hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
社会関係資本としての社会ネットワークの構造的影響のメカニズム

1)社会ネットワークのdynamic processに関するモデルの開発の進化をおこなった。2009年3月発行の甲南大学紀要文学編156社会科学特集の「友人ネットワークのダイナミック分析」(13-36)にこれまでの成果が報告されている。2)パーソナルネットワークの社会資本としての地域への関心度の影響力を測定する調査を実施し、それをAPSA(アジア太平洋社会学会:マレーシア)で報告し、それを「若者層のネットワーク形成とコミュニティ」(科学研究調査論文集)として執筆している。3)ホールネットワークの縦断的分析に関しては、継続した大学生に対する調査を日本、オランダ、フランスで実施し、それを分析した。1)社会ネットワークのdynamic processに関するモデルの更なる彫琢、とくに友人形成にかかわる情報の不確実性を考慮したモデル開発を継続しておこなった。これはオランダの研究者との共同研究である。これはすでに2002年に論文として上梓した「不完全情報下のネットワーク形成」(甲南大学紀要、文学編1-27)や2005年の「友人選択過程のメカニズムをさぐる」(佐藤・平松編ネットワーク・ダイナミックス』、勁草書房、93-112で展開したモデルにおけるパラメータの推計を行うことにより、より現実的なものにしていく作業をすすめた。2)パーソナル・ネットワーク(P・N)とアフィリエーション・ネットワーク(A・N)のソーシャル・キャピタルとしての「地域への関心・関与」に与える影響を測定すべく、ネットワーク調査(調査票調査)の実施の準備ができた。いわゆる「地域力」を構成する要素のなかの「P.N」と「A.N」の重要性をさぐるものである。パーソナル・ネットワーク研究では、個人の選択的なネットワークが主になっているが、アフィリエーション・ネットワークを同時に取ることを通じて、構造的側面を明らかにすることを試みた。3)もう1つは、「縦断的なホール・ネットワークデータ」の継続的収集である。これまでに実施してきた、日本、オランダの両国にわたるデータの詳細な比較分析をおこなった。そしてこれまでのデータ収集の問題点を改良し、それを日本、オランダ、フランスの3国でおこなう共同調査であり、今年度は更なる調査の「準備段階」であった。とくに、ホールネットワークに関するモデル開発のための「パラメータの推定」が重要であり、このことをとくに意識した調査になった。1)社会ネットワークのdynamic processに関する毛デルの更なる彫琢、とくに友人形成にかかわる情報の不確実性を考慮したモデル開発を継続しておこなった。2)パーソナル・ネットワーク(P・N)とアフィリエーション・ネットワーク(A・N)のソーシャル・キャピタルとしての「地域への関心・関与」に与える影響を測定すべく、ネットワーク調査(調査票調査)を実施した。これは論文『若者層のネットワーク形成とコミュニティ』(科学研究費調査論文集、1-15、2008年3月)として発表している。前年に引き続いて、これまでに実施してきた、日本、オランダの両国にわたるデータの詳細な比較分析をおこなった。そしてこれまでのデータ収集の問題点を改良し、それを日本、オランダ、フランスの3国でおこなう共同調査に結びつけるものである。とくに、ホールネットワークに関するモデル開発のための「パラメータの推定」が重要であり、このことをとくに意識した調査になる。日本での調査実施は来年度になる。他の国は共同調査者と打ち合わせしながら実施していく。1)社会ネットワークのdynamic processに関するモデルの彫琢、とくに友人形成にかかわる情報の不確実性を考慮したモデル開発を継続して行った。2009年3月発行の『甲南大学紀要』社会科学編に掲載される「友人ネットワークダイナミック分析」はこうしたモデル開発のこれまでの成果を表現している。2)パーソナル・ネットワーク(P.N)とアフィリエーション・ネットワーク(A.N)のソーシャル・キャピタルとしての「地域への関心・関与」に与える影響を測定するネットワーク調査を実施し、1つは「アジア太平洋社会学学会(APSA)で、“Social Network Formation among young people in Japan"として学会発表し、「若者層のネットワーク形成とコミュニティ」と題した論文を(科学研究費調査論文集、1-15,2008年)として上梓した。以前に収集した縦断的データ(日本とオランダ)の詳細な比較分析を行った。

これにはホールネットワークに関するモデル開発のための「パラメータ推定」が重要であり、このことを強く意識した調査になった。本年は日本、オランダ、フランスの3国のうち、日本での調査を実施した。後者2国での調査は来年度実施する予定になっており、そのための手続きは完了している。
カーボンナノチューブを用いたナノCMMレーザトラッピングプローブについての研究

