hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
座位褥瘡を座位で治す革新的褥瘡ケア方法の確立

本研究の目的は、圧切り替え機能付きクッションを用い、座位で生じた褥瘡の治癒と心身機能(認知機能、関節可動域、筋肉質量)を検証することである。対象者は、調査協力を承諾した4施設中研究対象者が3名であった(介入群2名、対照群1名)。調査依頼施設である4施設で日常的に車いすを使用する高齢者を対象に褥瘡の有無とケア内容の実態調査を行った。症例数が少ない要因として、生活行動により殿部の負担が軽減されていたこと、また、研究対象となった介護老人保健施設では、軽度d1が発生した場合、直ちに処置、及び臥床時間を減少し、殿部の負担を軽減していたと考えられる。歩行できない高齢者にとって座位姿勢をとることは、寝たきり予防の観点では重要である。しかし、現在臨床では、座位により褥瘡が発生すると、座位姿勢では褥瘡が悪化するため、臥床させて治癒を図っている。このケア方法は、治癒が促進する一方で、高齢者は座位時間、活動時間が減少し、心身機能を低下させる可能性がある。したがって、座位により発生した褥瘡を臥床させ、心身機能を低下させることなく早期に治癒させることが求められている。本研究の目的は、圧切り替え型車いすクッションの機能により褥瘡を早期に治癒させることで、心身機能(筋肉質量、拘縮、認知機能)への影響を検証することである。本年度実施した内容は、研究計画書の修正と機器の準備、プレテストである。4月より、褥瘡ケア・体圧分散における研究者、工学研究者からスーパーバイズを受け、本計画の測定項目の修正を行った。1月に金沢大学医学倫理審査委員会より、研究実施の承認を受けた(571-1)。同1月から機器の準備を実施した。本研究で使用する圧切り替え型車いすクッションの動作確認、体圧分散効果の検証を行った。また、体組成機器(筋肉質量の測定機器)を搬入し、健常者、高齢者でプレテストを実施した。同月、認知機能の評価を実施するために長谷川式簡易評価スケールをセットを購入し、健常者でプレテストを実施した。34月に全ての項目において、測定項目一連の測定手順を包含基準を満たした高齢者1名で実施し、本調査実施の準備とした。そのため高齢者は寝たきり状態となり、廃用症候群の発生率を高め、呼吸器合併症などを増加させる。したがって、座位により発生した褥瘡を臥床させることなく早期に治癒させることが求められている。そこで、これまでにない圧切り替え機能付きクッションを用い、1座位で生じた褥瘡の治癒と2心身機能(認知機能、関節可動域、筋肉質量)を検証し、褥瘡を座位姿勢のままで治す革新的なケア方法を確立を目的とする。本年度の実施状況は、対象者をリクルートした結果4施設中2名であった。前年度、症例数がいなかったため、対象施設を追加したが、症例数が集まらなかった。そこで、調査依頼施設である4施設で、日常的に車いすを使用する高齢者を対象に褥瘡の有無とケア内容の実態調査を行った。結果は123名であり、車いすを利用する全高齢者を母集団として褥瘡有病率0.8%(尾骨部)であった。症例数が少ない要因として対象者の座位時間は平均約11時間であり、その間おむつ交換4.3回、食事3回、概ね2時間以内に褥瘡好発部位の局所圧が解除されていた。本年度、調査した2症例は、難治性の褥瘡であり、圧切り替え型車いすクッションを使用した結果、治癒傾向を示した。難治性の褥瘡に有効性が見られ、今後は、対象施設を増やし、対照群を含め、褥瘡治癒効果と心身機能を評価する。研究が遅延した理由として、想定していたよりも褥瘡の症例数が少なかった。その背景は、臨床で適切なケアが行われていることが考えられる。しかし、難治性の座位褥瘡は、治癒の遷延が起こり、通常のケアに加えて圧切り替え型車いすクッションが有効であることが示唆された。今後は、対象施設を増やし、症例数を増やす予定である。平成26年から2年間の調査では、調査協力を承諾した4施設中研究対象者が2名であった(介入群2名)。この結果は、先行研究から算出し、予定していた対象者66名より極めて少ない調査結果であった。そこで、平成27年3月28年9月にかけて調査依頼施設である4施設で日常的に車いすを使用する高齢者を対象に褥瘡の有無とケア内容の実態調査を行った。平成28年度に追加調査を実施し、結果は174名であった。車いすを利用する全高齢者を母集団として、褥瘡有病率1.1%(尾骨部)、0%(坐骨結節部位)であり、先行研究よりも低い値であった。症例数が少ない要因として、対象者の座位時間は平均11時間であり、その間おむつ交換4.5回、食事3回、概ね2時間以内に褥瘡好発部位の局所圧が解除されていたことが示唆された。

上記、介入群の結果と実態調査の結果を平成28年9月第18回日本褥瘡学会で口頭発表した(発表結果は171名、以後3名追加)。また、同年12月に研究協力施設にて尾骨部の褥瘡患者が発生した為、新たに対照群1名のデータ収集を行った。調査期間内に褥瘡は治癒傾向であり、心身機能(筋肉質量、認知機能、関節可動域)に著明な変化はみられなかった。次年度は、1.実態調査の結果を論文投稿すること、2.平成29年6月8月にかけて再度、褥瘡患者の有無を協力施設で確認し、対象者となる患者がいた場合、追加調査を行うこと、3.9月12月にかけて介入群、対照群のデータを分析し、論文にまとめる予定である。本研究は、先行研究で調査されていた対象者比率と比較し、本研究協力施設における対象者数が非常に少なく、調査が大幅に遅延した。本研究の目的は、圧切り替え機能付きクッションを用い、座位で生じた褥瘡の治癒と心身機能(認知機能、関節可動域、筋肉質量)を検証することである。研究対象者は、介護老人保健施設4施設に入所中の高齢者とした。介入群は圧切り替え機能付きクッション、対照群は、同様の圧切り替え機能付きクッションを静止型として使用した。調査予定人数は、66名であった。平成26年から平成29年の調査結果は、調査協力を承諾した4施設中研究対象者が3名であった(介入群2名、対照群1名)。この結果は、先行研究から算出し、予定していた対象者66名より極めて少ない調査結果であった。そこで、平成27年3月28年9月にかけて調査依頼施設である4施設で日常的に車いすを使用する高齢者を対象に褥瘡の有無とケア内容の実態調査を行った。平成28年度に追加調査を実施し、結果は174名であった。車いすを利用する全高齢者を母集団として、褥瘡有病率1.1%(尾骨部)、0%(坐骨結節部位)であり、先行研究よりも低い値であった。症例数が少ない要因として、対象者の座位時間は平均11時間であり、その間おむつ交換4.5回、食事3回、概ね2時間以内に褥瘡好発部位の局所圧が解除されていたこと、また、研究対象となった介護老人保健施設では、軽度d1が発生した場合、直ちに処置、及び臥床時間を減少し、殿部の負担を軽減していたと考えられる。現在、1.実態調査、2.症例について、分析、考察を実施し、論文作成している。対象者は、調査協力を承諾した4施設中研究対象者が3名であった(介入群2名、対照群1名)。調査依頼施設である4施設で日常的に車いすを使用する高齢者を対象に褥瘡の有無とケア内容の実態調査を行った。症例数が少ない要因として、生活行動により殿部の負担が軽減されていたこと、また、研究対象となった介護老人保健施設では、軽度d1が発生した場合、直ちに処置、及び臥床時間を減少し、殿部の負担を軽減していたと考えられる。研究計画書の修正に時間がかかってしまったため、本調査の実施が4ヶ月遅れた。対象施設を1施設増やし、定期的に褥瘡の症例を増やす予定である。本研究結果を論文にまとめる。老年看護学研究計画書を見直し、サンプルサイズを検証した結果、対象者数が66名から50となった。対象者が減少した分、本年度の計画実施の遅れは解消できると考える。27年度使用予定の物品、旅費よりも、調査に必要な物品である眠りSCANを優先して購入した為に差額が生じた。購入予定であった座圧分布測定装置(マット)の金額が価格改定により購入不可能となったため。予定していた購入機器、旅費に差額が生じたため。
聴覚系におけるNMDA receptorの役割の解明

