hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
介護老人保健施設におけるケア職者と家族の協働による在宅支援指標の開発と検証

目的は介護老人保健施設(老健)の看護職,リハビリテーション職,介護職,支援相談員および看護管理者における入居者の家族との協働による在宅支援指標を作成することである。在宅支援に組織的に取り組んでいる6老健の各ケア職種に半構造化個人面接調査を行い、在宅支援指標試案を作成した。ついで4施設における,老健の在宅支援を利用し在宅介護を行っている家族計10人に個人面接調査を行い、検証した。ケア職者の在宅支援指標は【利用者の状態に応じた自立と家族自身の生活の両立のための問題解決】,【利用者の生活の場に関する家族の意思決定支援】等で構成された。【目的】国が在宅ケアを推進する中で、介護老人保健施設(老健)における、要介護高齢者の「在宅復帰・在宅生活支援(在宅支援)」への役割期待は大きい。しかし、家族介護者の高齢化や少子化等により、多くの老健で在宅支援が困難になりつつある。こうした状況に対する本研究の目的は、老健のケア職者が家族との協働に向けて実施している在宅支援の内容を明らかにすることである。【調査方法】ネットワークサンプリングにより、在宅支援に関する組織的な取り組みを行っており、協力依頼に対する承諾の得られた老健3施設を抽出し、各施設の経験1年以上を有する看護職3名、介護職4名、PT1名・OT2名、支援相談員1名および看護管理者各2名を研究協力者として選定した。家族と協力して在宅支援を行い、利用者の退所後の生活に問題がなかった事例、非効果的な結果となった事例における在宅支援の内容と効果等について、半構造化個人面接調査を行った。逐語録をもとに、各施設・各職種の在宅支援の内容についてカテゴリー《》・サブカテゴリー<>を導き、予備検討の結果と比較検討した。【結果】3施設の各職種の共通した在宅支援の内容は、《家族・多職者が協働できるように専門職としての情報や判断を伝える》であり、加えて、看護職では<効果的な退所指導のために多様な在宅生活の状況を看護・介護職者に伝え共有する>、PT・OTでは<家族が意思決定できるようにリハ職としてできることを提示する><ADLの向上が困難でも在宅生活の可能性の観点から意見を述べる>等、介護職では<利用者の変化する在宅への意向を把握し支持する>が抽出された。【意義】今回の成果は老健の各ケア職者が家族に自らの支援内容を明示し、相互の役割の明確化や家族との信頼関係の構築により、家族・利用者の在宅生活に関する意思決定を支援しうることを示している。本研究の目的は、家族と介護老人保健施設(老健)のケア職者が「相互に協力する意思をもち役割を遂行(協働)」することにより、在宅生活を望む要介護高齢者が在宅生活を継続できるように在宅支援指標を開発し検証することである。23年度の目的は、老健の各ケア職者の在宅支援内容・方法に関する家族の認識を明らかにすることである。研究協力に同意した4老健における「在宅介護の意思を有し,当該老健の在宅支援を利用し在宅介護を行っている家族(家族)」の紹介をもとに,計10人の研究協力者に個人面接調査を行った。利用者の性別は男性2人・女性8人,年代は60代1人,70代3人,80代5人,90代1人、要介護度は1・2各1人,3は2人,4は4人,5は2人であった。認知症を有する者は6人,認知症高齢者の日常生活自立度はI・IIb各1人,IIIa3人,IIIb1人であった。家族の性別は男性2人・女性8人,年代は40代1人・50代3人・60代3人・70代2人,80代1人,利用者からみた続柄は妻2人,夫2人,娘3人,嫁3人,就業者は4人であった。健康状態は特に問題なし3人,治療中7人であった。在宅介護の選択理由は3つに分類され,これまで世話になったことへの恩返し,利用者の意向の実現,家族の介護役割の遂行であった。老健の継続利用の理由は,共通して,利用者の特性と老健の物理的環境,他の入居者の特性および雰囲気との適合,利用者の入居生活に対する満足であリ,利用者の意向・利益を優先していた。また在宅の継続に向けて自分の個人生活と介護の両立の意向をもち,老健の在宅支援に対し,介護に関する疑問や問題の相談・解決,利用者の意向に関する情報の獲得等の効果を認め,問題点は緊急短期入所の必要な時の利用困難等であった。老健の在宅支援として,家族の介護負担軽減とともに介護者の生活状況に沿った支援が重要であることを示唆している。

本研究の目的は、家族と介護老人保健施設(老健)の「看護職、介護職、訓練職、支援相談員、看護管理者(ケア職者)」が「相互に協力する意思をもち役割を遂行(協働)」することにより、在宅生活を望む要介護高齢者が在宅生活を継続できるように、ケア職者の「在宅支援に関する行動指標(在宅支援指標)」を開発し検証することである。24年度の目的は、要介護高齢者の在宅介護に関する家族の意思決定に関する面接調査結果をもとに、意思決定に影響を与えた老健のケア職者の行動の特徴を明らかにして、各ケア職者の在宅支援指標を作成することである。3施設におけるケア職者の在宅支援の行動の特徴は、利用者中心にケアを行いながら、家族は必ずしも利用者中心ではないことを認識し、看護職・介護職・支援相談員では利用者以上に家族支援に関する行動がみられたことであった。支援相談員は、家族に老健が提供できるサービスをわかりやすく説明し、利用目的・方法を動機づけ、看護職・介護職・訓練職はいずれも利用者・家族の在宅生活との連繋を意図して支援していた。23年度の結果では、家族は利用者の意向・利益を優先し、また在宅介護の継続に向けて自分の個人生活と介護の両立の意向をもち,老健に対し,在宅介護に関する疑問・問題の相談・解決,利用者の意向に関する情報の獲得等の効果を認めていた。老健の役割として,利用者の意向に沿ったケアを基盤に、介護者自身の生活状況に沿った支援が重要と考えられ、これらの行動の特徴の重要性を支持していた。24年度の知見の意義は、在宅支援機能の強化に取り組んでいる老健の実践報告にみられた家族との目標の共有・協力に関し、各ケア職者の具体的な行動とそれらの連携による老健の組織的な在宅支援のモデルを明らかにしたことである。老健の在宅支援が困難になりつつある中で、一部の老健における実践モデルの普及に活用可能性があると考える。本研究の目的は、在宅生活を望む要介護高齢者が在宅生活を継続できるように、家族と介護老人保健施設(老健)の「看護・介護、理学・作業療法士、支援相談員(ケア職者)」が「相互に協力する意思をもち役割を遂行」(協働)するための在宅支援指標を開発し、検証することである。25年度の目的は、家族の認識・生活行動をもとに作成した老健の各ケア職者の連携による在宅支援モデルおよび行動指標案を検証し修正することであった。モデルの作成では、24年度の結果をもとに、家族の老健の支援に対する期待とケア職者の支援行動の共通した内容に、家族からの期待を加えた。各職種が協働して利用者・家族の在宅生活との連続性を意識し、利用者の心身状態を整えることを基盤として、家族と信頼関係を構築する、入所後の利用者と家族の関係性および家族の状況を随時判断しながら、家族の意思決定を支援する。こうした協働に向けて、相談員は老健の役割と支援内容を家族に説明してケア職者との目標の共有を促す、家族の状況に即して意思決定を促す、看護職は利用者と家族の在宅生活に対する最善を尽くしたケア内容と結果、および利用者の健康管理に関する問題を確実に解決する過程を説明して、老健と家族の信頼関係を構築・維持する、介護職は利用者の在宅復帰への意欲を支持し、家族の主体的な在宅介護に向けて支援する、リハ職は利用者のADL改善と家族の介護負担軽減をすり合わせてリハ目標を決定する等の役割行動を含めた。結果の一部を公表した(吉本ほか,2013)。26年度が最終年度であるため、記入しない。在宅看護学26年度が最終年度であるため、記入しない。在宅介護の意思のある家族に関し、利用者の年代,性別,要介護度,認知症の重症度,家族の性別,年代,続柄,仕事の有無,健康状態に偏りない協力者を選定し,老健のケア職者の支援に対する認識を把握できた。本年度の計画に対し,老健のケア職者が配慮・工夫していた在宅介護の意思決定
デザインと建築の将来-サスティナブル住宅のプロトタイプ