被測定物形状をサブミクロンの精度で,3次元的計測時に発生する誤差を実験的に調べた.本実験では,装置の都合上,タッピングモードAFMを用いた.カンチレバーはピエゾ素子を内蔵した自己検知型で,変位検出の光学部品が不要なため,コンパクトなサイズでタッピング方向を変化できるという特長がある.直径200μm(公称値)のルビー球を,カンチレバー振動方向がその表面に垂直となるように変化させながら測定した.AFMの測定可能体積は100μm×100μm×100μmと測定対象より小さいため,測定位置を変えながら複数回測定を行い,最終的にそれらを組み合わせて全イメージを構成した.各測定結果から最小2乗近似により,球中心と半径を計算し,得られた各球中心が一致するように重ね合わせ,半球状のルビー球表面イメージを求めた.この結果,カンチレバータッピング方向を水平に変えて測定した球側面の方が,垂直にタッピングする球上面より大きな誤差となることが確認された.これにより,タッピング方向(被測定物アプローチ方向)が被測定物表面の法線方向と一致する必要があることが確認された.次に,被測定物の材質が測定に与える影響についてシミュレーションおよび実験により調べた.ナノCMMが検知するであろう微小力(ファンデルワールス力,反発力等)を実験条件を含めてモデル化した.隣接した異なる2つの物質からできた完全平面を測定する状況をシミュレートした.その結果,完全平面を測定したにもかかわらず,サブナノメートルレベルの段差形状が得られることが明らかとなった.その段差の大きさは被測定物質の物性に大きく依存した.実験的に実証するため,完全平面の被測定物を作成し,AFMにて測定した.この結果,段差形状が見受けられた.このように、ナノメートルレベルで3次元形状を測定する場合、被測定物の材質を十分考慮する必要があることが明らかとなった.ナノCMMは,プローブと被測定物の相対位置を正確に決定する位置決め技術と被測定物を検出するプロービング技術が重要である.高精度に位置決めを行う精密位置決めには,精密ステージが用いられる.本研究では,姿勢変化も含めた多自由度の位置・姿勢制御が可能なステージシステムを構築した.1つのセンサで多自由度を検出できるサーフェスエンコーダを位置センサとして用いたステージは,XYθ_Z3自由度の制御が可能ながら1段構造のシンプルな位置決め機構として実現できた.フィードフォワードと外乱オブザーバを含むPIDフィードバックシステムを解析的に検討し,高精度位置決めコントローラを実装した.レーザ干渉計(分解能0.63nm)を測定基準としてステージを評価したところ,50nmの値置決め分解能を持つことが明らかとなった.また,3次元計測にはプローブとして用いる微粒子の位置を高速・高精度に検出する必要がある.受光部に2次元的な位置を検出できる2次元PSDを用いることで,CCDによる検出に比べ高速・高感度に微粒子位置を検出できるようになった.レーザトラップに使用するYAGレーザをAODによって光路変調することで,微粒子を強制的に800nmの振幅で共振周波数の1.6kHzで振動させる.強制振動により,物理的・化学的な検出不安定要素を低減させ,AFMタッピングモードと同じ原理で被測定物への接触を高精度に検出することができた.振動の振幅と位相遅れを算出し,その変化から接触検出を行った.この原理により,プローブ自体の検出分解能50nm以上を確認した.これは,当初の研究計画で予定していた検出精度を大きく上回る重要な結果である.以上,平面ステージ位置決め技術と高精度プロービング技術の2つの技術を組み合わせることで,3次元的な検出分解能50nm以上を実現できるナノCMMの可能性を確認した.光放射圧原理を用いたレーザトラップ技術をナノCMMに適用するために重要となるトラップ球の検出についての研究を行った.CMMへ適用する際に,プローブが測定物に接触したことを正確に検出する必要がある.本研究では,追加のレーザ光を用いてこれを検出することを試みた.He-Neレーザをトラップ球に照射し,球表面からの反射光を受光素子で検出することで,トラップ球の位置変化を検出する.2次元的な位置を検出するための受光素子として,4分割PD(Q-PD)と2次元PSD(2D-PSD)を試用した結果,検出感度はQ-PDが良いものの,10μm程度の素子間ギャップが検出精度を低下させることが分かり,2D-PSDを用いることとした.この結果,トラップ球の位置変化を数十nmの精度で検出できることが可能となった.次に,このレーザトラップ技術をナノCMMに適用し,シリコンウエハ端面の形状測定を標準環境にて試みた.トラップ球を保持するYAGレーザをAODにより1.8kHzで偏向させ,トラップ球を800nm振動させるタッピングモードを採用し,CMMプローブとした.AOD入力信号と受光素子出力をロックイン検出することで,トラップ球の変位・位相変化を解析し,プローブ球の状態を把握した.振動させたプローブを試料に近づけると,物質間の空気粘性により共振周波数と位相が変化することが観察きれた.

この変化を検出することで,トラップ球と試料間の相対位置が求められるので,ナノCMMへの適用が可能であると考えられる.レーザトラップ装置全体の安定性を評価した.トラップ装置と同程度の大きさを持つAFMの長時間にわたる温度ドリフトを測定した.10時間の測定で温度変化は±0.1°C以内であり,変位は300nm程度と非常に小さく,nmオーダーの測定に十分な安定性を有していることを確認した.本構造をナノCMMへ適用することで,同等の安定性を実現できると期待される.被測定物形状をサブミクロンの精度で,3次元的計測時に発生する誤差を実験的に調べた.本実験では,装置の都合上,タッピングモードAFMを用いた.カンチレバーはピエゾ素子を内蔵した自己検知型で,変位検出の光学部品が不要なため,コンパクトなサイズでタッピング方向を変化できるという特長がある.直径200μm(公称値)のルビー球を,カンチレバー振動方向がその表面に垂直となるように変化させながら測定した.AFMの測定可能体積は100μm×100μm×100μmと測定対象より小さいため,測定位置を変えながら複数回測定を行い,最終的にそれらを組み合わせて全イメージを構成した.各測定結果から最小2乗近似により,球中心と半径を計算し,得られた各球中心が一致するように重ね合わせ,半球状のルビー球表面イメージを求めた.この結果,カンチレバータッピング方向を水平に変えて測定した球側面の方が,垂直にタッピングする球上面より大きな誤差となることが確認された.これにより,タッピング方向(被測定物アプローチ方向)が被測定物表面の法線方向と一致する必要があることが確認された.次に,被測定物の材質が測定に与える影響についてシミュレーションおよび実験により調べた.ナノCMMが検知するであろう微小力(ファンデルワールス力,反発力等)を実験条件を含めてモデル化した.隣接した異なる2つの物質からできた完全平面を測定する状況をシミュレートした.その結果,完全平面を測定したにもかかわらず,サブナノメートルレベルの段差形状が得られることが明らかとなった.その段差の大きさは被測定物質の物性に大きく依存した.実験的に実証するため,完全平面の被測定物を作成し,AFMにて測定した.この結果,段差形状が見受けられた.このように、ナノメートルレベルで3次元形状を測定する場合、被測定物の材質を十分考慮する必要があることが明らかとなった.
リソース理論に基づく量子測定・操作の統一的限界

リソース理論は量子情報理論における最重要理論の一つであるエンタングルメントの理論を拡張した理論体系である。このリソース理論で最近着目されているのがResource theory of asymmetryと呼ばれる理論分野である。この分野では「保存則を満たす操作」と「リソースとして『消費』できる状態」の組み合わせによって、「保存則を破る操作」をどの程度実装できるかを考える。本研究計画では、申請者らの最近の結果(Tajima et.al. PRL 2018)を発展させ、「実装される操作による保存則の破れの度合い」と「必要なリソースの量」の間に普遍的に成立するトレードオフを導く理論を構築する。
自作簡易デジタル教科書を用いたプレゼンテーション授業の考案と研究

本研究は国語、算数、理科、社会の授業を中心に勤務校の職員3名、兵庫県加古川市小学校教員1名、岡山市小学校教員1名で研究を行った。5名とも書画カメラ付きインテリジェントプロジェクターと黒板に貼れるマグネットスクリーンを教室に常設し、校内LANに接続されたパソコンを用いて自作簡易デジタル教科書を作成し、その授業を1年間継続して展開した。研究の目的は高価な市販品のデジタル教科書に比べ、教科書をスキャンして行う自作簡易デジタル教科書が児童の興味関心を引きつけ、いかに効率よく教科の特性に応じた授業展開ができるかを考案、検証するものであった。結果、国語では新出漢字の書き取り、部首の確認、筆順練習に大きな効果を発揮した。また説明文や物語の読み取りにも効果があった。算数では「見せずに隠す」というプレゼンテーションの手法を用い、ヒントを小出しにして思考を促す点で効果は大きく、自由度のある自作製のものは市販のデジタル教科書に比べ授業展開に沿うものになった。また、デジタル教科書を作る際のオブジェクトをワープロソフトに貼り付けることで簡単にワークシートを作成することができ、児童の学習への大きな効果をあげた。当初懸念された自作簡易デジタル教科書の作成時間であるが、教科、単元にもよるが、平均20分以内で1時間分の授業資料が作成できるのも大きな成果であった。理科、社会、保健、道徳でもプレゼンテーション授業を多く活用した。これらの教科ではスキャン画像のみの提示が多いが、それでも十分授業の展開には効果を発揮し、提示物を作成する時間が大幅に短縮され児童にイメージをすぐにわかせることができた。国語、算数ではスキャンデータから切り取ったオブジェクトを順にプレゼンテーションソフトに貼り付けてフレームを多く作ることで思考を促し、他教科では教科書画像をそのまま提示するという形で授業準備するのが本研究で最も効果的で効率的な手法だという考えが確立した。
超精密マイクロ金型による高機能光・バイオ部品の実現