マウスNMDA型受容体チャンネルはζ1、ε1ε4のサブユニットのcDNAがクローニングされており、ζ1サブユニットはほとんどの神経細胞に存在し、異なるεサブユニットの組み合わせにより異なる作用を担っていると考えられている。一方聴覚系の求心性神経伝達物質としてグルタミン酸かその有力な候補として考えられている。そのグルタミン酸はグルタミン酸受容体チャンネルを介して作用すると考えられている。聴覚系においてグルタミン酸受容体チャンネルの局在が生理学的、組織学的にも報告されているが各々のグルタミン酸受容体チャンネルのサブユニットの機能は解明されていない。そこで聴覚系におけるグルタミン酸受容体チャンネルのサブユニットの機能の解明するために三品らが作製したNMDA型受容体チャンネルのサブユニットε1単独と、ε4単独の遺伝子を人為的に欠失させたジーンノックアウトマウスを用いて聴覚系の検討を行った。我々はIn situ hybridization法を用い、wild型マウスの聴覚脳幹部においてε1及びε4mRNAは蝸牛神経核、上オリーブ核群の細胞に発現する事が観察できた。このことよりε1及びε4サブユニットの上行聴覚伝導路のシナプスに局在することが示唆された。次にmDA型受容体チャンネルのサブユニットε1単独と、ε4単独の遺伝子を人為的に欠失させたジーンノックアウトマウスをABRを用いて各々のマウスの聴覚機能の検討を行った。ε4ノックアウトマウスの聴覚機能はABRで閥値上昇を、ε1ノックアウトマウスでは音響負荷後の閥値上昇を認めた。このことよりε1は音響負荷時に何らかの作用を担い、ε4は音響負荷以前に何らかの作用を担っている可能性が考えられた。マウスNMDA型受容体チャンネルはζ1、ε1ε4のサブユニットのcDNAがクローニングされており、ζ1サブユニットはほとんどの神経細胞に存在し、異なるεサブユニットの組み合せにより異なる作用を担っていると考えられている。一方聴覚系の求心性神経伝達物質としてグルタミン酸がその有力な候補として考えられている。次にNMDA型受容体チャンネルのサブユニットε1単独と、ε4単独の遺伝子を人為的に欠失させたジーンノックアウトマウスをABRを用いて各々のマウスの聴覚機能の検討を行った。
木質バイオマスの酵素糖化のボトルネックとなるキシランの構造と性状に関する研究

セルロース系バイオマスの酵素糖化においては、従来、セルラーゼによる結晶性セルロースの分解が遅いことが問題と考えられてきたが、最近の我々の研究では、シラカンバ材などの広葉樹由来の木質バイオマスではキシランの一部が結晶性セルロースの中に取り込まれて複合体を形成している可能性と、これが木質バイオマスの酵素糖化のボトルネックとなっていることが示唆されている。このようなことから、広葉樹由来の木質バイオマス中に存在するキシランの中で、難酵素分解性の原因となるキシランの構造的特徴と結晶性セルロースとの複合状態について、モノコンポーネント酵素による糖化実験の結果から明らかにすることを本研究の目的とした。平成28年度では、アンモニアで前処理を行ったシラカンバ材由来の木質バイオマスを構成するキシランについて分析を行った。FTIR分析の結果から、アンモニア処理バイオマスではバイオマス中のエステル結合については、ほぼ全てがアミド化されていることが明らかとなった。すなわち、アンモニア処理により、キシランを修飾している全てのアセチル基はキシラン主鎖から脱離していると考えられた。一方、キシラン側鎖のグルクロノイル基については、アンモニア処理前後では大きな差異はなく保持された。研究室で保管している白色木材腐朽菌Phanerochaetechrysosporiumからすでに取得している同菌の各種キシラン分解関連酵素cDNAライブラリーから該当する遺伝子を酵母菌Pichia pastoris用の発現ベクターに組み込み、それぞれをモノコンポーネント組換え酵素として生産することを試みた。平成28年8月、本年度に雇用を予定していた研究協力者が、急遽、他機関とのプロジェクトに専念しなければならないことが判明し、本研究に参画できなくなったため、その後の研究遂行のために、その代わりとなる研究者を確保するために遅れが生じた。また、その結果、研究の進捗については7ヶ月間の遅れが生じ、当初は平成28年度中に実施を予定していた酵素剤を利用したバイオマス分析実験については平成29年度に持ち越されることとなった。平成28年度に実施予定であった酵素剤を用いたアンモニアで前処理を行ったバイオマス分析実験については、シラカンバ由来木質バイオマスをはじめ、アカシア、ブナ、ポプラ、ユーカリ、ヤナギの合わせて6樹種について平成29年10月末までに完了した。
植物のかたちを変える病原微生物群の共通分子基盤

