hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎臓の虚血再灌流障害における活性窒素種の産生機序と障害に対する役割解明

2)ラットに^<15>NO_2とを静脈内投与した後に左腎動脈をクランプで40分間虚血状態にした。再灌流5分時に、左右の腎組織の採取と下大静脈からの採血を行った。虚血再灌流を行わなかったラットの血液に比べて虚血再灌流を行ったラットの血液は10倍以上のHb^<15>NOのEPR signalが得られた。さらに、虚血再灌流を行ったラットでは、虚血を行った左腎のHb^<15>NO EPR signalは、虚血を行わなかった右腎のHb^<15>NO EPR signalより数倍大きなsignalであった。以上の結果は、生体内で虚血再灌流時に血中の亜硝酸から一酸化窒素が産生されることを証明したものである、2)ラットに^<15>NO_2とを静脈内投与した後に左腎動脈をクランプで40分間虚血状態にした。以上の結果は、生体内で虚血再灌流時に血中の亜硝酸から一酸化窒素が産生されることを証明したものである、2.EPR法による^<15>NO2-と^<14>NO2-の分離定量について試みた。一酸化炭素結合ヘモグロピン(HbCO)をNOの捕捉剤として用い、液体窒素温度でのHbNOに基づくEPRシグナルを用いて定量を試みた。この方法は、Hb^<14>NOとHb^<15>NOがEPR的に異なるEPRスペクトルを与える性質を利用したものである。その結果、pH7.4の生理的条件下では、亜硝酸からのNO生成はEPR-HbNO法で測定は出来なかったが、pH6.6の条件では明らかなHbNOに基づくEPRシグナルが観測された。また、インキュベーション時間に依存してNO生成の増加も見られた。1)ラットに^<15>NO_2とを静脈内投序した後に左腎動脈をクランプで40分間虚血状態にした。虚血再灌流を行わなかったラットの血液に比べて虚血再灌流を行ったラットの血液は10倍以上のHb^<15>NOのelectronparamagnetic resonance (EPR) signalが得られた。さらに、虚血再灌流を行ったラットでは、虚血を行った左腎のHb^<15>NO EPR signalは、虚血を行わなかった右腎のHb^<15>NO EPR signalより数倍大きなsigunalであった。以上の結果は、生体内で虚血再灌流時に血中の亜硝酸から一酸化窒素が産生されることを証明したものである。2)一酸化窒素(NO)は様々な生理活性を有するフリーラジカルで、血中ではhemoglobin (Hb)と結合し、比較的安定なHbNOとして循環している。従って、血中HbNO濃度は、循環器系でのNO動態の指標になると考えられる。HbNOはEPR法で特徴的なsignalを示す。しかし、微小なHbNO signalは他の血中常磁性成分signalに隠れてしまうので、我々はEPR signalをコンピューター上でsubtractすることにより微量HbNOの測定を可能とした。この方法を用い、ACE阻害薬(temocapril)の投与によりL-NAME慢性投与による高血圧ラットの血中HbNO量が増加することを明らかにした。
極低温および強磁場下におけるカロリメトリーを用いた機能性材料の物性研究

近年発見された鉄系超伝導体の研究を展開した。まず、LaFePOの熱容量を複数の磁場下で85mKの低温まで測定し、その超伝導に伴うピークを観測し、この超伝導が非BCS機構で説明されることを示した[Y.Kohama et al.,J.Phys.Soc.Jpn.,77,094715(2008)]。次に30Kという高い転移温度を誇るLaFeAsOについて、さまざまなFドープ量を持つ複数の試料の熱容量、磁化率、電気伝導度を系統的に測定した。熱容量と磁化率から、Fをドープしていないサンプルにおいて特徴的なスピン揺らぎの励起を観測し、5%ほどFをドープしたサンプルでその特徴的なスピン揺らぎの励起が大きくなっていろことを示した[Y.Kohama et al.,Phys.Rev.B,78,020512(R)(2008)]。そののち、60Tのパルスマグネットを用いて、5%ほどFをドープしたサンプルのH_<c2>およびホール抵抗を測定し、H_<c2>が最適ドープ領域のサンプルよりも数10%人きくなっていることを見出した[Y.Kohama et al.,Europhys.Lett,84,37005(2008)]。さらに、7つの試料について系統的なH_<c2>およびホール抵抗の測定を行い、マルチバンド超伝導体に特徴的なスピン揺らぎの効果をH_<c2>およびホール抵抗に見出した[Y.Kohama et al.,Phys.Rev.B79,144527(2009)]。そして、SrFe_2As_2という、同じ鉄系超伝導体のエピタキシャルフィルムサンプルについてのH_<c2>測定をパルス磁場下で行った。ここではH_<c2>の角度依存性のデータを50Tまで測定し、マルチバンド超伝導体の性質に端をなした、異常なH_<c2>の角度依存性を発見した[S.C.Baily et al.,Phys.Rev.Lett.,102,117004(2009)]。アルミナセメントの一種である12CaO-7Al_2O_3(Cl2A7)は、籠状の構造を有す非常に安価な材料である。この化合物は籠構造の中にドープするイオンにより、様々な機能性を示す材料として多大な注目を浴びている。私は、Cl2A7に電子をドープした12CaO-7Al_2O_3:e^-(Cl2A7:e^-)という化合物の電気抵抗および熱容量測定を、0.1Kから300Kに渡る広い温度範囲で行った。その結果、Cl2A7:e^-は0.4K以下という極低温領域で超伝導を示すことを、電気抵抗および熱容量測定から見出した。これは世界で初めての超伝導を示すセメントの発見である。このような、超伝導を示すほどの高い電気伝導度を示す材料は、高い熱伝導度も示すため、高い熱伝導度を持つセメントとして有用であることが示唆される。さらに私は、幾つかのドープ量を有するサンプルについて測定を行い、超伝導転移温度がドープ量に依存することを見出した。熱容量の詳細な解析からは、このセメント超伝導体がフォノンを介在したBCS超伝導体であることを明らかにしており、BCS理論の枠組みの中で超伝導転移温度のドープ量依存性も説明している。電子濃度の上昇に伴う転移温度のさらなる上昇も予想できており、材料設計の指針を打ち出したといえよう。最終的に、この化合物における超伝導の発現は、その硬い籠構造と籠状の構造に起因すると結論付け、同様の構造を有する無機化合物において、超伝導の発現を予想している。

