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剣道具規格化にむけての面(突き垂・顎垂)の安全性に関する研究

平成11年度研究課題:剣道具(突き垂・顎垂)の形状および構造の安全規格値作成のための基礎的実験研究1.目的:前年度の突きの衝撃力の測定実験結果を踏まえて、面部の突き垂および顎垂の材質や形状さらには相互の位置関係などによる緩衝性能の相違を明らかにし、より安全性の高い剣道具の開発を行うと同時に安全性の観点からの規格値を作成する基礎的資料を収集したものである。2.方法:自製の突き力測定装置(キスラー社製3分力ロードワッシャー形式9067を使用)を使用し、突き力発生試験機を改良し、前年度成果より成人剣道選手の平均的水平分力(150kgf)と同じ条件で突き力を発生させ、一般的に普及されている合計9種類の面材料を対象とし、その材料や突き垂と顎垂の間隔、突き垂形状突き垂の突く位置などの相違による緩衝性能について実験的に検討を行った。3.結果(1)突き垂と喉までの間隔が突きの緩衝性能を高めていることが明らかになった。(2)突き垂の部位の突く位置により緩衝性能は異なり、中央より下部での緩衝性能はかなり劣ることが明らかとなった。(3)突き垂の厚みと硬さが突きの緩衝性を高めていることが明らかとなった。但し、突き垂の表面形状が丸みを帯びている場合には、滑って顎垂もしくは喉元に力が直接的に作用することが明らかとなった。(4)突き垂・顎垂の形状及び芯材の種類やその構成、さらには突き垂と顎垂れの位置関係が緩衝性能に及ぼす影響については今後詳細な検討を行う必要がある。
医療X線被曝低減のための半導体センサ式撮像装置の開発

2.Clドーブ基板のCdTe検出器で約3000画素の検出器アレイを作製し、胸部ディジタル画像を作った。この装置の空間分解能は従来の増感紙・フィルム系よりも劣っていたが、これはセンサーの配列と安定性、装置の振動等の要因を改良すれば改善される可能性がある。この装置の濃度分解能はすべてのフィルム濃度上で増感紙・フィルム系よりも優れており、画像処理として採用しているダイナミックレンジ圧縮処理の有用性を示している。3.CdZnTe半導体検出器を用いて、骨密度測定用X線装置(管電圧50-150kV)と乳房撮影用X線装置・(管電圧25-35kV)から発生するX線スペクトルの測定法を検討し、実用化に一歩近づけた。4.われわれのグループは、以前に、散乱X線と一次X線(直接線)のスペクトルを分離させて測定する方法を考案した。この方法で分離測定したスペクトルから、グリッドの性能を表す指数を求めた。5.グリッドを用いても除去できない小角度散乱X線スペクトルを測定し、この効果も無視できないことを確かめた。6.増感紙・フィルム系のMTFの管電圧依存性を測定した結果、増感紙が厚い場合には、従来のRossmannの説ではなくて、新しい考えを入れねばならないことを提案した。7.眼の識別能も考慮した心理物理的方法で最適撮影条件とエッジ強調効果を理論的に求めて、実験で確かめた。1半導体検出器(1) PIN型CdTe検出器の製作(半導体アレイ又はパネルを製作する準備)i)CdTe結晶上にZnTe、CdSをそれぞれ真空蒸着し、ヘテロ接合によるPIN構造を作製した。ii)作製したPIN接合はダイオード特性を示し、金属電極に比べリーク電流が減少した。iii)分割電極をヘテロ構造とすることで、npn構造に起因する電流変動を光照射実験で認めた。(2) CdZnTe検出器で測定したX線スペクトルの補正CdZnTe結晶の不感層の厚さ、ホールの平均自由行程、不完全な電荷収集効果の3つの最適なパラメータを決定して求めた単色線レスポンス関数を使って、CdZnTe検出器で測定した各種診断用X線装置のX線スペクトルを補正し、Ge検出器で測定し、その結果とだいたい一致した。収集X線スペクトルのエネルギー分解能を現在の1kev/chから0.5kev/chに上げるように、データ収集用パソコンでのソフト開発を行っている。2画質(1)散乱線除去用グリッド病室撮影用に開発された散乱X線除去用グリッドの性能を評価した結果,従来のものと比べて散乱X線の除去効果は劣るが斜入の影響が少なく.90kV程度の管電圧で胸部の良好な写真を撮影できることがわかった。(2)粒状のウィナースペクトル両面乳剤と片面乳剤のウィナースペクトルの関係を究明した。(3)視覚のエッジ強調効果予備実験として、我々の開発した心理物理的濃度測定法を用いて、増感紙フィルム系で撮影したエッジの強調効果を測定し、理論値と比較した。1半導体検出器1.1検出器の製作従来の室温動作の半導体X線検出器を用いたフラットパネルセンサはIIと同等の透視像を得ることを主目的としているため、大面積に形成できかつX線感度の高い薄膜材料を得ることが材料開発の主眼となっている。本年度は現在提案されている主たる材料(Se、CdTe、Pbl2、TlBr)の長所短所を整理しCdTe系材料の位置付けを示した。1.2CdZnTe検出器で測定したX線スペクトルの補正CdZnTe検出器を用いて、測定し補正したスペクトルを、高純度Ge検出器で測定したスペクトルやBRHのカタログデータと比較した結果、その形はだいたい一致した。また、被写体として、アルミニウム板の厚さを変えて測定した照射線量減弱曲線と、線量計で測定した照射線量減弱曲線の比較した結果もだいたい一致するにとが分かった。

これらの結果から臨床現場での各種診断用X線撮影装置のOA、QC用の測定装置として使用可能であるにとが分かった。2.画質2.1散乱線除去用グリッドと最適撮影条件グリッドを使用した場合の被爆線量を把握するため.簡易的に被曝線量を測定する器具の性能評価と簡易計算法の精度評価を行った。その結果,一定の誤差を見込んでおけば臨床の場で使用できることがわかった。また、最適な撮影管電圧を、心理物理的解析を使って理論的に求める方法を考案し胸部ファントムを使って確かめた。2.2増感紙フィルム系のMTFとウィナ-スペクトル被写体の鮮鋭度のMTFからprimary成分とscatter成分を求める方法を提案した結果、散乱X線は被写体のMTFの各周波数で異なる影響を与え、粒状のウィナースペクトルと共に、その影響を無視できないことがわかった。1半導体検出器1.1検出器の製作従来の室温動作の半導体X線検出器を用いたフラットパネルセンサはイメージインテンシファイアと同等の透視像を得ることを主目的としているため、大面積に形成できかつX線感度の高い薄膜材料を得ることが材料開発の主眼となっている。本年度は現在提案されている主たる材料(Se、CdTe、Pbl2、TlBr)の長所短所を整理した。1.2 CdZnTe検出器で測定したX線スペクトルの補正CdZnTe検出器を用いて、測定し補正したスペクトルを、高純度Ge検出器で測定したスペクトルやBRHのカタログデータと比較した結果、その形はだいたい一致した。また、被写体として、アルミニウム板の厚さを変えて測定した照射線量減弱曲線と、線量計で測定した照射線量減弱曲線の比較した結果もだいたい一致することが分かった。これらの結果から臨床現場での各種診断用X線撮影装置のQA、QC用の測定装置として使用可能であることが分かった。2.画質2.1散乱線除去用グリッドと最適撮影条件グリッドを使用した場合の被曝線量を把握するため,簡易的に被曝線量を測定する器具の性能評価と,簡易計算法の精度評価を行った。2.2増感紙フィルム系のMTFとウィナースペクトル被写体の鮮鋭度のMTFからprimary成分とscatter成分を求める方法を提案した結果、散乱X線は被写体のMTFの各周波数で異なる影響を与え、粒状のウィナースペクトルと共に、その影響を無視できないことがわかった。
液晶フラストレート相の発現温度幅の拡大

