ノックダウンした神経芽腫細胞株でおこなった。またLentivirusによってBMI 1を過剰発現し、この神経芽腫細胞を用いてChIP on chipアッセイを行った。この網羅的スクリーニングの結果、重要ながん抑制遺伝子RUNX3がBMI1の新たなターゲットである可能性が示唆された。2.BMI1ノックダウンによって様々な神経芽腫細胞で細胞死を誘導できることを見出している。
特別養護老人ホームにおける死の看取りを含む終末期ケア体制整備への取組

本研究において、振り返りカンファレンスによる施設職員の評価だけでなく、遺族面接による入所者の家族の評価を得て試案の死の看取りを含む終末期ケア体制を検討したことは、入所者中心の死の看取りを含む終末期ケアに繋がる体制整備として精選されたと捉える。また、本研究は、職員の死の看取りを含む終末期ケアに対する不安の軽減や穏やかな終末期ケアの実現に対する職員の意識向上に繋がったと捉えられる。特別養護老人ホームA施設では、死の看取りを行わない施設方針から、死の看取りを行う施設方針に変更後、終末期ケアに関する資料として、看取り介護に関する指針、看取り介護についての同意書、終末期ケア説明書および終末期ケアの依頼書、ターミナルの記録用紙を作成した。しかし、これらの内容が十分に検討されていなかったため、検討会を繰り返しながら施設職員とともに、看取り介護の指針やマニュアルの作成をおこなった。平成20年度の主な取組としては、作成した看取り介護の指針やマニュアルに基づいて、終末期と診断された高齢者に対するケアへの参画を行い、遺族面接・振り返りカンファレンスの内容も含めた事例検討を通じて、高齢者・家族および施設職員にとって満足できる死の看取りを実現する体制について検討をおこなった。さらに、施設職員を対象に礼施設における死の看取りを含む終末期ケアの実践に対する職員の意識調査を行ったところ、終末期ケアを施設で行うにあたって職員が望むこととして、【終末期ケアに関する勉強会の開催、話し合える場の提供】などが挙げられた。そのため、20年度はその中で具体的に挙げられた、「看取り期の判断」「看取り時における高齢者の状態」「看取りケアに関する高齢者・家族の意思決定」をテーマに、施設職員を対象として学習会を開催した。まだ死の看取りを経験したことのない介護職にとって看取りを行うことに不安があったが、学習会で看取りを行ったことのある職員と意見交換をすることで、不安の軽減に繋がったなどの感想が得られた。今後も、実践事例への参画および事例検討を繰り返しながら体制整備をおこなうとともに、高齢者・家族だけでなく、施設職員にとっても満足のできる死の看取りを実現するために、職員のニーズに合わせた学習会等を開催できるよう検討していく。特別養護老人ホームA施設で看取られた2事例はいずれも、入所者が認知症のために、家族の意向によるものであった。死の看取りケアの実践後は、遺族面接、振り返りカンファレンスを実施し、職員や家族の施設での死の看取りケアに関する感想などをもとに、看取りケアの指針・マニュアルおよびケア体制を評価し、修正・精選した。また、本取組に対する評価のために、本取組終了後、職員を対象に調査した。実践事例について、カンファレンスの開催や看取り期の診断後における看取りケアの説明に対し家族への支援の必要性が挙がった。遺族面接による施設での看取りケアに関する感想などは、【家族へのケアも含め、看取りケアに満足感があること】【過剰な処置をせず、自然な死を迎えられたこと】などに6つに分類され、肯定的な評価として、職員の入所者に対するケアに対し満足したことが、2事例に共通していた。振り返りカンファレンスにおける看護・介護職の感想などは、【思いを共有できる場を持つことは有効であったこと】【家族の協力が得られたこと】などの13に分類された。振り返りカンファレンスで職員は、良かった体験だけでなく、辛かった体験や否定的感情を表出することができていた。以上から、本取組において、職員の役割や連携の在り方などが明確になった。また、本取組に対する職員の評価から、その人らしい看取りケアの実現を考える機会となり、今後も穏やかな看取りケアを行っていきたいや、筆者が取組に参画したことで、職員が自分たちの行っているケアの客観的評価や自信をつけることに繋がったという評価が得られた。本取組により、職員だけでなく家族の評価も得たことで、看取りケアの指針・マニュアルおよびケア体制が精選され、また、職員の看取りケアに対する不安の軽減や穏やかな看取りケアに対する職員の意識に繋がった。
機械定数自動計測機能を有するロボットアームの制振制御に関する研究