そして、SrFe_2As_2という、同じ鉄系超伝導体のエピタキシャルフィルムサンプルについてのH_<c2>測定をパルス磁場下で行った。ここではH_<c2>の角度依存性のデータを50Tまで測定し、マルチバンド超伝導体の性質に端をなした、異常なH_<c2>の角度依存性を発見した[S.C.Baily et al.,Phys.Rev.Lett.,102,117004(2009)]。
原風景ヒアリング法を用いた文化的景観における動的オーセンティシティの評価法

本研究は、文化的景観の保全に際して、地域の環境や空間構成の特徴を受け継ぐかたちでの変化を許容しつつ景観の本来的価値を継承発展するあり方を見出すことをめざしたものである。変化を許容しつつも守られる真実性を「動的オーセンティシティ(Dynamic Authenticity)」と定義し、事例地での「原風景ヒアリング法」を用いた調査を通じて、その真実性の捉え方と景観マネージメントのあり方をの主要論点を描出したものである。本研究の初年度にあたって、当初予定どおり和歌山県田辺市中辺路町の近露集落(世界遺産「紀伊山地の霊場と参詣道」バッファゾーン)を主事例としてとりあげ、現地にて、住民および地域づくりNPO団体の協力を得て、原風景ヒアリングの実施、過去の変化時点での評価履歴の収集、現在の変化事象についての評価実験に着手した。夏期に現地でワークショップ型の研究会を開催し、住民に加えて、建築業、美術館学芸員、各種集落組織等からの口述を得、それらの文化的景観の変化履歴や現在の景観に関連する重視点の差異や共通点が理解できるようになった。これらをもとに、評価実験を試行している。この主事例に加え、兵庫県播磨地方の灌漑用ため池群のある地域、同県豊岡市の河川沿岸集落、和歌山県の果樹栽培農村、を対象とし、原風景ヒアリングの実施による口述集積とこれに伴う過去の景観変化に対する評価履歴の収集を開始した。これらの対象地については限られた生活・生産リソース(生産のための自然条件、災害リスク、地場材料等)の精緻な利活用とマネジメントの履歴と文化的景観としての評価履歴の間の関連性の解釈を検討しているところである。また、2011年8月に研究代表者・研究分担者が参加する日本建築学会農村計画委員会において、研究集会を本研究に関連の深いテーマで開催されることとなったため、この機会をもちいて内外の研究者も加えた研究促進ができるように、上記初年度成果の範囲から得られた動的オーセンティシティの考え方枠組み案を作成した。本研究の実施は、大別して2つの取り組み「1.文化的景観保全に取り組む事例地を通じた実験研究」「2.国内外むけの研究集会の開催による検討の促進と成果発信」からなる。1については、世界遺産「紀伊山地の霊場と参詣道」の沿道旧集落・旧市街地である、近露、湯浅、兵庫県南西部の文化的景観モデル事業地、いなみ野ため池群を中心に作業をすすめ、海外事例としては、ボロブドゥール(インドネシア)、バンコク郊外(タイ)の作業をすすめた。これらの事例研究から得られた結果を年度内に論文や研究集会での発表等にまとめることができた。また、日本建築学会農村計画委員会の編集による書籍「未来の景を育てる挑戦-地域づくりと文化的景観の保全」(技報堂出版、2011年8月)の執筆陣に加わり、その中で「動的オーセンティシティ」の概念の提示とその考え方についての論説を発表した。以上の論文・発表・出版などでは、事例ごとの検討としてまとめを行った。住民・まちづくり主体がもっている景観保全に関係の深いまちづくり活動の詳細な取り組み履歴の意味を、ヒアリング成果と地域空間の変化履歴とをあわせて考察することで、地域に変化が生じるなかでも真実性が将来につながるようにおのずから配慮・考案してきた経過を読み取ることができた。以上から、事例地における動的オーセンティシティの読み取り方について、一定のアプローチ法を形作ることができた。以上から、概念の一般化にむけた総合的な議論に着手したところである。2については、8月に日本建築学会大会研究協議会(農村計画)に参加し、研究者間での事例紹介と議論を行った。またこれとは別に、事例地において、住民・まちづくり主体も参加するかたちでの研究集会の開催を企画し、事例検討で得られる動的オーセンティシティの読み取り内容を実地に報告し、かつ、さらに意見交換を進めつつ発信をしていく方法として、集会開催プログラムそのものを検討し、プログラムの基本的構成を案出した。本研究は、景観保全のあり方について地域環境と空間構成の特徴を受け継ぐかたちでの変化を許容し景観の進化をめざすあり方を重視し、受け継がれる真実性を「動的オーセンティシティ」概念として明確化することを唱え、とくに文化的景観保全において原風景ヒアリング法を用いてこの真実性の認識を抽出することに取り組んでいる。平成24年度は、(1)事例研究の成果のまとめ、(2)研究集会を通じた検討の促進と成果発信、の2つに取り組んだ。事例地としてここまで対象としてきた、和歌山県田辺市中辺路町近露、兵庫県播磨地域のため池群、兵庫県豊岡市の地場石材景観をもつ集落群、インドネシア・ボロブドゥール地方、タイ・バンコク郊外エリアについて、それぞれ研究代表・分担者と現地の主体による検討を通じて成果のまとめを行い、過去の変化時点とその時点での評価履歴及び現在の変化事象とそれらに対する評価から一連の履歴を通じて地域の主体によって認識される動的オーセンティシティを見出す手順を原風景ヒアリング法を用いて見出し、見出された認識が従来の保全方針に対してもっている特徴を検証した。

とくに、ボロブドゥール地方の事例については、作業が先行できたため、いくつかの研究集会で批評をえて考察を進め進捗度の高い事例とすることができた。研究集会の開催については、日本建築学会農村計画委員会の協力も得て「フィールドスクール」を開催し、調査成果の紹介を行い、集会企画作業を通じ、動的オーセンティシティの認識を来訪者等第三者が体験的に認知・学習する方法を試みた。ボロブドゥール地方の事例についてはInternational Field School on Borobudur Saujana Heritageを現地の大学とともに開催し、本研究の成果について批評を得、さらに、研究終了後の次年度以降にも継続して成果普及と議論の発展を続ける基盤を得た。研究実施計画には大きくわけて2つの取り組みがあった。「1.事例地を通じた実験研究」としては、当初予定の国内・国外事例地での作業が進捗したものから、年度内に事例地ごとの特色にそったまとめ方をしながら論文としてまとめ、また、研究集会で発表し、事例ごとに可変的な真実性(動的オーセンティシティ)が潜在しているとみられた地域組織の取り組み履歴等を分析する議論を行った。「2.研究集会の開催による検討促進と発信」については、日本建築学会農村計画委員会の研究協議会の場を活用できた他、事例地において1.に関わる住民・まちづくり主体も参加する会を主催し、文化的景観の事例地での集会を通じた発信方法を試行した。24年度が最終年度であるため、記入しない。事例地に即した作業は一定の蓄積をみてきたので、24年度には事例から得られた「動的オーセンティシティ」の総合的な検討を達成して、この研究で提示している新概念の明確化と「原風景ヒアリング法」の意義の一般論を得たいと考えている。また、文化的景観の保全は国際的な議論の対象でもあり、総合的な検討のためにも、海外の研究者との意見交流の場をもつことを通じて、議論の洗練を図る予定である。
超音波パワードプラC-mode像作成システムの開発と関節リウマチへの臨床応用

