hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プロトタイプ麻疹ウイルスの病原性に関する総合的研究

野外麻疹ウイルスの高感度分離法と麻疹の動物感染実験系を確立し、近年の野外流行ウイルスの性状を検討し、下記の成績を得た。1)野外麻疹ウイルス(WMV)の高感度分離法を確立した。これによりWMVの入手が極めて容易になった。本法は国内・外の26機関で既に導入されている。2)本法で分離されたWMVをサル類に接種する方法で初めてヒト麻疹を再現する動物実験系を確立した。これにより麻疹ウイルスの病原性に関する研究が可能になった。3)1980年代からWMVのHA、M蛋白は分子量に増加を、ミドリザル赤血球に対するHA活性に失活傾向を示すなどその生物学的性状を次第に変化しつつあり、抗原性の変異も推測される。4)HA蛋白の塩基配列を解析したところ、近年の流行ウイルスは1266位にG→A置換を示し、同部位が新たに糖鎖結合部位が形成されることが明らかにされた。先のHA蛋白の分子量増は糖鎖結合によるものと考えられた。5)サル感染実験の結果、WMVはリンパ病原性と向神経性ウイルスに大別され,野外には異なる病原性ウイルスの混在することが明らかにされた。向神経性ウイルスは経鼻感染により早期に脳室周辺に侵入・拡散され神経細胞で一過性に増殖することが明らかにされた。リスザルに脳内接種すると大脳白質部に明瞭な脱髄病変を形成し、病巣内に特異抗原陽性の巨細胞が観察された。6)ウイルス増殖の主要な標的器官は腸管膜根リンパ節をはじめ全身のリンパ系組識、胸腺、骨髄であった。本研究によりプロトタイプ麻疹ウイルスに関する実験系が初めて確立され、WMVの病原性に関する多くの新知見が得られた。麻疹ウイルスの多様な病原性(急性発疹性疾患と違発性疾患)とその強力な伝染性を検討する目的で本年度はプロトタイプ麻疹ウイルスの分離法とヒトの麻疹を再現する動物実験系の確立を試みた。成績は以下に述べるとおりである。1.強毒野外麻疹ウイルス84ー01株と84ー04株をカニクイサルに皮下及び経鼻接種したところ、何れもコプリック班と全身性の発疹とリンパ球減少症を認めた。2.感染サルのリンパ球サブ・ポピュレ-ションの変動を検索した結果、感染初期(発疹出現前期)にCD4/CD8の上昇、回復期に低下傾向を示した。3.野外麻疹ウイルスの年令23才の若サルと912才の成熟サルに其々接種した。その結果、成熟サルは全身性の丘疹を示し、若サルに比較してその臨床像は激しかった。病理組織学的所見に於いても全身のリンパ系組織、胸腺に極めて大型の巨細胞型と多量の感染性ウイルスの増殖を認めた。4.リンパ球由来の継代細胞B95aを用いて複数の野外株ウイル増殖様式を検討したところ、リンパ球内で野外ウイルスは容易に持続感染を成立する傾向を示した。5.病原性ウイルスと非病原性ウイルスの構成蛋白を比較した結果、分子量に大きな相違は観られなかった。モノクロ-ナル抗体を用いた抗原分析において内部構成蛋白の12の抗原決定基に抗原変異を認めた。以上の成績はこれまで困難であった麻疹ウイルスの病原性の研究に途を拓くものと考えられる。本研究により、これまでに野外麻疹ウィルスの高感度分離法(B95a細胞系)とヒト麻疹を再現する動物実験系が確立された(前年度報告書)。今回はさらにプロトタイプの野外麻疹ウイルス(WMV)の向神経性と抗原性について検討し、以下に述べる成積を得た。