現在研究は80%に達した。理論と実践が結び付く全ての研究においては、提案から具体化への過程において調整や訂正を余儀なくされる。研究は若干の変更を行いながら進められた。研究初期の理論的な段階においては、分析に基づく研究の枠組みを構築することと望ましい研究結果を確実に導くことに力を注いだ。その後各地で主要な調査を実践した。インド南海岸では大惨事後の再建方法について調査した。この調査分析により、これからの材料は高性能かつフレキシブルで安価であることが必要であると確信した。軽い材料、産業材料、自然材料から極限材料まで様々な革新的な材料を収集し、実験分析を行った。材料の選択においては「サスティナブル」という共通の特徴に従った。軽さ、応用のしやすさ、ローコスト、再利用、省エネルギー、環境的への配慮等を考慮した。並行して日本とイタリアの建築を理論的に比較分析しながら建築の実践における妥当性や効果を考察した。両国は異なる方法ではあるが空間の機能的な要素と審美的な要素を統合的に扱っている。住宅のプロトタイプをデザインするにあたり、私は高い技術力を持つ日本の建築と歴史的な要素を持つイタリアの建築が互いに補完しあい、現代建築において完壁な組み合わせを生じ得るという結論に達した。日本の居住実状に近い間取りの35m^2のイタリアの分譲アパートを敷地に選定した。敷地の選定では、予算の問題やこの研究の空間概念を実現することができる敷地を見つけるのに苦労した。現在設計はほとんど完成し、審査機関の承認待ちである。建設は2007年8月に始まり、数カ月で完成する予定である。ついに研究が具体的なものとして実現する時がくる。この建築はこれまで研究してきた多くの日本の建築の概念を反映している。プロトタイプが完成し検証された後には、様々なメディアを通じて発表し、新しい住宅の原型として広く共有されるものになる事を期待している。本研究目的は、安価な新素材を建材として用いて、必要とされる空間に応じたフレキシブルで融通の効くシエルター=住宅の原型を提案することである。日本の現代建築は多種多様な材料を用いて構築されている。初めに論評や文献から、現在の住宅や建築について考察を行った。興味深い材料や機能を持つ注目すべき建築について理論的な分析を行い、いくつかのプロジェクトを海外の雑誌に発表した。具体的には、世界的に有名な安藤忠雄氏の「origami」建築、ポリエステルやゴアテックスで造られたspecial house、PVCによって安価に造られたインテリアプロジェクト、千葉助教授の設計プロジェクトの発表を行った。並行して2005年12月の大津波により多大な被害を受けたインド南海岸で現地調査を行った。災害後に建設された安価な建材による住宅の実態や多数の人々に必要とされる空間を調査すると共に、危機的な状況からの復興の方法と起こりうる未来の災害に向けて取られた対策を理解することが調査目的である。軽い材料を使用し、フレキシブルな空間を持つ特徴は、途上国、先進国に関わらずインドと日本に共通して見られる主要な方法であった。現地調査を基盤に、シェルターに用いる新しい材料の研究に焦点を合わせた。既知の材料、未知の材料、伝統的な材料、革新的な材料を検証し、材料の持つ性能を活かし、人々が安心して暮らしていく為の空間を創るツールとして新たな材料を用いる必要がある。より広範で詳細な知識を得る為に、世界的に有名なスペインの設計事務所RCRの建築家であるMario Cottone氏の協力を得た。RCRは慣例に習わない新建材や軽い材料を専門的に扱っている。その他、様々な材料の供給先と連絡を取り合い、これまで一度も建築で使われたことがない革新的な材料のサンプルをいくつか得ることができた。来年度はこうした材料の実験を行い、フレキシブルな構造形の原型の開発を行う予定である。

この建築はこれまで研究してきた多くの日本の建築の概念を反映している。プロトタイプが完成し検証された後には、様々なメディアを通じて発表し、新しい住宅の原型として広く共有されるものになる事を期待している。
フォノンとマグノンの相互作用を用いた反強磁性ナノ薄膜中のスピンダイナミクスの解明