本研究は、現在多用されている産業用ロボットにおける減速機ねじれ振動に対して、その振動抑制と制御系に用いる機械定数の自動計測を実現したものである。本研究では、モータ・減速機・アームからなるロボットアームの二慣性系モデルを基に、モデルの伝達特性に着目したアーム振動を励起しないモータ位置指令を与える、フィードフォワード制御によって制振制御系を構成している。その際、制御系には機械系の共振周波数に関係する定数が必要となるため、人手を介さない自律制御系を目指してFFTアルゴリズムを用いた定数自動計測機能を制御系に付加している。本研究で得られた成果をまとめると、以下のようになる。1.従来から提案されているアーム位置推定値のフィードバック制御に比べ、フィードフォワード制御の特徴である高速応答性を有する新しい制振制御系を実現できた。2.制振効果を持つモータ位置指令に対して高精度な位置制御系を実現するため、モータ負荷外乱フィードフォワード補償によってロバスト位置制御系を付加した。その結果、二慣性系に起因するアームからの反力トルクによる位置制御精度劣化を回避できた。3.本制振制御で用いる制御定数に含まれる機械系共振周波数を、FFTアルゴリズムによって自動計測した。その際、制御定数設定誤差に対する制御精度を考慮してFFTを設計した結果、要求する制御精度を満足する計測を実現できるシステムの構築が可能となった。4.モータを加振器、モータ位置検出器を振動検出器、制御用プロセッサをFTT解析器とすることで、他の計測機器を用いることなくシステムに自律適応能力を持たせることができた。以上の成果は、電気学会の論文(現在投稿中)・口頭発表,技術委員会への報告によって公表されている。
オキシトシン受容体による社会行動制御機構の研究

本年度は、オキシトシン受容体(OXTR)の担う機能のうち、母性行動・社会識別行動・体温調節を制御する脳領域を明らかにすることを目的とした。その実現のため、Oxtr-floxedマウスとAAV-Creベクターにより脳領域特異的なOXTR欠損マウスを作成後、各試験に供し、表現型を観察した。この結果、昨年までのOxtr欠損マウスとAAV-Oxtrベクターを用いた研究と合わせ、生理機能や社会行動を制御するOXTRが発現する脳領域を明らかにした。さらに、より限定的な、ニューロン種特異的な可視化・活性化/抑制化のため、Cre組換え酵素依存的に導入遺伝子が発現する実験系を構築した。特に、オプトジェネティクスによるニューロンの活性化を可能とする、Cre依存的チャネルロドプシン発現AAVベクターを作製し、実用化にこぎつけた。現在当研究室で開発中のOxtr-Creマウスと組み合わせて使用することで、OXTR発現ニューロン特異的な刺激が可能となった。以上の結果は、広範囲にわたって発現しているOXTRの脳領域特異的な機能を明らかにしたものであり、OXTRのより詳細な理解につながった。OXT/OXTRについては現在精神疾患の治療ターゲットの1つとして考えられており、脳領域特異的な機能を明らかにすることは、候補医薬品の作用メカニズム解明等にもつながる。また、オプトジェネティクスについては、OXTR発現ニューロンの刺激による行動制御の可能性につながる成果である。本年度は、オキシトシン受容体(OXTR)の担う機能のうち、育児行動と体温調節に特に着目して研究を行った。育児行動については、OXTRニューロンを可視化できるOXTR-Venusノックインマウスを用いて解析した。雌については分娩時と育児行動時、また雄については育児行動時にサンプリングを行い、OXTR発現ニューロン数の測定と、神経活性化のマーカーであるc-Fosの発現について解析した。この結果、それぞれの条件においてOXTRが発現上昇、またはOXTRニューロンが活性化する領域を明らかにした。一方、体温調節能については、Oxtr遺伝子を発現し、ニューロン特異的に感染するアデノ随伴ウイルスベクター(AAV-Oxtr)を、Oxtr欠損マウスの脳特定領域に導入し、脳内の一部領域のみでOXTR発現を回復させたマウスを用いた。Oxtr欠損マウスについては、体温調節の中でも熱産生に以上が見出されているが、ウイルス投与マウスを寒冷曝露したところ、コントロールと比較し体温低下が有意に抑制され、欠損マウスの表現型のレスキューに成功した。このことから、体温調節にOXTRが関与する脳領域を見出した。これらはいずれも、広範囲に渡って発現しているOXTRの、領域特異的な機能を明らかにしたものであり、OXTRの更なる機能理解とともに、OXTRの関係が疑われている疾患や、広く動物全般の性格の理解につながるものと考えている。本年度は、オキシトシン受容体(OXTR)の脳領域・時期特異的な機能について解析した。まず、これまでに作製したOXTRを発現するアデノ随伴ウイルス(AAV-Oxtr)ベクターをOxtr欠損マウスの特定脳領域にインジェクションを行い、領域特異的OXTR発現の回復を行ったうえで、OXTRが関与している体温調節能と母性行動について脳内の責任領域を特定した。寒冷曝露時の体温調節能、母性行動いずれにおいても、特定領域でOXTRを発現したところ、表現型が野生型に近づいた。このことから、OXTRの領域特異的機能を明らかにした。また、脳内のニューロンは、単一領域でも様々な種類のものが存在する。