光学波長オーダーの三次元周期構造を自己組織的に形成する液晶ブルー相を広範囲の温度域で安定化した高分子安定化ブルー相の調製条件を検討した。定温光重合によりブルー相I(BPI)の安定化が可能な条件について、液晶中に添加する光重合性混合モノマー(EHA/RM257)の組成を種々変えて調査した。高分子安定化BPを調製するためには、BPI発現温度領域内での光重合性モノマーの重合が必要不可欠であり、最適な一官能性/二官能性モノマー比を選択する必要性が示唆された。次にBPIIを示す液晶に光重合性モノマーを添加し、温度勾配下で光重合を行い、BPIIの安定化に及ぼす温度条件を0.1°Cの精度で調査した。その結果、BPIIを示す温度範囲内のさらに0.3°Cの温度範囲内において光重合した場合のみBPIIの安定化が確認された。温度勾配ユニットを用いたBP安定化の判別は、温度に幅を持たせて評価でき、相の判別も容易であることから非常に優れた手法であることが示された。重合温度の最適化によりブルー相IIの安定化に初めて成功した。In-plane電界に対する高分子安定化BPの電気光学特性を、偏光顕微鏡観察、反射可視スペクトル測定および光スイッチング測定に基づき評価した。In-plane電界に対して、高分子安定化BPの相構造が安定に保持されることが明らかとなった。電界印加により誘起された電気複屈折から算出した見かけのカー係数はニトロベンゼンの約100倍以上と非常に大きな値を示した。これは、高分子安定化BPがその構造上光学的に等方性であるが液晶の秩序を有しており、等方性液体のニトロベンゼンと比較して誘起される配向分極が非常に大きいためであると考えられる。また、光スイッチング測定より評価した293.5Kにおける高分子安定化BPの電気光学応答時間は、10-510-4sオーダーであった。液晶分子の熱運動性が上昇する高温領域では、10-6sオーダーの非常に高速な応答が観測された。ネマチック低分子液晶にキラルドーパントを混合させることにより分子配列にらせん構造が誘起され、コレステリック相が形成される。キラルドーパントの濃度によりらせん構造のピッチ長を適切な大きさに調整するとコレステリック相と等方相の間の約1Kの温度範囲にブルー相が確認された。ブルー相は可視光の波長オーダーの3次元周期構造を有する液晶として知られている。ブルー相は、光変調素子やチューナブルフォトニック結晶としての応用が期待できるが、そのためには発現温度の狭さを解決する必要がある。ブルー相を示す低分子液晶試料にアクリル酸エステルモノマーとジアクリル酸エステルモノマーを67mol%添加して、ブルー相を保持しながら光重合を行ったところ、ブルー相の温度範囲が低温領域に大きく広がった。このように添加されたモノマーの重合によって温度範囲が拡大されたブルー相を高分子安定化ブルー相と呼ぶことにする。高分子安定化ブルー相は光学的に等方性であるが電界を印加すると複屈折が誘起された。高温ほどまた高分子の分率が増加するほど、立ち下がり応答時間は短くなった。ブルー相はキラル分子によるねじれ力と分子配列が連続につながろうとする空間トポロジーの「競合」の結果生ずるとされ、フラストレート相の一種として分類される。液晶には、ブルー相以外にもフラストレート相が多数存在し、独特の特徴を有している。

本研究で見出された高分子安定化効果は、「競合」のバランスを大きく変えたことによると推察されるが、このメカニズムが他のフラストレート相に適用できれば、新規な機能性物質の創出につながると期待される。液晶組成物の構成分子のキラリティによるHelical Twisting Power (HTP)を大きくすると、分子配列に二重ねじれ構造が生じ、トポロジー的に欠陥をもつブルー相が約1Kの温度尾範囲で生成した。このブルー相中で光重合性モノマーを重合すると、本来ブルー相を示さない低温においてもブルー相が保持され、温度範囲が著しく拡大した。その拡大の程度は、モノマーの種類に強く依存し、比較的バルキーなアルキル鎖を側方置換基として有するアクリル酸エステルを用いた場合に効果的に温度範囲が拡大した。また、1官能性モノマーと2官能性モノマーの比率にも大きな影響が確認され、約7/3モル比で最大の拡大の効果を示した。ブルー相にはブルー相Iとブルー相IIがあり、前者が体心立方構造、後者が単純立方構造をとることが知られている。これまで、ブルー相Iの温度範囲の拡大には成功していたが、ブルー相IIは元の温度範囲が極端に狭いため成功していなかった。今回重合開始剤や重合プロセスを精密に制御することにより初めてブルー相IIの温度範囲の拡大に成功した。ブルー相はキラル分子によるねじれ力と分子配列が連続につながろうとする空間トポロジーの「競合」の結果生ずるとされ、フラストレート相の一種として分類される。液晶には、ブルー相以外にもフラストレート相が多数存在し、独特の特徴を有している。光学波長オーダーの三次元周期構造を自己組織的に形成する液晶ブルー相を広範囲の温度域で安定化した高分子安定化ブルー相の電気光学効果について検討をおこなった。基板面に対して平行方向に電場を印加できる櫛歯形電極を片内面にもつガラスセルを用いて、電場方向を光軸とする複屈折の大きさを測定した結果、電場強度の2乗に比例する複屈折が誘起されるKerr効果の発現が確認された。観測されたKerr係数の大きさは、ニトロベンゼンの約170倍で、有機物としては極めて大きい。電場ON-OFFに伴う応答時間は、ON時で100ナノ秒、OFF時で10ナノ秒オーダーであり、一般に液晶テレビなどで実用化されている液晶の応答の100倍以上高速であった。この優れた性能を表示素子として応用できれば、従来の液晶表示素子の欠点である、低応答速度とラビングプロセスに伴う低歩留まりを一挙に解決できると期待される。そのためには、ブルー相特有の着色を無くす必要がある。本研究では、ブルー相の着色の原因である可視光域のブラッグ回折を分子配列のねじれピッチを短くすることにより紫外域にシフトさせ無着色とした。これにより、高分子安定化ブルー相を用いた高速・ラビングフリー液晶表示素子への応用の可能性が高まった。また、高分子安定化ブルー相のフォトニック結晶としての性質を調べるため、レーザー発振実験を行った。高分子安定化ブルー相中にレーザー色素を添加し、可視レーザにて励起するとブルー相の3次元周期に対応した波長で線幅の狭い発振が観測され、フォトニック結晶としての優れた特性が確認された。
PDP放電セルにおける異常放電及び劣化モニタリングシステムの開発