本研究ではフェムト秒パルスレーザーを用いたポンプ・プローブ法によって、反強磁性ナノ薄膜中のスピンダイナミクスを解明することを目的としている。その中で本研究が特色とするのは従来の光(電磁波・熱)と磁化・スピンの直接的な相互作用を利用するのではなく、フォノン・マグノンの相互作用を利用することによって反強磁性ナノ薄膜の磁化振動を励起しようと試みている点である。そのために本研究ではフェムト秒パルスレーザーを用いた手法によってフォノンとマグノンのカップリングをまず強磁性体中で自在に制御することを目的としている。初年度である平成30年度は強磁性薄膜(Ni80Fe20)を用いてフォノンとマグノンの周波数をGHz帯で独立に制御する実験を達成した。厚さ10-40 nmのNi80Fe20薄膜を基板上に成膜し、電子線リソグラフィによって幅100-400 nmのワイヤ状に加工することでフォノン(表面弾性波)の周波数を6-12 GHzの範囲で制御することに成功した。また0-300 mTの強度の磁場を20-60度の範囲で印可することによって、Ni80Fe20の強磁性共鳴をpsオーダーの時間領域において励起・検出し、5-14 GHzの範囲で制御することに成功した。また、今後の反強磁性ナノ薄膜に対する実験のために5 Tの磁場を印可しながら試料温度を4 Kから300 Kの範囲でコントロールできる超伝導マグネットシステムを非磁性除振台上に導入した。これにより大気環境下においても1 T程度の強磁場を試料任意方向に印可することができるようになったため、従来の電計計測手法では計測できない数十GHz帯における強磁性体のスピンダイナミクスも励起・検出できるようになった。本年度は計画通り強磁性体中におけるフォノン・マグノンの周波数をコントロールした励起検出実験に成功し、本研究の最終目標である反強磁性ナノ薄膜に対する実験に向かって順調に推移しているため、計画通りおおむね順調に進展している。フェムト秒パルスレーザーを用いたポンププローブには高度な技術を要する。従来の実験は比較的磁場の小さい数百mTオーダーの環境下で強磁性体薄膜に対する計測を行っているだけであったため通常のステンレスSUS430系材料を用いた着磁性除振台を用いて実験を行うことができた。しかし本研究では反強磁性ナノ薄膜の磁化特性を外部磁場と温度によって制御する必要があるため、5 Tの強力磁場を印可できる超伝導マグネットを導入する必要があった。そのような超伝導マグネットを使用する場合、着磁性の除振台では磁場によってマグネットの間に強力な引力を発生させてしまうため使用することはできない。そのため非磁性の除振台を導入する必要があり、実験系をすべて構築しなおす必要が生じた。本年度は大幅な実験装置の移動もしつつ、非常に高い信号-雑音比と再現性でGHz帯におけるフォノン振動(表面弾性波)とマグノン振動(強磁性共鳴)を励起検出する実験に成功し、順調に推移しているといえる。また来年度へ向けた実験環境も順調に整っている。前述した通り超伝導マグネットはすでに導入して5 Tの強力磁場を印可する実験には成功し、また反強磁性ナノ薄膜としてNiOナノ薄膜をスパッタリング法により成膜することにはすでに成功している。今後に向けた予備実験でも成果を上げることができたため、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。今後は励起手法の提案と検出手法の改善を目指した以下の2点に沿って研究を推進する。まず1点目は強磁性ナノ薄膜中においてフォノンとマグノンの相互作用をフェム秒パルスレーザーを用いることでnm・ps領域において観測することである。反強磁性NiOナノ薄膜のスピンダイナミクスを解明することが難しい理由の第1点は外場との相互作用が小さいという点である。そのため本研究ではナノ薄膜の厚さと同じオーダーの波長を有するTHzフォノンに着目した。波長・周波数が一致したフォノンを用いることでマグノンとの強い相互作用が期待できる。これをまずは強磁性薄膜中で同様の実験を行うことで、フォノンを用いたマグノンの操作技術を確立し、強磁性体中におけるフォノン・マグノン相互作用において新たな知見の獲得を目指す。2点目は誘電体多層膜や2次元パターンを作製することで検出光(電場)の閉じ込めを行い、磁気光学Kerr効果の増幅を行う。反強磁性ナノ薄膜のスピンダイナミクスは検出することも非常に難しい。まずその振動周波数はTHzオーダーのため従来の電気的な計測手法では観測することができない。そこで本研究ではサブpsオーダーの時間分解能を有するフェムト秒パルスレーザーを用いたポンププローブ法を用いる。しかしさらに、そのスピンダイナミクスと光との相互作用は反強磁性体中で磁化が打ち消されあうため、反強磁性共鳴を検出することも難しい。そこで本研究ではフォトニック結晶やプラズモン共鳴を用いることで電場強度を局所的に増幅し、磁気光学Kerr効果の増幅を目指す。

そのために本研究ではフェムト秒パルスレーザーを用いた手法によってフォノンとマグノンのカップリングをまず強磁性体中で自在に制御することを目的としている。初年度である平成30年度は強磁性薄膜(Ni80Fe20)を用いてフォノンとマグノンの周波数をGHz帯で独立に制御する実験を達成した。厚さ10-40 nmのNi80Fe20薄膜を基板上に成膜し、電子線リソグラフィによって幅100-400 nmのワイヤ状に加工することでフォノン(表面弾性波)の周波数を6-12 GHzの範囲で制御することに成功した。また0-300 mTの強度の磁場を20-60度の範囲で印可することによって、Ni80Fe20の強磁性共鳴をpsオーダーの時間領域において励起・検出し、5-14 GHzの範囲で制御することに成功した。また、今後の反強磁性ナノ薄膜に対する実験のために5 Tの磁場を印可しながら試料温度を4 Kから300 Kの範囲でコントロールできる超伝導マグネットシステムを非磁性除振台上に導入した。これにより大気環境下においても1 T程度の強磁場を試料任意方向に印可することができるようになったため、従来の電計計測手法では計測できない数十GHz帯における強磁性体のスピンダイナミクスも励起・検出できるようになった。本年度は計画通り強磁性体中におけるフォノン・マグノンの周波数をコントロールした励起検出実験に成功し、本研究の最終目標である反強磁性ナノ薄膜に対する実験に向かって順調に推移しているため、計画通りおおむね順調に進展している。フェムト秒パルスレーザーを用いたポンププローブには高度な技術を要する。従来の実験は比較的磁場の小さい数百mTオーダーの環境下で強磁性体薄膜に対する計測を行っているだけであったため通常のステンレスSUS430系材料を用いた着磁性除振台を用いて実験を行うことができた。しかし本研究では反強磁性ナノ薄膜の磁化特性を外部磁場と温度によって制御する必要があるため、5 Tの強力磁場を印可できる超伝導マグネットを導入する必要があった。そのような超伝導マグネットを使用する場合、着磁性の除振台では磁場によってマグネットの間に強力な引力を発生させてしまうため使用することはできない。そのため非磁性の除振台を導入する必要があり、実験系をすべて構築しなおす必要が生じた。本年度は大幅な実験装置の移動もしつつ、非常に高い信号-雑音比と再現性でGHz帯におけるフォノン振動(表面弾性波)とマグノン振動(強磁性共鳴)を励起検出する実験に成功し、順調に推移しているといえる。また来年度へ向けた実験環境も順調に整っている。前述した通り超伝導マグネットはすでに導入して5 Tの強力磁場を印可する実験には成功し、また反強磁性ナノ薄膜としてNiOナノ薄膜をスパッタリング法により成膜することにはすでに成功している。今後に向けた予備実験でも成果を上げることができたため、本研究はおおむね順調に進展しているといえる。今後は励起手法の提案と検出手法の改善を目指した以下の2点に沿って研究を推進する。まず1点目は強磁性ナノ薄膜中においてフォノンとマグノンの相互作用をフェム秒パルスレーザーを用いることでnm・ps領域において観測することである。反強磁性NiOナノ薄膜のスピンダイナミクスを解明することが難しい理由の第1点は外場との相互作用が小さいという点である。そのため本研究ではナノ薄膜の厚さと同じオーダーの波長を有するTHzフォノンに着目した。
植物硬組織の微量成分解析による生育環境の研究