本研究の目的は、既存の超音波装置への導入が簡便でかつ安価なプローブ位置情報検知機能を搭載したC-mode画像作成システムを開発し、従来の評価法では不十分な関節リウマチの疾患活動性をより適切に評価することで、関節リウマチ患者のQOL向上や医療資源の有効利用に貢献することにある。我々は既に、既存の超音波装置に容易に適応できる安価で簡便なシステムを試作している。磁気位置センサーを用いず、カメラの手ぶれ検知やゲームコントローラのモーション検知に使用されている比較的安価な「加速度センサー」を超音波プローブに設置する。その電圧信号をパソコンで受信することでプローブの向きの情報を採取する。その情報と装置内に保存された超音波シネ画像と同期させることでプローブの相対的位置情報が取得でき、超音波画像の3次元化が可能となる。試作機を作成した結果から、試作機で用いた安価なセンサーでも重力方向の位置情報(=探触子を煽る)が精度よく得られるものの、探触子を比較的ゆっくりと水平方向に動かした場合、水平方向の位置データは精度よく得ることが難しいことがわかった。関節リウマチの好発部位である手足指関節は走査範囲が小さいため、探触子を煽るだけで十分な範囲の走査が可能である。よって、試作システムをそのまま正常指関節に適応し、探触子を煽るだけで得られる位置情報に関する様々な検討を行っている。画像処理について、当初は断層像の画像を並べてボリュームデータ作成し、連続する2フレームでの組織の連続性を考慮して上下に微調整を加えた場合と加えなかった場合に比較のみを行う予定であったが、ダイナミックプログラミングを用いて組織パターンの複数プレームの連続性を考慮した手法も併せて試し検討を行っている最中である。1.システム構築に必要な、典型的な活動性の高い関節リウマチ症例になかなか遭遇しなかったため。2.画像処理について、当初は断層像の画像を並べてボリュームデータ作成し、連続する2フレームでの組織の連続性を考慮して、上下に微調整を加えた場合と加えなかった場合に比較のみを行う予定であったが、ダイナミックプログラミングを用いて組織パターンの複数プレームの連続性を考慮した手法も併せて試し検討をおこなっているため。上記の複数の画像処理法で得られた炎症滑膜内の新生血管のパワードプラC-mode像の評価をより多くの典型症例に適応することで最も有効と思われる処理方法を絞り込み、それを多くの様々な症例に適応することで臨床的有用性に繋げる。それがうまくいかない場合は、システムの基盤の変更を行う。つまり、より高精度のセンサーを用いて位置情報取得について、探触子の走査速度を考慮した検討を追加する予定である。当該年度は、以前に試作したシステムでの検討に注力し、それがうまくいかない場合のシステムの基盤の変更を行わなかったため、物品費での支出が当初の予定より少なかったため。今後の検討結果ではシステムの基盤変更の必要が生じるため次年度への繰り越しを希望している。
超音波分散を利用した有機電解反応

有機化合物の陽極酸化反応による炭素カチオンの生成を利用した求核置換反応は、有機電解合成における基本的な反応の1つであり幅広く利用されている。一般に、炭素カチオン中間体は不安定で容易に分解するため求核剤等の存在下に発生させ系中で即座に反応させなければならない。ところが、電解酸化反応の条件下では共存可能な求核剤種が電位という因子により大きく制限されてしまう。すなわち、炭素カチオン前駆体である基質よりも酸化電位が低い求核剤種の使用は不可能となる。特に炭素求核剤は酸化され易いものが多いため、系中に求核剤が共存する場合、このものの酸化が優先的に進行し所望の炭素-炭素結合形成反応を行うことは困難となる。これに対して本研究では、求核剤の酸化電位に影響されない新規陽極置換反応システムの開発を目的に据え、超音波乳化法および2相系電解法の両者を併用した電解システムの構築について検討を行った。求核剤とこのものが不溶であるイオン液体から構成される2相系の電解液を用い、リニアスイープボルタンメトリーを行ったところ、求核剤の酸化を抑制しつつ基質を優先的に酸化できることが明らかとなった。そして、上記の系を用いマクロ電解を実施したところ、超音波乳化法によるエマルション形成を利用することで、生じた炭素カチオンと求核剤(液滴)との反応が効率良く進行し目的生成物を高収率で得ることに成功した。さらに、本システムでは反応生成物が電極反応に不活性な求核剤液滴内に取り込まれるため、生成物の過酸化が抑制されていることも示された。本電解システムは、電位という因子によって実現しなかった反応基質と求核剤との組み合わせによる陽極置換反応を、ワンポットかつ温和な条件下で行うことを可能にするものであり、有機電解合成における新たな方法論として今後の発展が期待される。
マイクロロボットの高速駆動によって実現される非接触マニピュレーション技術の創出