本研究は、PDP放電と劣化現象について実験及び理論の両方面で行なってきた研究結果をベースとし、PDP放電の中身を解析すると共に異常放電・劣化等のモニタリング技術を開発して、産業現場の立場で適用可能なものの、具体的なプロセス指針へと生かしていくことを目指している。次はこれまでの研究結果である。1)300kHzの高周波加速劣化試験によるPDP放電セル内のMgO保護膜の劣化過程について調べた。その結果、MgO表面にわたるエロージョンと汚損の領域がそれぞれ局部的に進展していくことが分かった。エロージョン優先領域は電極先端部近傍であり、MgOの2次電子放出効率も最大となる。それ以外の汚損領域では2次電子放出効率の低下、放電電圧上昇などの放電劣化の進展につながる。これらの実験結果はPICコードを用いたプラズマシミュレーションによって無理なく説明できることを示した。2)放電中にMgO層からスパッタされ、放電空間に放出する(3^1S_0-3^1P_1)準位のMg粒子の挙動について、レーザー誘起蛍光法(LIF)法を用いた観測実験を行った。その結果、MgのLIF信号(波長:285.2nm)を測ることができた。LIF信号は発光のピークに比べ約390[ns]遅れが生じているが、これはプラズマ中のイオンの再結合によりLIF信号が増加することと、MgO保護膜のスパッタにより空間中に放出されるMg粒子が測定位置に達するまでの遅れによるものと考えられる。これらについては今後さらに検討が必要である。3)様々な実験結果をベースとし、正常安定放電から劣化による異常放電に至るまでの全放電範囲にわたって多変量解析法を用いた放電劣化モニタリングを行った。その結果、マハラノビスの距離(MD)を用い、劣化度合を定量的に判別することが可能であることを示した。今後、より信頼度の高い劣化評価の指針を明らかにしていく予定である。
イオン性色素の2次超分極率の評価とそれらの極性結晶化

これまで合成してきた置換スチルバゾリウム誘導体の2次分子超分極率(β)を、Nd:YAGレーザーを基本波とするハイパーレイリー散乱(HRS)法のよって評価した。その結果、同様な吸収端を有する中性有機化合物に比べ、3倍以上大きなβを持つことが明らかとなった。また、スチルバゾリウム誘導体の対アニオンとして用いてきたp-トルエンスルホン酸アニオンについても、そのβを評価したところ、吸収端が可視域にかかっていないにもかかわらず、典型的なドナー-アクセプター分子で、可視域に吸収端があるp-ニトロアニリンの2/3程度のβを有していることを明らかにした。このような化合物は、半導体レーザーの第2高調波発生(SHG)用材料として重要である。さらに、MOPACを用いた計算化学的なβの評価を、イオン性分子種と対応する中性分子種について比較検討した。スチルバゾリウムカオチン誘導体とニトロスチルベン誘導体、ベンゼンスルホン酸アニオン誘導体とベンゼンスルホン酸エステル誘導体、安息香酸アニオン誘導体と安息香酸エステル誘導体の比較では、ほとんどの場合において、イオン種の方が対応する中性種より大きなβを示すことが明らかとなり、イオン性色素では共役系の電荷が存在していることで、本質的に大きな分極構造をとり、その結果大きな非線形光学特性を示すということがわかった。また、可視域透明な化合物として、上述のアニオン種に加え、スチルバゾリウムの共役系を短くしたものとして捕えることもできるピリジニウムカチオン誘導体についても、HRS法およびMOPACによるβの評価を行なった。また、そのp-トルエンスルホン酸アニオンとの結晶のSHG活性についても調べた。
ヒト顎関節周囲静脈系の形態学的研究

これまでヒト顎関節周囲の静脈系に関する詳細な報告は見られず、静脈系を中心とした循環障害と顎関節症の関係についてもほとんど報告が見られない。そこで今回は、家兎を用いて翼突筋静脈叢の位置および形態をヒトの翼突筋静脈叢と比較を行うとともに、短時間結紮後の変化の有無を検討した。その概要ならびに実績は次の通りである。1.材料:本学解剖学研究室保存の実習遺体20体40側および家兎10羽を用いて行った。2.方法:翼突筋静脈叢を含む顎関節周囲を一塊とした摘出しEXAKTCUTTING SYSTEMにて厚さ4mmの非連続切片を作製し肉眼的および光顕的に観察を行った。また家兎では、麻酔下で頸部を正中切開し、浅側頭静脈と後耳介静脈が合流する下方にて結紮し、静脈が白変したのを確認後、皮膚縫合を行い60時間経過後、EXAKT CUTTING SYSTEMにて厚切切片による観察と血管樹脂注入法を用いて顎関節周囲静脈系の観察を行った。3.結果:家兎の下顎骨の形態はヒトと同様に下顎枝と下顎体に分けられる。しかし下顎枝に存在する突起が筋突起、関節突起、角突起でありまた下顎骨に付着する筋も、内側翼突筋が内側部と外側部に分けられるなどヒトと一部異なっていたが、家兎でも顎関節の前方で下顎を取り囲む様にすなわち筋突起と関節突起の間、下顎切痕上を横走する状態で袋状の静脈が存在し、さらに内部には著名な梁柱も存在する静脈叢の存在を確認した。長谷川(1983)、Browse NL et al(1988)は静脈環流に関して筋収縮による筋ポンプ作用が促進的に静脈に働き、また静脈はその筋収縮の影響を受けやすい部位に存在していると報告している。つまり、下顎頭の位置や形態が基本的に異なる事により、翼突筋静脈叢の位置も異なるものと考えられる。このことから家兎の翼突筋静脈叢が関節突起下顎頭周囲に筋隙に存在することは、この部が最も、筋収縮時に影響を受ける部であり、翼突筋静脈叢は咀嚼筋群による筋ポンプの作用を受けることは明かであり、下顎骨の運動障害もしくは顎関節周囲静脈系の循環異常が顎関節症の一原因に大きく関係するのではないかと考えられる。また今回は結紮時間が短時間であり顎関節周囲静脈系には著名な変化は認められなかった。今後、この翼突筋静脈叢と顎関節の形態についての関連の解明を目的に研究していくつもりである。本研究の概要は第36回歯科基礎医学会総会にて報告を行った。
パラジウム触媒-エチレン系を用いた環境適応型脱水素化反応の開発