植物硬組織の微量成分解析による生育環境の研究を以下の3つのテーマについて行った。1)植物中に見られる代表的な生体鉱物としてシュウ酸カルシウムが知られている。シュウ酸カルシウムにはシュウ酸カルシウム1水和物と2水和物が知られているが、植物の種によって、1水和物を含むもの、2水和物を含むもの、あるいは両者を含むものがある。植物中では2水和物が安定に存在する。植物種によって異なったシュウ酸カルシウムが生成されることに着目して、結晶成長の環境にどのような違いがあるかを研究した。1水和物を含む代表としてばら目あじさい科アジサイ、近縁のウツギ、プラタナス、シロツメクサ、クズ、キイチゴ、ノイバラ、サクラを、また2水和物を含む代表としてあかざ目あかざ科ホウレンソウ、近縁としてシロザ、イノコヅチ、マツバギク、アメリカヤマゴボウについて調べた。走査型電子顕微鏡観察では、1水和物は針状の結晶であり、また2水和物は、薄板状の形態を示した。組成分析の結果は、両者の結晶及及び周辺にはSr,Mn,Pが同程度含まれており、結晶生成環境に大きな化学的な差はなく、結晶の選択制は生物的なものによる可能性が高い。2)地衣類Peltigeraによる重金属元素の濃集を研究した。地衣類は特定の部位に異なった重金属を濃集する性質を有し、体内の細胞壁や多糖類などの吸収サイトと鉱物粒子が関係していると考えられる。U,Pb,As,Feなどの蓄積を部位ごとに測定した。3)Zn,Ni,Cdなどの重金属を吸着することで知られるカラシナのウラン吸着について研究を行い、根や茎にウランが蓄積、その断面からウランを含む物質の塊状の集合体で存在することからウランが細胞内の他の元素と化合して安定化している可能性を見いだした。植物中に見られる代表的な生体鉱物としてシュウ酸カルシウムが知られている。シュウ酸カルシウムには2種類が知られていて、その1は、シュウ酸カルシウム1水和物であり、他の1はシュウ酸カルシウム2水和物である。植物の種によって、シュウ酸カルシウム1水和物を含むもの、シュウ酸カルシウム2水和物を含むもの、あるいは両者を含むものがある。常温常圧ではシュウ酸カルシウム2水和物は不安定であり、安定なシュウ酸カルシウム1水和物に転位する。しかしながら、ある種の植物中ではシュウ酸カルシウム2水和物が安定に存在する。本研究では、植物種によって異なったシュウ酸カルシウム1が生成されることに着目して、結晶成長の環境にどのような違いがあるかを研究した。この研究によって、植物細胞内の環境とそこに生成される結晶との対応を、分類学との対応で解析することが目的である。研究対象の植物に、ベコニア(シュウ酸カルシウム1水和物)とほうれん草(シュウ酸カルシウム2水和物)を選択し、その結晶の形態と、結晶を育成する液胞内の微量元素分布などについて、光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、X線粉末回折、X線蛍光分析、放射光X線蛍光分析を用いて実験した。その結果、シュウ酸カルシウム結晶は液胞中のメンブレインチェンバーと呼ばれる鞘に覆われており、ベコニアとほうれん草における結晶周辺の液胞の組成や微量元素分布に差が見いだせないことから、メンブレインチェンバーが結晶選択のキーを握っていると判断した。放射光によるX線蛍光分析の結果からメンブレインチェンバーに3価の鉄イオンの選択性があることが見出された。シュウ酸カルシウムにはシュウ酸カルシウム1水和物とシュウ酸カルシウム2水和物が知られているが、植物の種によって、シュウ酸カルシウム1水和物を含むもの、シュウ酸カルシウム2水和物を含むもの、あるいは両者を含むものがある。常温常圧ではシュウ酸カルシウム2水和物は不安定であり、安定なシュウ酸カルシウム1水和物に相転移する。しかしながら、植物中ではシュウ酸カルシウム2水和物が安定に存在する。今回の研究では、シュウ酸カルシウム1水和物を含む代表としてばら目あじさい科アジサイ、近縁のウツギ、プラタナス、シロツメクサ、クズ、キイチゴ、ノイバラ、サクラを、またシュウ酸カルシウム2水和物を含む代表としてあかざ目あかざ科ホウレンソウ、近縁としてシロザ、イノコヅチ、マツバギク、アメリカヤマゴボウについて調べた。走査型電子顕微鏡観察では、シュウ酸カルシウム1水和物は針状の結晶であり、しばしば針状結晶が集合して棒状の形態を示す、またシュウ酸カルシウム2水和物は、薄板状の結晶で、しばしば薔薇花弁状の集合の形態を示した。これらの植物中の結晶を乾燥・粉末化して粉末X線回折を行い、シュウ酸カルシウム1水和物またはシュウ酸カルシウム2水和物の同定を行った。

植物種によって異なったシュウ酸カルシウムが生成されることに着目して、結晶成長の環境にどのような違いがあるかを研究した。1水和物を含む代表としてばら目あじさい科アジサイ、近縁のウツギ、プラタナス、シロツメクサ、クズ、キイチゴ、ノイバラ、サクラを、また2水和物を含む代表としてあかざ目あかざ科ホウレンソウ、近縁としてシロザ、イノコヅチ、マツバギク、アメリカヤマゴボウについて調べた。走査型電子顕微鏡観察では、1水和物は針状の結晶であり、また2水和物は、薄板状の形態を示した。組成分析の結果は、両者の結晶及及び周辺にはSr,Mn,Pが同程度含まれており、結晶生成環境に大きな化学的な差はなく、結晶の選択制は生物的なものによる可能性が高い。2)地衣類Peltigeraによる重金属元素の濃集を研究した。地衣類は特定の部位に異なった重金属を濃集する性質を有し、体内の細胞壁や多糖類などの吸収サイトと鉱物粒子が関係していると考えられる。U,Pb,As,Feなどの蓄積を部位ごとに測定した。3)Zn,Ni,Cdなどの重金属を吸着することで知られるカラシナのウラン吸着について研究を行い、根や茎にウランが蓄積、その断面からウランを含む物質の塊状の集合体で存在することからウランが細胞内の他の元素と化合して安定化している可能性を見いだした。
miRNAを用いたコリン作動性心筋保護システム賦活化による虚血性心疾患の病態制御