本研究では,マイクロ流体チップ内のマイクロロボットを高速駆動して流体場を生成することで,単一の細胞や微生物等を非接触操作するマニピュレーション技術について研究を行なった.まず,新たに構築した実験プラットホームを用いて密閉された流体場の中でロボットが動作する際の流体との相互作用について調査し,外乱によって流体場の再現性が低下する問題点について明らかにした.その知見を踏まえた上で,単一微粒子を位置決めする制御方法を新たに提案し,実際の単一微粒子の高精度位置決めを達成した.最終的に,実際の微生物に応用して刺激応答特性を調査するとともに,開発した技術の有用性と問題点について考察した.本研究では,マイクロ流体チップ内のマイクロロボットを高速駆動して所望の流体場を生成することで,細胞や微生物等の対象物を非接触操作する全く新しいマニピュレーション技術を創出することを目的としている.本年度は以下の研究を行った.・計測制御プラットホームの構築:マイクロ流体チップ内に配置したマイクロロボット及び微粒子の動作を最大4000フレーム/秒かつ1024×1024ピクセルで計測できるようにするとともに,ロボットの動作で引き起こされる流体の流れの変化を粒子画像流速測定法(PIV: Particle Image Velocimetry)によって評価できる実験プラットホームを構築した.・マイクロロボットの動作パラメータ最適化:電動ステージ制御によりオンチップマイクロロボットを動作させて流体場を形成するためのロボットの駆動振幅や周波数について検討を行い,流体場を形成させることのできる帯域幅について評価を行った.・数値シミュレーション:数値流体力学(CFD)シミュレーションを行うことのできる環境を立ち上げ,実際のマイクロ場の粒子の振る舞いがコンピュータ内で確からしく再現できることを確認した.・微生物への応用:マイクロロボットで対象物に高速力学アクセスする場合の影響を実際の遊泳微生物を用いて観察し,流体の動作の影響について調査することで,実際の微生物に応用する際の課題を確認した.本研究では,マイクロ流体チップ内のマイクロロボットを高速駆動して所望の流体場を生成することで,細胞や微生物等の対象物を非接触操作する全く新しいマニピュレーション技術を創出することを目的としている.本年度は以下の研究を行った.非接触マニピュレーション:前年度開発したプラットホームを用いて,マイクロロボットを用いて対象物の位置と姿勢を非接触操作する方法を検討した.まず,マイクロロボット用いて流体場を生成し,マイクロチップ内に混入させた微粒子(直径210μm)の動作を観察することで流体場の振る舞いを評価する実験を行なった.結果として,マイクロチップの形状やロボットのわずかなバラツキによって流体場の大きさや流速に大きな変化(誤差)が生じてしまい,解析的に微粒子の動きを予想することは難しいということが分かった.これにより,非接触マニピュレーションが難しくなる本質的な原因は,同一条件でロボットを動かしたとしても,全く同じ流体場が得られないためであることが明らかになった.そこで次に,マイクロチップの中に直径0.11mmの対象物(球状および円盤状)を配置してロボットで非接触操作を行なって位置決めする方法の検討を行なった.実験では,予備実験での検討を踏まえ,流体場の誤差をステップ状の外乱とみなし,外乱を補償するためにロボットの動作パラメータを適応的に調整する制御方法を新たに提案し,実際に対象物を所望の場所に位置決めできることを確認した.また,対象物の周囲をロボットが適応的に移動することで,操作者が希望する経路に沿って対象物を非接触位置決めできるようになった.本研究では,マイクロ流体チップ中に封入したマイクロロボットを高速駆動することによって,任意の流体場を形成・制御しようという点が特色である.本年度は,非接触操作における問題点について実験結果と解析結果を基に整理し,当初の計画通り実際に対象物を非接触位置決め操作を行なうための制御方法を見出すことができた.本研究では,マイクロ流体チップ内のマイクロロボットを高速駆動して所望の流体場を生成することで,細胞や微生物等の対象物を非接触操作する全く新しいマニピュレーション技術を創出することを目的としている.本年度は以下の研究を行った.非接触位置決め精度の向上:これまで最大で数10μmの位置決め精度が達成できていたが,さらに精度を向上させるためのマニピュレータの駆動方法について再検討を行なった.結果として,中空で棒状の直径50μmツールを用いる方法を採用し,そのたわみを補償するために外部から永久磁石によりチップ中のツールに磁場を加えて,位置決め精度を向上させる方法を新たに提案した.また,ツールをマイクロ流体場で駆動させた際の位置決め性能について評価を行った.結果として,流体抵抗が大きい場合でも永久磁石のサイズと配置位置を調整することで,ツールの位置決め性能を向上させることができることを確認した.単一微生物操作への応用:実際の微生物(ゾウリムシ)に対して操作を行うことで,構築した基盤技術の応用可能性を検証した.マイクロ流体チップ中を1 mm/s程度の速度で遊泳するゾウリムシを高速ビジョンでトラッキングするシステムを構築し,追跡を行ないながらマイクロツールを用いて刺激を加える実験を行なった.また,その際のゾウリムシの挙動を調査した.結果として,流体場の乱れなどの影響により高精度な操作の実現には至らなかったものの,ゾウリムシの局所力学刺激に伴う回避動作などの特徴的な動作をはじめて観察することができた.本研究では,マイクロ流体チップ内のマイクロロボットを高速駆動して流体場を生成することで,単一の細胞や微生物等を非接触操作するマニピュレーション技術について研究を行なった.まず,新たに構築した実験プラットホームを用いて密閉された流体場の中でロボットが動作する際の流体との相互作用について調査し,外乱によって流体場の再現性が低下する問題点について明らかにした.

その知見を踏まえた上で,単一微粒子を位置決めする制御方法を新たに提案し,実際の単一微粒子の高精度位置決めを達成した.最終的に,実際の微生物に応用して刺激応答特性を調査するとともに,開発した技術の有用性と問題点について考察した.本研究では,マイクロ流体チップ中に封入したマイクロロボットを高速駆動することによって,任意の流体場を形成・制御しようという点が特色である.本年度は,ロボットによって流体場を形成しその流体場の状態を計測するプラットホームを構築し,流体場を形成するためのロボット動作を定量的に評価できるようになった.また,数値シミュレーションによって広範囲の動作パラメータを探索できる準備を整えることができた.非接触位置決め精度の向上:現状では,最大で数10μmの位置決め精度が達成できているが,さらに精度を向上させるためのロボットの駆動パラメータや制御方法について検討を行なう必要がある.ハイブリッドマニピュレーション:オンチップロボットによる操作の自由度を拡大するために,2台以上のロボットを用いて,非接触操作後に,接触方式に切り替えて操作を行う方式について検討する.操作を切り替えるタイミングや制御方法について検討するとともに,その時の精度や操作可能速度等について評価を行う.細胞操作への応用:実際の細胞や微生物を用いることで,構築した基盤技術の応用可能性を検証する.位置や姿勢制御から刺激を行うまでの一連の流れをロボットで行い,細胞変形の影響による操作精度の低下などについて調査する.最終的には,微生物の刺激応答特性を定量的に計測するなど,生物の機能調査への応用可能性を探索する.28年度が最終年度であるため、記入しない。バイオメディカルロボティクスロボット駆動性能の向上:形成できる流体場のレンジをさらに拡大するために,ロボットの駆動性能をさらに向上させる.ロボットの底面に加工する微細形状を検討するとともに,小型化も同時に行うことで駆動性能を100 Hz以上に向上させることを試みる.ロボット底面の溝加工については,フォトリソグラフィにナノ加工機による金型作製とナノインプリント装置を組み合わせて微細な3次元加工を行う.非接触マニピュレーションの実現:マイクロロボットを用いて対象物の位置と姿勢を非接触操作する方法を検討する.まず,所望の流体場を形成するためにシステムの各要素を個別に検討する,1チップ内のロボットを磁気で駆動させるステージの動作(ステージーロボット系),2実際のロボットの動作(ロボットー流体系),3操作される対象物(流体ー対象物系).それぞれの相互作用を踏まえ,所望の対象物操作を行うためのロボットの駆動パラメータについて,各系での特性を逆問題的に解析することで軌道設計を行う.その際,想定される問題としては,対象物とロボットの位置関係のずれによって流れが変化し,予想通りの結果が得られない可能性がある.
空孔が疲労寿命に影響を及ぼすメカニズムの解明