パラジウム触媒-エチレン系を用いてアルコールの酸化反応,さらには芳香族ヘテロ完納効率的合成法の開発に成功した。芳香族ヘテロ環骨格であるピラゾール,ピリジン,ベンズオキサゾール,ベンズイミダゾール骨格を構築する手段としては,容易に合成可能なジヒドロ体であるピラゾリンとジヒドロピリジンを酸化する方法が有効である。従来,これらの変換反応には、化学量論量あるいは過剰量の二酸化マンガンやDDQなどが酸化剤として用いられてきた。しかしこれらの酸化剤を用いる方法では生じた重金属塩の廃棄物処理問題を始めとする多くの課題が残る。最近,私たちは,ピラゾリンからピラゾールへの芳香族化において,触媒量のPd/C存在下,溶媒に酢酸を用いると反応性が飛躍的に向上し、様々な置換基を有するピラゾリンが対応するピラゾールへと効率よく変換されることを見い出した(Org..Lett.,4,3955(2002))。さらにその後,これらのピラゾリンは,酸化剤であるPd/Cを一切用いなくとも,活性炭だけで酢酸あるいはキシレン中,加熱するのみで,対応するピラゾールへと変換されることがわかった。本反応では酸素が必須である。活性炭が効率的に酸素を吸着し,反応を促進していると考えられる。この反応はパラジウム触媒-エチレン系と異なり,水素移動型(脱水素)の反応ではなく,酸素の取込みの後,水が抜ける脱水型の反応である。活性炭-酸素系はジヒドロピリジンからピリジンへの変換,アリールベンズオキサゾール,アリールイミダゾール類の合成(Org.Lett.,5,3713(2003)),アントラセン類の合成(J.Org.Chem.,68,8272(2003))においても良好な結果を与えた。これらの変換は従来,過マンガン酸や硝酸あるいはDDQを用いて酸化していたが、本法により環境調和型の酸化が実現できた。パラジウム/チャーコール(Pd/C)-エチレン系を用いた脱水素化反応として、本年度はアルコールのカルボニル化合物への変換反応、ならびに脱水素型の芳香族化反応の検討を行った。アルコールの酸化反応では、これまでにPd/C-エチレン系が、とくに第二級のベンジルおよびアリルアルコールの酸化に有効であることを明らかにしている。本年度は、ピリジン環やキノリン環を有する第二級アルコールの酸化を行った。これらのアルコールは通常のクロム酸酸化などを用いた場合には、窒素原子が酸化されアミンオキシドが生成してしまう。Pd/Cを用いるわれわれの方法ではそのようなことは一切なく、目的とするアルコールの酸化のみが効率よく進行し、対応するケトン体が高収率で得られることがわかった。もう一つの脱水素型の反応である芳香族化反応として、ジヒドロピリミジンの脱水素化によるピリミジン合成、ピラゾリンの脱水素化によるピラゾールの合成を検討した。これらのヘテロ芳香族化合物はさまざまな医薬品の骨格に存在する化合物である。ピラゾリンのピラゾールへの変換は、これまで濃硝酸や、過マンガン酸カリウム、二酸化マンガンなどの酸化剤を化学量論量もしくは過剰量用いて行われてきた。われわれは酢酸溶媒中、触媒量のPd/Cを作用させることでこれらの脱水素化が効率よく進行することを見い出した。とくに、三置換ピラゾリンの脱水素化によるピラゾリンのピラゾールへの変換は、酸化剤(脱水素化剤)を一切用いることなく、酢酸中で加熱するだけで進行することを見い出した。本方法は様々な置換基をもつピラゾリンに対して適用できる。

芳香族ヘテロ環骨格であるピラゾールおよびピリジン骨格を構築する手段としては、容易に合成可能なジヒドロ体であるピラゾリンとジヒドロピリジンを酸化する方法が有効である。現在のところ、これらの変換反応には、化学量論量あるいは過剰量の二酸化マンガンやDDQなどが酸化剤として用いられている。しかしこれらの酸化剤を用いる方法では生じた重金属塩の廃棄物処理問題を始めとする多くの課題が残る。最近、私たちは、アセトニトリルあるいはエタノール中、触媒量のパラジウム/チャーコル(Pd/C)を作用させることにより、アリルおよびベンジルアルコールが対応するカルボニル化合物へと変換されることを見い出した。そこで、このパラジウム触媒を用いる方法をピラゾリンとジヒドロピリジンの酸化的芳香族化反応に適用した。ピラゾリンからピラゾールへの芳香族化において、触媒量のPd/C存在下、溶媒に酢酸を用いると反応性が飛躍的に向上し、様々な置換基を有するピラゾリンが対応するピラゾールへと効率よく変換されることを見い出した(Org. Lett.,3955(2002))さらにこれらのピラゾリンは、酸化剤であるPd/Cを一切用いなくとも、酢酸中加熱するのみで、対応するピラゾールへと変換されることがわかった。本反応では酸素が必須である。Pd/C-酢酸系はジヒドロピリジンからピリジンへの変換においても良好な結果を与えた。この反応の原料であるジヒドロピリジンは、アルデヒド、アンモニア、β-ケトエステルから簡便に合成できる。従来は、硝酸あるいはDDQを用いてピリジンに酸化していたが、本法により環境調和型の酸化が実現できた。芳香族ヘテロ環骨格であるピラゾール,ピリジン,ベンズオキサゾール,ベンズイミダゾール骨格を構築する手段としては,容易に合成可能なジヒドロ体であるピラゾリンとジヒドロピリジンを酸化する方法が有効である。従来,これらの変換反応には、化学量論量あるいは過剰量の二酸化マンガンやDDQなどが酸化剤として用いられてきた。最近,私たちは,ピラゾリンからピラゾールへの芳香族化において,触媒量のPd/C存在下,溶媒に酢酸を用いると反応性が飛躍的に向上し、様々な置換基を有するピラゾリンが対応するピラゾールへと効率よく変換されることを見い出した(Org.Lett.,4,3955(2002))。さらにその後,これらのピラゾリンは,酸化剤であるPd/Cを一切用いなくとも,活性炭だけで酢酸あるいはキシレン中,加熱するのみで,対応するピラゾールへと変換されることがわかった。活性炭が効率的に酸素を吸着し,反応を促進していると考えられる。この反応はパラジウム触媒-エチレン系と異なり,水素移動型(脱水素)の反応ではなく,酸素の取込みの後,水が抜ける脱水型の反応である。活性炭-酸素系はジヒドロピリジンからピリジンへの変換,アリールベンズオキサゾール,アリールイミダゾール類の合成(Org.Lett.,5,3713(2003)),アントラセン類の合成(J.Org.Chem.,68,8272(2003))においても良好な結果を与えた。これらの変換は従来,過マンガン酸や硝酸あるいはDDQを用いて酸化していたが、本法により環境調和型の酸化が実現できた。
不動産価格形成理論への戦略的条件付債券分析の応用