1.精密マイクロ金型の実現金型製作の重要技術である、シリコン三次元形状加工、皮膜形成技術、レーザ加工技術、微細電析技術等を開発し、光デバイス、バイオチップ等の製作に適用可能なマイクロ金型を実現した。(1)光導波路及び光部品用金型・AWG(アレイ導波路格子)デバイス実現に向けた金型の設計、製作を行った。シリコンの形状形成により母型の形成を可能とした。また、プロセスが容易なSU-8レジストを用いた母型製作も行った。・非球面レンズ用金型については、使用レーザに合わせた最適化に向けて設計を行い、レンズ用金型の設計、製作を実施した。メッキにより紫外線硬化剤用の金型の作製を可能とした。(2)バイオチップ用金型・ナノ構造金型の製作では、数十数百nmギャップの制御技術を活用して金型を製作した。これにより高アスペクト比の形状を持つピラーに対して微細部のメッキが可能であった。2.光・バイオ部品の実現上記のマイクロ金型を用いて形状転写によるプラスティック部品の製作を行った。(1)光導波路、及び光部品・AWG用に、詳細な成形条件の把握、新たな真空吸引を用いた成形法など条件の最適化を図り、コア径5μmの成型を可能とした。・金型の剥離プロセスで用いる有機超薄膜による離型の有効性の検証を行った。・製作した非球面レンズの光学的特性を評価してレンズの光学特性を確認した。(2)バイオチップ・プラスティック材料へのナノインプリンティング技術により、電気泳動チップ用のナノチャンネル部への充填方法を検討した。これによりアスペクト比1程度の形状の転写を可能とした。・この時、微細部の剥離プロセスやそのための離型剤として有機超薄膜を検討し、これを適用したデバイスを試作した。以上により、超精密マイクロ金型を用いた光・バイオ部品の設計、製作の基本データを把握した。1.超精密マイクロ金型の実現(1)光導波路、および光部品用金型これまで蓄積したシリコンの微細加工技術やメッキ技術等によりニッケル金型を製作した。今回は主対象をマルチモード用導波路とし、50ミクロンの矩形形状の形成、表面粗さの低減を図り、ニッケルメッキにより金型を製作した。大型基板にメッキすると反りが発生するため、その低減に向けた検討が必要であることが分かった。光部品として、マイクロアレイレンズとフレネルレンズをとりあげ、その三次元形状形成法を研究した。フレネルレンズでは、紫外線露光技術を駆使して斜め形状の一括形成を検討し、またアレイレンズでは、撥水効果を利用したレンズ形状のパターニング法を試行した。その結果、いずれの方法も斜め形状やマイクロレンズ形状を形成できることを確認できた。これを母型としてニッケルや銅を材料とするメッキを行い、ニッケルによるメッキでは応力による皺の発生が架台であること、銅では皺の発生がないこと等を確認した。(2)バイオチップ用金型シリコンピラーの微細な形状を形成するため、フォトリソ技術による円柱形成とポリシリコン堆積と酸化の繰り返しによる微細間隙の形成を試行した。その結果、サブミクロンのギャップ形成を実現した。これにニッケルメッキして微細金型実現の見通しを得た。2.光・バイオ部品の実現(1)光導波路、および光部品光導波路デバイスについては、ニッケルメッキをした金型を用いて、紫外線硬化剤の流入により矩形のコア部とその周辺のクラッド部を形成した。流入の条件を把握して光導波路部品を試作できた。

本デバイスの光学特性を評価した結果、約1.2dB/cmの損失であることを明らかにした。光部品としてマイクロアレイレンズを取り上げ、紫外線硬化剤等の液体の表面張力でレンズ形状を形成できることを確認した。これに銅メッキを施して金型としこれに有機材料を成形することによりマイクロアレイレンズ形状を製作できた。本レンズの光学特性はシミュレーションの特性とよく合い金型によるレンズ製作の可能性を示した。(2)バイオチップ超精密な金型を用いた微細部への転写のため、剥離(離型)に用いる材料を検討した。特に、長さが1.2nmの有機超薄膜の撥水効果を利用した離型方法を検討した。その結果、シリコン酸化膜等にこの有機超薄膜を塗布することにより、紫外線硬化剤の離型に有効であることを原理確認でき、新しい離型剤としての可能性を見出した。1.超精密マイクロ金型の実現(1)光導波路および光部品用金型これまで蓄積したシリコンの微細加工技術やメッキ技術等によりニッケルおよび銅の金型を製作した。今回は対象として高機能導波路とし、AWG(Array Waveguide Grating)の実現を目指した金型製作法を検討した。5ミクロンの矩形形状の形成、表面粗さの低減を図り、ニッケルメッキにより金型を製作した。また他の光部品として半導体レーザ用非球面レンズをとりあげ、その形状形成法を研究した。このレンズ製作には、撥水効果を利用したレンズ形状のパターニング法を検討した。その結果、パターン寸法と形状の工夫、また紫外線硬化剤の滴下量の制御により、所定の非球面レンズ形状を形成できることを確認した。これを母型として銅メッキを行いレンズ用金型を製作した。(2)バイオチップ用金型フォトリソ技術による円柱形成とポリシリコン堆積と酸化の繰り返しによる微細間隙シリコンピラーの形成を行なった。その結果、サブミクロンギャップの形成を実現した。これにニッケルメッキして微細金型を試作した。(3)Ti合金を材料とする超塑性加工により精密金型の実現を検討した。中間薄膜や転写条件の影響を把握するための実験を行い、適正条件の把握を行なった。現状ではまだ歩留まりが十分でなく今後適正条件を検討する。2.光・バイオ部品の実現(1)光導波路、および光部品AWGデバイスについては、ニッケルメッキした金型を用いて、紫外線硬化剤の流入により矩形のコア部とその周辺のクラッド部を形成しAWGを試作した。本デバイスの光学特性を評価した結果、波長分波の可能性があることを示した。現状では損失が大きく波長分波特性もまだ十分でないので、特性改善法を検討する。また、非球面レンズについては、紫外線硬化剤等の液体の表面張力で所定の形状を形成し銅メッキを施して金型とした。これを用いた紫外線硬化剤を成形することにより所定のレンズ形状を製作できた。本レンズの光学特性につき評価する予定である。(2)バイオチップ超精密金型を用いた微細部への転写のため、剥離(離型)材料として有機超薄膜の撥水効果を利用した離型方法が有効であることを確認した。また、ナノインプリント装置を導入して、これらを用いて微細構造を有するバイオデバイスの転写法を検討した。その結果、アスペクト比1程度の微細構造については十分転写できることが分かった。
ウェルシュ菌における二成分制御系 Virレギュロンの解析