SUS316ステンレス鋼の疲労材の欠陥挙動について陽電子消滅法を用いて調査した。陽電子寿命と塑性歪振幅の関係から、陽電子寿命は疲労変形中の塑性歪振幅の変化に敏感であることが分かった。これは塑性歪振幅が疲労変形に伴って導入された格子欠陥によって影響を受けるということを示唆している。空孔クラスタの寄与を明らかにするために、疲労試験を中断し、焼鈍を施すことで、空孔クラスタがある場合とない場合の疲労挙動について検討を行った。その結果、疲労変形中に導入された空孔クラスタを含む格子欠陥によって力学特性、特に耐力の変化を通じて、疲労挙動が大きく影響を受けることが明らかになった。オーステナイト系ステンレスでのSUS316、マルテンサイト系ステンレスのSUS410について格子欠陥と応力振幅一定条件での疲労特性の関係を調査した。同一試験片による疲労試験材について陽電子寿命の連続測定を行い、疲労回数と陽電子寿命測定の関係について調査を行った。その結果、疲労初期に多量の格子欠陥が導入されること、その後破断までの格子欠陥量の変化は疲労初期と比較すると非常に小さいことが分かった。これらのことから格子欠陥の観点から材料が疲労損傷を受け破断に至るメカニズムを解明するためには、格子欠陥密度の変化を高精度に捉える必要があることが判明した。そこで、より高精度で格子欠陥密度の変化を捉えるため、SUS316に対して新たに疲労試験途中止め材を作製し、陽電子寿命測定を行った。陽電子寿命スペクトルの多成分解析の結果、疲労のごく初期に転位と単空孔、空孔クラスターが導入され、その後破断までは転位密度は大きく変化せず、空孔のクラスター化が進行していることが分かった。また疲労過程でのひずみ振幅の変化は格子欠陥密度の変化に対応していることが分かった。これは疲労初期における可動転位の導入によりひずみ振幅が増大し、その後の疲労過程で転位の再配列により硬化し、ひずみ振幅が減少したためと考えられる。これらの結果から疲労過程では転位だけではなく、単空孔や空孔クラスターが導入されることが明らかになった。また疲労過程では空孔クラスターサイズの増大が見られており、疲労損傷度の評価の指標として用いることが出来る可能性を示唆している。オーステナイト系ステンレスでのSUS316について格子欠陥と応力振幅一定条件での疲労特性の関係について引き続き調査を行った。応力振幅を変化させた疲労破断材を作製し、陽電子寿命測定を行った結果、応力振幅が大きいほど疲労破断材の平均陽電子寿命は高いことが初めて明らかになった。得られた陽電子寿命スペクトルを多成分解析し、格子欠陥評価を行ったところ、応力振幅が大きいほど転位密度、空孔クラスター密度が高く、空孔クラスターサイズが小さいという結果が得られた。また、応力振幅、転位密度、空孔クラスター密度は疲労過程での塑性歪振幅、疲労破断繰り返し数等の疲労特性と良い相関があることが示唆された。これらの結果は疲労サイクル中の塑性変形量によって疲労破断時の格子欠陥量と疲労破断繰り返し数が大きく影響を受けることを示しており、陽電子寿命法による非破壊での格子欠陥評価による塑性歪振幅や疲労破断繰り返し数の推定への応用が期待される。次に空孔クラスターが疲労特性に与える影響について調査を行った。応力振幅一定の条件で疲労中断材を作製し、空孔クラスターのみが回復する低温で焼鈍を行った後に疲労試験を再開することで、塑性歪振幅と疲労破断繰り返し数への影響を調査した。その結果、空孔クラスター密度が高い高応力振幅側のみで、低温焼鈍によって塑性歪振幅が減少し疲労破断繰り返し数が増加する傾向が見られた。このことから疲労過程で導入される空孔クラスターが疲労特性に影響を与えていることが示唆された。また、疲労中断材の引張試験の結果、疲労過程での格子欠陥導入により耐力が疲労前の溶体化材よりも減少し、低温焼鈍によって耐力が増加することが確認された。これらの結果は疲労過程での格子欠陥の導入により、耐力が減少することによって塑性歪振幅が増加していること、空孔クラスターの寄与を考慮する必要があることが示された。数物系科学陽電子寿命法では、測定により得られた陽電子寿命スペクトルの解析によって、格子欠陥種の同定と密度の決定が可能である。しかし先行研究例が乏しく、実験で観測されたそれぞれの寿命成分の欠陥種の特定を行うために別途検証実験を行う必要性が生じたため、H25年度実施予定の疲労前の空孔密度と疲労寿命の関係については検証できなかった。しかしH26年度実施予定の疲労過程における格子欠陥密度の変化の調査については前倒しで達成している。また鉄鋼協会で本研究成果について発表を行った。今年度は疲労前の空孔密度と疲労寿命の関係について検証を行う。
コンピュータ支援光照射法を用いた高分子混合系の定常非一様な相分離挙動に関する研究