そこで、「領域」から「細胞種」に特異性を高めた、遺伝子変換系の構築を行った。具体的には、AAVベクター構築時は敢えて遺伝子を逆向きに挿入し、Cre組換え酵素の存在下でのみ遺伝子が発現する実験系を作成した。様々な器官・組織でCre組換え酵素を発現するマウスは、世界中で数多く作製されていることから、この資産を生かし、Cre依存的に導入遺伝子を発現させる。これは、新規にマウスラインを作製するよりも容易であり、研究が短期間・安価に行える。現在は、このシステムについて、Cre存在下でのみ遺伝子発現することは確認し、OXTRの上流や下流の因子、また、OXTR発現ニューロンが持つ神経伝達物質、に着目し、様々な遺伝子を発現するAAVベクターを作製・解析している。この技術は、次に挙げるオプトジェネティクスや、特定領域の特定神経種に限定した破壊実験などで大きな効果を上げるものと考えている。さらに、Oxtr-Creマウスと先の細胞種特異的遺伝子導入系を用いて、オプトジェネティクスを行う計画を立てた。現在は、実験系を導入するため、光受容タンパク質発現AAVベクターを作製するとともに、実験系を研究室内に構築している。

特に、オプトジェネティクスによるニューロンの活性化を可能とする、Cre依存的チャネルロドプシン発現AAVベクターを作製し、実用化にこぎつけた。現在当研究室で開発中のOxtr-Creマウスと組み合わせて使用することで、OXTR発現ニューロン特異的な刺激が可能となった。以上の結果は、広範囲にわたって発現しているOXTRの脳領域特異的な機能を明らかにしたものであり、OXTRのより詳細な理解につながった。OXT/OXTRについては現在精神疾患の治療ターゲットの1つとして考えられており、脳領域特異的な機能を明らかにすることは、候補医薬品の作用メカニズム解明等にもつながる。また、オプトジェネティクスについては、OXTR発現ニューロンの刺激による行動制御の可能性につながる成果である。オキシトシン受容体の持つ領域特異的な機能については徐々に明らかにすることができたことから、おおむね順調に進展したと考えている。しかしながら、「領域特異的」から、「細胞種特異的」な機能解析という、より詳細な解析が必要と考えている。今後は、現在作成中であるCre依存的発現AAVベクターとオキシトシン受容体特異的Cre発現マウスを駆使し、特定領域のオキシトシン受容体発現ニューロン特異的な機能を明らかにする。また、オプトジェネティクスにより、オキシトシン受容体発現ニューロンを特異的に興奮/抑制させたうえで、オキシトシン/オキシトシン受容体が関係する行動や生理機能について解析する予定である。
ERβ陽性トリプルネガテイブ乳癌に対するホルモン療法の探索研究

エストロゲン、プロゲステロン、HER2受容体のいずれも発現しない乳癌はTriple-negative乳癌(TNBC)といわれ予後不良とされている。我々は先行研究からERβ陽性TNBCに対するTAM療法の有用性を検証する本研究計画を立案した。まず先行研究の対照研究として、TAMを補助療法に使用していない患者666例でのERβ発現の意義を検証した。ERα陰性、PR陰性患者群を対象にERβの発現とTAM療法の影響を検討したところ、ERβ陰性では治療薬であるTAMを投与することで逆に予後不良となる可能性が示唆された。次にERβに親和性が高く、アゴニスト作用をもつアンドロゲン代謝物の血液中濃度を検討した。閉経後乳癌60例の血清をLC MS/MS法により測定した。血清中3β-Adiol濃度は平均3.49 pg/ml(95%CI:2.69-4.53)であり、エストラジオールと同程度の濃度で存在することから、臨床試験時の効果に影響を及ぼしうると考えられた。さらに平成24年度はERβと高頻度に共発現し、TNBCの治療標的となると考えられているAndrogen receptor (AR)の発現について検証した。ARは予後良好の予測因子となったが、ERβの発現の有無がその効果に影響を強く及ぼしていた。さらに細胞実験としてTNBCでERβ陽性のMDA-MB231細胞、ERβ陰性のHST578t細胞において、TAMの影響を検証した。ともに増殖抑制作用は認めず、ALDH1を指標としたがん幹細胞分画への影響を現在評価している。今後、本仮説の臨床試験を実施するには、TNBC閉経後患者への限定、治療前アンドロゲン代謝物濃度の測定、AR発現の評価、ERβの正確な陽性・陰性評価が必要であることが、本研究によって確認された。これらのデータを元に、新たな臨床研究計画を進めていきたい。乳がんホルモン療法の適応は通常ERα陽性乳がんだが、ERα評価が一般的ではなかった過去の一時期に閉経後であれば全例ホルモン療法(タモキシフェン; TAM)が術後補助療法として実施されていた。この時代の患者乳がん組織の再評価からERα陰性PR陰性ながらTAM治療のみを実施されたグループが存在していた。この群においてERβ発現の意義を検証したところ、ERβの発現が良好な予後の予測因子となっていた。