平成8年度科学研究費補助金により以下の研究成果が得られたので報告する。1.ウェルシュ菌のvirR/virS遺伝子による毒素遺伝子調節機構の解析。ノザンハイブリダイゼーションを用いて、ウェルシュ菌の産生する各毒素遺伝子の発現様式を野性株及びvirR変異株(TS133)で調べた。θ-毒素(pfoA)、κ-毒素(colA)、α-毒素(plc)遺伝子プローブを用いた実験により、これら全ての毒素遺伝子がvirR遺伝子により転写レベルで正に調節されていることが明らかとなった。κ-毒素(colA)、α-毒素(plc)遺伝子についてはvirRによる調節の他に構成的に発現されるmRNAが検出されたが、θ-毒素(pfoA)遺伝子についてはその発現は全くvirR遺伝子の支配下にあることが判明した。2.virR遺伝子によって調節される毒素遺伝子のプロモーター部位の同定。virR遺伝子変異株(TS133)と野性株を用いて、virR遺伝子によって調節をうけるプロモーター部位をprimer extension法を用いて解析した。θ-毒素(pfoA)、κ-毒素(colA)遺伝子にはvirR遺伝子により調節を受けるプロモーターと常に構成的に発現されるプロモーターの二つが同定されたが、α-毒素(plc)遺伝子にはvirR遺伝子により増強される一つのプロモーターのみが存在した。これらの毒素遺伝子のプロモーター付近には特徴的なリピート構造などが見いだされたが、virR遺伝子産物が結合でき得る共通のDNA配列は存在しなかった。このことより、virR遺伝子産物が直接結合してすべての毒素遺伝子を調節するのではなく、他に存在する未知の二次的調節因子を介して調節するという、より複雑な病原因子調節系がウェルシュ菌に存在することが強く示唆された。今後はこの未知の二次的調節因子の同定を試みる予定である。
図領域統合による頑健な注意選択と物体位置知覚アルゴリズムの研究

人間は、複雑な自然画像中から最も注目すべき情報を選択し、視覚的注意を向ける事で実環境に適応する。また、コンピュータ・ビジョンで重要な問題は、画像中の物体位置を理解する事である。これらの能力を実現するため、図領域を統合し、注意選択を行う大脳視覚領野のメカニズムについて研究した。具体的には、低次視覚野V2が背景から分離した図領域を、高次視覚野V4で統合する過程を大脳生理学的知見に基づきモデル化した。V4の活動が注意選択を仲介する。モデルに視覚野の特性である反応多様性を導入し、自然画像を含む多種多様な画像を用いたシミュレーションを行った。モデルは、ヒトの注意選択特性を定性的・定量的に良く再現した。人間は、複雑な自然画像中から最も注目すべき物体や領域を選択し、視覚的注意を向ける事で実環境に適応している。また、コンピュータ・ビジョンで最も重要な問題は、画像中に物体が「どこ」にあるかを、解明する事である。これらの能力を実現するため、図領域を統合し、注意選択を行う大脳視覚領野の情報処理メカニズムについて研究した。具体的には、生理学的知見に忠実な計算モデルを構築し、人間が図領域へと注意を向け、物体位置を知覚するメカニズムを明らかにする。平成26年度には、人間の図地領域統合に極めて重要な役割を果たすと考えられる神経細胞同期に着目し、その背景にある皮質メカニズムを計算論的に研究した。視覚的注意が図領域検出モデル細胞へと伝達される計算モデルを計算機上に実装し、シミュレーションを行った。視覚的注意により、2つの図方向検出モデル細胞間の神経細胞同期がどのように変調されるかを観察した。提案モデルでは、視覚入力と視覚的注意はそれぞれ異なる神経伝達物質により、仲介される。これは、近年報告された大脳生理学的知見に忠実に従った特性である。モデルに適用された注意信号は、図方向検出モデル細胞の発火強度だけでなく、同期の特性も定量的に再現した。この結果は、図領域検出細胞の神経同期により、図領域が統合され、そこへ注意選択が行われる生体の視覚情報処理メカニズムを示唆している。これらの研究成果は、神経科学だけでなく知能ロボティクス分野も著しく発展させる可能性を持つ重要なものと考えている。また、これらの研究成果を発表する論文を現在執筆している。具体的には、生理学的知見に忠実な計算モデルを構築し、人間が図領域へと注意を向け、物体位置を知覚するメカニズムを明らかにした。平成27年度は、前年度に得られた知見に基づき、多様なシナプス結合パターンを反映した図領域統合に基づく注意選択の計算論的モデル(saliency map)を構築した。提案モデルとヒトが示す注意選択特性を定量的に比較した。具体的には自然画像に対する視線移動を記録したデータベースから得られたヒトの知覚特性とモデルが示す注意選択領域を定量的に比較した。提案モデルは、ヒトが示した注意選択領域へ定量的に良く注意を向けることが示された。さらに、先行研究の注意選択の計算モデルと比較したところ、本研究が提案するモデルが最も良くヒトの注意選択特性を定量的に再現した。これらの結果は、神経科学だけでなく、知能ロボティクス分野も発展させる可能性を持つ重要なものだと考えている。さらに、これらの知見を解析することで、深層学習のメカニズムの理解が可能になると期待される。また、これらの研究成果を発表する論文の執筆準備を現在進めている。当初研究計画で構想されたモデルよりもより複雑で、生体の情報処理機構に忠実な計算モデルを構築した。提案モデルは、生体の情報処理特性を定性・定量的に良く再現しているため。また、この研究成果を反映させた、図領域統合に基づく生体の注意選択の計算モデルの実装を現在進めている。27年度が最終年度であるため、記入しない。計算神経科学これまでの計算シミュレーションから得られた知見に基づく、図領域統合による注意選択の計算モデルの実装を完了させる。実装した計算モデルに、様々な画像を与え、シミュレーションを行う。これらのシミュレーションから、人間の注意選択の特性を考察する。また、モデルの性能を評価する心理物理実験を行う予定である。
上気道狭窄症の呼吸循環機能に及ぼす影響についての研究