心臓における虚血や再灌流障害(虚血性心疾患)は、心筋細胞の細胞死を誘導し、大量の心筋細胞を消失させる。これによる心臓のポンプ機能の低下は虚血性心疾患の予後悪化因子のひとつに挙げられる。我々は、これまでに、心筋細胞から産生されるAChが虚血および再灌流障害に対して心筋を保護する「コリン作動性心筋保護システム」を見出してきた。一方で、他の研究グループより、様々な細胞への虚血および再灌流障害はACh分解酵素であるアセチルコリンエステラーゼ(AChE)の発現を上昇させ、細胞死を促進することが報告された。これらの知見より、虚血性心疾患においてAChEの発現増加がコリン作動性心筋保護システムの障害および破綻を生じさせることが示唆された。そこで本研究では、この仮説の検証とmiRNAを用いたAChEの発現抑制による虚血性心疾患の制御を目的とした。まず虚血性心疾患のin vivoおよびin vitroのモデルを作製し、AChEの発現を測定した。その結果、両モデルにおいてAChEスプライシングバリアントのひとつであるAChE-Rの発現が増加することを見出した。しかしながら、虚血性心疾患および心筋細胞におけるAChE-Rの機能の報告はなく、不明な点が多く残されていた。そこで、AChE-Rの機能を明らかにするため、AChE-R過剰発現心筋細胞を作製した。この細胞を虚血ストレス条件下で培養し、生存率を測定した。その結果、驚いたことに、AChE-R過剰細胞はコントロール細胞と比較して生存率が顕著に上昇した。この結果は、心筋細胞にて発現増加したAChE-Rは細胞死を抑制する可能性を示している。これまで虚血性心疾患においてAChEの発現増加が病態悪化に繋がると予測されていたが、本研究により虚血ストレス下におけるAChE-Rの発現増加は虚血ストレスから心臓を保護する新たな機能が明らかとなった。虚血性心疾患(虚血や再灌流障害)は、心筋細胞のアポトーシスを誘導し、大量の心筋細胞を消失させる。これによる心臓のポンプ機能の低下は虚血性心疾患の予後悪化因子の一つに挙げられる。従って、虚血性心疾患における心筋細胞のアポトーシスの制御は基礎・臨床研究における重要課題の一つである。我々の研究室では、これまでに、心筋細胞から産生されるAChが虚血および再灌流障害によるアポトーシスに対して心筋を保護する「コリン作動性心筋保護システム」を見出してきた。しかしながら、近年、様々な細胞への虚血および再灌流障害はACh分解酵素(AChE)の発現を増加させ、アポトーシスを促進することが明らかとなってきた。これらの知見より、虚血性心疾患において発現上昇したAChEがAChを分解してコリン作動性心筋保護システムの破綻を誘導し、病態を悪化させている可能性が考えられた。そこで本研究では虚血性心疾患におけるコリン作動性心筋保護システムの賦活化および病態改善を目指し、AChEの発現をmicroRNAにて制御することを目的とした。本年度は、心虚血再灌流障害のin vivo/vitroモデルの作製およびモデルの検証、AChEの発現測定を行った。in vivo/vitroの両モデルにおいて虚血再灌流障害を模倣しているか検証するために、低酸素およびアポトーシス指標因子であるHIF-1aおよびCL-caspase9, Bax/Bcl-2を測定した。その結果、両モデルにおいて上記の因子の発現が上昇していた。この結果は、両モデルにおいて低酸素およびアポトーシスが誘導されたことから虚血再灌流障害を模倣していることを示している。次に両モデルにおいてAChEの発現を測定した。その結果、AChEのバリアントの一つであるAChE-Rの発現が増加することを見出した。以上の結果より、虚血再灌流障害においてAChE-Rの発現上昇によりコリン作動性心筋保護システムの破綻が生じている可能性が考えられた。平成28年度の研究により、心虚血再灌流障害を誘導したin vivo/vitroモデルにおいてAChEのバリアントの一つであるAChE-Rの発現が上昇することが見出された。当初の研究実施計画では、本年度にAChE標的microRNAをin silico解析により選抜し、両モデルに対してmicroRNAを投与する予定であった。しかしながらAChE-Rの機能に関する情報は少なく不明な点が多く残されていた。そこで我々は、まず、心虚血再灌流障害におけるAChE-Rの機能を解明するため、AChE-R遺伝子の過剰発現およびノックダウンを行うことにした。この機能解析は平成29年研究実施計画にある「心虚血再灌流を誘導したin vivo/vitroモデルにAChE-R標的microRNA投与して、microRNAの影響を分子レベルで検証する」ためにも必要な実験である。従ってAChE-Rの機能解析を優先して行う必要があった。この実験の準備(AChE-Rの過剰発現ベクター作製およびノックダウンに必要なカスタムsiRNA作製)に時間が掛かり実験計画の遂行に遅れが生じている。心臓における虚血や再灌流障害により生じる心筋アポトーシスは、虚血性心疾患の予後悪性化因子の一つに挙げられる。我々は、これまでに、心筋細胞から産生されるAChは虚血および再灌流障害によるアポトーシスに対して心筋を保護する「心筋保護システム」を見出している。

一方で、他の研究グループより、様々な細胞への虚血および再灌流障害はACh分解酵素であるアセチルコリンエステラーゼ(AChE)の発現を増加させ、アポトーシスを促進することが報告された。これらの知見より、虚血性心疾患において発現増加したAChEがAChを分解して心筋保護システムの破綻を誘導し、病態を悪化させている可能性が示唆された。そこで本研究では虚血性心疾患における心筋保護システムの賦活化および病態改善を目指し、AChEの発現をmicroRNAにて制御することを目的とした。まず虚血性心疾患におけるAChEの発現を検討するために虚血性心疾患in vivo/vitroモデルを作製し、AChEの発現を測定した。その結果、虚血性心疾患モデルにおいてAChEのバリアントのひとつであるReadthrough AChE(AChE-R)の発現が増加することを見出した。しかしながら、虚血性心疾患および心筋細胞におけるAChE-Rの機能の報告は無く、不明な点が多く残されている。そこで、この機能を明らかにするため、AChE-R過剰発現系・発現抑制系の構築、およびAChE-R特異的抗体の作製を行った。現在、これらの系および抗体を用いて虚血性心疾患におけるAChE-R増加が及ぼすアポトーシスや病態への影響を調べている。虚血性心疾患in vivo/vitroモデルにおいてAChE-Rの発現が増加することを明らかにした。しかしながら、虚血性心疾患および心筋細胞におけるAChE-Rの機能に関する報告は無く、不明な点が多く残されている。そのため、当初の実験実施計画であった虚血性心疾患に対するAChE標的microRNAの投与を行う前に、虚血性心疾患におけるAChE-Rの機能解析を優先して行う必要があった。この機能解析には、AChE-R過剰発現系・発現抑制系の構築、および、AChE-R特異的抗体の作製が必須であった。これらの系の構築および作製に時間を要してしまったため、実験遂行に遅れが生じた。心臓における虚血や再灌流障害(虚血性心疾患)は、心筋細胞の細胞死を誘導し、大量の心筋細胞を消失させる。これによる心臓のポンプ機能の低下は虚血性心疾患の予後悪化因子のひとつに挙げられる。我々は、これまでに、心筋細胞から産生されるAChが虚血および再灌流障害に対して心筋を保護する「コリン作動性心筋保護システム」を見出してきた。一方で、他の研究グループより、様々な細胞への虚血および再灌流障害はACh分解酵素であるアセチルコリンエステラーゼ(AChE)の発現を上昇させ、細胞死を促進することが報告された。これらの知見より、虚血性心疾患においてAChEの発現増加がコリン作動性心筋保護システムの障害および破綻を生じさせることが示唆された。そこで本研究では、この仮説の検証とmiRNAを用いたAChEの発現抑制による虚血性心疾患の制御を目的とした。まず虚血性心疾患のin vivoおよびin vitroのモデルを作製し、AChEの発現を測定した。その結果、両モデルにおいてAChEスプライシングバリアントのひとつであるAChE-Rの発現が増加することを見出した。しかしながら、虚血性心疾患および心筋細胞におけるAChE-Rの機能の報告はなく、不明な点が多く残されていた。そこで、AChE-Rの機能を明らかにするため、AChE-R過剰発現心筋細胞を作製した。この細胞を虚血ストレス条件下で培養し、生存率を測定した。
一般コホモロジ-論

