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アジア地域における家庭科プロフェッショナル育成の連携支援プログラム

アジア地域諸国では、学校教育における家庭科のカリキュラムや教科書作成、指導者養成に携わる家庭科の専門性を持つ人材や指導者が不足しており、その育成や研究の課題がある。本研究では、アジア地域の家庭科教員の専門性向上のための研修プログラム及び研修用テキストの開発を目的とした。研修プログラムは、アジア3カ国と日本から参加者を選出して実施し、アジア地域の家庭科プロフェッショナル養成と日本のグローバル人材育成を双方向型の連携支援プロジェクトとして高い評価を得た。研修用テキストは、研修プログラムで得た課題を踏まえて改訂し、研究成果の集大成としてまた日本の家庭科を国外に向けて広く発信できるように作成した。本研究は、アジア地域諸国において、家庭科教員養成機関や人材が不足している課題に対応し、これまで日本の家庭科教育が蓄積してきた豊富な学際的研究知見と経験を踏まえて、アジア地域の家庭科教員の専門性向上や指導者の育成のための研修プログラム及び研修用テキストの開発とそのプログラムの効果を検証する実践的かつ実証的研究である。平成26年度は、研究計画に沿って、研修用テキストと研修プログラムの開発を中心に取り組んだ。先行研究と聞き取り調査により、次の2点の知見を得た。1.家庭科の学習内容を系統的に指導していない国が多いため、アジア諸国の家庭科専門職及び研究者が、学習内容やカリキュラム、学習方法や学習の流れなど具体的にイメージできることが重要である。そのために、日本の家庭科の授業の参観や授業分析を実践したり、カリキュラムや学習指導の一部を自ら作成し、グループでディスカッションし深めるなど、実践的な活動を位置づけることが重要である。2.生活に必要な基本的な知識、技術、技能が何で、どのようにそれらを習得させるかを学ぶことができ、かつ、それらを系統的に学ぶことの意義を知ることができるのは、日本の小学校家庭科の教科書が適している。小学校において、家庭科を必修で実施している国は稀少であるため、日本の小学校家庭科教科書をモデルとした研修テキストを発信することは意義がある。この知見を踏まえ、研修プログラムと研修テキストを構想した。本年度の実績としては、研究計画の通りに順調に研究を遂行し、研修プログラムの内容とその進め方について確定したこと、また、英語の研修テキスト開発した点において、大きな成果を得た。これらの成果を千葉大学教育学部紀要への投稿において報告した。今年度の成果は、研修プログラムの実施である。研修プログラムは、自国の家庭科や家政学の発展に寄与できるプロフェッショナル養成と日本人若手研究者のグローバル人材育成を目指す双方向型の連携支援を目的とし、2016年7月27日31日に千葉大学にて実施された。研修プログラムの参加者は、アジア地域諸国と日本の家庭科教育実践者である。各国より多数応募があり、インドネシア、タイ、シンガポールより各2名を選出した。日本の参加者は、若手研究者かつ小中高等学校の現場で指導実践をしている教員3名を選出した。研修内容は、昨年度の研究成果であった研修用テキストを用いた講義と調理・被服などの実習も盛り込以下の通りに実施した。この研究活動の成果として、鳴門教育大学で開催された日本家庭科教育学会第58回大会(2015年6月28日)と香港で開催された18th ARAHE Biennial International Congress(2015年8月3日)にて研究報告を行った。平成27年度の研究計画は研修プログラムの実施が研究の柱であった。研修プログラムは参加者やその他のオーディエンスからも高い評価を得た。同時にプログラムの課題も明らかとなった。すなわち、参加者の専門性とそれに併せたプログラムの目的と内容の問題である。アジア地域諸国においては、学校教育の中で家庭科を必修として位置付けている国が少ないために、家庭科を専門とし、かつ学校現場で家庭科を実践する若手研究者は少ない。そのために、参加者の専門、学校現場での経験の有無などは一様ではなく、参加者の専門性の程度に差が生じ、プログラムの到達目標や内容を調整する必要が出た。多くのアジア地域諸国では、学校教育における家庭科のカリキュラム、指導内容、教科書作成、指導者養成などに携わる家庭科の専門性を持つ人材や指導者が不足しており、その育成や研修などの課題がある。本研究は、これらの課題に対して、これまで日本の家庭科教育が蓄積してきた学際的研究知見と経験を踏まえて、アジア地域の家庭科専門性向上や指導者の育成のための研修プログラム及び研修用テキストの開発を実践的かつ実証的に行った。平成26年度は、研修用テキストの開発を中心に取り組んだ。研修用テキストは、日本の家庭科教育の蓄積を世界に発信する役割も兼ねることを意識し、日本の小学校及び中学校家庭科教科書を基にし、生活の基礎・基本となる事項、領域内容のバランスなどに重点をおいた。平成27年度は、研修プログラムの実施を中心に取り組んだ。自国の家庭科の発展に寄与できるプロフェッショナル養成と日本人若手研究者のグローバル人材育成を目指す双方向型の連携支援を目的とした研修プログラムを日本で実施した。インドネシア、タイ、シンガポール、日本より選出された家庭科教育実践者や若手研究者が参加し、研修プログラムは高い評価を得た。上記テキストに加えて、これらの研究成果は、国内外の学会で報告し、千葉大学教育学部研究紀要第63巻にて論文を掲載した。

研修プログラムは、アジア3カ国と日本から参加者を選出して実施し、アジア地域の家庭科プロフェッショナル養成と日本のグローバル人材育成を双方向型の連携支援プロジェクトとして高い評価を得た。研修用テキストは、研修プログラムで得た課題を踏まえて改訂し、研究成果の集大成としてまた日本の家庭科を国外に向けて広く発信できるように作成した。研修プログラムの概要は、日本の家庭科の歴史的変遷、及びそれぞれの領域別の概要について学ぶ。また、カリキュラムや学習系統等の検討、授業参観を実施し、授業研究の方法を実践的に学ぶ方法をとる。最後に、研修のまとめと評価を実施する内容とした。同時に平成27年度に実施する研修プログラムへの参加者確定の準備も進めた。アジア家政学会および千葉大学ツインクル事業のネットワークを利用して、インドネシア、タイ、シンガポールの3か国に公募し、参加者の選出を行った。これらの研究の成果は、「アジア地域における家庭科プロフェッショナル育成プログラムの開発」(千葉大学教育学部研究紀要第63巻2015年)で公表した。これまでの研究計画は順調に進展しているため、予定していた最終年度の研究計画通りに、これまでの研究の成果を統合し、研修テキスト及び研修プログラムを広く公表していく。研修テキストは、平成27年度の研修プログラムの実施から得た知見や課題を踏まえて、日本の家庭科とその指導について、アジアにとどまらずに広く世界に発信することを目的として、研修テキストを改定し、冊子にする。研修プログラムは、プログラムの教育的効果や課題を整理し、今後アジア地区家政学会大会のPreやPost congressなどにおいて研修プログラムの実施が可能かどうか検証する。家庭科教育平成26年度の研究計画が順調に進行しているため、研究計画通りに平成27年度の研究を遂行する。平成26年度の研究課程において、当初の計画以上に被服・住居・環境に関する領域の専門性を高めることが求められたため、今年度よりこの分野に精通している研究者を研究分担者として追加し、研修プログラムの強化を図る。研修プログラムの実施に向けて、参加者の研修参加のための招聘に関わる準備に着手する。また、研修プログラムの事前研修の実施を行う。日本における研修プログラムは7月末の約1週間を予定している。昨年度確定した研修プログラムに沿って、研修を実施する。研修プログラム修了後、メール及びインターネット通話会議を実施して、自国での提案や実践をした結果について共有し、さらに意見交換をしてフィードバックを得る。研究成果は、日本家庭科教育学会(鳴門大会)、アジア地区家政学会(香港大会)にて公表する。宿泊費が予算で見積もった金額よりも安かったために、差額が生じた。家庭科テキスト作成用のカメラを購入予定であったが、予算よりも安く購入することができたため、残額が生じた。今度報告書を兼ねて発行する研修テキストの印刷費用が当初の予算以上にかかるため、残額はその費用に使用する。
癌の生命予後規定因子CYLDの分子診断を突破口とした従来にない分子標的治療の確立