1.睡眠呼吸障害者における睡眠ポリグラフ検査睡眠呼吸障害症例16名に睡眠ポリグラフを施行した.閉塞型もしくは混合型睡眠時無呼吸症候群(SAS)例は7例,非SAS例は8例であった.閉塞型睡眠時無呼吸発作を観察すると無呼吸発作毎に換気再開約3秒後に指尖血流量の一過性低下(DBF)が認められた.DBFを詳細に検討すると以下の結果が得られた.(1)時間あたりのDBFをDBF Indexと定義すると,SASにおけるDBF Indexの方が非SAS群のそれより有意に高値であった.よって上気道狭窄がDBFに関わっていることが示唆された.(2)DBF Indexと最大中咽頭圧値(mMPA)との間には相関が認められなかった.よって上気道内の吸気時陰圧負荷の増大によってDBFの出現回数が規定されるものではないと考えられた.(3)DBF Indexと血中酸素Desaturation率との間には有意な相関が認められた.よって血中酸素飽和度の低下と末梢血流量の変化との間には何らかの関係があるものと考えられた.2.睡眠呼吸障害者に対するNasal Continuous Positive Airway Pressure(Nasal CPAP)療法閉塞型SAS1例にNasal CPAP療法を施行した.その結果,無呼吸と血圧変動の改善に要するNasal CPAP圧値,酸素飽和度低下の解消に要するNasal CPAP圧値,指尖血流量変動と上気道狭窄の改善に要するNasal CPAP圧値はいずれも異なっていた.即ち,上気道内に与える陽圧の上昇に伴い血圧,酸素飽和度,指尖血流量,上気道狭窄の順に改善現象が認められた.よって上気道内陽圧に対する呼吸循環器能の対応ならびに吸気時陰圧の軽減にはそれぞれ差異があると結論された.呼吸循環機能検査用の種々の測定器機を有していない施設においては,鼻干消矢を目標にすることはNasal CPAP器機の圧設定における簡易法と考えられた.1.睡眠呼吸障害者における睡眠ポリグラフ検査睡眠呼吸障害症例16名に睡眠ポリグラフを施行した.閉塞型もしくは混合型睡眠時無呼吸症候群(SAS)例は7例,非SAS例は8例であった.閉塞型睡眠時無呼吸発作を観察すると無呼吸発作毎に換気再開約3秒後に指尖血流量の一過性低下(DBF)が認められた.DBFを詳細に検討すると以下の結果が得られた.(1)時間あたりのDBFをDBF Indexと定義すると,SASにおけるDBF Indexの方が非SAS群のそれより有意に高値であった.よって上気道狭窄がDBFに関わっていることが示唆された.(2)DBF Indexと最大中咽頭圧値(mMPA)との間には相関が認められなかった.よって上気道内の吸気時陰圧負荷の増大によってDBFの出現回数が規定されるものではないと考えられた.(3)DBF Indexと血中酸素Desaturation率との間には有意な相関が認められた.よって血中酸素飽和度の低下と末梢血流量の変化との間には何らかの関係があるものと考えられた.2.睡眠呼吸障害者に対するNasal Continuous Positive Airway Pressure(Nasal CPAP)療法閉塞型SAS1例にNasal CPAP療法を施行した.その結果,無呼吸と血圧変動の改善に要するNasal CPAP圧値,酸素飽和度低下の解消に要するNasal CPAP圧値,指尖血流量変動と上気道狭窄の改善に要するNasal CPAP圧値はいずれも異なっていた.即ち,上気道内に与える陽圧の上昇に伴い血圧,酸素飽和度,指尖血流量,上気道狭窄の順に改善現象が認められた.よって上気道内陽圧に対する呼吸循環器能の対応ならびに吸気時陰圧の軽減にはそれぞれ差異があると結論された.呼吸循環機能検査用の種々の測定器機を有していない施設においては,鼻干消矢を目標にすることはNasal CPAP器機の圧設定における簡易法と考えられた.平成3年度は、主に血流量測定装置を用い、上気道狭窄時の指尖部血流量の変化を検討した.検討症例は、上気道狭窄患者7例で、睡眠ポリグラフ検査の結果は以下の如くである.1.閉寒型および混合型睡眠時無呼吸発作episodeに際して、換気再開約3秒後に指尖血流量の一過性低下がみられた(6例).この一過性の指尖血流量の低下をdiphenomenon of blood flow(DBF)とよび、1時間あたりの出現回数をDBF lndexと定義すると、睡眠時無呼吸症候群とその他の群との間で比較してみると、睡民時無呼吸症候群のほうがDBF lndexは有意に高かった。2.上気道狭窄の非出現期において、指尖血流量が一過性に低下する現像がみられた(6例).3.一例のみこれらの所見があてはまらない例があり、その例では、睡眠時無呼吸の出現期および非出現期ともに規則性を全く失った指尖血流量の変化が認められた.以上の結果から、睡眠中には、血流量の自動的調節能がある一方、上気道狭窄状態ではやはり何らかの機序によって、末梢血流の変化がもたらされていることが示唆された.また規則性のない指尖血流量変化を示す例がみいだせたことから、睡眠中に自働的調節能自体が破綻をきたす状態が出現してくる可能性があることが示唆された.

よってこのような症例に対してはさらに検討を進めるべきであると考えられた.1.睡眠呼吸障害者における睡眠ポリグラフ検査睡眠呼吸障害者症例16名に睡眠ポリグラフを施行した.閉塞型もしくは混合型睡眠時無呼吸症侯群(SAS)例は7例,非SAS例は8例であった.閉塞型睡眠時無呼吸発作を観察すると無呼吸発作毎に換気再開約3秒後に指尖血流量の一過性低下(DBF)が認められた.DBFを詳細に検討すると以下の結果ず得られた.(1)時間あたりのDBFをDBF Indexと定義すると,SAS群におけるDBF Indexの方が非SAS群のそれより有意に高値であった.よって上気道狭窄がDBFに関わっていることが示唆された.(2)DBF Indexと最大中咽頭圧値(mMPA)との間には相関が認められなかった.よって上気道内の吸気時陰圧負荷の増大によってDBFの出現回数が規定されるものではないと考えられた.(3)DBF Indexと血中酸素Desaturation率との間には有意な相関が認められた.よって血中酸素飽和度の低下と末梢血流量の変化との間には何らかの関係があるものと考えられた.閉塞型SAS1例にNasal CPAP療法を施行した.その結果,無呼吸と血圧変動の改善に要するNasal CPAP圧値,酸素飽和度低下の解消に要するNasal CPAP圧値,指尖血流量変動と上気道狭窄の改善に要するNasal CPAP圧値はいずれも異なっていた.即ち,上気道内に与える陽圧の上昇に伴い血圧,酸素飽和度,指尖血流量,上気道狭窄の順に改善現象が認められた.よって上気道内陽圧に対する呼吸循環器能の対応ならびに吸気時陰圧の軽減にはそれぞれ差異があると結論された.呼吸循環機能検査用の種々の測定器機を有していない施設においては,鼾消失を目標にすることはNasal CPAP器機の圧設定における簡易法と考えられた.
生体関連物質のモノレイヤー転写技術開発と評価