植物病原微生物は個々の特有の病原性因子によって宿主にあらゆる形態変化を及ぼす。本研究では、萎縮病徴を誘導するバクテリア由来の病原性因子TENGUと、ウイルス由来の病原性因子CRP(Cysteine Rich Protein)を対象に、病徴発現メカニズムについて解析を行った。まずTENGUについて、異なる宿主をもつファイトプラズマのTENGUアミノ酸配列を比較したところ高い相同性が確認された。miRNA大規模シークエンスを行った結果、TENGU形質転換シロイヌナズナでは、オーキシンに関連するmiRNAに有意な発現変動が認められた。病徴とTENGUの発現量の相関性をリアルタイムPCRで調べると、病徴の激しい個体ほどTENGUの発現量は上昇していた。このことから、TENGUの発現量と病徴発現は比例関係にあることが明らかになった。これらの結果から、TENGUは植物に共通するオーキシン関連遺伝子に作用し萎縮病徴を誘導することが示唆された。一方、カルラウイルス属ウイルスゲノムにコードされる病原性因子CRPでは、同属ウイルスであっても多様性の高い配列がアミノ酸N末端領域に見出された。また、調べた6つのカルラウイルスは萎縮または縮葉の異なる2パターンの病徴が観察された。ウイルスベクターを用いて各CRPを植物で発現させたところ、CRP発現によりウイルス蓄積量はいずれも同程度増加した。しかし、TENGUでみられた発現量と病徴の相関性はCRPには認められなかった。そこでN末端領域の配列多様性と病徴パターンの関連性を調べるため、萎縮型PVM-CRPと縮葉型CVB-CRPのN末端領域を入れ替えたキメラCRP作成した。その結果、N末端領域に依存して病徴パターンも変化することがわかった。以上の結果から、CRPのN末端領域が病徴パターン決定に関与していることが明らかになった。27年度が最終年度であるため、記入しない。植物病原微生物は個々の特有の病原性因予によって宿主にあらゆる形態変化を及ぼす。一方で植物は、異なる病源微生物の感染であっても類似した病徴を示すことがある。萎縮・叢生はその一つで、ウイルス、バクテリア、菌類を含むあらゆる病原微生物の感染においてみられる病徴である。本研究では、萎縮・叢生症状を引き起こす2つの病原性因子を標的に、同一宿主植物でこれらの病徴発現を比較解析し、萎縮・叢生に至る植物形態変化の共通分子基盤の解明を目的とする。病原性因子は、ウイルスであるPVM由来のCRP (Cysteine Rich Protein)と、バクテリアであるファイトプラズマ由来のTENGUを用いる。両者は全く異なる微生物由来の病原性因子だが、萎縮・叢生症状を引き起こす点で共通する。H25年度は、萎縮・叢生の病徴誘導に関わる病原性因子のアミノ酸領域を推定するため、同属ウイルスにコードされるCRPと同属他種ファイトプラズマのTENGUホモログをウイルスベクターで発現させ、接種植物の病徴を観察した。その結果、CRPについてはPVM以外の同属他種ウイルスでは、萎縮・叢生病徴を誘導しないことがわかった。また、病徴誘導能の異なるCRPアミノ酸配列の比較から、約40アミノ酸が萎縮・叢生症状に関与していることが推測された。TENGUは38アミノ酸からなる低分子タンパク質である。比較したTENGUホモログは他種間であっても高い相同性をもつことがわかった。また、全てのホモログが萎縮・叢生症状を誘導した。これらの結果から、TENGUには萎縮・叢生の病徴誘導能が高く保存されているものの、CRPでは病徴誘導能の保存性は低いことがわかった。一方で植物は、異なる病原微生物の感染であっても類似した病徴を示すことがある。萎縮・叢生はそのひとつで、ウイルス、バクテリア、菌類を含むあらゆる病原微生物の感染においてみられる病徴である。本研究では、すでに得られているバクテリアおよびウイルス由来の病原性因子を用いて、それらが引き起こす共通病徴「萎縮・叢生」の共通分子メカニズムを解明することを目的とする。本年度は、近年植物の形態形成に深く関与することが明らかになりつつある小分子RNAについて、大規模シークエンスを用いて解析した。バクテリアであるファイトプラズマの病原性因子tenguを形質転換したシロイヌナズナと野生型シロイヌナズナを比較し、萎縮・叢生病徴発現による小分子RNAの発現変動を調べた。その結果、tengu形質転換シロイヌナズナでは、オーキシンに関連する小分子RNAに有意な発現変動が認められた。この結果から、ファイトプラズマは小分子RNAを介して植物ホルモン関連遺伝子に作用し、これが萎縮・叢生病徴を及ぼしていることが示唆された。この結果はtengu形質転換シロイヌナズナにみられる不稔症状とも関係する可能性が考えられた。そこでtengu形質転換シロイヌナズナの内生植物ホルモン量を調べたところ、オーキシンとジャスモン酸の有意な減少が認められた。病原性因子tenguは、少なくとも2つの植物ホルモンに作用し、これが植物のかたちを変化させる原因となっていることが明らかになった。植物ホルモンの減少は、萎縮・叢生だけでなく、花芽器官にも形態異常を引き起こし、これが不稔症状につながることがわかった。

まずTENGUについて、異なる宿主をもつファイトプラズマのTENGUアミノ酸配列を比較したところ高い相同性が確認された。miRNA大規模シークエンスを行った結果、TENGU形質転換シロイヌナズナでは、オーキシンに関連するmiRNAに有意な発現変動が認められた。病徴とTENGUの発現量の相関性をリアルタイムPCRで調べると、病徴の激しい個体ほどTENGUの発現量は上昇していた。このことから、TENGUの発現量と病徴発現は比例関係にあることが明らかになった。これらの結果から、TENGUは植物に共通するオーキシン関連遺伝子に作用し萎縮病徴を誘導することが示唆された。一方、カルラウイルス属ウイルスゲノムにコードされる病原性因子CRPでは、同属ウイルスであっても多様性の高い配列がアミノ酸N末端領域に見出された。また、調べた6つのカルラウイルスは萎縮または縮葉の異なる2パターンの病徴が観察された。ウイルスベクターを用いて各CRPを植物で発現させたところ、CRP発現によりウイルス蓄積量はいずれも同程度増加した。しかし、TENGUでみられた発現量と病徴の相関性はCRPには認められなかった。そこでN末端領域の配列多様性と病徴パターンの関連性を調べるため、萎縮型PVM-CRPと縮葉型CVB-CRPのN末端領域を入れ替えたキメラCRP作成した。その結果、N末端領域に依存して病徴パターンも変化することがわかった。以上の結果から、CRPのN末端領域が病徴パターン決定に関与していることが明らかになった。本研究の目的のひとつ、病原性因子tenguが作用する植物因子を特定することができたことから、おおむね順調に進展していると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究で注目する萎縮・叢生を引き起こすウイルスの病原性因子CRPの植物因子特定に取り組み、特定された植物因子をtenguの作用因子と比べる。さらに菌類においても萎縮・叢生病徴を示す菌株が得られたため、これを対象に菌類の病原性因子の解析を実施する。これらの結果から、ウイルス、バクテリア、菌類を含めた病原微生物群の病徴発現ネットワークの共通性を見いだす。植物の形態形成を制御する生理活性ペプチドは、その一部が翻訳後プロセシングを受けることが知られている。TENGUの萎縮・叢生病徴誘導におけるプロセシングの関与を調べた結果、TENGUは植物体内でプロセシングされることがわかった。CRPは約100アミノ酸からなるが、病徴誘導能の異なるCRPの配列相同性から、萎縮・叢生病徴誘導に関与する領域はおよそ40アミノ酸であると推測された。植物病原微生物の病原性因子は、植物体内での分解を介して病徴発現に至る可能性が示された。植物体内で生じる病徴発現ネットワーク解明の一環として、CRPとTENGUのタンパク質構造解析を行った。
超高エネルギーガンマ線宇宙地図