腫瘍抑制遺伝子CYLDの分子診断を活用した分子標的薬治療の最適化・適応拡大により、予後不良・治療不応と診断されたがん患者に対する新たな治療選択提供の道を切り開くことを最終目的とし、本研究期間内では、以下の3つのサブテーマを実施し研究成果を得た。【1】CYLD消失の臨床分子病態解析・治療効果予測マーカーとしての有用性検証:腫瘍組織のCYLD発現消失と予後不良との相関が確認されている癌腫(口腔扁平上皮癌、乳癌、肝細胞癌、神経膠腫、骨肉腫など)を対象に、CYLD消失の臨床的意義・分子病態解析を実施したところ、特に悪性度の高い癌腫の浸潤部において高頻度にCYLD発現消失が認められ、薬剤耐性化と患者の生命予後不良に関連性が認められる可能性が示された。【2】CYLD消失によるEGFR分子標的薬の治療効果向上メカニズムの解明:siRNAを用いてCYLD発現を低下させたがん細胞株を用いた検討の結果、CYLD発現低下に伴って各種細胞内シグナル(MAPKシグナルなど)の過剰活性化が認められ、この現象は各種EGFR分子標的薬の処理によりダイナミックに変化することが明らかとなった。【3】CYLD消失がん細胞における各種抗がん剤の感受性プロファイリング:siRNAによりCYLD発現を消失させると、従来の細胞障害性抗がん剤に対しては耐性傾向を示し、一方で各種分子標的薬に対しては、EGFR分子標的薬など感受性が向上するもの、感受性に変化が見られないものが存在していることが明らかとなった。本研究課題では、CYLDの分子診断を突破口に、予後不良・治療不応と診断されたがん患者に対する新たな治療選択提供の道を切り開くことを目指しているが、本年度の研究結果から、【1】腫瘍組織を用いた臨床分子病態解析により、CYLD消失と抗がん剤耐性化の関連が確認されていること、【2】CYLD発現低下に伴う細胞内シグナル(MAPKシグナル)の過剰活性化が抗がん剤感受性の向上に関与していること、【3】各種抗がん剤の感受性プロファイリングにより、CYLD発現の有無による治療効果の違いが確認されていること、などの成果が得られており、次年度以降計画している分子標的薬治療の最適化・適応拡大を遂行する上で十分な知見が得られている。研究期間全体の目標である、分子標的治療におけるCYLD分子診断の有用性の検証を遂行するため、昨年度から引き続き、本年度は以下の項目を中心に研究を実施する。【1】口腔扁平上皮癌患者を対象に、標準治療薬シスプラチンおよび分子標的薬セツキシマブの使用症例における臨床所見を精査し、CYLD分子診断の効果予測マーカーとしての有用性を検証する。【2】各種癌細胞(口腔癌:SAS、非小細胞肺癌:A549など)を対象として、CYLD発現低下時のEGFRシグナル分子(K-ras、ALK、ERK、Aktなど)を中心とした薬剤感受性関連分子を制御する細胞シグナルの活性化状態を確認し、各種EGFR分子標的薬の治療効果向上メカニズムを解明する。【3】CYLD発現を消失させた各種癌細胞を対象に、継続して各種抗がん剤の感受性プロファイリングを実施する。

研究期間全体の目標である、分子標的治療におけるCYLD分子診断の有用性の検証を遂行するため、昨年度から引き続き、本年度は以下の項目を中心に研究を実施する。【1】口腔扁平上皮癌患者を対象に、標準治療薬シスプラチンおよび分子標的薬セツキシマブの使用症例における臨床所見を精査し、CYLD分子診断の効果予測マーカーとしての有用性を検証する。【2】各種癌細胞(口腔癌:SAS、非小細胞肺癌:A549など)を対象として、CYLD発現低下時のEGFRシグナル分子(K-ras、ALK、ERK、Aktなど)を中心とした薬剤感受性関連分子を制御する細胞シグナルの活性化状態を確認し、各種EGFR分子標的薬の治療効果向上メカニズムを解明する。【3】CYLD発現を消失させた各種癌細胞を対象に、継続して各種抗がん剤の感受性プロファイリングを実施する。
ゲフィニチブ(インプレッツ)と放射線照射の併用効果:抗腫瘍作用と放射線肺炎の検討