本研究は、固体表面-生体関連物質間相互作用の表面分光学および原子間力顕微鏡(AFM)による評価を通じ、生体関連物質の基板への固定化技術を確立することを目的とした。研究により以下の結果を得た。1.あらかじめ島状Ag薄膜を真空蒸着したATRプリズム底面上にポリビニルアルコール(PVA)をコートし、その表面に生体関連物質としてアデノシン水溶液を滴下・乾燥させると、分子(アデノシン)-基板(PVA)間に水素結合が生ずることを多重反射ATR赤外測定により明らかにした。このPVA-アデノシン間の水素結合を利用し、あらかじめアデノシンを吸着させたPVA転写ローラーによる島状Ag-Si基板への転写について検討した。その結果アデノシン分子が基板上へ転写可能であることが表面増強ラマン散乱(SERS)測定により示された。しかしながらローラー転写速度やローラー加重等の転写ファクターについては明確な条件を示すことが現在できていない。2.分子の基板表面への転写法として"圧着法"を考案しその有用性について検討した。すなわち、溶媒を用いずに試料粉末を直接基板に対して分散させ、その上からガラス基板を介して01.0MPaの範囲で加圧することにより分子を吸着・固定化させることを試みた。試料分子としてパラニトロ安息香酸を用いると、基板金属(Ag)に対してイオン化して吸着するが、圧力を加えない場合に比べ圧着圧力0.6Mpaにおいてラマン散乱強度が4倍程度上昇した。一方アデノシン分子の場合は、圧力によるスペクトル強度の変化はほとんど見られない。すなわち圧着法では、基板金属-分子間相互作用の度合いにより基板固定化に好都合な分子と圧力の影響をほとんど受けない分子があることがわかった。DNA等の構造を明らかにするためには多くの分子論的情報が不可欠であることは言うまでもない。最近、プローブ顕微鏡(SPM)を用いた分子構造の研究が盛んに行われている。DNA構造を実際に観察する場合、それを保持する基板が必要であり、現在、基板上に如何に効果的にDNA等の生体関連物質を固定するかが問題となっている。そこで、固体表面-生体関連物質間相互作用の分光学的およびSPMを用いた評価を通じ、生体関連物質の基板への固定化技術を確立することを目的とした。まず、核酸の塩基部分を構成するユニットであるアデノシン分子を含む溶液をAg島状金属上に滴下し、金属表面における吸着状態をAg微粒子による吸収増大を利用した赤外分光分析により検討した。この際、通常の透過法に変えて、多重反射ATR法を採用し測定の高感度化を計った。さらに、真空蒸着により形成した島状Ag微粒子の形態の膜厚による変化をAFM観察し、高感度赤外測定に適した島状Agの形態を検討した。それらの結果から、島状Ag同士が一部結合した形態の時測定感度が高いこと、多重反射赤外法に適用する場合Ag膜厚3nm程度が適当であることがわかった。Ag膜厚を最適化した多重反射赤外ATR法によれば、膜厚1nm程度のアデノシンでも十分に測定可能である。またアデノシンはOH基を有するので、ポリビニルアルコール(PVA)との間で水素結合を形成しやすい。そこで、あらかじめ島状Agを真空蒸着したATRプリズム底面上にPVAをコートし、その上にアデノシン溶液を滴下・乾燥させて試料とした。この試料の多重反射ATR赤外測定からアデノシンとPVAの間に水素結合を介した相互作用が存在することがわかった。このPVA-アデノシン間の水素結合を介した相互作用を利用し、あらかじめアデノシンを吸着させたPVA転写ローラーによるSi基板への転写について検討を開始した。本研究は、固体表面-生体関連物質間相互作用の分光学的およびSPMを用いた評価を通じ、生体関連物質の基板への固定化技術を確立することを目的とした。

昨年度は、核酸の塩基部分を構成するユニットであるアデノシン分子を含む溶液をAg島状金属上に滴下し、金属表面における吸着状態をAg微粒子による吸収増大を利用した多重反射赤外分光分析により検討した。本年度は、測定感度がさらに高いと考えられる表面増強ラマン散乱(SERS)を利用し吸着アデノシン分子の測定を行った。また、真空蒸着により形成した島状Ag微粒子の形態の膜厚による変化をAFM観察し、SERS測定に適した島状Agの形態を検討した。まず、励起光源としてHe-Cdレーザーの433nmの共鳴線を利用して吸着アデノシン分子のSERS測定に着手した。He-Cdレーザーの場合、バックグランドの不純物による蛍光、さらにレーザー光照射による分子の分解のために、測定スペクトルの解釈に留意しなければならないことがわかった。そこで、He-Neレーザーの633nm共鳴線を励起光として用いて実験を行った。その結果、良好な信号/雑音比で分解の問題もなくスペクトル測定が可能となることがわかった。一連の測定を通じて、Ag膜厚6nm程度のとき吸着分子のSERSスペクトルが安定して得られることが明らかとなった。次にPVA-アデノシン間の水素結合を介した相互作用を利用し、あらかじめアデノシンを吸着させたPVA転写ローラーによるSi基板への転写について検討を開始した。その結果、転写ローラー側のアデノシン分子が基板金属微粒子側に転写できることをSERSスペクトル測定に基づいて確認できた。今後、ローラー転写速度やローラー加重等をファクターとして転写にかかる最適条件を検討する予定である。本研究は、固体表面-生体関連物質間相互作用の表面分光学および原子間力顕微鏡(AFM)による評価を通じ、生体関連物質の基板への固定化技術を確立することを目的とした。昨年度は、基板表面吸着分子に対する測定感度が非常に高いと考えられる表面増強ラマン散乱(SERS)を利用し吸着アデノシン分子の測定を行った。本年度は昨年度検討したSERSスペクトル測定のための最適条件に基づき、分子の基板表面への転写手法として"圧着法"を提案しその有用性について検討した。この手法は溶媒を用いず直接基板に対して粉末の分子を分散させ、その上からガラス基板を通じて01.0MPaの範囲で加圧することにより分子を吸着・固定化させるものである。アデノシン、パラニトロ安息香酸等の分子に対して圧着法を適用したところ、パラニトロ安息香酸の場合基板金属(Ag)に対してイオン化して吸着するが、圧力を加えない場合に比べ圧着圧力0.6MPaにおいてラマン散乱強度が4倍程度上昇した。これ以上加圧すると基板金属の形態が変化し始め強度は減少した。一方アデノシンの場合、圧力によるスペクトル強度の変化はほとんど見られない。
ミリ波帯漏れ波導波管クロススロットアレーアンテナの研究