1.麻疹ウイルスの向神経性・強毒WMVの84ー01株、84ー04株の10^<5.0>TCID_<50>/mlをそれぞれカニクイサルに皮下接種し、接種後4、6、8、10、14、21日に中枢神経系から麻疹ウイルスの再分離を試みた。その結果、84ー04株ではウイルス接種後6日に大脳前頭葉、頭頂葉、後頭葉からウイルスが分離された。特に第三脳室の周辺部位からは頻繁に分離された。病理組織学的検索ではこれらのウイルス分離部位に一致して、血管周囲の細胞浸潤が観察され、同時にグリア細胞を伴う神経細胞にウイルス特異抗原が検出された。しかしながら小脳、延髄部位からのウイルス特異抗原が検出された。しかしながら小脳、延髄部位からのウイルス分離は全く陰性であった。また84ー01株接種群からのウイルス分離は陰性であった。以上の結果から麻疹ウイルスは感染後、早期に大脳に払散されること。WMVの向神経性は株により異なることが示唆された。2.構成蛋白の大型化:1984年以前に分離されたWMV(旧型)、1984年以降に分離されたWMV(新型)の構成蛋白をSDSーPAGEで比較検討した。その結果、新型は特にHA構成蛋白の分子量に大型化傾向を示した。また、旧型ウイルスHA蛋白に対する数個のモノクロ-ナル抗体は新型ウイルスを中和しなかった。新型ウイルスはHAに部分的変異を来していることを示唆した。3.モノクロ-ナル抗体を用いたウイルス中和試験でワクチンウイルスとWMVの分別が可能になった。B95a細胞で分離された野外麻疹ウイルスをサルに接種するとサルはヒト麻疹に類似した臨床症状を示し、初めて麻疹の動物実験系が確立された。感染サルの病理所見として、胸腺における著しい巨細胞形成が確認された。分離ウイルスについて分子生物学的検討を行った結果、近年の流行株はそのHA蛋白の第1266位塩基がG→Aに置換され、同部位が新らたに糖鎖の結合部位となることが明らかにされた。その結果、近年の流行ウイルスのHA分子量は増加し、1970年代以前における流行ウイルスと異る性状を示した。また、赤血球吸着をウイルス感染細胞について検討した結果、近年の流行ウイルスと1970年代ウイルス間に相違がみられた。野外ウイルスの細胞毒性を検討した結果、ウイルス株により殺細胞性のもの、持続感染性のものに大別された。さらに向神経性についてもウイル株により異る性状を示した。〈要約〉2.近年、野外ウイルスは次第にその性状を変化しつつある。3. HAの第1266位の塩基配列から新旧ウイルスが分別出来る。4.野外麻疹ウイルスは異る病原性を示すウイルスの集合体である。
耐熱材料の動的組織変化に対する多軸応力効果

現在最も高効率な石炭火力発電プラントを構成する構造部材である高Crフェライト鋼の溶接部では、その高温強度が長時間使用の間に低下し、配管破損等の事例が報告されており、問題となっている。本研究では、大型構造物の溶接部で問題となる多軸応力状態(一方向ではなく、様々な方向に力が負荷される状態)の金属組織への影響を検討し、材料を強化している析出物の高温での成長が多軸応力状態で加速され、破壊が促進されることを見出した。本年度は、ASME Gr.92鋼溶接継手の650°C・長時間破断材(10,560h)において、クリープボイドの分布および多軸応力分布の評価を行った後、継手内のうち、転位組織・析出物の観察部位の位置決めを行い、TEMによる組織観察を実施した。FEM解析から、溶接継手の熱影響部のうち、細粒域においてクリープ中に多軸応力が発生しており、試験片内部(肉厚中心付近)の多軸度は、試験片表面に比べて高いことが分かった。溶接熱影響部の細粒域では、クリープボイドの生成が最も顕著で、細粒域における試験片内部の損傷は、試験表面に比べて進行していた。以上から、多軸応力の高い部位において、クリープ損傷が最も顕著に生じていることが分かった。次に、熱影響部の細粒域で、クリープボイドが多量に生成していた試験片内部と、クリープボイド量が少なかった試験片表面において析出物の分布、サイズおよび転位組織を比較した。試験片内部、試験片表面ともに、M_<23>C_<6>炭化物、MX炭窒化物、Laves相、Z相が観察された。Laves相およびZ相の析出物の数は、観察位置によらずほぼ同様であった。