複数の撮像型大気チェレンコフ望遠鏡による超高エネルギー(VHE)γ線突発天体の発見をめざす広角同時観測を目的とする。複数の望遠鏡で同期して事象が撮像できるように、グローバルトリガーリセット装置を開発し、ハワイ島マウナロアにあるAshra検出器に装着した。2009年度末までに実観測時間が17カ月で計2774時間に到達し、93%の好天率と99%以上の光学系の稼働率を達成した。2008年に大気チェレンコフ光トリガーを用いたGRBからのVHEタウニュートリノ探査を行った。1.グローバルトリガーリセット装置の設計,開発:本装置の総設計を佐々木が行い,Ashraトリガ装置を主として開発してきた増田と木村が全体の回路設計および開発を担当した。2.トリガー,読み出し装置を含む検出器シミュレーションの開発: Ashra検出器全体を第1反応,空気シャワー,チェレンコフ光放射,大気中の光伝播などの物理現象,検出器の光学系,光電撮像だけでなく,トリガー,読出し装置の特性までも含めた完備に近い検出器シミュレーション開発を行った。大天頂角で到来するような特殊な物理現象事例および,チェレンコフ光の空気中での伝播,および光学系のシミュレーションを開発した。トリガーセンサのハードウエアの開発経験を基に,トリガー,読み出し装置を含むオンラインデータ処理のシミュレーションをした。Ashraグループのオフライン解析プログラム,およびデータの管理の方法を構築した。本シミュレーション開発においてもプログラムバージョン管理を緻密に行い,開発成員の效率的共同体制を維持した。3.グローバルトリガーリセット装置の試験,評価:本装置の稼働性能を試験し,評価を行った。基本的にパルス発生器からAshraトリガー装置に至るまでのパルス経過時間とそのジッター重要であるが,ジッターは時間スタンプ精度100nsに比べて十分小さいジッターを確認できた。その環境(温度,温度)による安定性の試験を行い,実地運用し,経年変化が見られないことを試験し,良好な結果を得た。1.トリガー装置の現地への設置・調整完成した本装置をハワイ島マウナロア山腹のAshra観測サイトへ搬出し、設置する。集光器と集光器脇の各トリガー室まで屋外用強化被覆を持つ光ファイバー束を、既設の金属ダクトに沿って入れて配線した。光ファイバーの為、誘電雷やサージ電流などの悩みはない。断熱対策も施した。グローバルトリガーの為、光テストパルスを伝送した。光テストパルスをファイバー束でトリガーセンサまで伝送し、感受させることでイベントを現場で取りこぼしなく正しくトリガーされるかどうかを確認した。その結果、330TeV以上の陽子から発せられる水平空気シャワーチェレンコフ光では100%のトリガ効率が得られることが確認された。2.トリガー装置を用いたVHE空気シャワートリガー撮像試験観測上記のように設置されたトリガー装置を用いたVHE空気シャワートリガー撮像試験観測を行った。設置・調整されたトリガーシステムを駆使して、VHE陽子空気シャワー観測を実施した。設計上、複数の集光器が集中して同じ視野を見ることで個眼検出器を形成している。各個眼検出器に1個トリガー装置が脇の各トリガー室内に配備されている。トリガーリセット制御パルスは主ステーションで12台、副ステーションで4台の計16台のトリガー装置に配られることになる。トリガー装置は各個眼検出器にトリガーがかかれば、その取得画像データに相応するトリガー番号と時間スタンプ番号を付加する。この時間スタンプ番号のリセットを本研究によるリセット信号の制御によって行う。各トリガー装置は、観測時はリセット同期以外、完全に独立に稼働する。トリガーされAshraの読み出し高精度CMOSセンサはトリガーされた部分のみデータ出力する。そのデータは各個眼検出器にある、フロントエンドDAQ用PC上のHDDに一時保管されていく。その照合を朝昼の観測していない間にフロントエンドDAQ用PCを有効活用し、ステレオ事例整合をネットワーク越しに行う。その構想に沿って、マウナケア山を背景とした視野をもつ集光器を用いて、試験撮像観測を1ヶ月以上実施した。その結果、VHE陽子空気シャワーのエネルギー分布を得て、従来の観測結果と整合し、概ねトリガーが狙った感度で稼動できることが示された。今後、観測統計と較正精度を上げて、より高精度の実証を行いたいと考えている。○トリガー装置の現地への設置・調整完成した本装置をハワイ島マウナロア山腹のAshra観測サイトへ搬出し設置した。集光器と集光器脇のトリガー室まで屋外用強化被覆を持つ光ファイバー束を、既設の金属ダクトに沿って入れて配線し、光ファイバーの為、誘電雷やサージ電流などの悩みはない。断熱対策も施した。

○トリガー装置を用いたVHE空気シャワートリガー撮像試験観測上記のように設置されたトリガー装置を用いたVHE空気シャワートリガー撮像試験観測を行った。設置・調整されたトリガーシステムを駆使して、VHE陽子空気シャワー観測を実施した。設計上、複数の集光器が集中して同じ視野を見ることで個眼検出器を形成している。各個眼検出器に1個トリガー装置が脇の各トリガー室内に配備されている。トリガーリセット制御パルスは主ステーションで12台、副ステーションで4台の計16台のトリガー装置に配られることになる。トリガー装置は各個眼検出器にトリガーがかかれば、その取得画像データに相応するトリガー番号と時間スタンプ番号を付加する。この時間スタンプ番号のリセットを本研究によるリセット信号の制御によって行う。各トリガー装置は、観測時はリセット同期以外、完全に独立に稼働する。トリガーされAshraの読み出し高精度CMOSセンサはトリガーされた部分のみデータ出力する。そのデータは各個眼検出器にある、フロントエンドDAQ用PC上のHDDに一時保管されていく。その照合を朝昼の観測していない間にフロントエンドDAQ用PCを有効活用し、ステレオ事例整合をネットワーク越しに行う。その構想にそって、マウナケア山を背景とした視野を持つ集光器を用いて、試験撮像観測を1カ月以上実施した。その結果、VHE陽子空気シャワーのエネルギー分布を得て、従来の観測結果と整合し、概ねトリガーが狙った感度で稼働できることが示された。その知見に基づき、データ処理や解析手法の確立に向け、プログラム開発している。
低位前方切除術後の排便障害の基礎的ならびに臨床的研究