1.球面の非負の曲率をもつリ-マン計量に対して面積と直径に関するA.D.アレキサンドロフの予想については30年以上何も知られていなかった。ここでは面積と直径に関する不等式(ベストではないが)を与えた。2.可換ではない左強固有環は、4種類のタイプの非可換環のどれかをその剰余部分環としてもつ(W.Streb)。このことの応用として、左強固有環の可換性定理を与えた。そのうちの二つは多項式関係に関するもので、他の三つは多項式関係の局所化に関するものであるが、従来得られていた多くの可換性定理を大幅に一般化し、同時に一元化もはかった。3.従来、ブ-ル環やJ環の一般化として考えられた環の概念を自然な形で一般化し、ある種の強正則環と、ある種のベキ零元の直和に分解される環として特徴づけた。4.生成部分空間を持つH空間という概念を導入して、これまで知られていたH空間についての、いくつかの問題について、そこに付されていた技術的仮定を取り除いても同じ結果が成り立つことを、Adams作用素とHubbuck作用素を用いて示した。Stiefel多様体がmod2H空間となるための必要十分条件も示した。5.古典群の球面拡大として得られるH空間のホモトピ-結合性について研究し、それが古典群の拡張となるための必要十分条件を、束の特性写像の写像度を用いて特徴づけた。さらに同様のことが、高次ホモトピ-結合性についても成り立つことを示した。6.Bousfield-Kanによって与えられていた局所化関手を、位相的に再構成し、それが連続関手であることを示した。このことにより、空間に対する複雑な構造も、そのまま局所化空間に持ちこむことが可能となった。その結果、高次結合的H空間の局所化は、また、高次結合的であることを示した。
有茎自家骨トランスポートと吸収性人工骨を応用した新たな生体模倣型骨造成法の開発

実験動物の下顎骨1壁性骨欠損において有茎自家骨移植術(BS)と吸収性リン酸三カルシウムセメント(CPC)を併用した新たな骨造成法の開発、有効性を評価した。本法により歯肉剥離掻爬術のみ、CPC充填のみ、BSのみの各処置よりも有意に新生骨形成が認められ、さらに新生セメント質および機能的配列を有する歯根膜繊維が認められた。今回の結果より本アプローチは骨造成および歯周組織再生に極めて有効であることが示唆された。従来、口腔内の骨欠損に対し臨床的に様々な骨移植材や骨造成法が用いられている。しかしこれらは臨床的観点からのみ評価されていることが多く、生体内での動態や治癒様式等、十分な科学的根拠に基づいて応用されているとはいい難い。これまでの研究において、創傷治癒の安定化さえ計られれば、既存の細胞・血液供給・血餅に由来する足場・成長因子により生体本来の治癒能力を引き出し歯周組織・骨再生が十分に期待できることが示唆された。そこで本研究では外科的侵襲を最小限に抑えたうえで有茎自家骨と注入型吸収性人工骨の利点を最大限に利用することに着眼し、1)有茎自家骨トランスポートとCPC(リン酸三カルシウムセメント)を併用したアプローチの可能性について、および2)その歯周組織再生・骨造成効果について実験動物を用い組織学的に評価・検討することを目的とした。初年度は抜歯窩における有茎自家骨トランスポートとCPC併用の顎堤保全の可能性について検討を行った。ビーグル成犬(雄2頭)を用い上顎両側前歯において対照側は抜歯後、骨補填材をなんら使用せず、実験側は抜歯窩内にドリリングにより骨壁の不完全骨折を行い、空隙にCPCの充填を行った。8週の観察期間を経た後、動物の安楽死を行い通法に従って脱灰薄切標本を作製しヘマトキリンエオジン染色を行った。対照側では唇側の骨吸収が著しく認められたのに対し、実験側ではCPCの残留が認められたものの新生骨形成がCPC周囲に認められ唇側の骨吸収も抑制されていた。これらの結果をふまえ、次年度に下顎臼歯部歯周組織欠損における上記アプローチを用いた歯周組織再生像および骨増生について組織学的評価(病理組織所見・組織形態計測)検討を行う予定である従来、口腔内の骨欠損に対し臨床的に様々な骨移植材や骨造成法が用いられている。しかしこれらは床的点から評価さていることが多く、生体内での動態や治癒様式等、十分な科学的根拠に基づいて応用されているとはいい難い。以前の研究より創傷治癒の安定化さえ計られれば、既存の細胞・血液供給・血餅に由来する足場・成長因子により生体本来の治癒能力を引き出し歯周組織・骨再生が十分に期待できることが示唆された。そこで本研究では外科的侵襲を最小限に抑えたうえで有茎自家骨と注入型吸収性人工骨の利点を最大限に利用することに着眼し、有茎自家骨移植(BS)とリン酸三カルシウムセメント(CPC)を併用したアプローチの可能性について、およびその歯周組織再生・造成効果について実験動物を用いて組織学的に評価した。実験動物としてビーグル成犬(11.5歳雄4頭)を用いた。前処置として下顎両側第2、第3前臼歯おさび弟1後臼歯の抜歯を行い、3か月の治癒期間を経て両側第4前臼歯の近遠心部に1壁性骨欠損(5×5×3mm)を外科的に作成し、1) BSのみ2) CPC充填のみ3) BS+CPC充填、および4)コントロール(無処置:OFD)の4処置を無作為に施した。8週の観察期間を経て動物の安楽死を行い、各処置の歯周組織再生に及ぼす影響について組織学的に比較評価を行った。OFD群では歯肉弁が陥落し歯周組織再年はほとんど認められなかった。BS群では歯根面上の新生セメント質に沿って新生骨形成が認められた。一方、CPC使用群では一貫して生セメント質と機能的配列を有する歯根膜繊維を認めた。特にBS+CPC群においては既存骨から有茎自家骨片およびCPC上に連続して新生骨形成が顕著に認められた。以上のことからBSとCPCの併用は1壁性骨欠損においても効果的に歯周組織再生を促すアプローチの一助になることが示唆された。
メタ分析のスポーツ科学への適用-競技意欲研究を対象として-