一方、試験片内部におけるM_<23>C_6炭化物およびMX炭窒化物の平均サイズは、試験表面近傍に比べて大きかった。つまり、このことは、多軸応力の高い部位では、析出物の成長が促進されることを示唆している。粗大なM_<23>C_6炭化物はクリープボイド生成の起点となることが知られており、試験片内部で同炭化物の平均サイズが大きかったことから、試験片内部ではクリープボイド生成起点がより多く存在していると考えられる。サブグレインサイズについては、観察部位による大きな差は認められなかった。前年度の長時間破断材(約10,000h)の組織解析に引続き、今年度は組織の経時変化を追跡する目的で約2000時間クリープ破断材(ASME Gr.92鋼溶接継手)を取得するとともに、その組織解析を実施した。観察部位は、溶接熱影響部の細粒域で、応力の多軸度が高い板厚内部と多軸度の低い表面近傍とした。細粒域ではクリープボイドが観察されたが、多軸度の高い板厚内部では、表面近傍に比べてより多くのボイドが認められた。M_<23>C_6炭化物およびMX炭窒化物の平均直径を測定した結果、板厚内部と表面近傍の間で大きな差は認められなかった。約10000時間破断材では、板厚内部でのM_<23>C_6炭化物の平均直径は、表面近傍に比べて大きかったことから、経時変化として見ると、板厚内部では、より長時間側でM_<23>C_6炭化物の成長が促進されることが分かった。マルテンサイトラス組織におけるサブグレインサイズおよび転位密度を測定した結果、板厚内部と表面近傍の間で大きな差は認められなかった。約10000時間破断材でも両者に差はなかったことから、経時変化として見ると、クリープに伴いサブグレインサイズは増加し、転位密度は減少するものの、その変化過程は板厚内部と表面近傍で差がなかった。応力の多軸度が高い板厚内部では、特に長時間域でM_<23>C_6炭化物の成長が促進されることから、板厚内部での粗大なM_<23>C_6炭化物と母相との界面がクリープボイド生成起点となり、表面近傍と比べてより多くのクリープボイドを生成したと推察された。このことは、高Cr鋼の溶接継手で問題となっているTypeIV破壊を考える場合、応力の多軸度が空孔拡散の凝集を促進する効果のみならず、M_<23>C_6炭化物の成長を促進することによるボイド生成起点の増加を考慮する必要があることを示している。
病態解明を目指したリンパ浮腫における慢性炎症メカニズムの研究

リンパ浮腫患者(乳癌や子宮癌術後の続発性リンパ浮腫患者で外科治療を行う患者を対象)に対して、手術の際の切開創の辺縁から3mm幅程度の皮膚皮下組織を採取する。原発性リンパ浮腫はその病態が続発性とは異なると予想されるため、本研究からは除外した。コントロールとして、廃棄されるような余剰皮膚が出る手術(皮弁移植、良性腫瘍切除等のdog ear修正など)において健常皮膚皮下組織の採取を行った。採取した組織は一部を凍結切片として組織学的解析に使用した。残りの組織の一部(3mm角程度)をRNA保存液に浸漬し、後の遺伝子発現解析用に保存し、解析に利用した。凍結切片は術前にICGリンパ管造影検査を前例の患者で行われているため、ICGが組織内にも貯留しており、まず、ICGの局在をしらべることでうっ滞の主座を確認した。その結果は真皮内と脂肪組織内に主にICGの貯留を認め、炎症が真皮と脂肪組織を中心に起こる可能性が考えられた。次に遺伝子解析を行った。mRNAを抽出後にcDNA合成を行い、上記所見から炎症マーカーであるIL-6、真皮の構成要素であるコラーゲンタイプI、脂肪や肥満の指標となるアディポネクチンの発現を相対的に比較するためにreal-timePCRで測定を行った。リンパ浮腫患者組織皮膚と健常者皮膚のmRNAを網羅的RNsequence解析を行い、差が生じる遺伝子の検索も平行して行った。