広範な郭清を伴う直腸低位前方切除術にはしばしば排便障害生じ、直腸肛門の機能検査結果が改善した後にも持続することが臨床の場においてしばしば経験される。我々はその要因は腹腔内の神経の障害による残存大腸の運動障害に起因するのではないかと考え雑種成犬を用いて実験的に考察した。我々は食物摂取に対する大腸の反応性の運動亢進、いわゆるgastrocolonic responseを応用した大腸機能の評価方法を考案し、大腸の筋電図においてCERAとCECの出現頻度を比較検討することにより術後の大腸機能に関し検討を行った。仙骨前面の副交感神経系の神経節を傷害すると術後の大腸運動は有意に低下(p<0.05)した。右側結腸のみを対象として検討しても同様の結果を得た(p<0.05)。この機能低下は術後6カ月を経過しても回復しなかった。大動脈前面の神経節あるいは腸間膜の切離のみでは活動電位は減少せず、むしろ空腹期に一過性に増加する傾向を示した(p<0.05)。この傾向は術後2カ月目には対照群と同様のレベルに戻った。排便状態の観察では、仙骨前面の神経節を傷害した群では下痢、排便時間の延長が観察され、術後6カ月経過してもこの傾向が持続するものが半数(2/4)存在したが、他の群では術後3週間目でほぼ術前と同様の排便状態に回復した。以上の結果より、仙骨前面の副交感神経系の節前線維を傷害すると残存大腸の機能低下を来たし、術後6カ月を経過しても回復しないことが明らかになった。神経系の伝達が回復するとされる術後34カ月を経過しても残存大腸の機能が回復しないことより術後遷延する排便異常の原因として仙骨前面に存在する副交感神経系の節前線維の障害があげられると考えられる。従って、不必要な仙骨前面の操作により骨盤神経叢の損傷をきたすことは術後の排便機能の保護の観点からも慎まなければならないと考えられた。直腸癌の根治手術として行なわれる自然肛門温存術(前方切除術など)の術後の排便異常に関しての研究は直腸肛門機能の面からは多く行なわれてきたが、残存結腸の運動生理学的検討や吸収能の変化による検討はあまり行なわれていないのが現状である。特に直腸癌手術に伴う広範なリンパ節〓清術による自律神経切除によりひきおこされる大腸機能障害の研究は少ない。今日我々は低位前方切除術後の残存結腸の機能に対して、低位前方切除時に通常行われる広範囲のリンパ節〓清に伴う自律神経切除術が大腸の運動に与える影響に関して検討を試みた。本年度においては切除・吻合といった手術操作による吻合部の〓〓〓の影響を排除した大動脈周囲と〓〓部の自律神経切除術のみを施行した実験モデルを雑種成犬により作成し、術後1ヵ月以上経過時に空腹時と食物摂取時(食後)に腸〓の節電図を測定することにより術後の結腸機能に関してコントロール群と比較して検討してきた。現在までに得られた実験結果より、広範囲におよぶリンパ節〓清により生ずる内臓〓〓の損傷は直腸のみでなく結腸全体の運動に影響を与えていることが示唆された。現在、この影響に関して確認、検証すべくモデル数の増加に努めるとともに、その影響の生ずる原因および機序に関して検討すべく、さらにいくつかのモデルの検討、作成を行っているところである。平成6年度にはその成果を発表可能な見込みである。広範な郭清を伴う直腸低位前方切除術にしばしば排便障害が生じ、直腸肛門の機能検査結果が改善した後にも接続することが臨床の場においてしばしば経験される。

我々はその要因は腹腔内の神経の障害による残存大腸の運動障害に起因するのではないかと考え雑種成犬を用いて実験的に考察した。我々は食物摂取に対する大腸の反応性の運動亢進、いわゆるgastrocolonic responseを応用した大腸機能の評価方法を考案し、大腸の筋電図においてCERAとCECの出現頻度を比較検討することにより術後の大腸機能に関し検討を行った。仙骨前面の副交感神経系の神経節を傷害すると術後の大腸運動は有意に低下(p<0.05)した。右側結腸のみを対象として検討しても同様の結果を得た(p<0.05)。この機能低下は術後6カ月を経過しても回復しなかった。大動脈前面の神経節あるいは腸間膜の切離のみでは活動電位は減少せず、むしろ空腹期に一過性に増加する傾向を示した(p<0.05)。この傾向は術後2カ月目には対照群と同様のレベルに戻った。排便状態の観察では、仙骨前面の神経節を傷害した群では下痢、排便時間の延長が観察され、術後6カ月経過してもこの傾向が持続するものが半数(2/4)存在したが、他の群では術後3週間目でほぼ術前と同様の排便状態に回復した。以上の結果より、仙骨前面の副交感神経系の節前線維を傷害すると残存大腸の機能低下を来たし、術後6カ月を経過しても回復しないことが明らかになった。神経系の伝達が回復するとされる術後34カ月を経過しても残存大腸の機能が回復しないことより術後遷延する排便異常の原因として仙骨前面に存在する副交感神経系の節前線維の障害があげられると考えられる。従って、不必要な仙骨前面の操作により骨盤神経叢の損傷をきたすことは術後の排便機能の保護の観点からも慎まなければならないと考えられた。
配向高分子薄膜作成とその光機能性評価

本研究は、高分子薄膜作成法及び高分子薄膜中の色素分子の配向・分布制御法を確立し、これらの方法で得られた高分子薄膜の光機能性を調べることを目的とする。本年度は、特に高分子Langmuir-Blodgett(LB)単分子膜及び累積膜に重点をおいて研究を進めた。高分子LB膜の構造と、層内及び層間で起こるエネルギ-移動・伝達との関係を定量的に評価し、光機能性LB膜設計の基本的指針を確立しようとした。また光異性化反応による高分子液晶構造制御と低分子液晶の配向制御を行う方法を確立した。主な成果は次のとおりである。1.高分子LB膜中の発色団の分布:発色団をポリマ-に結合した非晶性高分子においては発色団の凝集が抑えられて、発色団は均一に分布していることが分った。光機能性LB膜を設計するうえで、高分子LB膜が優れた特性を持つことを明らかにした。2.層間励起エネルギ-伝達:発色団をもつポリマ-のLB累積膜の上に励起エネルギ-アクセプタ-をもつ層を積んだ系について、発色団を励起レアクセプタ-にエネルギ-が捕捉される挙動を解析した結果、カルバゾ-ル基では約10nmの層間エネルギ-伝達ろが起こることを明らかにした。3.層間励起エネルギ-移動:エネルギ-ドナ-層とエネルギ-アクセプタ-層の間にスペ-サ-層を挟み、スペ-サ-層数を変えることによってエネルギ-移動の層間距離依存性を明らかにした。また各層に1種数の発色団を含む単分子膜を累積してヘテロ累積膜を構成し、3種類の発色団間でエネルギ-移動を起し、層間エネルギ-移動の方向性を累積膜の配列順序によって制御できることを示した。4.光異性化反応による高分子液晶の構造制御:アゾ基をゲスト分子として含む液晶系において、アゾ基のトランス-シス光異性化によって液晶-等方相の転移を起して、液晶形成能を光制御することを可能にした。
極微構造制御された多層化有機-金層ハイブリッドナノ結晶の作製と光学特性