本研究では、光反応を用い、高分子を含むモノマー第二のモノマーの重合反応を起こすことにより、混合系を不安定化させ、高分子・高分子の相分離を誘発した。高分子系の挙動はその粘弾性で特徴づけられる。反応によって形成されるモルフォロジーが混合系内に形成されつつ高分子とそのネットワークの緩和過程に影響されるため、当研究室で開発した「コンピュータ支援光照射(CAI)法」で相分離を誘起し、モルフォロジーに及ぼす高分子ネットワークの緩和を時空間的に制御した。得られた主な結果は以下の通りである。1)モルフォロジーの秩序に及ぼす断続の光照射の効果:光架橋性ポリスチレンのメチルメタクリレートモノマー溶液を365nmの紫外光を連続的に照射すると相分離が誘発され、球状ドメインが生成され、ある程度相分離が進むとこれらの球状ドメインが六方充填構造(Hexagonal相)に変わることがわかった。ここで、光強度や照射時間を変えずに、照射の最中に一定の停止時間を導入すると、Hexagonal相が乱れ、長い停止時間を導入すると、その乱れが増加し、最後に構造が完全にランダムになった。これらの結果は、反応相分離系は典型的な競合系の一つであることが明らかであり、また光照射の断続的に中止させると、この競合過程も断続的に中止するため、構造の乱れが発生することが結論できた。2)モルフォロジーの秩序性に及ぼす空間変調光の照射の効果:空間変調光で相分離を引き起こすために、CAI法でストライプ状の光ON-OFFパターンを作製して、顕微鏡上で試料に照射し、モルフォロジーの時間変化をin situ観測した。結果として、モルフォロジーはストライプの間隔に強く依存することがわかった。光を照射すると、光の弱い領域に連続相ができ、また光の強い領域ではサラミ構造が得られた。さらに、光の空間周期を狭めると、ある限界を超えたらサラミ構造が出現しなくなり、また光強度の弱い領域にはドロップレットを含めた連続相が得られたことがわかった。サラミが出現するためには、相分離する空間がサラミの平均直径の2倍が必要であることがわかった。本年度に行なった研究と得られた結果は下記の通りである。1)変調光照射で誘発した相分離とモルフォロジー形成動力学:重合反応に伴う弾性ひずみを緩和させるため、連続光照射の代わりに一定の周波数で光照射し、重合・架橋を引き起こして、相分離を誘起した。結果として、ON/OFF照射において、照射(ON)時間を一定にしながら、OFFの時間長くすると、同一の架橋密度に対しては混合系のモルフォロジーが乱れ、相平衡へ早く達したことが観測された。2)架橋反応に伴う弾性ひずみの効果:一定の間隔でOFFの時間を導入し、架橋によって系内に形成されたひずみを緩和させ、ポリマーブレンドのモルフォロジーの規則性を制御することができた。さらに、同じ架橋密度に対して、この変調照射法で相分離を誘発すると、OFFの時間が短ければ、短いほど力学のtanδの温度分散が狭くなることがわかった。3) Mach-Zehnder干渉計による反応誘起ひずみの計測:バルク状の高分子において、高分子鎖セグメントの局所運動が不均一なため、自由体積分布が形成される。架橋反応を施すと運動性が低下し、この不均一性が益々増加する。結果として、試料内に局所的にひずみが発生し、実験温度と試料のガラス転移温度との差により、様々な緩和挙動が観測された。架橋の最中、試料の収縮が見られたが、光の照射を停止した時点で試料のガラス化温度(Tg)がまだ実験温度より低い場合、収縮の回復が見られた。また、試料のTgが実験温度を超えると試料がガラス領域に突入し、物理的疲労の挙動が観測された。今後、この反応誘起ひずみのモルフォロジーに及ぼす効果について実験を行う予定である。

光を照射すると、光の弱い領域に連続相ができ、また光の強い領域ではサラミ構造が得られた。さらに、光の空間周期を狭めると、ある限界を超えたらサラミ構造が出現しなくなり、また光強度の弱い領域にはドロップレットを含めた連続相が得られたことがわかった。サラミが出現するためには、相分離する空間がサラミの平均直径の2倍が必要であることがわかった。
メタルフリーな高選択的水素化反応を実現する新規不斉FLP触媒の開発

有機分子触媒では酸・塩基反応が主流であり、酸化・還元反応の報告例は限られていた。それに対し我々は、新規有機分子触媒による新たなタイプの酸化・還元反応の開発を目指した。本年度は、FLP現象を利用した触媒的水素化還元反応の開発を目指し、含フッ素新規ルイス酸の開発と、新規不斉ルイス塩基の開発を行った。新規不斉ルイス塩基の開発において、c2対称型の新規不斉ホスフィン化合物の開発を目指した。そのプロトタイプの化合物の合成に成功し、不斉FLP触媒による水素化反応を試してみたが、不斉収率は極めて低く、不斉ホスフィンの周囲の立体環境が重要であることがわかった。また新規不斉ルイス酸の開発においては、ホウ素化合物の不安定さ故に合成化合物の単離が極めて難しいため、オレフィンへのハイドロボレーションを行い、それを単離せずに用いる事にした。ルイス酸は電子不足な骨格が適しているため、ルイス酸の原料の主骨格として、オクタフルオロシクロペンテンを用いたが、その誘導体に対しハイドロボレーションを行ってみたところ、うまく進行しなかった。しかし、オクタフルオロシクロペンテンの誘導体化の検討の最中、オクタフルオロシクロペンテン誘導体が新たな型の酸化剤として働き、グリニャール試薬のホモカップリングを起こす有機分子触媒として働くことを偶然見いだした。この酸化的カップリング反応では、触媒サイクルにおける触媒の再生において、空気中の酸素を用いる事ができるという、有機分子触媒としては珍しい現象であることがわかり、有機分子触媒における空気酸化反応の可能性が示された。また本学術領域では領域内での共同研究が推奨されており、3件の共同研究において、それぞれ有機分子触媒反応の反応機構の解明を計算化学によって明らかにした。27年度が最終年度であるため、記入しない。本応募研究では、"Frustrated Lewis Pair"(FLP)を触媒として用いる事で、メタルフリーでの高エナンチオ選択的不斉水素化反応を実現する事を目的とする。FLPは嵩高いルイス酸と嵩高いルイス塩基から構成されるもので、水素分子を穏和に開裂しその結果不飽和結合を還元できるため、遷移金属触媒を使用しない水素化プロセスが可能となる。特に不斉水素化の例は数えるほどしかなく、実用的な不斉水素化には程遠い現状である。本研究では特に新規不斉ホウ素化合物を開発することで、合成的に有用な生成物を与えるN-ベンジルイミン基質の高エナンチオ選択的不斉水素化反応を達成することを目指して研究を行っている。平成26年度は、新規光学活性不斉ルイス酸の開発を行った。不斉ルイス酸としては、ビナフチル骨格を有する新規不斉ルイス酸の開発に成功した。しかしこの化合物をアキラルな嵩高いルイス塩基とともにFLP触媒としてN-ベンジルイミンの不斉水素化反応に用いたが、高いエナンチオ選択性は得られなかった。この原因は触媒の骨格であるビナフチル基の不斉識別能が低いためと予測できたため、ビナフチル骨格の3,3'位に嵩高い置換基を導入した新規不斉ルイス酸の合成を行った。年度内に3種類の新規不斉ルイス酸を合成することに成功したがこれらのルイス酸は極めて不安定であり、精製操作が困難であるため、現在検討中である。不斉ルイス酸の合成には成功したが、予想したよりも不安定な化合物であり、その精製に苦慮している。まず不安定なルイス酸の精製を成功させる。また、もし不斉ルイス酸の性能が悪かった場合には、新規不斉ルイス塩基を開発し、それとの組み合わせで高エナンチオ選択的水素化を狙う。
連続系計算量理論の深化と展開