本研究は、メタ分析(Meta-Analysis)という複数の研究結果から一般的結論を導き出すための統計手法を用いて、スポーツ選手と競技意欲の一般的特徴を明らかにすることを目的とした。具体的には、1)メタ分析の理論、方法、欧米での研究成果の概要を明らかにすること、2)競技意欲に関してTSMI(体協競技意欲検査)質問紙を用いた研究を対象として、競技意欲と競技レベル、性との関係について検討することである。メタ分析の考案者であるGlass(1977)やCooper(1979)等の文献を手がかりに、メタ分析の理論と方法、メタ分析のアウトライン((1)問題の明確化,(2)文献収集,(3)研究の特徴を考慮したコーディング,(4)Effect Size(ES)の算出,(5)バイアスと要因の重み付けの修正,(6)統計分析)について考察を加えた。また、欧米のスポーツ科学領域でのメタ分析研究のレビューを行い、どのようなことが示されているか明らかにした。競技意欲に関する文献収集の結果、TSMIを用いた研究は92編あり、平均、標準偏差、対照群などの記述のない論文を削除して24編をメタ分析の対象論文とした。総対象者数は6598名であった。結果の要約は以下の通りである。1)競技意欲の競技レベルでの相違に関しては、TSMIの17尺度全てにおいて高いESの値が認められた。つまり、競技のレベルが高くなると競技意欲が向上することが示された。2)競技意欲の性差に関しては、女子選手は不安(失敗不安(ES=.26),緊張性不安(ES=.34))が高く、努力へ帰属(ES=.17)する傾向にあり、男子選手は冷静な判断(ES=.38),精神的強靱さ(ES=.39),闘志(ES=.40)が優れていることが示された。さらに、性差のみられ方は競技レベルの違いに影響されることが示された。本研究は、メタ分析(Meta-Analysis)という複数の研究結果から一般的結論を導き出すための統計手法を用いて、スポーツ選手の競技意欲の一般的傾向を明らかにすることを試みている。具体的な目的は、1)日本のスポーツ科学の領域で用いられたことの無かったメタ分析について、その理論、方法、欧米での研究成果の概要を明らかにすること、2)競技意欲に関してTSMI質問紙を用いた研究を対象として、競技レベル・性・種目・パーソナリティと競技意欲の関係について明らかにすることである。研究の1年目である平成9年度は、主としてメタ分析の手法に関する検討が中心となった。メタ分析の考案者であるGlass(1997)やCooper(1979)等の文献を手がかりに、メタ分析の理論と方法を示すとともに、メタ分析のアウトライン(1)問題の明確化、2)文献収集、3)研究の特徴を考慮したコーディング、4)Effect Sizeの算出、5)バイアスと要因の重み付けの修正、6)統計分析)について考察を加えた。また、欧米のスポーツ科学の領域でメタ分析を用いた研究のレビューを行い、どのようなことが示されているか明らかにした。また、目的の2)に示した競技意欲研究のメタ分析に関しても検討を行った。文献収集については、学会誌・学会発表・紀要・報告書等TSMIが用いられたすべての研究を対象とするため、インターネット上の文部省学術情報センターでの検索や各研究雑誌での検索等を行った。そして、アウトラインに沿って分析を進め、競技意欲と競技レベル、競技意欲の性差についてある程度明らかにすることができた。次年度の平成10年は目的2)が中心となり、最終的にはスポーツ選手の競技意欲の一般的特徴をメタ分析により示したい。
〈文化史〉叙述モデルの研究-20世紀を例として-

本プロジェクトは、20世紀の文化史記述方法として、新しい学術と新しいメディアのスタンダードに対応するモデルを開発する基礎的研究を行った。その際、学問的な領域において、文化史を包括的な生の諸連関に存するひとつの一体性をもった経験領域として提示できるようなシステムの開発に重点を置いた。原則的に精神科学や社会科学といった分野にとどまらず、諸学問分野が交錯し合う、学際的な接近、つまり工学、情報学、経済学、などの学問分野をも含み込んだ共同作業が目ざされ、本格的な研究に向けての足固めが整った段階である。具体的には、以上のように諸分野を横断するような学際的研究のモデルケースとして、ハイパーテクストの構築による1900年前後のウイーンの文化記述という形で寄与できたと考える。2002年12月に我々は、ハイパーテクスト構築の基礎を学ぶため専門家を呼び、ワークショップを開いて以降、その技能レベルを持続的に向上することに力を入れた。続いて、文化記述モデルの理論的パースペクティヴの確立、理論的展開を果たすべく、ウイーンのモデルネの受容史ならびに文化学的問題設定を問い直し、新たな記述モデルの確立の礎石を打ち立てた。さまざまな大学から募った10人にのぼる研究参加者からなるチームによる共同研究と論文執筆による論集は、形式と内実ともに本研究の文化記述モデルの基本要素を形作るものとなった。これは、A4判80ページほどの実績報告書として提出、公表される。また2003年8月に、本研究代表者であるループレヒターが渡欧し、海外の協力者としてIFKウイーン(ウイーン文化学研究所)、ゴットフリート・ブンベルク教授と会い,資料選定から、研究成果の発表にいたるまで多方面での支援を取り付けていることも報告しておきたい。<文化史>叙述モデルのための理論的な準備作業をおこなった。主として詩学、美学、言語理論、という側面からである。具体的には、ループレヒターのこれまでの研究の延長線上で、文化的な文脈のなかでの言語と詩の役割に焦点を当てた。ヘルダー、ハーマンの研究みならず、言語を主題にした文学などを広く研究対象とするため、試みにルドルフ・ブルガー、ボルフ・ハースを取り上げ、いずれもループレヒターが2002年6月と11月のオーストリア文学会で発表を行った。またループレヒターは2002年12月にオーストリア外務省主催の、「日本における視覚詩」博覧会のイベントで講演を行った。また、本研究分担者の初見を中心とするグループによって、2002年6月にはトーマス・ブルスィヒの講演会が東京都立大学で開催されディスカッションが行われた。ループレヒターがそれぞれに関して論文にまとめつつある。また、19世紀から20世紀に跨る50年間のウィーンに時空を設定し、歴史、文学、経済、社会、技術、メディア等々の諸要因がどのように相互作用を及ぼしあい、歴史状況のひとつの記述を可能にするような一定の「状況の性向」が生み出されるのかを、描き出すプロジェクトを立ち上げた。そのような「状況の性向がはじめて理解可能になるような言語を作り出すコードを分析し、歴史記述の状態についての原則的な省察をそこに結びつける作業は、「文化分析のためのハイパーテキストモデル」の構築によって進められる。このプロジェクトの第一回ワークショップが東京都立大学で2002年12月に行われ、都立大学および他大学から参加者が集った。そこにおいて今後の当研究の骨格が示された。本プロジェクトは、ウイーンのモデルネの文化記述方法として、新しい学術と新しいメディアのスタンダードに対応するモデルを開発することにある。それは学問的な領域にあっては、<文化史>を包括的な生の諸連関に存するひとつの一体性をもった経験領域として提示できるような前提はまだほとんど形成されていないためであった。