本研究課題では,「有機-金属ハイブリッドナノ結晶の極微構造を制御した多層化コア-ナノシェル構造体の作製法を確立するとともに,その光学特性を評価し,ナノ界面電子・光相互作用を明らかにする.」ことを主たる研究目的とした.最終年度は,多層化の要素プロセスとして,逆構造であるPDA(ポリジアセチレン)コア-金属シェルの作製法「光触媒還元法」のさらなる拡充とその線形光学特性評価,「共沈法」との併用による多層化ナノ構造体の作製を試みたので報告する.ここで,PDAナノ結晶(結晶サイズ:70nm,150nm)は再沈法により予め作製した.(1)光触媒還元は,可視光を吸収したPDAの励起電子がコア表面周囲に存在する金属イオンを還元・析出させるものと考えられた.このことは,PDAコアのサイズ・形状とは関係なく,還元が進行することから支持される.(2)硝酸銀の代わりに,塩化白金カリウムを用いると非常に精細な白金ナノ粒子をPDAコア表面に析出することができ,白金ナノシェル構造が構築できた.(3)析出する銀ナノ粒子と白金ナノ粒子のサイズ・析出密度の差は,金属イオンの酸化還元電位と対応する金属の仕事関数で定性的に説明された.(4)予め「光触媒還元法」により析出したPDAコア表面の銀ナノ粒子を触媒として,化学還元法を併用し,金ナノ粒子を析出させることに成功した.(5)「光触媒還元法」と「共沈法」を組み合わせることにより,銀コア-PDAシェル(1)-白金シェル(2)という多層化ナノ構造を始めて作製することが可能となった.本研究課題では,「有機-金属ハイブリッドナノ結晶の極微構造を制御した多層化コア-ナノシェル構造体の作製法を確立するとともに,その光学特性を評価し,ナノ界面電子・光相互作用を明らかにする.」ことを主たる研究目的とする.本年度は,多層化の要素プロセスとして,逆構造であるPDA(ポリジアセチレン)コア-金属シェルの作製法の確立とその線形光学特性評価を行った.PDAコア-銀シェル型ハイブリッドナノ結晶の作製法として以下の2通りを検討した.ここで,PDAコアナノ結晶(結晶サイズ:70nm,150nm)は再沈法により予め作製した.(1)界面活性剤を用いて銀イオンをPDAコア上に吸着させ,その場還元する方法.界面活性剤SDSの疎水性アルキル鎖はPDAコア表面に吸着し,親水性硫酸基が銀イオン(硝酸銀水溶液)を静電的にトラップする.還元剤NaBH_4を添加し,PDAコア表面に銀シードを析出させ,さらにNH_4OHで銀シードのみを選択的に成長させた.(2)アンモニア共存下,銀イオンの光触媒還元による方法.PDAコアナノ結晶水分散液に,硝酸銀水溶液とアンモニア水を添加し,室内灯(可視光)照射で,非常に高効率で,銀ナノ粒子が前者の方法よりさらに稠密にPDAコア表面上に析出することを見出した.PDAコアは基板であると同時に,銀イオン還元の光触媒としても作用していると考えられる.つまり,PDAの価電子帯から伝導体に励起された電子が銀イオンを還元する.TEM・電子線回析,消光スペクトルからの構造解析も行った.本研究課題では,「有機-金属ハイブリッドナノ結晶の極微構造を制御した多層化コア-ナノシェル構造体の作製法を確立するとともに,その光学特性を評価し,ナノ界面電子・光相互作用を明らかにする.」ことを主たる研究目的とした.最終年度は,多層化の要素プロセスとして,逆構造であるPDA(ポリジアセチレン)コア-金属シェルの作製法「光触媒還元法」のさらなる拡充とその線形光学特性評価,「共沈法」との併用による多層化ナノ構造体の作製を試みたので報告する.ここで,PDAナノ結晶(結晶サイズ:70nm,150nm)は再沈法により予め作製した.(1)光触媒還元は,可視光を吸収したPDAの励起電子がコア表面周囲に存在する金属イオンを還元・析出させるものと考えられた.このことは,PDAコアのサイズ・形状とは関係なく,還元が進行することから支持される.(2)硝酸銀の代わりに,塩化白金カリウムを用いると非常に精細な白金ナノ粒子をPDAコア表面に析出することができ,白金ナノシェル構造が構築できた.(3)析出する銀ナノ粒子と白金ナノ粒子のサイズ・析出密度の差は,金属イオンの酸化還元電位と対応する金属の仕事関数で定性的に説明された.(4)予め「光触媒還元法」により析出したPDAコア表面の銀ナノ粒子を触媒として,化学還元法を併用し,金ナノ粒子を析出させることに成功した.(5)「光触媒還元法」と「共沈法」を組み合わせることにより,銀コア-PDAシェル(1)-白金シェル(2)という多層化ナノ構造を始めて作製することが可能となった.
終末期超高齢者における「死を否定しない医療」への転換に関する研究