このため、ERα陰性、PR陰性といった通常はTAM療法の適応のない群に対して、ERβが陽性であればTAM療法を実施する意義を検証する臨床研究を立案した。実施にあたり、連携研究者との協議を行ったところ、確認すべき点としてERβの発現評価が擬陽性など正確ではなかった場合でも、薬剤を投与される患者に少なくとも不利益がないことを確認する必要性が指摘された。このため、タモキシフェンを補助療法として使用していない患者666例に関して、ERβ発現の意義を本年度に検証した。このなかのERα陰性、PR陰性患者群を対象にERβの発現とTAM療法の影響を検討したところ、ERβ陰性でTAMを投与した患者群がTAM未投与群に比較し予後不良となる可能性が示された。これは本来陰性である症例を陽性と判定した場合、患者に不利益を生じる可能性を示唆しており、ERβ発現評価法の品質管理・妥当性を検証することが急務とされた。またTAMの治療効果に影響をあたえる、ERβに親和性の高いアンドロゲン代謝物の血液中濃度の評価を本年度実施した。治療前の閉経後乳がん60例の血清サンプルを使用し、LC MS/MS法により測定した。この結果例えば閉経後乳がん患者における血清中3β-Adiol濃度は平均3.49 pg/ml(95%CI:2.69-4.53)であり、E2とほぼ同濃度の存在が確認された。これに関しても治療前評価を予定する。実施計画では、本年度中の探索的臨床試験の開始を予定していたが、前述のごとく、試験へのエントリー基準に相当するERβ発現評価に擬陽性が生じた場合、被験者に不利益が発生する可能性が判明した。患者を対象とする臨床研究にあたっては少数例の探索研究でも、少なくとも患者へ不利益が発生しないことの担保は重要であり、この問題の解決を優先と考え本年度の患者対象臨床試験の開始は見送りとなった。一方、継続的に実施しているrationaleとなる基礎研究の結果から、エストロゲン以外のステロイドホルモン(アンドロゲン代謝物)がERβ陽性乳がんのTAM治療効果に影響を与える可能性が示唆されたため、60例の患者血清を用いた各種ホルモン濃度測定は計画通り本年度実施した。患者検体におけるERβ染色評価法の品質管理を担保するため、再度連携研究者と検討し、過去のアーカイブ評価を次のように実施することとした。2つの施設から計10例程度の症例で複数回評価用標本を作製し、染色強度のばらつきや評価の信頼性を検証し報告する。また、本年度に実施したTAM未使用の患者臨床サンプルでの研究から予想外の知見が得られたことから、細胞株を用いた基礎研究としてERα陰性でERβ陰性乳がんにおけるTAMの負の効果に関し、そのメカニズムを検証する。この負の作用(細胞増殖もしくは転移促進の方向にTAMが影響)の可能性については、細胞生物学的には検証されたことはない。

一方、2011年にLancet誌に報告されたEBCTCGメタアナリシスでは、過去のリガンド結合法で評価されたERとして0 fmol/mg proteinの患者群にTAMを使用することで有意差はないものの、予後が不良の方向へ影響がでる可能性が報告されており、なんらかの合理的な作用が存在する可能性がある。薬剤購入費などが本年度に発生しなかったため、次年度への繰り越し予算が生じている。・免疫組織学的染色の品質管理に関する研究を前述のごとく実施する(病理医・病理科検査技師との協働のため謝金を新規に予算化する可能性あり)・ERα陰性PR陰性でERβ陽性/ERβ陰性(MDA-MB 231細胞にERβ-siRNAを使用)乳癌細胞株を作成もしくはこれに相当するphenotypeの乳がん細胞株を購入し、TAMの作用の違いについてそのメカニズム解析を背景研究として実施する・平成23年度の知見について、学会報告などを行う。これらに関して研究を実施していく予定としている。
ネットワーク型社会における企業の社会貢献活動の現状と課題

コミュニティを、企業とステークホルダーとの連携に視点をおきネットワーク型社会ととらえ、企業の社会貢献活動の実態に関する量的・質的調査結果から、企業の社会貢献活動の定着と、コミュニティとの連携の促進が明らかとなった。企業メセナによる疲弊した地域の活性化に関する調査から、アート組織を連結環として、グローバルを志向する企業とローカルを志向する地域住民の自主的活動とのネットワーキングが、特に重要であることが解明されたコミュニティを、企業とステークホルダーとの連携に視点をおきネットワーク型社会ととらえ、企業の社会貢献活動の実態に関する量的・質的調査結果から、企業の社会貢献活動の定着と、コミュニティとの連携の促進が明らかとなった。企業メセナによる疲弊した地域の活性化に関する調査から、アート組織を連結環として、グローバルを志向する企業とローカルを志向する地域住民の自主的活動とのネットワーキングが、特に重要であることが解明された本年度は、企業の社会貢献活動の現況に関する基礎的資料の収集を第1の目的とした。