<目的>実験申請後、当初の実験計画として予定していた「ゲフィニチブと放射線照射の併用による抗腫瘍効果の検討」については、他施設ですで研究中との情報を得たため、実験の主テーマを「ゲフィニチブと放射線照射の併用による放射線炎増強効果と抗がん剤によるその修飾の検討」に修正した。<実験方法と結果>・15-16年度ゲフィニチブと放射線照射の併用による抗腫瘍効果の評価に用いる、ラット放射線肺炎モデルについて検討し、15-20Gyを片肺または両肺に照射して生理的・組織的な変化を結果、放射線肺炎の評価に適当な照射線量は20Gy両側肺照射群で照射後6-8週での検討(評価項目は呼吸機能、肺機能,血液学的パラメーター,BALF中細胞数、肺線維化)が妥当であると判断した.・17年度ゲフィニチチブ(10mg/kg body weight)を5日間連続経口投与後、ラット両側肺に電子線にて20Gy照射した。ゲフィニチブ投与群で呼吸機能,肺機能,血液学的パラメーター,BALF中細胞数が変化すること並びに肺の線維化の軽度増強が観察された.・18年度次に、ゲフィニチチブ(50mg/kg body weight)を5日間連続経口投与後照射日前日にシスプラチン10mg/kgbody weightを5mlの生理食塩水にといて腹腔内注射した群(1群9匹)を加えて、ラット両側肺に電子線にて20Gy照射した。照射後8週間の観察で、呼吸機能,肺機能,血液学的パラメーター,BALT中細胞数の変化,肺の線維化がシスプラチンの投与により増強されることが観察された.<まとめ>ラット放射線肺炎モデルを用いて、ゲフィニチブ投与により放射線肺炎による生理的・組織的な変化し、シスプラチンにより増強されることが観察された。今後、上記の結果を現在論文作成・投稿を予定している。実験申請後に、当初本年度の実験計画として予定していた「ゲフィニチブと放射線照射の併用による抗腫瘍効果の検討」については、他施設ですでにほぼ研究終了との情報を得たため、実験の主テーマを16年度に施行予定であった「ゲフィニチブと放射線照射の併用による放射線肺炎増強効果の検討」を前倒しした。更に、臨床での肺癌治療方法を想定して、ゲフィニチブと抗がん剤を併用した場合の放射線肺炎についての相加効果・相乗効果の有無について検討することとした。まず、実験目的に適したラット放射線肺炎モデルを作成するため、ラット左肺に15Mevの電子線にて15Gy,16Gy,17Gy,18Gy(1群3匹)照射後16週で屠殺・解剖し組織学的変化(リンパ球浸潤、肺胞構造破壊、線維化、II型肺胞上皮増生)を観察した。その結果、組織的に中等度の放射線肺炎が生じるよう線量を17Gyと決定した。現在、ラット左肺に17Gy照射前・照射後(1群5匹)にゲフィニチブ(10mg/kg)を14日間連日経口投与中であり、今後組織学的変化(リンパ球浸潤、肺胞構造破壊、線維化、II型肺胞上皮増生、組織中)や線維化の過程の指標である血中TGF-β値を分析していく予定である。また、上記の結果から、ゲフィニチブによる放射線肺炎増強効果の実験モデルについて照射線量が適切であるか検討し、ゲフィニチブの容量依存性の追加実験についても検討する。更に、次年度にはラット肺照射後に抗がん剤(シスプラチン)をゲフィニチブと併用投与し、放射線肺炎の増強効果について検討する予定である。その他、実験データ分析のため、画像取得機器・統計解析ソフト・ハードを購入した。

・実験申請後に、当初の実験計画として予定していた「ゲフィニチブと放射線照射の併用による抗腫瘍効果の検討」については、他施設ですでにほぼ研究終了との情報を得たため、実験の主テーマを「ゲフィニチブと放射線照射の併用による放射線肺炎増強効果の検討」に絞った。・昨年度、ゲフィニチブと放射線照射の併用による抗腫瘍効果の評価に用いる、ラット放射線肺炎モデルについて検討し、15-20Gyの照射結果、放射線肺炎の評価に適当な照射線量は、片肺17Gyと設定した。・今年度、ラット左肺に電子線にて17Gy照射前・照射後(1群5匹)にゲフィニチブ(10mg/kg)を14日間連日経口投与した。照射後16週で屠殺・解剖したが、組織学的変化(リンパ球浸潤、肺胞構造破壊、線維化、II型肺胞上皮増生、組織中)や線維化の過程の指標である血中TGF-β値の定量、照射後におけるmRNAの標的遺伝子の発現などの分析の結果、ゲフィニチブの有無による有意差を認めなった。・再度放射線肺炎モデルについて検討を重ね、20-25Gyの照射結果、放射線肺炎の評価に適当な照射線量は、前回モデルによる照射線量17Gyよりは強い組織学的・血清学的変化を生じるように、片肺20Gyと設定する。・次年度は、上記の結果から、ゲフィニチブによる放射線肺炎増強効果の実験モデルについて照射線量を20Gyに増加させて、同様の実験を行う予定である。・その他、実験データ分析のため、画像取得機器・統計解析ソフト・ハードを購入した。実験申請後に、当初の実験計画として予定していた「ゲフィニチブと放射線照射の併用による抗腫瘍効果の検討」については、他施設ですでにほぼ研究終了との情報を得たため、実験の主テーマを「ゲフィニチブと放射線照射の併用による放射線肺炎増強効果の検討」に絞った。・昨年度までに、試行錯誤を加えた末に、ゲフィニチブと放射線照射の併用による抗腫瘍効果の評価に用いる、ラット放射線肺炎モデルについて検討し、15-20Gyの照射結果、放射線肺炎の評価に適当な照射線量は、片肺20Gyと設定し、ラット左肺に電子線にて20Gy照射前・照射後(1群5匹)にゲフィニチチブ(10mg/kg)を14日間連日経口投与中し照射後16週で屠殺・解剖したが、組織学的変化(リンパ球浸潤、肺胞構造破壊、線維化、II型肺胞上皮増生、組織中)や線維化の過程の指標である血中TGF-β値の定量、照射後におけるmRNAの標的遺伝子の発現などの分析の結果、ゲフィニチブの有無による有意差を認めなった。・今年度は、ゲフィニチブの容量を増加させることによる変化を調べることを考えたが、まずはラット放射線肺炎の薬剤感受性モデルを再検討するため、これまでのモデルによる照射線量20Gyよりは強い組織学的・血清学的変化を生じるように、片肺・両肺で25Gy、30Gyの線量群を設定し、より早期の組織学的・生理機能評価(体重・呼吸数・生存期間など)・血清学的変化を検討した。・このように未だ適正なラット放射線肺炎抑制の薬剤効果判定モデル作成について試行錯誤中であるが、今後の研究の進展に寄与できるようなモデルを作成していきたい。(1)ラット肺放射線障害モデルの作成両肺に20Gyの放射線を照射したラットの,照射21及び35日後に呼吸機能を,照射36日後に肺機能を測定した。肺機能測定後,血液学的検査,血液生化学的検査,気管支肺胞洗浄液(BALF)中細胞数の計測,気管及び肺の組織学的検査を行った。
自己き裂治癒コーティング法の開発と耐熱超合金への適用