85歳以上の高齢者は、加齢や認知症のために生存時間の延長がQOLの向上に直接繋がらない。かつ一人当たりの後期高齢者医療費の多寡は「入院」による影響が大きい。以上より、終末期にある高齢者への余命改善のための医療を評価することが必要だと考えた。医療従事者と遺族への調査の結果、病院で死亡する高齢者は「経口摂取不良・嚥下障害」や社会的な理由による入院が多かった。遺族でも「経口摂取不良・嚥下障害」による入院についての言及が多い点は共通していたが、また病院では「経口摂取不良・嚥下障害」への対応が延命になりやすいことも経験していた。本研究の目的は、1)病院で死亡した85歳以上の超高齢者の入院事象がどのように生起しているのか、また2)そのような事例に対して入院中に提供される医療・ケアの実際と、医療・ケア提供者である医療者、ならびに超高齢者の介護や治療の選択などを担う家族の評価や思いを明らかにすることを通して、超高齢者に対する終末期の医療提供の課題を整理し具体策を検討することである。平成26年度は医療提供側を対象に西日本にある3施設(病院、老人保健施設)の協力を得て、医師・看護師・介護職ら計24名に対してインタビュー調査を実施した。うち看護師計18名について分析を行った。超高齢者は死亡にいたる最後の入院において、入院時には意思決定能力が低下した場合がほとんどであり、治療のためとその病院で死ぬまで過ごすための入院があった。前者の場合は、患者が臨死期にあることが医師・看護師・患者の家族間で正式な合意・表明があれば、生活を豊かにするケアが実践されやすく、ない場合は患者に負担の大きいと考えられる医療的な処置が継続されていた。ただし正式な合意・表明があっても、週末や夜間など看護師長や常勤医が不在の場合には延命処置がされやすいことを明らかにした。後者の入院の場合は、家族が在宅死を断念した、また単身生活者で患者に身寄りがないことにより生起していた。また看護師は自分たちが行った医療やケアに対する評価において、患者死亡後の家族の評価を重視していた。一方で、入院中の医療によって患者の状態が安定したり、衰退がゆっくりすることは、家族が終末期の有限性を実感しにくくするため、家族の面会や訪問頻度が少なくなりやすく、家族とも継続的なコミュニケーションができにくくなるという状況があり、患者にとって、また家族にとって延命処置や入院による医療提供についての看護師の戸惑いや葛藤を捉えることができた。本研究では、85歳以上の高齢者においても病院で死亡することが多い状況を鑑み、延命が単に治療の効果とはならない終末期にある超高齢者を対象として、医療サービス提供のあり方について検討していくこと、延命による過剰な医療へ対応するための方策のあり方に資することを目的として、医療従事者ならびに看取りを経験した遺族に対して調査を実施した。具体的には85歳以上の超高齢者の終末期における「入/退院」がどのように正規しているのかの実情や高齢者の終末期がどのように捉えられているのか、死亡事例に関わった医療従事者に対して死亡事例の療養生活にとっての入院をどのように位置付けていたのか。また死亡事例に提供された医療をどのように評価しているのかを、病院で死亡した事例の「最終入院」に着目して把握する。また、超高齢者の看取りを経験した遺族に対して、事例の療養生活において医療サービスをどのように選択、利用していたのか、また死亡事例に対する医療サービスの利用をどのように評価しているのかを把握する。医療従事者調査については、大阪府下ならびに西日本にある2県にて計4つの地域で調査を行った。高齢者に対して提供された医療サービスや入院の目的は、看護師をinformantとして把握した。<身体症状の出現><疾患の憎悪><家族の負担><施設の方針・調整>の4つに分類された。特に<身体症状の出現>として【経口摂取の低下・嚥下障害】が多かったのが特徴的であった。もう一つの特徴として、<家族の負担>の大きさや、看取りを行うなどの<施設の方針・調整>のような社会的な理由も少なくないのが特徴であった。遺族に対しては死亡場所を問わずに終末期の医療について聞き取りを実施したが、多くが嚥下困難や栄養摂取に関する語りが多かった。研究成果は関連する看護系学会や社会医学系の学会で報告した。平成26度当初計画は主に病院を調査フィールドとして超高齢者の最終入院の実情の把握と終末期超高齢者の入院による医療提供に対する医療従事者への面接調査を実施する予定であった。大阪府・近郊地域での調査の計画であったが、最終的に協力が得られた西日本の3箇所の病院・施設で調査を行うことができた。

ただ、調査は平成27年の3月に実施した分もあり、分析が未着手となっているデータがあるため、概ね順調と判断した。公衆衛生看護学、地域看護学、保健社会学平成27年度は、昨年度までに収集した医療従事者、介護職等のインタビューデータの分析を進め、その成果を学会発表や論文発表を行う。また高齢者の入院・入所中の医療・ケア提供者の視点や価値のみならず、医療・ケアの受けてとなる家族(や患者となりうる人)の視点や価値を、インタビュー調査と自記式質問紙調査の2つの調査を実施し、質的、量的な側面から把握する。家族対象の調査は、医療従事者へのインタビュー調査を実施した施設がある二次医療圏とし、地域ベースで調査を配布する。また自記式質問紙調査の実施の際にインタビュー調査の依頼を行い協力者を得る計画である。また同時に調査協力者に対する結果のフィードバックのため、報告書ならびにホームページの作成を計画している。・医療従事者へのインタビュー調査の3つめの施設については、調査の実施が3月中旬になったこと、またその調査の依頼過程において、調査協力者の人数が多かったため、当初4人で現地へ調査へ赴く予定であったが、うち2人が都合で参加できなくなり、その分の旅費、ならびに調査後のデータの整理にかかる調査協力者謝金分が次年度への繰越となった。なお3月の調査のデータ量は当初の予定の倍程度多いので、繰越し金は謝金にあて、平成27年度4月から使用している。次年度使用額分は調査協力者用のPC購入ならびにインタビューデータ整理のための研究協力者謝金として使用する。また今年度の助成金は、1.家族調査の実施(インタビュー調査、自記式質問紙調査)にかかる費用、2.研究成果の学会発表のための旅費、学会参加日、3.論文発表のための校正など投稿にかかる諸費用、4.会議費、5.結果をフィードバックするためのホームページの作成、更新に使用する計画である。
脱灰象牙質を用いた骨再生とその界面組織の3次元的微細構造解析