ミリ波帯においては波長に比べて無視できないスロット幅やスロット板の板厚の影響をモーメント法解析に組み込んだ。具体的には、モーメント法での基底関数として、クロススロットを断面とする導波管のモード関数を用いることを提案した。4GHz帯での基礎実験を行った。スロットの放射量の周波数特性を本解析法により正しく定量的に評価することに成功した。また、密に配置されたスロットの外部領域での相互作用の影響を正しく評価する方法として、周期境界壁を有する方形導波管で置き換えることを提案した。具体的には、約50度のビームチルトに相当する波数のモードで展開した。この手法による評価は、スペクトル領域法での結果と一致した。ミリ波帯1層構造導波管アレーにおける溝構造給電回路とスロット板の電気的接着法として、導電性接着剤、レーザ溶着、ロウ付けの3種類を検討した。22GHz帯での試作を行ったところ、ロウ付け、レーザ溶着、接着剤の順で高効率の特性が得られた。レーザ溶着では、スロット板のみが熱せられるため、スロット板だけが伸び、スロットの励振分布に周期的な変動が見られた。わずか0.25mmのスロット板の伸びで-12dBの高いサイドローブが発生することが分かった。また、ロウ付けでは、給電回路とスロット板の両方が暖められるため、両者が若干伸びても励振分布の一様性には影響を与えないことが分かった。
新規開発低分子化合物による生体内オートファジーの可視化

近年ではこれまでに積み上げられてきたオートファジー研究成果の,医療への応用が期待されているが,生物の体内でオートファジーがどの程度活性化しているのかを評価するためには専用の遺伝子組換え生物が必要であった.本研究では,遺伝子組換えを必要とせずに生物体内におけるオートファジー量を簡便に評価できるような薬剤の開発を行っている.具体的には,開発した薬剤がオートファジーを検出する仕組みを明らかにすることで信頼性の向上を図る.また実際に,開発した薬剤によって,遺伝子組換えをせずに実験動物の体内におけるオートファジー量を計測できるのかを検証する.近年ではこれまでに積み上げられてきたオートファジー研究成果の,医療への応用が期待されているが,生物の体内でオートファジーがどの程度活性化しているのかを評価するためには専用の遺伝子組換え生物が必要であった.本研究では,遺伝子組換えを必要とせずに生物体内におけるオートファジー量を簡便に評価できるような薬剤の開発を行っている.具体的には,開発した薬剤がオートファジーを検出する仕組みを明らかにすることで信頼性の向上を図る.また実際に,開発した薬剤によって,遺伝子組換えをせずに実験動物の体内におけるオートファジー量を計測できるのかを検証する.
霊長類iPS細胞における染色体テリトリーの3次元核内配置からみた比較進化学的解析

本研究では、細胞核における核内染色体テリトリー、遺伝子領域の空間配置の視点からiPS細胞形成のメカニズムを探り、ヒトと霊長類の種間比較によって、ヒトへの進化過程でどのような特異性が見られるかを明らかにすることを目指した。ヒトと大型類人猿3種(チンパンジー、ゴリラ、オランウータン)由来の繊維芽細胞を用いて、iPS細胞形成に関わる4因子Oct3/4、Sox2、Klf4、c-MycとNanogを合わせた5つの遺伝子領域、およびそれらを含む染色体テリトリー領域について、3D-FISH法により3次元核内空間配置の基本的な特性を明らかにした。霊長類iPS細胞における遺伝子配置データは、サンプル細胞数の不足のため、現時点で全貌が明らかにできていないが、十分なサンプル数が得られ次第、解析を進めて考察する。iPS細胞は再生医学研究の中核的存在であり、様々な側面からその形成メカニズムの解明が進められているが、細胞核内における染色体・遺伝子ポジショニングからのアプローチは依然不明な点が多く残されている。本研究では、細胞核における核内染色体テリトリー・遺伝子ポジショニングの視点からiPS細胞形成のメカニズムを探り、ヒトと霊長類の種間比較を行うことによって、ヒトへの進化過程でどのような特異性が見られるかを解明することを目的としている。本年度は、遺伝子/タンパク質導入システムSU-1の設置をはじめ、本研究に必要な実験材料、実験条件の検討を実施した。まず、樹立されたヒトiPS細胞(4種)をはじめ、ヒト正常繊維芽細胞(TIG-1-20)、アフリカミドリザル上皮細胞(Vero)、霊長類各種由来リンパ芽球様細胞株(LCLs)を細胞バンク等を通じて入手し、培養条件の検討を行い、2D-/3D-FISH法に用いるための染色体スライド標本(メタフェイズスプレッド)と3D細胞核スライド標本を作製した。また、Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc、Nanogの各遺伝子領域(6p21.33、3q26.33、9q31.2、8q24.21、12p13.31)のBAC-DNAプローブと、それぞれの遺伝子が存在する染色体テリトリー領域(6p、3q、9q、8q、12p)のペインティングプローブの調整を進め、一部の組み合わせでの3D-FISH法による蛍光シグナル検出の最適条件の検討を行った。今後は霊長類各種細胞よりiPS細胞の作成を試み、作成されたiPS細胞を用いて、3D-/4D-FISH法により、Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc、Nanogの各遺伝子領域とそれぞれの遺伝子が存在する染色体テリトリー領域の核内配置の基本的特性をiPS細胞形成途中ならびに形成後において明らかにしていく予定である。本研究では、細胞核における核内染色体テリトリー・遺伝子ポジショニングの視点からiPS細胞形成のメカニズムを探り、ヒトと霊長類の種間比較を行うことによって、ヒトへの進化過程における特異性や遺伝子発現の制御機構、分子基盤を明らかにすることを目指している。本年度は、昨年度に引き続き、本研究に必要な実験材料、実験条件の検討を進めた。樹立されたヒトiPS細胞(4種)、ヒト正常繊維芽細胞(TIG-1-20)、アフリカミドリザル上皮細胞(Vero)、霊長類各種由来リンパ芽球様細胞株(LCLs)および末梢血リンパ球を用いて、培養条件の検討、並びに2D-/3D-FISH法に用いるための染色体スライド標本(メタフェイズスプレッド)と3D細胞核スライド標本の作製を行った。また、iPS細胞形成に関わる4因子Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc及びNanogを合わせた遺伝子領域(6p21.33、3q26.33、9q31.2、8q24.21、12p13.31)のBAC-DNAプローブを整備し、2D-FISH法により、まずヒト染色体上での遺伝子領域の確認を行った。これらの遺伝子領域を含んだ腕特異的な染色体テリトリー領域(6p、3q、9q、8q、12p)のペインティングプローブの調整も行い、BAC-DNAプローブと組み合わせた3D-FISH法を行って、一部の画像データの取得を行った。今後は霊長類細胞を材料として、センダイウイルスベクターによる遺伝子導入法(CytoTune-iPSシステム)を用いたiPS細胞の作成を試みる。作成されたiPS細胞を用いて、3D-FISH法により、Oct3/4、Sox2、Klf4、c-Myc、Nanogの各遺伝子領域と染色体テリトリー領域の核内配置の基本的特性を明らかにし、染色体・遺伝子ポジショニングの分子基盤について考察していく。