まず第1に、日本における企業活動の歴史と現況に関する文献、および、企業の社会貢献に関する文献を集中的に収集した。第2に、企業の社会貢献のうち芸術文化活動の支援(企業メセナ)に関して、社団法人企業メセナ協議会の活動に関する資料収集、及び、メセナ協議会傘下にある全国メセナネットワーク組織の活動から、地域社会とメセナ活動に関する概況調査を行った。具体的には、山口県と類似の活動が見られる山梨県のメセナ活動の聴き取り調査を行い、比較研究のための知見を得た。第3は、山口県内の従業員50人以上を擁する企業に対してアンケート調査「山口県における企業の社会貢献活動に関する調査」を、郵送法で実施した。対象企業総数645のうち245社から回答を得た。督促のはがきで回収率のアップを図ったが、回収率は38%であった。このアンケート調査結果は、直ちに集計を行い、1993年に実施した類似調査結果と比較した。この10年間に、全国的には企業の社会的責任や社会貢献活動に関する関心はきわめて高くなってきているが、山口県のような地方都市においては、企業の社会貢献活動の顕著な前進は見られなかった。しかしながら、環境問題に対する関心は強くなっており、本研究の中心的な目的である、ネットワーク型社会に向けて、企業と地域社会における他の組織や団体との活動の連携の方向性は見いだせた。調査結果の詳細な分析は、次年度にも継続する予定であるが、本年度の調査結果の分析に関しては、17年12月に鹿児島大学で開催された、日本社会分析学会第110研究例会で「地方都市における企業の社会貢献活動の現状」として報告した。本年度の研究の第1は、山口県における企業の社会貢献活動に関する先進的な活動事例にかんする実態調査を、質的聴き取り調査方法で実施した。山口県と山口県社会福祉協議会が主体となり、山口県経営者協会の協力を得て、平成8年度から実施してきている山口県企業ボランティア活動促進モデル事業所指定制度で、平成17年度までに指定された全事業所を対象に、企業の社会貢献活動担当部署に対する調査を実施した。面接および郵送調査の結果、約半数の20の事業所に関して、活動の実態、及び地域社会における他団体との活動のネットワーキングの現状を明らかにすることができた。これらの調査結果は、『2005-2006年山口県における企業の社会貢献活動に関する調査報告書』にまとめた。研究の第2は、企業が中心となり、地域社会の文化活動を支援すること(企業メセナ活動)によって、アートによる地域の活性化が試みられている事例を調査した。具体的には、新潟県十日町市と香川県直島町において活動の実態について聴き取り調査を行った。十日町市は、2000年から「大地の芸術祭越後妻有アートトリエンナーレ」が開催されており、2006年は第3回目の芸術祭が開催された。329の世界中から選りすぐられた現代アート作品が中山間地域に点在されるイベントは、行政、企業、地域住民、若者ボランティアが連携して、地域活性化に貢献していることを明示していた。イベントの経済的、社会的担い手の中核は、行政から民間、企業へと移行しつつあり、企業に対する地域社会の期待が大きくなってきている。また直島町は、かつては三菱マテリアルの企業城下町であったが、近年、ベネッセコーポレーションが関わる文化財団の活動によって、現代アートの島として変貌を遂げている。2006年度には現代アートの「直島スタンダード展」が開催された。これらの事例調査の結果から、一方では企業のメセナ活動が進展しており、他方ではアートNPOが育成され、それらが文化(アート)を介して結びつくことによって、ネットワーク型社会として地域が活性化する方向性が示唆できた。本年度は、企業の社会貢献活動としてのメセナ活動の事例研究と、地方都市における企業の社会貢献活動に対する住民評価に関するアンケート調査を実施した。まず、事例研究として、アサヒビールのメセナ活動の一環としてのアサヒ・アート・フェスティバル2007に参画して、群馬県・栃木県の渡良瀬渓谷鉄道沿線で開催された、WATARASE ArtPriject(WAP)2007」の活動事例を調査した。この事例は、昭和48年の足尾銅山閉山後疲弊した地域を、アートNPOが中核となって、企業がその活動を支援し、地域住民と一体となって、地域活性化を目論んだ事例である。企業・専門家集団・地域住民とのネットワーキングの試みは評価できるが、それをいかにして継続していくかについては今後の課題として残されていることが明らかとなった。