本研究は、エージェンシー問題、ガバナンス問題が存在する下での動学的な資産価格形成理論の再構築をそのテーマとした。特に、不動産価格を法律によって規定された不動産の所有者や使用者が持つ権利の価格付けという視点から捉え直すことを主たる目的として行なわれた。研究では、(1)オプション理論の応用により不動産賃貸など1つの不動産に複数の主体が関わるゲーム論的な状況での価格形成について数理的モデルの構築を行った。構築されたモデルに基づき、不動産賃貸契約において発生する貸し手と借り手のコンフリクトとその法的な裁定の不動産価格への影響を貸し手・借り手の権利の価値を求めることによって極めて簡単な形で計算できる手法が作り出された。そこで得られた価格決定式は、単純な現在価値モデルから得られる価格の動学性質とはきわめて異なったものになったことも注目される(ファンダメンタルズの変化に対する過剰反応、過少反応など)、(2)新しい不動産価格形成理論のベースとなる手法を更に発展させるための企業金融論におけるCCAとガバナンス理論を融合する研究のプロセスも同時に進められた。そこでは、不動産法制と不動産価格の関係を伝統的な最適資本構成理論を再解釈することにより、それと論理的に同値な方法で分析可能な手法が開発できる事実を見出された。これは、ゲーム論的な要素を明示化したオプション理論が極めて広い応用範囲をもっていることを示唆するものとなっており、本研究の同分野の今後の貢献を強く示すものとなっている。本研究では、不動産価格をその所有者や使用者が持つ権利の価格付けという視点から捉え直し、不動産価格理論の発展を目指している。オプション理論の応用により不動産賃貸など1つの不動産に複数の主体が関わる状況での価格形成についてモデル構築を行うことが研究の第1目的であるが、2002年度は、不動産賃貸契約において発生する貸し手・借り手の権利の価値を数量的に捉えるための価値評価モデルを構築した。このモデルに基づき、賃貸当事者にとって不動産価値が不動産のファンダメンタルズや賃貸契約を律する法制度によってどのような影響を受けるか解明でき、それら影響が不動産活用や賃貸活動にどのような効果を持つのか理論分析できることがわかる。これらの成果の発表については2003年4月より、機関投資家など不動産評価の実務を担う企業においてセミナーを開始する予定である。そして、理論が現実にどの程度適合するのかを意見交換し確認したい。また、不動産評価の現場に近いところから作業を起こすことによりデータの検討など実証的分析への道標を得ることも意図している。なお、本研究は企業金融論における価格付け理論と企業統治理論の融合を更に不動産という対象に応用するという2段構えの分析戦略を取りベースになる企業金融論についてもその発展を目指しているが、その点についても成果を得たので2002年度中にそれも論文にまとめた。
フタロシアニン化学の新展開

申請書に示した環内部骨格を拡張したフタロシアニン(Pc)類縁体、及び多量体の合成に成功し、Pcとは異なる光学的特性を示すことを見出した。また環外周部に配位部位を有するPc類縁体やお椀状のサブフタロシアニンを用いて、配位結合や超分子相互作用による分子の集合化を行い、新規で興味深い構造を得た。初年度は主に合成研究を行った。(1)他の芳香族分子を組み込んだフタロシアニン類縁体ではフタロシアニンのイソインドール環を一カ所あるいは二カ所アザフェナレン環に置き換えた類縁体を合成し、同定を行った。これらの分子では環外周部にナフタレンユニットを有しているにもかかわらず、基本的にはフタロシアニン特有の芳香族性を維持していることを見いだした。またこれらの分子ではアザフェナレン環の数や位置により可視領域の吸収が長波長にシフトしており、これが理論計算からナフタレン環の縮環によりHOMOが大きく不安定化されることに起因することを明らかにした。現在7員環構造を中心に有した類縁体の合成に研究を展開している。(2) π共役によるフタロシアニン集合体ではピレンにより連結された2量体の合成に成功した。この分子は可視領域に非常にブロードな吸収を示したが、これは隣接したフタロシアニン同士が弱く相互作用することで生じた複数の軌道間の遷移によるものであり、現在同定及び物性解明を行っている。またジシアノフタロシアニンの合成反応において系中に存在するフタロシアニンのベンゼン連結型の多量体の分離を試み、4量体までの分離に成功した。まだ溶解性が低いことや精製が不十分であるためにNMRスペクトルなどは測定できていないが、4量体はフタロシアニン多量体としてはこれまでに報告されている中では最大である。(3)超分子相互作用によるフタロシアニン集合体では研究計画にはまず水素結合を用いると提示したが、初年度は研究の取りかかりとして予想のより立てやすい金属配位を用いることにした。ジシアノフタロシアニンをアミノピリジンと反応させることで環外周部に配位部位を有する分子を合成した。カドミウムやマンガンとの反応から2量体の生成を示唆する質量分析の結果を得た。現在さらに合成条件等を検討している。研究計画に示した(1)他の芳香族分子との融合による新規フタロシアニン類縁体では、イソインドリン骨格を7員環構造を含むジベンゾアゼピン骨格に置き換えることで、フタロシアニンの環内部に7員環構造を導入することに成功した。この化合物については結晶構造を明らかにし、7員環部分で大きく平面から歪んだ構造を取っていることを明らかにした。吸収スペクトルでは分裂したQ帯吸収をフタロシアニンのそれと比べて、それぞれ長波長、短波長側に示した。これは7員環部分でπ共役が外周部に拡張に出来ないために、フタロシアニンの還元種であるクロリンと同様の電子構造を取っているためであると考えられ、磁気円偏光二色性スペクトル、電気化学測定、及び理論計算により明らかにした。またこの分子は2,2'-ビフェニルジカルボニトリルを原料に用いて合成を行ったが、これをビピリジルジカルボニトリルに置き換えることで、環外周部に金属配位部位を有するフタロシアニン類縁体の合成が可能であり、この分子は(3)超分子相互作用によるフタロシアニンの多量化に発展可能である。現在予備的ではあるが合成に成功している。次年度での同定及び多量化への進展を試みる。(2)π共役によるフタロシアニンの多量化では初年度に行ったピレンで連結した二量体分子は低い溶解性や会合のために十分な同定が行えなかった。そこでフタロシアニンの環縮小体であるサブフタロシアニンを用いてピレンユニットで連結した二量体分子を合成し、色素間の相互作用を見積もった。ピレンユニットを導入したサブフタロシアニン単量体の結晶構造から、ピレンユニット同士で強くπ-スタックしている挙動が見られたことから、平面性の高いフタロシアニンではより顕著に会合することが示唆された。そこで今年度は6員環構造で連結した非平面型のフタロシアニン二量体の合成を試みる。研究計画書の(1)他の芳香族分子との融合による新規フタロシアニン類縁体については6員環構造を環内部に有するサブフタロシアニンの合成に成功し、結晶構造解析によりその構造を明らかにした。この新規サブフタロシアニンは通常のサブフタロシアニンに比べて長波長にQ帯吸収を示した。これは理論計算と磁気円偏光二色性スペクトルからHOMOの不安定化に起因することを見出した。またこの結果は環内部の5員環構造をより大きな環構造へと変化させることにより、期待していたようにフタロシアニンやサブフタロシアニンの物性を大きく変化しうることを明らかにした。また(2)のπ共役によるフタロシアニンの多量化ではテトラシアノナフタレンを用いることでナフタレンで連結され、且つ6員環構造を環内部に有するフタロシアニン2量体の合成に成功した。