高温環境下で自己的にき裂が治癒するSiNx/SiCy積層薄膜を作製するとともに,き裂治癒の条件や積層構造が治癒能力に及ぼす影響について検討した.SiNx単層薄膜ではき裂はほとんど治癒しなかったが, SiNx/SiCy積層薄膜の場合には優れた自己き裂治癒能力を示した.き裂の治癒は加熱温度および加熱時間に依存し,加熱温度が高くなるほど,または加熱時間が長くなるほど,治癒が促進する傾向にあった.また,SiNx/SiCy積層薄膜における自己き裂治癒能力と耐熱衝撃性はトレードオフの関係にあった.本研究では,高温環境下で自己的にき裂が治癒するSiNx/SiCy積層薄膜を作製するとともに,き裂治癒の条件や積層構造が治癒能力に及ぼす影響について検討した.得られた主な知見は以下の通りである.(1)800°Cにおいて,SiNx単層薄膜ではき裂はほとんど治癒しなかったが,SiNx/SiCy積層薄膜の場合には,自己的にき裂が治癒したことから,優れた自己き裂治癒能力を有すると言える.これは,SiCyが高温酸化反応によって二酸化ケイ素(SiO2)に酸化し,その際体積膨張することでき裂がSiO2によって補填されるためである.(2)き裂の治癒は加熱温度に依存し,600°C以上でき裂は治癒し始め,加熱温度が高くなるほど,治癒が促進する傾向にあった.しかしながら,1μm厚のSiNx/SiCy積層薄膜の場合,1200°C以上で加熱すると,薄膜全体が著しく酸化し,それに伴って積層構造の一部が消失した.したがって,自己き裂治癒能力を発揮できる温度に上限が存在することが示唆される.(3)加熱温度が600°Cの場合,加熱時間が長くなるにつれてき裂の治癒が進み,約72時間でほぼ完了した.また,800°Cの場合には24時間でほとんど治癒しており,それ以上加熱しても変化しなかった.(4)積層薄膜におけるSiNxとSiCyの層の積層比が小さくなると,すなわちSiCyの比率が大きくなると,自己き裂治癒能力は向上したが,耐熱衝撃性は低下した.これは,SiCyが自己き裂治癒において重要な役割を果たす一方で,熱衝撃性に劣るためであり,SiNx/SiCy積層薄膜における自己き裂治癒能力と耐熱衝撃性はトレードオフの関係にあると言える.高温環境下で自己的にき裂が治癒するSiNx/SiCy積層薄膜を作製するとともに,き裂治癒の条件や積層構造が治癒能力に及ぼす影響について検討した.SiNx単層薄膜ではき裂はほとんど治癒しなかったが, SiNx/SiCy積層薄膜の場合には優れた自己き裂治癒能力を示した.き裂の治癒は加熱温度および加熱時間に依存し,加熱温度が高くなるほど,または加熱時間が長くなるほど,治癒が促進する傾向にあった.また,SiNx/SiCy積層薄膜における自己き裂治癒能力と耐熱衝撃性はトレードオフの関係にあった.自己き裂治癒能力を有するセラミックスコーティング法の確立を目的として,当該粘度においてはその成膜条件に関する基礎検討を実施した.成膜にはイオンビーム支援蒸着装置を用い,自己き裂治癒能力を有するバルクのセラミックスに関する報告をもとにSiNとSiCをナノメートルオーダで交互に積層した薄膜を成膜した.SiNはSiを電子ビーム蒸発させながら,窒素イオンビームを照射することにより得た.一方,SiCは,エチレンガス雰囲気下においてSiを電子ビーム蒸発させながらアルゴンイオンビームを照射することにより成膜した.イオンビーム支援蒸着においては,蒸発速度やイオンの加速電圧,照射量などを独立制御可能であり,最初にSiNおよびSiC単層の成膜条件について検討した.その結果,特にSiC層に酸素が多く混入しやすく,最適な条件においても,SiCとSiO2がほぼ1:1で含まれていた.自己き裂治癒においてはSiCの熱化学反応が重要であり,SiC含有量の増加が課題である.つづいて,SiN/SiC積層薄膜における自己き裂治癒能力と積層構造の関係について検討した.ビッカース圧子の押し込みにより薄膜に予き裂を導入し,電気炉で1200°Cで加熱し,適宜取り出して走査型電子顕微鏡によりき裂を観察した.また,積層構造として,全膜厚を1μmに固定し,層数を4,8,12と変化させた.いずれの積層構造においても,き裂先端から治癒と考えられる酸化物の生成が確認された.しかしながら,層数が多くなるにつれて治癒の開始時間は早くなり,治癒き裂長さは長くなる傾向にあり,自己き裂治癒能力は積層構造に依存することが示唆された.また,治癒材の強度を曲げ試験により評価したが,治癒していないき裂材とほとんど強度は変わらなかった.

この要因として,導入したき裂の長さに比べて治癒したき裂長さが短いためと考えられた.当初の計画においては,当該年度で自己き裂治癒薄膜を作製し,治癒後の強度を行うことでき裂の回復状態を定量的に評価する予定であった.しかしながら,成膜条件を変えた自己き裂治癒薄膜を作製することはできたが,その強度評価まで到達しなかった.現状では,治癒可能なき裂長さは非常に短く,き裂材と治癒材の強度にほとんど差が現れなかったためである.現在,き裂材全体に応力を負荷し,強度を評価するのではなく,インデンテーション法により治癒したき裂近傍に局所的応力場を発生させることで治癒状態を評価する方法を検討している.本研究においては,SiNとSiCの積層薄膜により自己き裂治癒能力の発現を期待しているが,現在の成膜条件においては,薄膜中に酸素が多く含まれており,SiCが十分に生成されていない.まずは,成膜条件について見直し,SiCの含有量が多くなる成膜条件について検討する.その後,自己き裂治癒コーティングを施したNi基超合金に対してクリープ試験を実施し,自己き裂治癒コーティングが高温強度特性に及ぼす影響およびその破壊メカニズムを明らかにする.今年度購入した赤外線導入加熱装置が当初想定していたよりも安く購入でき,また,その他の消耗品や試験片作成費など当初予定通りに執行できたことで,次年度への繰越金が生じた.次年度は成膜における消耗品(高純度プロセスガスやイオン源フィラメント,るつぼ)などを中心に購入予定である.また,今年度得られた成果をもとに国際会議での発表を予定しており,その旅費に一部使用する.
統合失調症・自閉症スペクトラム障害における安静時神経活動の感覚・認知処理への影響