それをするためには、原則的に諸学問分野が交錯し合う、学際的な接近が必要とされる。精神科学や社会科学といった分野にとどまらず、工学、情報学、経済学、などの学問分野をも含み込んだ共同作業が必要になるということである。本研究課題は、以上のように諸分野を横断するような学際的研究に、ハイパーテクストの構築による1900年前後のウイーンの文化記述という形で寄与しようというものである。この文化記述モデルが依拠するのは、コンピュータによるハイパーテクストである。それゆえ、本プロジェクトの第一段階として、コンピュータ、スキャナー、ビデオカメラという研究に不可欠の機材を購入し、その操作に習熟しすることから開始した。2002年12月に我々は、ハイパーテクスト構築の基礎を学ぶため専門家を呼び、ワークショップを開いて以降、その技能レベルを持続的に向上することに力を入れた。続いて、文化記述モデルの理論的パースペクティヴの確立、理論的展開が課題となったが、これについては2本の論文(集)を纏め上げ、本研究の指針とした。論文の第1本目は、ウイーンのモデルネの受容史ならびに文化学的問題設定を問い直す試みであり、2本目は新たな記述モデルの確立の礎石を打ち立てるものであった。この2本目の論文集は、さまざまな大学から募った10人にのぼる研究参加者からなる作業チームによる共同執筆によるものであり、形式と内実ともに本研究の文化記述モデルの基本要素として機能するものとなった。これは、A4判80ページほどの実績報告書として提出、公表される。また2003年8月に、本研究代表者であるループレヒターが渡欧し、海外の協力者としてIFKウイーン(ウイーン文化学研究所)、ゴットフリート・ブンベルク教授と会い,資料選定から、研究成果の発表にいたるまで多方面での支援を取り付けていることも報告しておきたい。
ロータス形状ポーラス金属の応用開発

本研究では,25気圧までの水素,窒素あるいはそれらとアルゴンとの混合ガス雰囲気下で金属を溶解しそれを一方向凝固させることによって気泡(ポア)に直接的な方向性をもたせたロータス(レンコン)型ポーラス金属を作製した.これまでに作製した主なものは,銅,銅-アルミニウム合金,黄銅,鉄,鉄-クロム合金,ステンレス鋼,ニッケル,ニッケル基超合金,マグネシウム,アルミニウム,アルミニウム合金,チタンなどである.このうち平成13年度の研究でポーラス化に成功した金属は黄銅,鉄-クロム合金,ステンレス鋼,ニッケル基超合金,マグネシウム,チタンである.さらに,これらのロータス材料のポアサイズは溶融金属の凝固速度に大きく依存すること,ポロシティは水素あるいは窒素のガス圧力ばかりではなく,不活性ガスであるアルゴンの影響も大きいことを明らかにした.また,デンドライト組織はポアの成長に大きく影響しポア形状を変化させることを明らかにした.水素を用いて作製したポーラスマグネシウムは比重が1以下の水に浮く超軽量材料として注目される.ポーラスチタンを作製することにも成功した.作製された金属合金の引張り,圧縮,曲げ,疲労などの強度試験を行ない,それらの性質はポアの方向に強く依存することを初めて明らかにした.また,有限要素法を用いて強度特性のシミュレーションも行った.さらに、内部摩擦,弾性定数,熱膨張係数,熱伝導度,電気伝導度,ヤング率を測定しデータベースを充実させた.これらの材料を用いて,フィルター,静圧軸受けの試作品を作製し,性能試験を行なった結果,ポーラス金属を用いることの有用性が確認できた.熱交換器の基礎実験を行ない,従来製品よりはるかに優れた性能を有することを実証し,製品化の実現性が高くなった.ポーラスインプラントを動物に埋入し,動物実験を行なった結果,ポア内に骨細胞および繊維芽細胞の侵入が認められた.つまり,ポーラスチタン,ステンレス鋼が人工歯根,人工骨に使用できる見通しを付けることができた.さらに,平成14年4月ロータス形状ポーラス銅を用いたゴルフパター製品が株式会社リョービから発売されることになった.以上のように,最終年度で,当初の応用開発の目的を達成でき,一部は当初の目標になかった製品化をも実現した.研究代表者らは、数気圧の水素や窒素ガス雰囲気中で銅、鉄、アルミニウムなどを溶解し、それを特定の冷却速度で一方向凝固させることによって数μmから10mmの直径の均一サイズのレンコン(ロータス)構造を有するポーラス金属の作製方法を開発した.このロータス型金属は従来の多孔質焼結金属や発泡金属とは全く製造方法が異なり媒体の強度を十分確保しつつ微細な孔を成形できるもので,言わば、材料と構造とが一体化したものである。本研究は、このような優れたロータス形状ポーラス金属を用いて、高性能フィルター,静圧軸受け,ループ形ヒートパイプ,過熱蒸気発生装置,軽量マンホール,車止め,多孔性口腔インプラント(チタン製人工歯根)を開発し、実用化をめざすことを主な目的としている。平成11年度の研究結果によると,ポーラス金属の内部摩擦が異常に大きいこと,比強度がノンポーラス金属と変らないこと,さらに,巨大表面積をもつポーラス鉄を浸炭,窒化させるとノンポーラス鉄より格段の強度が得られること,ポア(気泡)が結晶粒成長を阻止することなど,従来の材料学の常識を破るような新現象が発見された.さらに,圧力損失の少ない高性能フィルター,静圧軸受け,過熱蒸気発生装置を作製することに成功した.また、ポーラス銅製の人工歯根をモルモットの口腔にインプラントし,順調な機能を示したものの銅固有の毒性のためにモルモットが死亡した.今後,ステンレス製あるいはチタン製の人工歯根の作製が望まれる.また,ポーラス金属を用いたループ形ヒートパイプは従来型の溝型ヒートパイプよりもはるかに冷却効率,圧損効率が優れていることがシミュレーションの結果から明確になった.本研究は,加圧ガス雰囲気下における金属の溶融状態と凝固状態におけるガス原子の溶解度差を利用して直線的な微細孔を有するポーラス金属を作製し,ポーラス化による材料の軽量化および機能化という新しい手法を開発することを主な目的としている.具体的な本研究の目的は高性能フィルター,静圧軸受け,ヒートパイプ,マンホール,人工歯根等を開発し,実用化を目指すことである.そのための基本的な材料特性の評価を系統的に行った.これまでの成果を要約すると,次の通りである.1.水素加圧雰囲気中で金属を溶解し,一方向凝固させることによってサイズの均一な,直線的な微細孔を有するポーラス銅,ポーラス鉄,ポーラスニッケルとそれらの合金を作製することに成功した.2.ポーラス銅の引張強度,降伏強度および圧縮強度を微細孔の方向と平行あるいは垂直に切り出した試料について系統的に調べた.従来の発泡金属や焼結金属に比べて格段に優れた強度を有することを明らかにした.3.強制振動法によりポーラス銅の内部摩擦を測定した結果,400°C付近にQ^<-1>が0.10.15程度のきわめて大きな内部摩擦ピークを発見した.これは微細孔内に取り込まれた水素が銅中に解離し水素原子対を形成して移動するためであると結論づけた.銅-アルミ,銅-ニッケル合金の内部摩擦についても調べ,新しい知見を得た.