まだ単離段階ではあるが、そのQ帯吸収は近赤外領域にまで大きく長波長シフトしており、これについても研究計画で掲げた目的をある程度達成したと言える。(3)の超分子相互作用によるフタロシアニンの多量化では環外周部にビピリジルユニットを有する類縁体において、亜鉛やルテニウムといった金属イオンを外部配位することにより2量体や3量体の生成を質量分析から確認した。現在単離を行っている。また新規に合成に成功した環外周部にピレンを有するサブフタロシアニンが結晶内でπ-πスタッキング相互作用による1次元的な配列をとることに着目して、球状分子であるフラーレンとの共結晶化を試みたところ、期待通り1:2の会合体が結晶内で1次元的に配列することを見出した。今後さらにπスタッキング相互作用の強いユニットを外周部に用いることで溶液状態での分子認識へと展開したい。3年間の研究期間を通して、(1)(3)の研究目的について当初の目標を達成したと言える。
抗炎症作用を有する機能性タンパク質フィルムの創製と炎症性疾患治療への応用

炎症性疾患の病変部では、過剰な活性酸素や炎症性サイトカインが存在し、病気の悪化の原因となっている。そこで、炎症性疾患の治療薬として、活性酸素を除去する酵素や炎症性サイトカインに結合する抗体などのタンパク質が注目されている。本研究では、4種類のタンパク質(SOD、カタラーゼ、抗体、アルブミン)を用いて、活性酸素や炎症性サイトカインを除去する機能を備えたタンパク質フィルムを作製し、潰瘍性大腸炎やクローン病などの腸炎の治療に応用することを目的としている。本年度は主に、マウスの腸を用いて、炎症が起こっている腸の表面にタンパク質フィルムを接触させる方法について検討を行った。方法としては、マウスの腸とほぼ同じ太さ(外径3 mm)のシリコン製チューブの外表面にフィルムをコーティングしたデバイスを大腸に挿入する方法と微小なタンパク質フィルム(直径100500μm)の分散液を腸の内部に投与し、腸の表面にフィルムを付着させる方法の2通りを検討した。これらの結果、1実験手技や今後の医療応用への展開を考慮した場合、微小フィルムを投与する方法が望ましいとの結論を得た、2微小フィルムのサイズが小さいほど、腸の表面に貼り付きやすい傾向があることが分かった、3微小フィルムの表面をポリエチレンイミン(正電荷ポリマー)やカーボポール(架橋型アクリル酸共重合体)などの高分子化合物でコートすることで腸への付着性が向上することが分かった。これらに加え、フィルム内部のタンパク質の高次構造変化を円偏光二色性(CD)を利用して、定量的に評価する手法を確立することができた。また、フィルムに組み込んだ抗体が1ヶ月の長期保存後も抗原結合能を保持していることを明らかにした。本研究は、タンパク質フィルムの作製とフィルムのin vivo評価を目的としている。フィルムに関しては、得られた研究結果をもとに、これまでの研究において蓄積しているデータも合わせて、2本の論文をまとめることができた。また、フィルムのin vivo評価に着手し、腸の表面へのフィルムの付着方法について有用な知見を得ることができた。さらに、ミエロペルオキシダーゼ活性を指標に、腸の炎症の程度を定量的に評価する手法を確立することができた。以上のことより、現在までのところ、目標達成に向けて研究がおおむね順調に進展していると考えている。タンパク質フィルムを大腸炎モデルマウスの腸の表面に効率よく貼り付け、腸に付着したフィルムの抗炎症効果によって腸炎を改善させる。また、1大腸液は弱アルカリ性である、2腸炎の進行により、腸組織のpHが酸性側に傾く、3大腸の内部は、溶液で満たされた環境ではない、ことを考慮し、タンパク質フィルムの耐アルカリ性、耐酸性、耐乾燥性、についての評価を行う。本年度は、タンパク質フィルムの作製やフィルムのin vivo評価に用いる腸炎モデルマウスの作製を行った。タンパク質フィルムに関しては、抗体を疎水性の基板に吸着させた後、その基板上に架橋したアルブミン、SOD、カタラーゼ溶液を加え、乾燥させるという手順で、フィルムの内部にSODとカタラーゼが、また、フィルムの表面に抗体が組み込まれたフィルムを作製することができた。フィルムを作製する際、基板からフィルムを剥離する工程があるが、界面活性剤への暴露や加熱処理など、様々な手法で剥離することにも成功した。フィルムの抗炎症効果のin vivo評価に用いる腸炎モデルマウスについては、ヒトの潰瘍性大腸炎と似た症状を示し、モデル動物として広く用いられているデキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発性腸炎マウスの作製を行った。マウスに投与するDSSの濃度、期間、分子量など本研究に適した実験条件を絞り込んだ。また、タンパク質フィルムをマウスの大腸の炎症部に接触させるために、シリコン製のチューブの外表面にタンパク質フィルムを貼りつけたデバイスを作製した。本研究は、タンパク質フィルム作製とフィルムのin vivo評価を目的としている。フィルムに関しては、作製方法を確立し、その研究成果を論文や特許としてまとめることができた。また、フィルムのin vivo評価のために必要となる腸炎モデル動物は、次年度に腸炎マウスの作製を計画していたが、前倒しで実験に着手することができた。以上のことより、現在までのところ、目標達成に向けて研究がおおむね順調に進展していると判断する。

方法としては、マウスの腸とほぼ同じ太さ(外径3 mm)のシリコン製チューブの外表面にフィルムをコーティングしたデバイスを大腸に挿入する方法と微小なタンパク質フィルム(直径100500μm)の分散液を腸の内部に投与し、腸の表面にフィルムを付着させる方法の2通りを検討した。これらの結果、1実験手技や今後の医療応用への展開を考慮した場合、微小フィルムを投与する方法が望ましいとの結論を得た、2微小フィルムのサイズが小さいほど、腸の表面に貼り付きやすい傾向があることが分かった、3微小フィルムの表面をポリエチレンイミン(正電荷ポリマー)やカーボポール(架橋型アクリル酸共重合体)などの高分子化合物でコートすることで腸への付着性が向上することが分かった。これらに加え、フィルム内部のタンパク質の高次構造変化を円偏光二色性(CD)を利用して、定量的に評価する手法を確立することができた。また、フィルムに組み込んだ抗体が1ヶ月の長期保存後も抗原結合能を保持していることを明らかにした。本研究は、タンパク質フィルムの作製とフィルムのin vivo評価を目的としている。フィルムに関しては、得られた研究結果をもとに、これまでの研究において蓄積しているデータも合わせて、2本の論文をまとめることができた。また、フィルムのin vivo評価に着手し、腸の表面へのフィルムの付着方法について有用な知見を得ることができた。さらに、ミエロペルオキシダーゼ活性を指標に、腸の炎症の程度を定量的に評価する手法を確立することができた。以上のことより、現在までのところ、目標達成に向けて研究がおおむね順調に進展していると考えている。アルブミン、SOD、カタラーゼ、抗体で構成されるタンパク質フィルムの抗炎症効果をDSS誘発性腸炎マウスを用いて評価する。フィルムを腸の炎症部に一定期間接触させた後、腸組織を取り出し、組織染色、ミエロペルオキシダーゼ活性の測定、炎症性サイトカイン量の測定、過酸化脂質量の測定、などにより炎症の程度を定量化し、フィルムによる炎症の鎮静作用を評価する予定である。タンパク質フィルムを大腸炎モデルマウスの腸の表面に効率よく貼り付け、腸に付着したフィルムの抗炎症効果によって腸炎を改善させる。また、1大腸液は弱アルカリ性である、2腸炎の進行により、腸組織のpHが酸性側に傾く、3大腸の内部は、溶液で満たされた環境ではない、ことを考慮し、タンパク質フィルムの耐アルカリ性、耐酸性、耐乾燥性、についての評価を行う。H29年度の予算に関して、消耗品費と人件費が当初の予想額を下回ったため、次年度への繰り越しとなった。経費の主要な用途は消耗品費であり、各種タンパク質(抗体、SOD、カタラーゼ、アルブミン、TNF-α)、各種化学試薬(架橋剤、保水剤、HRPの基質となる蛍光試薬)、自己組織化単分子膜の作製に必要となる物品(アルカンチオール試薬や金基板)、動物実験関連(実験用マウス、シリンジ、PCR関連の試薬、組織標本の作製、ELISAのキット)の経費を計上している。また、研究成果を発表するための経費(国内旅費、外国旅費、学会参加費、英語論文の校閲費)や実験補助員の人件費を計上している。H30年度の予算に関して、消耗品費と人件費が当初の予想額を下回ったため、次年度への繰り越しとなった。経費の主要な用途は実験補助員の人件費である。
急性肺損傷発症機序の解明と、治療戦略の確立にむけた多角的アプローチ