統合失調症、自閉症スペクトラム症では大脳皮質の錘体細胞とGABA介在ニューロンのループの機能不全により、安静時において病的な神経同期が生じ、そのために知覚、認知処理時の同期の低下が生じるという神経同期障害仮説がある。本研究では、安静時の脳波を計測し、周波数帯域のパワー値や部位間のコヒーレンスによる機能的結合パターンと、知覚、認知処理時の事象関連電位、認知機能検査との関連について検討した。成人の自閉症スペクトラム症については脳磁図だけしか計測しなかった。脳波、神経心理検査は解析に足る十分な例数を集めることが出来なかったため、健常者と統合失調症患者について検討した。現在得られた成果としては、健常者では安静時のシータ律動のパワー値と、オドボール課題の標的刺激によって惹起されるP300(P3b)成分の振幅値は正の相関が見られたが、統合失調症群では見られなかった。安静時でのシータ波に反映される神経同期は、P300成分に反映される選択的注意・作業記憶の更新に影響することから、安静時の低周波の神経同期は注意定位の準備過程を反映していること示唆され、統合失調症では安静時の神経同期の低下により認知機能の低下に寄与することが示唆された。他方で、安静時のガンマ律動のパワー値について、治療抵抗性統合失調症群で最大で、次に抗精神病薬に反応した患者群、次いで健常者群であった。聴知覚を反映する誘発電位、P50成分や事象関連電位のmismatch negativity、また神経心理検査で評価した各種認知機能については治療抵抗性統合失調症群で最も低下していた。これらのことから、統合失調症ではガンマ律動に反映される大脳皮質の病的な過剰興奮が生じており、高次認知機能の低下、さらには薬物の反応不良性に寄与することが示唆された。統合失調症、及び自閉症スペクトラム障害はそれぞれ臨床症状が大きく異なる精神疾患・発達障害であるが、機能画像研究、神経生理学的研究から、安静時及び感覚応答処理時の神経生理、認知処理過程に類似した異常が見られる。安静時の神経活動の異常は、臨床症状の形成に関与する可能性が指摘されているが、詳細な検討はされていない。我々は、統合失調症、自閉症スペクトラム障害において安静時神経活動の異常が原因となって、感覚応答異常に影響し、そして臨床症状の一側面に影響するという仮説を立てた。それを検証すべく、脳波を計測し、安静時の神経活動の機能的結合パターンが、感覚刺激の誘発反応、臨床症状に影響するか検討することを目的とした。具体的には、統合失調症患者、自閉症スペクトラム障害、健常者を対象に安静時、及び聴覚刺激を用いた心理課題遂行時の脳波を計測し、独立成分分析行い成分波形を得る。成分波形について成分波形間でのコヒーレンス解析を行い、各周波数帯域ごとで位相同期性に反映される機能的結合パターンを算出する。安静時の脳波から算出した機能的結合について臨床指標や神経心理検査で評価される認知機能との相関を検討する。また、聴覚刺激を用いた心理課題遂行時の脳波から得られる誘発電位、事象関連電位といった指標が介在するかもしれないので、これらを考慮した相関を検討する。また、各周波数帯域ごとの機能的結合パターンについて、疾患特異的な特徴が存在するかもしれないので、患者、健常者データをマージしてクラスター解析を行い、類似した機能的結合を有する集団に再分類する。それぞれ統合失調症や自閉症スペクトラム障害患者の存在率が高いクラスターを特定し、機能的結合パターンの特徴を記述する。平成28年度は、統合失調症患者、健常者についてそれぞれ30名、合計60名の安静時脳波、聴覚刺激を用いた心理課題遂行時の脳波、神経心理検査のデータを得た。平成28年度の計画は聴覚刺激課題を作成した後、直ちに健常者群、患者群のリクルートを行い、脳波計測、症状評価、認知機能評価を行うというものだった。募集する例数は、統合失調症、自閉症スペクトラム障害、健常者群でそれぞれ約20名、合計で60名としていた。今年度は、健常者、統合失調症患者についてそれぞれ30名以上の脳波、症状、認知機能検査のデータを得ることが出来た。自閉症スペクトラム障害については、参加する患者を集められなかった。リクルートについて自閉症スペクトラム障害患者を多く診察している施設への呼びかけが必要だと考えた。脳波は具体的には安静閉眼時、安静開眼時のデータを計測した。また、聴覚刺激を用いた心理課題としては、オドボール課題遂行時のP300(P3a、P3b成分)、注意を定位させないオドボール課題を行い持続長変化と周波数変化のそれぞれの偏奇刺激を呈示した際に惹起するMismatch negativity、聴性定常反応検査パラダイムで誘発される誘発ガンマ律動、音圧依存的に変動するN1成分、クリック音のペアを呈示することで惹起するP50成分を計測した。認知機能については、言語流暢性を評価する単語流暢性検査、処理速度を評価するBACS符号課題、注意機能を評価するAttention Network Test、言語記憶を評価する言語学習検査を実施した。その他各種臨床情報を得た。統合失調症、及び自閉症スペクトラム障害はそれぞれ臨床症状が大きく異なる精神疾患・発達障害であるが、機能画像研究、神経生理学的研究から、非常に類似した感覚応答と認知処理の異常が見られる。そして安静時においてもやはり類似した神経活動の異常が見られる。

安静時の神経活動の異常は、臨床症状の形成に関与する可能性が指摘されているが、詳細な検討はされていない。我々は、統合失調症、自閉症スペクトラム障害において安静時神経活動の異常が原因となって、感覚応答異常に影響し、そして臨床症状の一側面に影響するという仮説を立てた。それを検証すべく、脳波・脳磁図を計測し、安静時の神経活動の機能的結合パターンが、感覚刺激の誘発反応、臨床症状に影響するか検討することを目的とした。本年度は統合失調症患者40名、健常者33名、自閉症スペクトラム者30名について、安静時脳波、聴覚性事象関連電位(P300、周波数、持続長を偏倚刺激にしたMismatch negativity、P50)を計測した。認知機能検査として、遂行機能、持続的注意、言語流暢性、視覚性作業記憶、言語性作業記憶、選択的注意、処理速度、言語学習について評価した。その他、各種精神症状評価尺度、質問紙を計測した。現在は症例を収集中である。今後の予定は、脳波データについて、MATLAB Tool BoxであるEEGLABを用いてICAを行い、信号源波形を算出し、発生源の部位を特定する。信号源波形についてコヒーレンス解析を行い、部位間の位相同期性指標としてコヒーレンス値を算出する。デルタ、シータ、アルファ、ベータ、ガンマ帯域それぞれについてこれらの解析を行い、コヒーレンス値を収集する。クラスター解析により、被験者を分類する。分類された被験者集団について、神経心理検査、質問紙について群間比較を行い、特定の認知機能障害、心理特性を有する機能的結合パターンについて論じる。被験者のリクルートについて、特に成人の自閉症スペクトラム症患者について十分に収集出来ていない。リクルート手段について他の医療機関、当事者グループなどを検討したい。統合失調症、自閉症スペクトラム症では大脳皮質の錘体細胞とGABA介在ニューロンのループの機能不全により、安静時において病的な神経同期が生じ、そのために知覚、認知処理時の同期の低下が生じるという神経同期障害仮説がある。本研究では、安静時の脳波を計測し、周波数帯域のパワー値や部位間のコヒーレンスによる機能的結合パターンと、知覚、認知処理時の事象関連電位、認知機能検査との関連について検討した。成人の自閉症スペクトラム症については脳磁図だけしか計測しなかった。脳波、神経心理検査は解析に足る十分な例数を集めることが出来なかったため、健常者と統合失調症患者について検討した。現在得られた成果としては、健常者では安静時のシータ律動のパワー値と、オドボール課題の標的刺激によって惹起されるP300(P3b)成分の振幅値は正の相関が見られたが、統合失調症群では見られなかった。安静時でのシータ波に反映される神経同期は、P300成分に反映される選択的注意・作業記憶の更新に影響することから、安静時の低周波の神経同期は注意定位の準備過程を反映していること示唆され、統合失調症では安静時の神経同期の低下により認知機能の低下に寄与することが示唆された。他方で、安静時のガンマ律動のパワー値について、治療抵抗性統合失調症群で最大で、次に抗精神病薬に反応した患者群、次いで健常者群であった。聴知覚を反映する誘発電位、P50成分や事象関連電位のmismatch negativity、また神経心理検査で評価した各種認知機能については治療抵抗性統合失調症群で最も低下していた。
実験的可視化によるイオンエンジンビーム軌道解析の検証