本研究では、霊長類の進化過程において、未分化細胞に秘められた分子基盤を紐解くことによって、ヒトへの進化過程におけるヒト特異性や遺伝子発現の制御機構を明らかにすることを目指している。具体的には細胞核における核内染色体テリトリー・遺伝子ポジショニングの視点からiPS細胞形成のメカニズムを探り、ヒトと霊長類の種間比較を行うことによって、ヒトに特有な特性を浮き彫りにしていくアプローチである。昨年度に引き続き、霊長類細胞を材料として、センダイウイルスベクターによる遺伝子導入法(CytoTune-iPSシステム)を用いたiPS細胞の作成を試みた。その結果、チンパンジー由来で2つ、ゴリラ由来で3つ、オランウータン由来で1つのiPS細胞の親コロニーが得られた。各コロニーを植え継いで、一部の細胞塊より3D細胞核スライド標本の作製を行い、3D-FISH法による解析に供した。親コロニーの細胞数がまだ十分でないために、現時点でも継続した培養を続けている。3D-FISH法で用いるDNAプローブとして、iPS細胞形成に関わる4因子Oct3/4、Sox2、K1f4、c-Myc及びNanogを合わせた遺伝子領域(6p21.33、3q26.33、9q31.2、8q24.21、12p13.31)のBAC-DNA、並びにこれらの遺伝子領域を含んだ腕特異的な染色体テリトリー領域(6p、3q、9q、8q、12p)のペインティングプローブを調整してあり、昨年度までに実験条件について検討済みである。これらのプローブを用いて、霊長類iPS細胞塊の標本に3D-FISH法を行い、一部の画像データの取得を行った。oct3/4、Sox2、K1f4、c-Myc、Nanogの各遺伝子領域と染色体テリトリー領域の核内配置の基本的特性について、まだ十分に全貌が明らかにできていないが、引き続き解析を進めて考察する予定である。
可視光線を応用した汚れない義歯の開発に向けた基盤研究

PMBPAzポリマーをコーティングした義歯床用レジン(PMMA)の基板は非コーティングPMMA基板と比較し,S.mutansのバイオフィルムを約90%優位に抑制することに成功し,一週間のソーキング後もその効果に変化はなかった.さらに,上顎に全部床義歯を装着した無歯顎患者11名にPMBPAzポリマーをコーティングした義歯と非コーティング義歯をそれぞれ2週間使用してもらった結果,PMBPAzポリマーをコーティングした上顎全部床義歯はデンチャープラークを約80%優位に抑制した.以上より,PMMA表面へのPMBPAzポリマーコーティングは効果的なデンチャープラーク抑制法であることが示唆された.本研究は,これまでの研究成果を踏まえ東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻石原教室と共に可視光線によって励起する光重合開始剤を含んだMPCポリマーの重合と歯科用光重合照射器を用いた義歯床への今までにない新たなコーティング法を開発し,その精密かつ高度な解析をおこなう.また,昭和大学口腔微生物学講座にてS.mutansとC.albicansのバイオフィルムの形成抑制の検討を行いつつ,コーティングの耐久性についても検討を行う.さらに,臨床応用に向けて,その技術と知識をサンメディカル社と共有し臨床応用に必要な安全性の確認をおこない,今までにない抗バイオフィルム・汚れない義歯の開発を目的としている.歯科用光重合照射器を用いたMPCポリマーの共重合体開発に向けての基礎研究として,UV-Cを用いたMPCポリマー共重合体を義歯床用レジンの基板上にコーティングし,その表面とS.mutansによるバイオフィルムの抑制効果を検討した.UV-Cを用いたMPCポリマー共重合体をコーティングした義歯床用レジンの基板表面にはMPCポリマー共重合体が存在し,その表面はMPCポリマー共重合体をコーティングしていない義歯床用レジンの基板と比較し,S.mutansのバイオフィルムを優位に抑制することができた.また,サンメディカルと共にこのUV-Cを用いたMPCポリマー重合体での商品開発に向けミーティングを繰り返した.さらに,歯科用光重合照射器を用いたMPCポリマー共重合体の開発と義歯床へ新たなコーティング法についても意見交換を行った.J Vis Exp. 2016Dec 26;(118)にて論文がアクセプトされ,研究成果を報告することができた.(公社)日本補綴歯科学会第125回学術大会にて,研究成果を報告することができた.本研究は,これまでの研究成果を踏まえ東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学先行石原教室と共に可視光線によって励起する光重合開始剤を含んだMPCポリマーの重合と歯科用光重合照射器を用いた義歯床への今までにない新たなコーティング法を開発し,その精密かつ高度な解析をおこなう.また,昭和大学口腔微生物学講座にてS.mutansとC.albicansのバイオフィルムの形成抑制の検討を行いつつ,コーティングの耐久性についても検討を行う.さらに,臨床応用に向けて,その技術と知識をサンメディカル社と共有し臨床応用に必要な安全性の確認をおこない,今までにない抗バイオフィルム・汚れない義歯の開発を目的としている.可視光線を用いたMPCポリマーの共重合体開発に向けての基礎研究として,UV-Cを用いたMPCポリマー共重合体を義歯床用レジンの基板上にコーティングし,S.mutansによるバイオフィルムの抑制効果を検討した.UV-Cを用いたMPCポリマー共重合体をコーティングした義歯床用レジンの基板はMPCポリマー共重合体をコーティングしていない義歯床用レジンの基板と比較し,S.mutansのバイオフィルムを約90%優位に抑制することに成功した.また,機械的・化学的耐久性があることを示した.さらに,上顎全部床義歯に付着したデンチャープラークも非コーティング群と比較して約80%の抑制効果を示した.以上より,アクリル義歯床表面へのMPCポリマーコーティングは,臨床的に応用可能なデンチャープラーク抑制法であることが示唆された.第28回日本老年歯科医学会にてこの研究成果を報告することができた.また,サンメディカルと共にこの重合体での商品開発に向けミーティングを繰り返し,意見をまとめることができた.今後はさらなる大規模な臨床応用を行い,汚れない義歯の開発へ向け安全性の確認を行いたい.PMBPAzポリマーをコーティングした義歯床用レジン(PMMA)の基板は非コーティングPMMA基板と比較し,S.mutansのバイオフィルムを約90%優位に抑制することに成功し,一週間のソーキング後もその効果に変化はなかった.さらに,上顎に全部床義歯を装着した無歯顎患者11名にPMBPAzポリマーをコーティングした義歯と非コーティング義歯をそれぞれ2週間使用してもらった結果,PMBPAzポリマーをコーティングした上顎全部床義歯はデンチャープラークを約80%優位に抑制した.以上より,PMMA表面へのPMBPAzポリマーコーティングは効果的なデンチャープラーク抑制法であることが示唆された.UV-Cを用いたMPC共重合体の臨床試験と共に歯科用光重合照射器を用いたMPC共重合体の開発を引き続き行い,S.mutansとC.albicansにおけるバイオフィルムの抑制を義歯床用レジンの基板上で明らかにする.また,そのデータをもとに臨床試験にて実際のデンチャープラークの抑制効果を明らかにする.29年度が最終年度であるため、記入しない。バイオマテリアル29年度が最終年度であるため、記入しない。