企業の社会貢献活動に対する住民評価に関するアンケート調査は、山口県防府市住民を対象に、2007年8-9月に、郵送法調査で実施した。主な調査内容は、防府市に立地している企業が中心となって展開している「愛情防府運動」活動について、住民の認知度と評価を明らかにするものである。調査対象として抽出した534サンプルのうち、有効回収調査票数は249で、回収率は46.6であった。調査結果からは、愛情防府運動が開始されて15年が経過していることから、企業の社会貢献活動への認知度は確実に高くなっているが、地域に対する関心や愛着度を示すコミュニティモラールと認知度は密接に関連しており、モラールの高いものほど企業活動に対する評価は良かった。企業の社会貢献活動は、住民の地域に対する活動参加を促進する方向で実施することが望ましいという示唆を得ることができた。それぞれの調査研究から得られた成果については、日本社会分析学会と山口地域社会学会で報告を行った。20年度は、第1に、企業の社会貢献活動の一環としての、企業メセナによるまちづくりに関する事例調査を実施した。第7回「アサヒ・アート・フェスティバル2008アートツーリズムでいこう」をテーマとして、6月から9月に、全国各地のNPOや市民グループと協働して開催されたプロジェクトのうち、鐘紡洲本工場が閉鎖された兵庫県洲本市(淡路島)において開催された「淡路島アートフェスティバル2008おいしい淡路島art sightseeing」とNPO法人BEPPUPROJECTによる大分県別府市の中心市街地の遊休施設をまちと人とアートをzつなぐ場所に再生するプログラム「中心市街地リノベーション構想platform制作事業」について参与観察による活動実態調査を実施した。第2に、日本の産業近代化を代表する産業都市岩手県釜石市と福岡県大川市において、企業の盛衰と地域社会の変貌、及び、新たな地域活性化の試みに関する資料収集と実態調査を行った。釜石市は、新日鐵という巨大企業の巨大工場が立地している産業都市で、企業に経済活動が縮小される中で地域社会が疲弊してきている。近代化産業遺産を保存し、製鉄業と農漁業を核にした体験型のグリーンツーリズムによる町おこしが企画されている。それと対照的に大川市は、木工業という藩政期からの伝統的な地場産業の企業が複数立地している。木工業は衰退気味であるが、郷土が生んだ作曲家古賀政男を核にした音楽のあるまちづくりや、民間業者主体のまちづくりが行われている。第3に、平成17年から20年までに科学研究費に基づいて実施した調査研究を総括し、企業、行政、市民、NPO,専門家、アーティストの連携した、ネットワーク型社会の現状と課題に関する研究成果報告書を作成した。
振動場と弾性場のカップリングによるソフトマターのシミュレーション手法の開発

架橋構造を持つ高分子ネットワークのミクロな構造や粘弾性特性を、分子モデルおよび場のモデルを用いて表現し、化学反応による内的な自励振動や外部から印加した変形・流動によって引き起こされる架橋高分子の変形挙動を解析した。架橋高分子を弾性体として扱い、化学反応のモデルを埋め込むことで、架橋高分子と化学振動とのカップリングによる振動変形挙動をシミュレートする方法論を確立した。また、生体繊維を構成する高分子を対象として、実際の分子構造の情報から架橋構造を作成し、この架橋構造に対して分子シミュレーションを実施し、架橋構造の弾性特性を明らかにすることができた。振動場と弾性場のカップリングを持つ系のシミュレーション手法として、架橋等のネットワーク構造を持つ高分子系に対して、従来の自己無撞着場理論を拡張する定式化を行った。ここでは、架橋点によりつながっている高分子鎖のネットワーク構造の中の1本の代表鎖に着目し、それ以外の鎖との間に化学結合がある状態を、分岐構造を持つ高分子の自己無撞着場理論の手法を用いて表現した。さらに、このような分岐高分子を平均場近似を用いることで一体近似することで、数値計算の拘束かを計った。また、この自己無撞着場理論のモデル化と平行して、架橋高分子系の粗視化分子モデルを構築し、モンテカルロシミュレーションにより平衡状態のネットワーク構造の構築を行った。さらに、このようなネットワーク構造の流動特性をシミュレートするために、従来から流体力学の数値解析手法として用いられてきた流体粒子法に対して以下の拡張を行った。1)物理ゲル等の一時ネットワーク構造を持つ粘弾性流体を対象として、ゲルの膨潤/収縮過程をシミュレートできるように、流体粒子のサイズを可変とするように拡張した。2)ネットワークの弾性効果を流体粒子に取り入れた。3)外部からの振動的な応力場や化学反応による内的な振動現象とのカップリングを取り入れた。これらのシミュレーション手法を組み合わせることにより、振動的な外力による変形や化学反応のような振動場の中に置かれた高分子粘弾性体の動的な挙動をシミュレートする方法論の基礎を開発することに成功したと言える。物理ゲルに代表される架橋構造を持つソフトマターは、そのソフトな弾性特性とともに流動を伴う粘弾性特性を持つ点で特徴的である。この粘弾性特性を生かして、粘着剤やロボットの動力源(アクチュエータ)としての利用の可能性が広がっている。本研究では、粘弾性特性を有する物理ゲル・高分子濃厚溶液等を流体粒子(SPH)法と固定メッシュ法の併用した方法でモデル化し、その外力に対する応答や、化学反応とのカップリングによる変形を解析した。