本研究内容は,ラット頭蓋骨欠損部に対してヒトの歯を粉砕・脱灰して得た象牙質顆粒を移植後,移植脱灰象牙質と周囲に形成される骨組織の境界面および周囲組織の超微形態をFIB/SEMを用いてDynamicに観察し骨形成に関与する細胞および組織の規則性について詳細に検証することを目的とする.脱灰象牙質の象牙細管に注目し,顆粒の深部細管と表面部細管の石灰化の程度の違いや細管内を満たす組織の成分についてFIB/SEMを用いて観察した.試料はハーフカルノフスキー液にて固定し,樹脂包埋後, FIB/SEMによるROIの観察を行う. FIBによる試料表面の連続的切削とSEMによるBlock Face Imaging(BFI)像の取得を繰り返すことで骨組織約80μm角の空間を3次元的な再構築が可能である.本手法は樹脂表面を連続的に直接観察することで等方性且つ定量性のある3次元再構築し,取得したデータから必要なソフトを用いてパソコン上で3次元再構築を行った.骨欠損部にDDMを移植すると, DDMから徐放される微量なBMPによって,未分化細胞や周囲母骨由来の細胞が誘導され,骨細胞に分化する.骨細胞の細胞突起はDDM周囲でネットワークを形成する一方,一部は象牙細管内に伸展し,細胞外マトリックスを形成することが示唆された.DDMは象牙細管という特有の空間を有している.本研究は,移植DDM周囲に形成される新生骨は,この象牙細管を介してDDM表面および象牙細管内部に直接形成され,その形態としては嵌合を呈することを明らかにした.現在は破骨細胞およびその周囲骨と象牙細管との関係について観察を進めている.H27年度の第一研究目的は脱灰象牙質(demineralized dentin matrix; DDM)をラット頭蓋骨欠損モデルに移植後,骨新生の程度をμCTにて経時的に観察することであった.過去の報告では部分脱灰したDDM顆粒の5001000μ程度がより骨ができる条件とあったが,次世代走査型顕微鏡(Focused-ion beam;FIB/SEM)にて来年度以降試料を観察するにあたり500μ以下のDDMのほうが,操作性がよかった. H28年度には同試料を用いて,新生骨と象牙質の境界面をFIB/SEMトモグラフィー法にて超微形態解剖学的なアプローチを行い,骨形成に関与する細胞・組織間のネットワーク・組織構築およびその変化を検証するため,本実験の移植片の条件は完全脱灰の180500μ程度のサイズのDDMを使用した.6週齢SDラットの頭蓋骨に対し,インプラント用トレフィンバーにて6mm大の欠損を作成した. DDM移植群とコントロール群として何も移植しない群を比較して, 0, 2, 4, 8, 12週目にそれぞれμCT撮影を行った.その結果肉眼的な新生骨量の差は4週目以降出現し, 12週目にして有意差を確認した.現在電子顕微鏡用に超薄切片を作成後,収束Gaイオンビームにより試料表面を連続的に切削し,画像取得を繰り返すことで目的の界面空間を定量化している.本年度は移植モデルの確立と移植後のμCT撮影を中心に研究を遂行した.当初移植していたDDM顆粒サイズではうまく骨組織を形成しないこともあり,参考にしている論文の著者の口演を拝聴するために学術集会に参加し,また直接研究室に行き,移植法を見学させてもらうことで本研究のモデルを確立することができた.脱灰条件についても研究協力者から助言を受け,研究をすすめるにあたり,大変参考になった.また欠損サイズも小さすぎると,自然治癒することもあり, 6mmとするまでに試行錯誤した.μCTの使用法については過去にも使用していたものであったため,スムーズに観察を行うことができた.検証項目についても統計データを整理し,有意差を確認できている.本研究は脱灰象牙質(demineralized dentin matrix: DDM)を用いた骨再生研究において,次世代走査型顕微鏡を用いて,新生骨とDDMの付着機序を組織形態学的に解析することを目的とする.H27年度はDDMをラット頭蓋骨欠損モデルにDDM移植後,骨新生の程度をμCTにて経時的に観察し,同部新生骨を光学顕微鏡レベルで観察した.本年度H28年度には同試料を用いて,新生骨と象牙質の界面をFIB/SEMトモグラフィー法にて三次元的に再構築し,超微形態解剖学的に観察を行った.摘出試料をハーフカルノフスキー液にて固定し,樹脂包埋後,試料表面の連続的切削とSEMによるBlock face imaging(BFI)像の取得を繰り返すことで骨組織約80μm角の空間を3次元的な再構築した.なお,取得データは画像解析ソフトのAvizoを用いてパソコン上で3次元再構築を行なった.その結果, DDM周囲に存在する骨細胞はそれぞれの細胞突起にてネットワークを形成していた.また,興味深いことに,その細胞突起の一部は微小な骨細管とともに象牙細管内伸展しており,象牙細管内に骨組織が陥入していることが確認された.DDMは既に臨床応用されているが,基礎的研究は未だ少ない.本研究結果は,象牙質の象牙細管という特有な構造が骨形成に関与している可能性を示唆する極めて重要な組織学的なデータである.本年度はFIB/SEMトモグラフィー法を用いて,新生骨とDDMの境界面を組織学的にアプローチし,組織構築を行った.本3年研究の実験計画の要である.

象牙細管内に一部骨組織が陥入していると思われたため,同組織の含有元素成分をエネルギー分散型X線分光法にて精査中だが, 3μm大の象牙細管の研磨面を作製するにあたり,また同部をSEMで観察する条件設定までに多くの時間を要した.象牙質の基質自体も石灰化しており,象牙細管内の高電子密度領域との境界が不明瞭であったため,その組織像を確認することに苦慮した.現在までの結果からDDM移植後の骨形成過程においては以下のように考える.1移植後DDMから徐放される微量なBMPを含むタンパクにより,周囲骨組織由来の細胞や未分化細胞が誘導され,骨細胞に分化する. 2骨細胞の細胞突起はDDM周囲でネットワークを形成する一方で,一部は象牙細管内に伸展する.3陥入した細胞突起が細胞外マトリックスを象牙細管内で形成しながら,象牙質基質自体も石灰化を伴う骨化が進行する.また,本年度は上記までのデータで学会発表を行なった.その際に受けた質問及び象牙細管の意義についてはH29年度の課題とする.本研究は脱灰象牙質(demineralized dentin matrix: DDM)を頭蓋骨欠損モデルに填入後,新生骨とDDMの付着機序を次世代走査型顕微鏡を用いて,組織形態学的に解析することを目的とした.一定期間移植後のDDM周囲に存在する骨細胞はそれぞれの細胞突起にてネットワークを形成していた.また,興味深いことに,その細胞突起の一部はDDM表面の象牙細管内に伸展しており,象牙細管内に骨組織が陥入していることが組織学的に確認できた.移植されたDDM顆粒においては,周囲新生骨と連続するDDM表層の象牙細管内は移植前DDM象牙細管内と比較し,電子密度の高い組織が存在することが観察された.同組織やDDM基質はエネルギー分散型X線分光法にてカルシウムおよびリンが多く存在することから,移植後のDDMはDDM基質自体の石灰化に加え,象牙細管内に骨組織が形成されていることが成分構成的にも示唆された.以上のことから, DDMを用いた骨造成法は, DDMから徐放される微量なBMPによって,未分化細胞や周囲母骨由来の細胞は骨細胞に分化誘導され,その細胞突起はDDM周囲でネットワークを形成する一方,一部は象牙細管内に伸展し,細胞外マトリックスを形成する一連の流れがあることを本研究が裏付けた.本研究は概ね終了し、論文も2月に採択された.骨細胞・骨が細胞に加え、破骨細胞の観察も行っており,その試料作成および観察に時間を要しており,本年度延長届けを申請している.本研究内容は,ラット頭蓋骨欠損部に対してヒトの歯を粉砕・脱灰して得た象牙質顆粒を移植後,移植脱灰象牙質と周囲に形成される骨組織の境界面および周囲組織の超微形態をFIB/SEMを用いてDynamicに観察し骨形成に関与する細胞および組織の規則性について詳細に検証することを目的とする.脱灰象牙質の象牙細管に注目し,顆粒の深部細管と表面部細管の石灰化の程度の違いや細管内を満たす組織の成分についてFIB/SEMを用いて観察した.試料はハーフカルノフスキー液にて固定し,樹脂包埋後, FIB/SEMによるROIの観察を行う. FIBによる試料表面の連続的切削とSEMによるBlock Face Imaging(BFI)像の取得を繰り返すことで骨組織約80μm角の空間を3次元的な再構築が可能である.本手法は樹脂表面を連続的に直接観察することで等方性且つ定量性のある3次元再構築し,取得したデータから必要なソフトを用いてパソコン上で3次元再構築を行った.