分離肺換気中の非換気側肺では炎症性メディエーターが増加し、一方非換気側にCPAPを付加するとこれらの変化を抑制したことから、非換気側のCPAPが胸部手術に伴う肺傷害の予防法になる可能性があると考えられた。この現象を普遍化し、急性呼吸窮迫症候群の如くの病態において無気肺を減らすような人工呼吸戦略を用いることは、動脈血酸素分圧を上げる目的に止まらず低酸素による肺の炎症を減らし肺傷害を軽減する可能性が示唆された。またHIF-1は低酸素によるTNF-alpha誘導性炎症の増強に対して抑制的に働いており、HIF-1を活性化することが肺傷害の新たな治療的アプローチとしての可能性を持つことが示唆された。【方法】9-10週令のSDラットに対して,全身麻酔下に気管切開を行い,両側開胸後,以下の3群に分けた.OLV群:右片肺換気(one lung ventilation:OLV)4時間→両肺換気4時間;CPAP群:右OLV+左肺への100%酸素5 cmH2OのCPAP付加4時間→両肺換気4時間;sham群:両肺換気8時間実験終了時の肺ホモジネート中の炎症性メディエーターの定量を行い,左右の肺に分けて各群で比較した.分離肺換気中の左右肺の血流を比較するために,In111標識MAAの集積を定量した.また,再両肺換気後の肺ホモジネート中のMalondialdehyde(MDA)の測定,分離肺換気終了時のHIF-1αsubunitおよびその下流遺伝子の定量的RT-PCRを行った.【結果】分離肺換気中の肺へのMAA-In111集積の左右比はsham群と比較し,OLV群で約4分の1に低下したが、CPAP群ではsham群とほぼ同等まで回復した.肺ホモジネート中のCINC-1濃度は,虚脱側においてOLV群で有意に増加が見られ,CPAP付加により軽減された.換気側においてもOLV群でCINC-1が増加し,CPAP付加にて軽減される傾向があった.TNF-αについても同様の傾向が見られた.ICAM-1については各群で差はなかった.分離肺換気中のOLV群の虚脱側肺においてHIF-1の下流遺伝子であるVEGFA,GLUT-1の発現量が増加する傾向が見られた.一方、再両肺換気後のMDAについては各群で差はなかった.分離肺換気中のOLV群の虚脱側肺においてHIF-1の下流遺伝子であるVEGFA,GLUT-1の発現量が増加する傾向が見られた.最終年度の成果【方法】最終年度は主にin vitroの系を用いて、肺上皮細胞のcell line(MLE-15)におけるサイトカインや転写因子の動向を、低酸素環境で培養をした場合及び、予めHIF-1をsiRNAでknock downした後に低酸素に暴露した場合において調べた。【結果】低酸素培養(5% O2)がNF-κB及びHIF-1の活性化をもたらし,TNF-α刺激によるCXCL-1の分泌を増加させた。これらの反応におけるHIF-1の役割を調べるためにHIF-1αのknock downをした細胞では,低酸素誘導によるCXCL-1分泌の増加は増強された。本年度の成果と前年度までのin vivoの成果を総合すると、以下のような結論になる。分離肺換気中の非換気側肺においては炎症性メディエーターの増加が見られ、低酸素が主な原因の一つだと考えられた。分離肺換気中の非換気側へのCPAP付加がこれらの変化を抑制したことから、胸部手術に伴う肺傷害の予防法になる可能性があると考えられた。この現象を普遍化し、急性呼吸窮迫症候群の如くの病態において無気肺を減らすような人工呼吸法(高PEEP, APRVなど)を用いることは、動脈血酸素分圧を上げる目的に止まらず低酸素による肺の炎症を減らし肺傷害を軽減する可能性が示唆された。またHIF-1は低酸素によるTNF-α誘導性炎症の増強に対して抑制的に働いており,HIF-1を活性化することが肺傷害の新たな治療的アプローチとしての可能性を持つことが示唆された。肺胞上皮細胞のcell lineとしてMLE15を選び、そのモノレイヤーにFasのリガンドであるhFasLおよびLPS (E. coli O111:B4)を暴露させた。hFasLのdoseとしては0500 ng/ml、一方LPSは予備実験で本細胞株がLPSに対する感受性が非常に高いことがわかったため、040 pg/mlの間で振った。FasL、LPSを暴露する時間は4時間及び16時間とした。アポトーシスの定量には、caspase-3/7の活性化の定量を行った。