宇宙用ロケットの一種であるイオンエンジンを2次元可視化し、大型化および高密度化を併せて行い、適切な光学計測系を構築したことにより、イオンエンジンのイオン流れを高解像度かつ鮮明に撮像できるようになった。様々な条件下において実験的に取得したイオン流れの形状データ等は、イオンエンジン寿命評価の数値解析の妥当性を多角的かつ客観的に検証できる国内外で唯一のデータであり、今後の研究開発に貢献できた。【背景】宇宙用ロケットエンジンの一種であるイオンエンジンの更なる性能向上のためには、計算解析が極めて有用である。特にイオンエンジン推力発生部のイオン流れ(ビーム軌道)の計算解析は最重要であり、精緻に求解できることが必須であるが、その解精度の検証は断片的であり、不十分であった。研究代表者が近年開発を進めてきた2次元可視化イオンエンジン(VIT)は、従来唯一の評価方法であったビーム電流評価に加え、従来では不可能であったビーム軌道の撮像ができており、これを用いればビーム軌道解析の多角的な解精度検証を行えると着想した。【目的】本研究の目的は、より精緻な解精度検証によるイオンエンジンの性能向上に寄与させるため、可視化イオンエンジンの改良ならびに形状評価方法の改善を行い、精緻かつ詳細なデータを国内外に周知することである。初年度の研究目的は、精緻かつ詳細なビーム軌道の撮像データを取得できるように、2次元可視化イオンエンジンの大型化(VIT-2)および撮像方法の改良を図ることであった。【成果】VITの基本設計を踏襲して設計製作したVIT-2は約2倍の可視面をもち、磁場印加によるイオン生成部の改良および推力発生部の改良により、撮像対象となるイオンエンジンビームを大きくできることを作動により確認した。撮像方法の改善にイメージファイバを使用する予定であったが、視野角が大きいため鮮明な撮像が行えないと判明した。そこで視野角が0となるように撮像系を改良したところ、これまでビーム軌道の中心軸上2点の位置情報しか得られなかったのに対し、ビーム軌道の2次元形状・分布を鮮明かつ高解像度で撮像ができるようになった。これらにより、初年度の研究目標成果をほぼ達成し、次年度以降のビーム軌道解析の多角的な解精度検証を行える実験計測データ取得に見込みが立った。【研究背景】宇宙用ロケットエンジンの一種であるイオンエンジンの更なる性能向上のためには、再重要であるイオンエンジン推力発生部のイオン流れ(ビーム軌道)の計算解析を精緻に求解できることが必須であるが、その解精度の検証は断片的であり、不十分であった。研究代表者が近年開発を進めてきた2次元可視化イオンエンジン(VIT)は、従来唯一の評価方法であったビーム電流評価に加え、従来では不可能であったビーム軌道を可視化できると考えた。【21年度成果】大型化した2次元可視化イオンエンジンを作動させ、適した光学計測系によって撮像すればビーム軌道解析を多角的評価できると考え、VITの基本設計を踏襲したVIT-2を設計製作し、撮像方法の改良を図った。その結果,VITよりも、鮮明かつ高解像度でビーム軌道を撮像できる見込みが立ち、初年度の研究目的をほぼ達成した。【22年度実績】鮮明かつ高解像度のビーム軌道を撮像するため、ビーム軌道に影響を与える生成プラズマの詳細な探針計測評価(絶縁管および電流センサ等調達)、イオンエンジン推力発生部の改良、光学計測系の改良(ガラスおよび微動装置等調達)等を行い、生成プラズマの制御およびビーム軌道形状の高精細データ取得ができるようになった。また計算解析結果との比較評価から、その形状データがビーム軌道解析の解精度検証に利用できることを確かめた。VIT-2を様々な条件にて動作させ(キセノンガス調達)、多くの撮像データを得、第2年度も研究目的をほぼ達成した。また画像処理を適切に施せばビーム軌道のイオン密度分布データを取得できる可能性も確認した(ソフトウェア調達)。これらの成果は国内会議にて報告を3件行った(国内旅費等)。【研究背景】宇宙用ロケットエンジンの一種であるイオンエンジンの更なる性能向上のためには、イオンエンジン推力発生部のイオン流れ(ビーム軌道)を精緻に求解できる計算解析が必須であるが、その解精度の検証は不十分であった。研究代表者が開発を進めてきた2次元可視化イオンエンジン(VIT)を用いれば、解析度検証に有意なビーム軌道の形状データを取得できると考えた。【21年度成果】VITの基本設計をもとに大型化したVIT-2を設計製作し、撮像方法の改良を図った結果、鮮明かつ高解像度でビーム軌道を撮像できる見込みが立った。【22年度成果】ビーム軌道に影響を与える生成プラズマの詳細な探針計測評価、イオンエンジン推力発生部の改良、光学計測系の改良等を行い、生成プラズマの制御およびビーム軌道形状の高精細データ取得ができるようになった。VIT-2を様々な条件にて動作させ、多くの撮像データを取得した。【23年度実績】取得した撮像データを作動条件ごとに整理を行った。

またビーム軌道解析の検証データとして利用しやすくなるよう、ビーム軌道形状データの特異点(位置情報)を抽出した。これらのデータおよび解精度検証に必要となる作動条件・電流電圧値・プラズマ諸量をとりまとめたデータを、ビーム軌道解析を行っている研究者に広く利用していただけるよう、国際会議(3件)、国内会議(2件)、学術雑誌(1件)を通して報告し(国際会議論文および学術雑誌論文はインターネットを通じてダウンロード可能)、研究目的を達成した。
HGPINにおける癌抑制遺伝子、増殖特異性マーカー分析による前癌病変としての評価

前立腺癌とHGPINの関係、すなわちHGPINが前立腺癌の前癌病変であるか否か、また前癌病変であるとすると、いかなるHGPINが前癌病変であるのかを解明するために、まず、前立腺癌とHGPINとの関係を知る目的で、中、低分化型のlatent cancer55例で検討した。その結果として下記の事が判明した。1.いくつかの分化度が混合している病巣のうち、64.1%は病巣内部あるいは周囲にHGPINを有していたが、1つの分化度のみから構成されている病巣では19.7%のみしか認めず、統計学的有意差を認めた。2.1つの分化度のみから構成されている病巣でかつ、癌体積が小さいもの(0.2cc以下)のうち病巣内部あるいは周囲にHGPINを有するものは1つも認めなかった。以上より、前立腺癌の中にはHGPINを介さず発生するものがある、すなわち、すべてのHGPINが前癌病変ではない可能性が示唆された。しかしこの結果は、あくまで対象がlatent cancerであること、分子生物学的な確証が必要なことより、臨床検体にて、検索最中であるが、latent cancerと異なり、癌体積が大きいものがほとんどのため、難航している状態である。次に、我々は前立腺全摘除術のHE標本を使用し、HGPINの腺管のみをLaser capture microdissection法(Olympus社製LM200を使用)によって、取り出し、それらのDNA抽出を試みた。まず標本によりcapture可能なものと可能でないものが存在した。これは、おそらくホルマリン固定時間、薄切技術によるものと考えられた。また取り出しが可能であったものの中にも、DNA量が少なく、その後の解析が不可能なものも存在した。
人間発達の厚生経済学:規範的及び事実解明的分析