アルゴリズムの効率を表す最も重要な尺度である「多項式時間限定」やそれに基づく計算量の基本概念は、離散的データの処理だけでなく、実数を入出力とする計算にも、或る程度は自然に拡張できる。本研究ではこのような連続系の計算量理論を整備することで、(1)時間・空間の制限そのものの性質を明らかにして、精密に計算の複雑さを測れるようにするとともに、(2)偏微分方程式など函数空間における従来よりも広範な問題に応用して計算量を分析した。理論課題の一つとしていた、多項式時間よりも強い資源制約下での連続系計算量の定式化について、前年度からの研究を補完して論文にまとめ、国際会議MFCSで発表した。これは記憶領域を厳しく制約する状況(L)および高速な並列化を要求する状況(NC)についての、離散的計算における議論を連続系に適用するための数学的枠組を整備するものである。応用課題の一つでは様々な偏微分方程式の計算量の正確な解明を目指していたが、その一歩としてポワソン方程式の複雑さを調べた。これは従来より知られていた積分の複雑さに関する議論を応用したものであり、成果を論文誌MSCSに投稿中である。また、更に微分方程式の解析を進めるための準備として、Lp空間における計算論を展開する上での理論的な課題を整理し、国際研究集会「構成性と計算可能性」で報告した。更に、複素解析函数については、函数の値そのもの以外の情報を利用して計算量の壁を回避し得ることが理論的にはわかっていたが、厳密実数計算ライブラリiRRAMの拡張という形でその実装を進め、高速化に向けた課題を整理して順次国際会議CCAおよび研究集会「証明論・計算論とその周辺」で発表した。広く周辺分野の研究者に向けた解説として、情報処理学会アルゴリズム研究会・人工知能学会人工知能基本問題研究会の合同研究会の招待講演として、実数計算にまつわる一般的な話題や研究動向について発表を行った。以上の採録済の論文・発表については別項参照。また、次年度7月に東京で開催する第12回「解析学における計算可能性と計算量」国際会議(CCA 2015)の準備を進めている。第12回「解析学における計算可能性と計算量」国際会議(CCA)を計画通り七月に東京で開催した。これは従来から定期的に開催されてきたものでもあるが、今回は通常の会議本体に先立って、特に本研究に関わりの深いテーマとして、実際的な数値計算の計算量に重点を置いたワークショップ「German-Japanese Workshop on Theory and Practice of Real Computation」を開催した。六十名の参加があり、活溌な議論が行われた。当初より計画していた理論・応用両面の課題のうち幾つかにおいて、上述のように、成果を得て論文誌や研究集会で発表したほか、更なる統合・深化に向けた端緒も得られたため。これら個々の結果に加えて、二型計算と表現の理論やワイラオホ帰着などの手法を用いて実数計算における計算量を議論する枠組とそれに関する最近の展開を隣接分野に向けて紹介する招待講演を第二十八回日本オペレーションズ・リサーチ学会数理計画研究部会(RAMP)シンポジウム(新潟、十月)や日本数学会年会(東京、三月)などで行った。また、解析学における計算理論に関する国際会議(CCA 2016、葡ファーロ、六月)で論文委員長を務めた。当初より計画していた理論・応用両面の課題のうち幾つかにおいて、上述のように、成果を得て国際会議や研究集会で発表したほか、更なる統合・深化に向けた端緒も得られているため。前年度までに得ていたポアソン方程式の複雑度に関する結果がMathematical Structures in Computer Science誌に掲載された。新たな進展としては、二型の多項式時間限定の概念を理論的に簡便に扱うのに役立つ新たな特徴づけを与え、国際会議Second International Conference on Formal Structures for Computation and Deduction (FSCD 2017)で発表した。また離散問題においてはレビンらによって確立されていた平均計算量の理論を、連続系である三体問題の複雑さの定式化に自然に応用する予備的結果を得た。これについては数回の口頭発表を行ったが、同様な解析法は、次年度からの基盤研究「連続系の複雑さを解明する計算理論」において強化・一般化を目指す計画であり、それに向けて引続き議論を進めている。更に、非専門家や周辺分野の研究者に向けて、「アナログ計算機と計算可能性」(全脳アーキテクチャ研究会)、「解析における計算理論」(九州大学数理学府)、「離散計算量理論の考え方を連続世界に応用するには」(Second Workshop on Mathematical Logic and its Application)のテーマで招待講演・集中講義を行い、本研究の成果を含めて連続系計算理論の基本的な考え方や適用手法を広く紹介することができた。当初より計画していた理論・応用両面の課題のうち幾つかにおいて、上述のように、成果を得て会議や研究集会で発表したほか、更なる統合・深化に向けた端緒も得られたため。申請時に計画していた課題のうち、上述の今年度までに達成したもの以外の項目に取組む。

特に、これまでの研究(本計画による研究、及び他研究者による最近の研究)で、或る種の函数空間や、測度(確率分布)、曲線など、実際的問題を扱うのに必要な数学的対象における計算量諸概念の性質が徐々にわかってきたので、その応用として離散・連続力学系や確率的現象などの計算論的分析を進めたい。引続き理論・応用の両面の課題に取り組むが、最終年度であるので特に、力学系における計算問題や、現象数理分野の具体的な微分方程式など、他分野への展開を重視する。29年度が最終年度であるため、記入しない。計算量理論申請時に計画していた課題のうち、上述の今年度達成したもの以外の項目に取り組む。また今年度に調べた課題のうち、Lp空間の理論的扱い及びiRRAMにおける解析接続については、それぞれ理論面・速度面での障碍も明らかになったため、それを克服する方法がないか研究を進める。特に7月に東京で開催する国際会議CCAで、議論を深めるとともに新たな課題を発掘する。これは予てから連続系計算の計算可能性と計算量の両面に関するものとして従来から定期的に開催されてきた国際会議であるが、今回は通常の会議本体に加えて、実際的な計算量の側面に重点を置いた特集「Theory and Practice of Real Computation」を企画しており、精度保証数値計算の実装を専門とする研究者との協力を築くことを目指す。国際会議CCA開催のために計上していた費用について、周辺研究分野への展開を進めた結果、計算限界解明プロジェクトとの共催にするなど、他資金も得られることとなり、招聘等にかかる支出が当初の想定よりも減った。また、年度内に得た成果のうち、次年度中に開催される国際会議で発表予定のもの一件について、まだ発表のための費用が発生していない。年度内に得た成果の一部に、次年度中に開催される国際会議等で発表予定のものがあり、まだ発表のための旅費・学会費が発生していないため。特に急ぎでない物品購入は強いて年度内に行わないことにした結果、数千円の端数が生じた。27年度中に得た成果を発表する費用として使用する。また、CCA開催の費用は減ったが、そこでの交流から生じつつある共同研究の萌芽などもあるので、その交流継続を含め研究を加速させるために有効に使用する。特に今年度から、大学院生が加わって研究室活動を始めたので、協力して研究を推進するために必要な物品費や旅費が増えることが見込まれるため、これに充てる。平成28年度中に得た成果の発表に係る費用を賄うため、また28年度中に始まった共同研究を加速させるために使用する。端数は合せて次年度になってから、国際会議開催のための物品費などとして有効活用する。
紀伊半島におけるカルシウム結晶沈着による脊柱管狭窄症の多発とその原因に関する研究