caspase-3/7の活性は、16時間後の定量では、FasLもLPSも有意な影響を持たなかった。FasLの4時間の暴露によってcaspase-3/7活性は用量依存性に上昇した。LPSは単独では活性に影響しなかった。ところが、FasLの存在下では、LPSがその活性を用量依存性に低下させることがわかった。培養上清のTNF-alpha、IL-6、IL-1beta、KC及びMIP-2を定量した(ELISA)。TNF-alphaとIL-1betaはいかなる条件でも分泌されなかった。IL-6、KC及びMIP-2はLPSにより用量依存性に分泌増加した(4時間<16時間)。これらのサイトカインは、FasLにより若干増加する傾向があったが、有意な影響ではなかった。in vivoとin vitroの順序は変更になったが、一年でやり上げる予定の内容はほぼ計画と同様のペースですすんでいるため。すなわち、本年度はin vivoの系で肺障害をきたす条件を確立し、またその機序も明らかにされているため。当初の条件設定に多少てこずったため進行が若干遅れた。今年度計画していた、MAPKのリン酸化の定量が年度中にできなかった。in vivoの結果を受けて、HIF-1が組織の低酸素の際にどのように発現してその後どのような機序で炎症や細胞障害をきたすかを、肺胞上皮細胞のcell lineもしくはprimary cell cultureを用いて検討する。具体的には、MLE15細胞またはMLE12細胞に対してLPS、FasLまたはTNF-alphaの刺激を与え、normoxiaとhypoxiaの環境での反応を調べる。結果の検討は、caspase-3/7の活性化、Annexin Vアッセイによる早期apoptosis細胞の定量、炎症の指標であるサイトカインやケモカインの発現(CXCL-1, IL-6, TNF等)をELISAで定量、HIF-1およびその下流の遺伝子(GLUT-1、VEGFA等)の半定量で行う。次いでこれらの細胞に対してHIF-1のsiRNAを行いHIF-1の役割を明らかにする。FasLおよびLPS刺激下のMLE12における細胞内MAPKのリン酸化、およびNF-kBの動向を探る。さらに、Fasの細胞内ドメインの共役物質であるFADDやMyd88の動向にも注目する。次いでin vivo実験にうつる。BALB/cをケタミンとキシラジンで麻酔後に仰臥位で傾斜をつけた台に固定し、声門を直視下にFasL and/or LPSを注入する(control群も含めて組合せで4群)。一定時間経過後、深麻酔下に血液を採取し、一方の肺で肺胞洗浄(BAL)、他方で組織採取を行う。BAL回収液は、細胞数(比)計測後、-80°Cで冷凍保存し、後の測定に供す。取り出した肺は、組織解析用にフォルマリン固定し、一部はRNA採取用に急速凍結する。さらに別の一群では、ラジオアイソトープでラベルしたアルブミンを同時に肺に注入し、血液中のアイソトープカウントから、肺の障害の程度を定量する。次いで遺伝子操作の群を検査する。KGFのhyper-expressionでは、従来用いているアデノウイルスベクター作成法を用いる。ただし、今回プロモーターをCAGからin vivoの系ではCAGプロモーターよりも優れていると考えられるelongation factor 1αに変更する。
タンパク質吸着能を高める表面状態を持つ生体材料の設計

本研究では骨修復材料の高機能化を目指し、結晶性ケイ酸カルシウム水和物であるトバモライトへのリン酸カルシウムクラスターの導入を試みた。水熱反応場を制御することで、トバモライト中のナノ空間にクラスター導入できることを材料研究と理論計算の観点から明らかにした。また、クラスターを導入することにより、生体内初期界面反応であるタンパク質吸着特性や細胞親和性が向上することを見出した。本研究の目的は、骨修復材料の新しい表面科学を創出するため、生体材料科学と理論計算を融合するものである。具体的には、エネルギー準位・電子状態の制御により、材料の生体内埋入後の初期界面反応であるタンパク質吸着特性を活性化させる表面を創製することである。新規材料設計として、固有の電子状態を持つ分子クラスターをマトリックスに導入することを考える。平成25年度はマトリックスとしてケイ酸カルシウムセラミックスであるトバモライトを選定し、電子状態を制御するため、リン酸カルシウムクラスターの導入について検証を行った。トバモライト中のシリケート層中に存在するナノ空間に、Ca3(PO4)2クラスターが導入されることを分光学的手法により明らかにした。これを実現するには、リン酸カルシウムが生成しないような水熱反応場を作り出すことが重要である。第一原理計算により、トバモライト中にクラスターが安定に存在すること、クラスターに由来する電子状態が新たに誘起されることが示唆された。さらに、トバモライトの電子状態が変化し、クラスターと相互作用することが理論計算結果から示された。本年度の目標であるトバモライトへのクラスターの導入により、電子状態を変化させることに成功した。溶解性試験において、クラスター導入トバモライトは、トバモライトよりも溶解性が低下した。これは電荷密度の増加、あるいは、クラスターとトバモライトの相互作用により結合強度が増加したことに起因すると考えられる。具体的には、クラスターを用いることで電子状態を制御し、材料の生体内埋入後の初期界面反応であるタンパク質吸着特性を活性化させる表面を創製することである。平成26年度は平成25年度に作製したリン酸カルシウムクラスターを導入したトバモライトのタンパク質吸着特性の評価と細胞培養試験を行った。クラスターを導入することにより、塩基性タンパク質のモデル物質として用いたリゾチームの吸着特性が向上することを見出した。マウス骨芽細胞様細胞を用いた材料上での細胞増殖試験の結果、クラスター導入トバモライトの方が、純粋なトバモライトよりも高い細胞増殖性を示すことを明らかにした。これは、タンパク質吸着特性の向上と平成25年度に明らかにした溶解度の低下に起因すると考えられる。また、クラスターの電子状態を変化させるため、マグネシウムを一部導入したリン酸塩クラスターの導入の可能性についても検証した。水熱反応場とマグネシウム源を調整することにより、Mg/(Ca+Mg)=10 mol%までトバモライト中に含有させることに成功した。マグネシウムが導入されることにより、タンパク質吸着特性が増加する傾向が見られた。これらの結果から、リン酸塩クラスターの導入により、材料中の電子状態の変化が引き起こされることで、生体機能性が活性化することが示唆された。無機材料化学水熱反応場を制御することにより、リン酸カルシウムクラスターCa3(PO4)2をトバモライトのシリケート層中に導入できることを分光学的手法により明らかにした。第一原理計算結果から、リン酸カルシウムクラスターはトバモライト中に存在することが可能であり、クラスターが導入されることにより電子状態の変化が引き起こされることが示唆された。また、水熱反応場を変化させることで、リン酸カルシウムクラスターの他に、マグネシウムを含むリン酸塩クラスターが導入できる可能性が見出された。本年度の目標であるリン酸塩クラスターのトバモライトへの導入が成功したため、おおむね良好とした。最終目標であるタンパク質吸着特性と電子状態の関係を解明するために、タンパク質吸着特性の評価を実施する。モデルタンパク質として、酸性、中性、塩基性タンパク質を選定し、吸着特性の評価を進める。水熱反応場の制御により種々のクラスターの導入を試み、材料解析を進め基礎的知見の蓄積を図る。理論計算では特定の結晶面を選定し、クラスター導入による表面エネルギーの変化について検討を行い、吸着特性との関係の解明の一助とする。物品費として計上した計算機の仕様と同程度の性能を持つ計算機を、予定価格より安価に納入したため。合成した材料のタンパク質吸着特性評価で使用する試薬類・器具類の物品費が主たる使用となる。また、研究成果報告における旅費・発表費用として使用予定である。
戦後民主改革から高度経済成長初期へかけての日本の賃金構造の研究

今年度はこれからの分析に必要な職種賃金データベースの作成を完了した。具体的には『昭和29年職種別等賃金実態査部・個人別賃金調査』、および『昭和39年賃金構造基本統計調査』から以下の産業・職種について、きまって支給される月間給与を性、企業規模、年齢区分、経験年数区分別に入力した。維維産業:織布工(女)、紡機調整工(男)衣服・その他繊維製品製造業:ミシン縫製工(女)鉄鋼業:製鉄工(男)、圧延伸張工(男)、鉄鋼熱処理工(男)電気機械器具製造業:重電機組立工(男)、ラジオ・テレビ組立工(男)輸送機械器具製造業:自動車組立工(男)、金属プレス工(男)、塗装工(男)なおそれぞれの職種についての企業規模区分、年齢区分、および経験年数区分は添付資料を参照のこと。