今年度は、「人間発達の厚生経済学」に関わるいくつかの重要な成果を纏め上げ、発表する機会を得た。第一に、資源配分ルールに関する非帰結主義的な自律性原理、非厚生主義的帰結主義的な配分衡平性原理、厚生主義的帰結主義的な配分効率性原理という3つの互いに相異なりながらも不可欠な基準の両立可能性問題において、一定の成果を得た。そこでの「非厚生主義的帰結主義的な配分衡平性原理」としては、アマルティア・センの「機能と潜在能力」の議論に基づいた規範的評価の指標を定式化し、個々人の「人間発達への機会の平等化」政策を、個々人の基本的自由を侵害することなく、また資源配分のパレート効率性を損なう事無く遂行するルールとして構成することに成功した。その成果は『International Journal of Economic Theory』誌にて公表される事となった。また、前年度から引き続く課題の一つであった、福祉国家政策の経済理論の研究に関しても、ヴァン・パレースが提起したベーシック・インカム政策を、その経済的資源配分の規範的特徴に関して公理的に特徴付けることに成功し、一定の成果を『経済研究』誌にて公表した。ベーシック・インカム政策の誘因両立的特徴に関しても、メカニズム・デザインの理論的枠組みを適用しつつ公理的に特徴付けることに成功し、その成果は2004年7月のフランス・マルセイユで開催された「第2回ゲーム理論学会世界大会」、同じく大阪大学で開催された「社会的選択と厚生に関する世界大会」などで研究報告がなされ、現在、論文をレフリー制の国際学術誌に投稿中である。また、「機能と潜在能力」に基づいた規範的評価の指標を使った「人間発達の機会」保証を巡る主体間の交渉問題を定式化し、協力ゲームの枠組みでその交渉解に関する研究を進行させ、その成果の一部は2本のDiscussion Paperとして纏められた。当該研究課題に関連する今年度の主な研究活動は1.福祉国家政策versus帝国主義政策の政治的競争理論;2.地球温暖化での世代間資源配分問題の研究;3.福祉国家政策の経済理論;4.負の公共財の結合生産を伴う生産経済における資源配分の効率性と公正性、以上の4点に整理される。1.については、政治的政策空間の次元が複数ある場合における2大政党制の下での政治的競争ゲームにおける、よりもっともらしい代替的な均衡概念として「政党内全員一致ナッシュ均衡」概念を応用して、具体的に所得再分配政策と軍事政策の2次元からなる政策空間での政治的競争ゲームを考察し、投票者の持つ軍事費支出に対するイデオロギーの存在ゆえに、多数派はより福祉国家的な所得再分配政策によって便益を得るにもかかわらず、ゲームの結果として提示される所得再分配はより帝国主義的なものとなる事を証明した。2.については、負の公共財を結合生産する技術からなる生産経済における資源配分の時間的流列を指定する資源配分ルールで、パレート効率性、衡平性、持続可能性の観点からなる基準を満たすものが存在するか否かについて検討し、無羨望的衡平性基準の場合には、パレート効率性、持続可能性との両立不可能性が生じてしまう事を証明した。現在、セカンドベスト配分ルールの可能性について、引き続き研究中である。3.については、ケインズ主義型と異なる福祉国家政策として主張される、ワークフェア、ベーシック・インカム、積極的労働政策などの諸政策を体現するルールを定式化し、その社会厚生上の経済パフォーマンスを評価する仕事を進めており、平成16年度の初頭に第一弾の成果が予定される。また、4.に関しては、所得格差が小さい社会の方がより環境悪化が進まないという左派系の政治的主張の妥当性を経済理論的に検証する作業を進め、基本的なモデルの設定と、分析手法の採用が確定した段階である。平成16年度には、何らかの成果が期待される。

また、「機能と潜在能力」に基づいた規範的評価の指標を使った「人間発達の機会」保証を巡る主体間の交渉問題を定式化し、協力ゲームの枠組みでその交渉解に関する研究を進行させ、その成果の一部は2本のDiscussion Paperとして纏められた。
内臓脂肪の減少を最大化するオーダーメイド運動プログラムの開発

【背景・目的】本研究では,運動実践が内臓脂肪(intra-abdominal fat:IF)に及ぼす影響を食事改善との比較により検討[研究1]すると伴に,年齢[研究2],肥満型[研究3],身体活動強度[研究4]に着目し,IF変化に影響する要因を探索することを目的とし,より個に適した効果的な運動プログラムを策定するための基礎資料とすることであった。【方法・結果】研究1の食事改善群を除くすべての対象者は1回90分,週3回,3ヵ月間の有酸素性運動を中心とした運動介入に参加した。介入前後でcomputed tomography法によりIFを測定した。[研究1]対象者は肥満および肥満傾向の男性35名であり,22名は運動実践群,13名は食事改善群(1680kcal/日)に分類した。IF変化において体重変化で補正して分析したところ,運動実践群と食事改善群で有意な群間差は認められなかった(P=0.23)。[研究2]対象者は肥満男性36名であり,年齢に基づき60歳以上の高齢群16名,50歳未満の中年群20名に分類した。両群間でIF変化の違い(交互作用)は有意ではなかった(P=0.51)。[研究3]対象者は肥満男性57名であり,肥満型の影響を検討すべIFが200cm2未満の中等度蓄積群33名,IFが200cm2以上の高度蓄積群24名に分類した。体重変化で補正後も,両群間で有意な群間差がみられ,高度蓄積群で大きくIFが減少した(P=0.04)。[研究4]肥満男性37名を,運動介入中の活発な身体活動(約6METs)に費やす時間の中央値で分類し,活発な身体活動が少ない群19名と活発な身体活動が多い群18名に分類した。介入前のIFや体重変化で補正した偏相関分析を施したところ,活発な身体活動に費やす時間とIF変化に有意な負の相関が認められた(r=-0.41,P=0.02)。【結論】これらの結果は,循環器系疾患の一次予防を意図した運動指導の現場に有用な知見となりうる。平成21年度は,申請課題における課題3として,肥満男性における身体活動強度が内臓脂肪に及ぼす影響を検討し,内臓脂肪減少を最大化する運動プログラム作成の基礎資料を得ることを目的に研究を遂行した.成人肥満男性37名(年齢:47.6±8.6歳)を対象に,週3回,1回90分の有酸素性運動を中心とした運動プログラムを12週間提供した.対象者を,12週間の運動プログラム期間中における高強度身体活動(6METs以上)に費やした時間(1軸加速度計で定量)の中央値(34.3分/週)で2群に分類し,CT法で測定した内臓脂肪面積への影響を比較検討した.その結果,高強度身体活動時間が少ない群で,内臓脂肪面積が188.1±53.9cm^2から170.3±46.6cm^2に減少し,多い群で167.9±44.3cm^2から137.9±40.6cm^2へといずれも有意に減少した.二元配置の分散分析の結果,両群間に変化の違いは認められなかったものの,相関分析を施したところ,高強度身体活動時間と内臓脂肪面積の変化に有意な関連が認められた(r=-0.33,P=0.04).また,プログラム開始前における内臓脂肪面積や高強度身体活動時間で調整後も同様の関連がみられた(r=-0.41,P=0.02).本研究の結果,高強度の身体活動に費やした時間が長い者ほど,内臓脂肪が大きく減ることを示唆しており,より効果的な運動プログラムを作成する上で,重要な知見となりうる.なお,本研究の成果は糖尿病学の専門誌であるDiabetes Research and Clinical Practice誌に採録が決まっている【背景・目的】本研究では,運動実践が内臓脂肪(intra-abdominal fat:IF)に及ぼす影響を食事改善との比較により検討[研究1]すると伴に,年齢[研究2],肥満型[研究3],身体活動強度[研究4]に着目し,IF変化に影響する要因を探索することを目的とし,より個に適した効果的な運動プログラムを策定するための基礎資料とすることであった。