本地域に多発する原因として、低Ca,低Mgの地域環境が大きな因子であることを明らかにするためカルシウム結晶沈着症(Ca沈着症)の手術摘出標本の6例、対照の6症例において、黄色靱帯、脊椎骨のミネラルを分析した。Ca値は当然の事ながら対照に比べて有意に増加していた。Mg値は靱帯、脊椎骨とも有意に低値であった(p<0.01)。透過型電子顕微鏡の検索を5例に行った。結晶沈着を包むcollagen被膜のなかにgrowing capillaryが散在しており、このcapillaryの内皮細胞にはWeibel-Palade bodiesが豊富であった。この所見がCa結晶沈着が増大するmechanismとして、重要と考えられた。動物実験によるミネラル偏食ラットの腰椎骨梁および大腿骨(皮質骨)のCa,Mg含有量は、低値であり、中枢神経のCa量は高値、Mg料は低Ca.Mg+高Al食群の脊髄で低下を認めた。この結果はCa沈着症での靱帯、および脊椎骨のCa,Mg分析の結果と類似していた。臨床的研究で、上肢には偽通風以外に手関節へのカルシウム結晶沈着と月状骨の特異的変化、肘関節への沈着と肘部管症候群の発症、肩関節周辺への沈着、特に腱板障害による特異的な関節症変化などCa沈着症による多彩な臨床症状が惹起されることが明らかとなった。また、頚椎腰椎まで全脊椎にCa結晶沈着による脊髄馬尾障害を認めたのは4症例、また頚椎と腰椎の両部位に病変を認めたのは全体の8割をしめ、麻痺も重症であることから、脊椎カルシウム結晶沈着症とのclinical entityを提唱した。従って自験症例の病態はMcCartyらの指摘するCPPD結晶沈着症と同一病変とは言い難く一種の風土病として認識する必要がある事が示された。すなわち紀伊半島の南部地域では水質中のCa,Mgが低下しておりこれがALSと同様脊椎靱帯Ca沈着症の一因であると推察された。脊椎カルシウム結晶沈着症による神経障害発症症例はこの1年間に8症例を追加でき合計36症例となった。出生地は3例が紀伊半島の北部であり、33例が紀伊半島の南部地域であった。河川の水質調査によれば北部の紀ノ川はCa11.8mg/1,Mg1.9mg/1であるのに対して南部の熊野川がCa4.2mg/1,Mg0.8mg/1,古座川がCa12.7mg/1,Mg0.5mg/1,日高川がCa5.0mg/1,Mg1.1mg/1であり、明らかに差が見られた。従って、こうした地域環境の影響を明らかにするため手術摘出標本の黄色靭帯、脊椎骨についてミネラルのMg値,Ca値をプラズマ発光分析法により測定した。Ca,Mg値はカルシウム結晶沈着症の手術摘出標本の5症例と対照の7症例において測定できた。その結果、Ca沈着症のMg値が靭帯では138.7±30.5μgであるのに対して対照では216.2±61.9μgであり、脊椎骨ではMg値が1327.8±231.4μgであるのに対して対照では1971±519.9μgと対照に対して靭帯、脊椎骨とも有意にMg値が低値であり(p<0.01)、逆にCa値は靭帯では高値であるが脊椎骨では低値である事が判明した(p<0.05)。この結果は本年度の第11回日本整形外科学会基礎学術集会、日本マグネシウム学会に発表予定である。

またCa結晶形成過程を明らかにするために5症例の手術摘出標本を用いて透過型電子顕微鏡の検索をおこなった。多数出現した軟骨細胞周辺にはmatrix vesicleが多数認められピロリン酸カルシウムの微小結晶の沈着が確認された。また、結晶沈着の周辺では多くの新生血管を認めた.本地域に多発する原因として、低Ca,低Mgの地域環境が大きな因子であることを明らかにするためカルシウム結晶沈着症(Ca沈着症)の手術摘出標本の6例、対照の6症例において、黄色靱帯、脊椎骨のミネラルを分析した。Ca値は当然の事ながら対照に比べて有意に増加していた。Mg値は靱帯、脊椎骨とも有意に低値であった(p<0.01)。透過型電子顕微鏡の検索を5例に行った。結晶沈着を包むcollagen被膜のなかにgrowing capillaryが散在しており、このcapillaryの内皮細胞にはWeibel-Palade bodiesが豊富であった。この所見がCa結晶沈着が増大するmechanismとして、重要と考えられた。動物実験によるミネラル偏食ラットの腰椎骨梁および大腿骨(皮質骨)のCa,Mg含有量は、低値であり、中枢神経のCa量は高値、Mg量は低Ca,Mg+高Al食群の脊髄で低下を認めた。この結果はCa沈着症での靱帯、および脊椎骨のCa、Mg分析の結果と類似していた。臨床的研究で、上肢には偽痛風以外に手関節へのカルシウム結晶沈着と月状骨の特異的変化、肘関節への沈着と肘部菅症候群の発症、肩関節周辺への沈着、特に腱板障害による特異的な関節症変化などCa沈着症による多彩な臨床症状が惹起されることが明らかとなった。また、頚椎腰椎まで全脊椎にCa結晶沈着による脊髄馬尾障害を認めたのは4症例、また頚椎と腰椎の両部位に病変を認めたのは全体の8割をしめ、麻痺も重症であることから、脊椎カルシウム結晶沈着症とのclinical entityを提唱した.従って自験症例の病態はMcCartyらの指摘するCPPD結晶沈着症と同一病変とは言い難く一種の風土病として認識する必要がある事が示された。すなわち紀伊半島の南部地域では水質中のCa,Mgが低下しておりこれがALSと同様脊椎靱帯Ca沈着症の一因であると推察された。