1)体積相転移を伴う化学ゲルと振動反応がカップルした系のゲルの変形のダイナミクスをSPH+固定メッシュ法でシミュレーションする方法を開発した。化学振動波の伝播に伴いゲルの体積相転移が誘発され、変形が周期的に生じる現象をシミュレーションから再現することに成功した。2)高分子濃厚溶液を2枚の固体壁間に充填した系を粘着剤のモデルとみなして、引きはがし挙動の粘弾性シミュレーションをSPH法を用いて行った。粘着剤の自由表面をSPH法で表現する点に困難が生じ、問題の解決に向けて検討を進めている。平成27年度はワークステーションを導入するとともに、研究補助員を時間雇用してこのワークステーションを用いたシミュレーションにあたらせる計画であったが、人員の確保がかなわずワークステーションの購入を保留するとともに、研究の進展も遅れが生じた。このため平成28年度に期間延長を行い、研究補助員を雇用することで、研究の進展を図る。個別の研究の進展に関しては、1)ゲルの体積相転移と化学振動のカップリング:物理ゲルが最終目標であるが、当面は化学ゲルを用いて方法論の開発を行っており、基本的な方法論の開発には成功した。2)高分子濃厚溶液でできた粘着剤のひきはがし:自由境界面の取り扱いに困難を生じていたが、自由界面を不連続面として扱い、界面張力を設定することでこの問題を解決できることがわかり、シミュレーションによる検証を行っている。生体の運動を模したソフトマター系のモデルとして、架橋構造を持つ高分子ネットワークのミクロな構造や粘弾性特性を、分子モデルおよび場のモデルを用いて表現し、化学反応による内的な自励振動や外部から印加した変形・流動によって引き起こされる架橋高分子の変形挙動を分子シミュレーション、自己無撞着場理論によるシミュレーションおよび流体粒子シミュレーションを用いて解析した。架橋高分子を弾性体として流体粒子上に配置し、ここに自励振動を起こす化学反応のモデルを埋め込むことで、架橋高分子の体積相転移と化学振動とのカップリングによる架橋高分子の振動変形挙動をシミュレートする方法論を確立し、シミュレーションプログラムを開発した。シミュレーションの結果、化学振動が伝播することによる架橋高分子の脈動運動をよく再現でき、種々の効果を取り入れた実現象の再現が可能であることが確認できた。また、生体繊維を構成する高分子を対象として、実際の分子構造の情報から架橋構造を作成し、この架橋構造に対して粗視化分子動力学法による分子シミュレーションを実施した。このシミュレーションから、生体繊維の架橋構造の弾性特性を明らかにすることができ、実験との対応も確認した。また、同じ系に対して自己無撞着場理論を用いた定式化も行ったが、自己無撞着場の計算の際の繰り返し計算に不安定が生じ、架橋高分子のネットワーク構造とその粘弾性特性を再現することには成功しなかった。

また、生体繊維を構成する高分子を対象として、実際の分子構造の情報から架橋構造を作成し、この架橋構造に対して分子シミュレーションを実施し、架橋構造の弾性特性を明らかにすることができた。申請書の研究目的に記載した研究目標の内で「流体粒子法」の拡張に関しては、サイズ可変の流体粒子の系への変更および、振動現象とのカップリングによるゲルの膨潤・収縮をシミュレートすることの出来る手法の開発に成功した。架橋反応をフォッカープランク方程式で表現する部分に関してはまだ未着手であるが、これに関しては同等の効果を有する自己無撞着場理論の定式化を行うことができた。一方で、当初予定の理論的な定式化に関して一部未着手の部分(化学結合の生成・消滅をフォッカープランク方程式を用いて記述する部分)があるため、本年度は大規模計算を実行するよりも理論の定式化を優先することを選択した。期間延長を認められた平成28年度は、ワークステーションの購入と人員の確保により、研究を進捗させる。前年度までは架橋点が組み替えることのない化学ゲルを対象としたモデル化をおこなっていたが、アクチュエータとしては架橋点の組み替えが生じえる物理ゲルの方がより重要であり、このモデル化とシミュレーションを行う。また、化学振動や粘着剤の粘着した壁面の振動などによる強制的な外部振動の結果、ゲルがどのように変形するかを開発したシミュレータを用いて解析し、アクチュエータとしての機能あるいは粘着剤としての性能の評価を行う方法論を確立する。ソフトマター物理学本研究の最終年度となる平成27年度には、前年度に開発したプログラムを並列化することで大規模なシミュレーションを行う。このためにワークステーションを購入する。ターゲットとなる系としては、まずは体積相転移を起こさないゲル・ネットワークが外的な振変形あるいは化学振動とカップルしたときの振る舞いを調べ、先行研究との比較を行う。次に、体積相転移を持つゲルの振動とのカップリングの結果を詳細に調べ、どのようなパラメタの時にゲルの力学特性がもっとも有効になるかを明らかにすると共に、モデルパラメタの変化によって最終的なゲル全体の振動現象がどのような影響を受けるのかを定性的に明らかにする。最後に、化学ゲルを物理ゲルに取り替えることで、ネットワークの組み替えを許す。このような系は、粘着剤や流動性の弾性物質として利用可能であり、機能性材料のモデル構築に応用可能であると考えられる。当初計画では研究補助員を時間雇用し、シミュレーションプログラムの開発とシミュレーションの実施およびデータ解析の任に当たらせることを考えていたが、この業務を行う人員の確保ができなかった。このため、当該研究補助員が使用予定であったワークステーションの購入を差し控え、基礎理論の構築とテストシミュレーションの実施を行った。