体重変化で補正後も,両群間で有意な群間差がみられ,高度蓄積群で大きくIFが減少した(P=0.04)。[研究4]肥満男性37名を,運動介入中の活発な身体活動(約6METs)に費やす時間の中央値で分類し,活発な身体活動が少ない群19名と活発な身体活動が多い群18名に分類した。介入前のIFや体重変化で補正した偏相関分析を施したところ,活発な身体活動に費やす時間とIF変化に有意な負の相関が認められた(r=-0.41,P=0.02)。【結論】これらの結果は,循環器系疾患の一次予防を意図した運動指導の現場に有用な知見となりうる。
エナメルマトリックスによる移植骨に隣接する歯の歯周組織の再構築に関する基礎的研究

本年度の実験の概要歯周組織の自然治癒力の検討本年度はまず歯周組織の再構築の検討に先立ちビーグル成犬1頭を用い予備実験を行った。ケタラールによる全身麻酔下に上下左右の第1第2小臼歯部の頬側歯槽骨を歯根長の2/3が露出するまで歯科用切削工具をもちいて削除した。露出した頬側歯根面の歯根膜、セメント質をハンドスケーラーにて除去しさらに歯根面をルートプレーニングした。上下とも片側を実験側とし、エナメルマトリックス(エムドゲイン(R))で処理した後、粘膜骨膜弁を元の位置に戻し縫合した。反対側は対照側としエナメルマトリックス(エムドゲイン(R))のプライマーのみを塗布し、粘膜縫合した。2ヵ月後、屠殺し、EXAKT-Cutting griding system(現有)を用いて非脱灰薄切研磨組織標本を作製し、トルイジンブルー染色をおこなって光学顕微鏡にて観察をおこなった。その結果、実験側と対照側とも被験歯の頬側は歯周ポケットの形成を認めず生理的状態で治癒していたが、いずれも明らかな歯根膜、歯槽骨の再生を認めなかった。エナメルマトリックスの主作用である無細胞性セメント質の誘導、それによる上皮陥入の阻止が図られているか検討する必要性が示唆された。
光駆動による可逆的凝集変換を利用した、有機光スイッチングデバイスの創成

発光特性を外部刺激によってスイッチすることは様々な光デバイスや記録メディア等の応用に期待が持たれている。本研究では光刺激によって光二量化および開裂反応を繰り返し行うチミン塩基に注目し、アミノエチル基を導入したアミノエチルチミン(AET)を合成した。このAETとアントラセンジスルホン酸との間で有機塩を作成した。この有機塩は様々な有機溶媒を包接し、溶媒に応じて特徴的な発光を示した。特に、アントラセン部分がタンデム配列になったものは、これまで知られている発光プロセスとは明らかに異なる。今後、包接空間を利用し、光二量化に最適な分子配列を構築していく。本研究は、光二量化・開裂反応部位(フォトクロミック部位)と光機能部位の2つのコンポーネントからなる共結晶を酸塩基反応で作成し、短波長の紫外線照射による光二量化・開裂反応に伴う立体構造変化を共結晶全体の分子集合の変化へと転写することによって、光機能団の集合様式をダイナミックに変化させ、光物性の可逆制御へと導く新規光スイッチング材料の創製を目的としている。フォトクロミック部位と光機能部位の吸収波長は大きく異なり、フォトクロミズムの制御光と発光や屈折の読出し光を切り離すことができることから、光物性を安定に相互変調することが可能となる。さらに、次世代の光量子コンピュータに欠かせない光トランジスタを指向した、スイッチングデバイスに挑戦する。いかに本年度の成果を列挙する。1昨年度に引き続き発光性および高い非線形感受率をもつ多環式芳香族化合物に酸性基を導入した機能団分子を合成した。2合成した機能団分子と構造を制御する多数のアミン分子を組み合わせ、超分子構造を持つ有機塩を作成した。これらの超分子構造をX線構造解析により明らかにした。これにより、反応性の高い分子集合を探索し、その作用機序を明らかにした。3適切な分子配置にある集合体に、365nmおよび280nmの紫外線を照射し、二量化、開裂反応を起こさせることによって分子配置を変化させた。それにより、全体構造が変化し、光特性に大きな変化が現れた。4この変化は可逆的であり、目的とするダイナミックに光物性を変化させる材料の構築が達成できた。1発光性および高い非線形感受率をもつ多環式芳香族化合物に酸性基を導入した機能団分子を合成した。アミノ基を有した各種チミン誘導体の合成を行った。有機塩では様々な立体的、電子的特長をもった超分子複合体を作成可能であるため、得られた機能団分子と種々のアミンと組み合わせ複合体物質を作成した。2作成した有機塩を様々な有機溶媒から結晶化させ、得られた結晶中における超分子構造の化学的性質を紫外可視分光法、赤外分光法、固体核磁気共鳴分析によって明らかとした。3良好な結晶を作成し、単結晶X線構造解析により超分子集合を明らかにした。4単結晶を用い、発光波長、発光強度、発光寿命などの光学特性を明らかにした。初年度から目的としていたフォトクロミック分子を導入した有機塩を作成し、それを用いた多孔質結晶を構築することができたことから、おおむね研究は順調に進展していると考えている。本手法ではさらに様々な物質群への応用が可能なことから、今後の展開に期待ができる。今後は得られた多孔性物質の光電的機能開発を行い、光刺激による機能変換の機序を明らかにしていく。また、様々な単式芳香族スルホン酸およびフォトクロミック部位を有するアミンの合成を行い、それらを組み合わせることによって網羅的に物質を作成する。それらをスクリーニングすることで、機能性、刺激応答性、耐久性を向上させた化学物質を創生する。チミン誘導体以外で取り組んだフォトクロック化合物の合成段階において、新規合成経路および高収率化への試行錯誤があり、様々な物質への展開に遅滞が生じた。今後は、既存の合成プロセスを組み合わせることにより、効率化を図る。繰り越し分に関しては新規物質の合成に組み込む。