超塑性チタン合金による補綴物の成形に関する基礎的研究

チタンは優れた生体適合性,耐食性,機械的性質を持ち歯科用合金として理想的な特性を兼ね備えている.しかし,鋳造がきわめて難しく,歯科補綴物を作ると大きな鋳造欠陥が出きやすいなど多くの加工上の問題点をかかえている.本研究はこのチタン鋳造加工の因難を克服するため,チタンの補綴物の加工に欠陥のできにくい超塑性成形法を応用しようとするものである.Ti-6Al-4V合金がチタンの融点よりはるかに低い900°C前後の温度で餅状となり,低い応力の元の長さの10倍以上も良く延びる超塑性を利用して,簡単に欠陥がなく精度の良いチタン合金補綴物を得るための基礎的研究を目的とした.先ず,超塑性チタン合金床の表面性状,機械的性質,型材の膨張と適合精度,成形条件と成形度など,成形性を検討した.また,超塑性成形と同時に拡散接合によりクラスプを直接接合する方法について基礎的検討し,接合部の耐食性を調べた.超塑性Ti-6Al-4V合金の成形性の検討では、改良したリン酸塩系埋没材の型にTi-6Al-4V合金板をセットし,950°Cに加熱してアルゴンガス圧で超塑性成形を行った。この超塑性成形したTi-6Al-4V合金床の適合性はCo-Cr合金により鋳造床より良好で、型との反応が少なかった。引張強さ、伸びもCo-Cr合金より優れ、義歯床の成形法としてきわめて有効と考えられた。また,バルジ試験から補綴物の形態と成形条件を明らかにした.拡散接合の検討では、Ti-6Al-4V合金の超塑性成形時に純チタン、チタン合金、コバルトクロム合金を中間材と共に重ね合わせ拡散接合を行い、接合強さ測定、界面元素分析を行った。この結果、中間材にパラジウム箔や14K20Kの金ろう箔を用いれば純チタン,チタン合金がTi-6Al-4V合金の超塑性成形と同時に拡散接合できることがわかった。この接合部分の耐食性も歯科材料として十分であった.チタンは優れた生体適合性,耐食性,機械的性質を持ち歯科用合金として理想的な特性を兼ね備えている.しかし,鋳造がきわめて難しく,歯科補綴物を作ると大きな鋳造欠陥が出きやすいなど多くの加工上の問題点をかかえている.本研究はこのチタン鋳造加工の因難を克服するため,チタンの補綴物の加工に欠陥のできにくい超塑性成形法を応用しようとするものである.Ti-6Al-4V合金がチタンの融点よりはるかに低い900°C前後の温度で餅状となり,低い応力の元の長さの10倍以上も良く延びる超塑性を利用して,簡単に欠陥がなく精度の良いチタン合金補綴物を得るための基礎的研究を目的とした.先ず,超塑性チタン合金床の表面性状,機械的性質,型材の膨張と適合精度,成形条件と成形度など,成形性を検討した.また,超塑性成形と同時に拡散接合によりクラスプを直接接合する方法について基礎的検討し,接合部の耐食性を調べた.超塑性Ti-6Al-4V合金の成形性の検討では、改良したリン酸塩系埋没材の型にTi-6Al-4V合金板をセットし,950°Cに加熱してアルゴンガス圧で超塑性成形を行った。この接合部分の耐食性も歯科材料として十分であった.チタンの優れた生体適合性,耐食性,機械的性質など歯科用合金として理想的であるが,鋳造するには大きな問題点が数多く残されている.しかし,Tiー6A1ー4V合金の超塑性を利用すればこれら鋳造上の問題点をほとんど回避できると考えられ,航空機の部品等の製造にすでに広く利用されている.本研究はこのTiー6A1ー4V合金の超塑性成形法を歯科補綴物の成形にも応用することを目的とした.歯科補綴物の形態は大小の球面の複合や組み合わせでできていると考えられる.そこで本年度はアルゴンガス圧バルジ試験法で超塑性Tiー6A1ー4V合金を超塑性により種々の径で半球状に膨らませ,成形温度,アルゴンガス圧や加圧時間と成形性との関係を調べ,金属床への応用の可能性を検討した。この結果,成形度は成形温度が高いほど早くなり,効率から考え成形温度は高いほど良かった。しかし圧力容器の耐圧から950°Cが上限と考えられた。型の径が38mmではアルゴンガス圧6kg/mm^2で30分保持するとTiー6A1ー4V合金は型の底面までほぼ完全に成形され,床の成形ではこの条件で大体の成形が可能であることがわかった。型の径が最小だった3mmではアルゴンガス8kg/mm^2での1時間の保持で成形度0.5に達した。3mmの型ではこれ以上加圧しても成形はほとんど進行しなかった。