RNsequenceの結果では、IL-6やコラーゲンTypeIVは有意に上昇し、アディポネクチンの発現は減少していた。これは、臨床所見と合致する結果であった。しかし、real time PCRではそれぞれの遺伝子発現の定量が一定せず、サンプルごとで異なる傾向をしめした。患者の浮腫の程度により、発現が異なるか、他の要素が関係してくる可能性が考えられた。続発性リンパ浮腫患者より組織サンプルを採取し、第一段階として組織学的検討を行った。当研究に際し、新しくインドシアニングリーン(以下ICG)蛍光を利用した組織像観察が可能な顕微鏡システムが構築されたためこれも利用した。臨床においてICGは皮内注射からリンパ管に取り込まれ、リンパ流に沿って移動するため、表層のリンパ流の観察に利用されている。その所見としてdermal back flow(以下DBF)と称されるリンパ液の皮膚表層への逆流、停滞状態を呈する部位から採取した組織に対して、前述の蛍光顕微鏡観察では、真皮乳頭層までICGの分布そのものを実際の顕微鏡像で確認することができた。ICG蛍光のspotとして描出されたそれぞれの部位は、後染色でリンパ管を標的としてプドプラニン、prox1、LYVE-1等の免疫組織染色を行い、末梢のリンパ管として矛盾ないと判断された。同様にH-E染色においては前述のリンパ管周囲に免疫細胞と思われる細胞群の集簇を認めており、慢性炎症の主座である可能性もあり現在詳細を解析中である。また、これら組織像はリンパ浮腫の病期および組織採取の部位(四肢の抹消or中枢、伸側or屈側)によっても異なり、更には、ICG造影所見のDBFも更に数パターンあることが知られている。これらをすべて網羅するために現在継続してリンパ浮腫患者からの組織採取を行っている。順次組織サンプルの蓄積を待って、今後は慢性炎症、繊維化、脂肪沈着に関与するタンパク発現や遺伝子発現をそれぞれウェスタンブロッティング法やリアルタイムPCR法を用いて解析する予定である。研究の開始にあたり、概要で述べたICG蛍光観察顕微鏡の観察手技の確立に若干の期間を要した。また、当初の予定よりリンパ浮腫組織の提供者が増えなかったことが遅れている一つの要因と考えられる。また一部手技が煩雑になるため、後染色等の実作業時間が純増している。現在、当施設でのリンパ浮腫手術は例年通り高い症例数で推移しており、組織提供者も現在は順調に増加しているためサンプル数については予定数を達成する見込みである。倫理委員会の承認を受け、続発性リンパ浮腫患者で手術をうける患者から組織採取の承諾を全例でいただいている。そのうちの5名に対して、手術施行し計5部箇所からの組織採取を行った。リンパ浮腫患者から採取した組織は一部を未固定凍結保存、およびパラホルムアルデヒド固定標本を作成した。未固定標本中には術中にリンパ管内に投与したインドシアニングリーンがリンパ浮腫のdermal back flowにより末梢リンパ管内に停滞した状態で保存されており、この分布を特殊な赤外線波長フィルターを使用した顕微鏡で観察解析している。更に、ポドプラニン、prox1、lyve1抗体による免疫組織染色を行い、真皮リンパ管と前述のICGうっ滞分布との位置関係を解析中である。リンパ浮腫における変化を遺伝子的に検索するため、採取した皮膚組織からRNAを抽出し、リアルタイムPCRにて解析を行った。慢性炎症はIL-6、線維化はコラーゲンTypeI、脂肪沈着はアディポネクチンをターゲット遺伝子と設定し、定量を行った。ハウスキーピング遺伝子としてはGAPDHを用いて標準化定量をおこなったが、ヒト皮膚には発現が不安定であり、それぞれの項目に対して良好なqPCR定量ができなかったが、IL-6に関しては、ある程度の発現を認めている。今後、ハウスキーピング遺伝子をアクチンに変更して定量化できることを確認した後に、正常ヒト皮膚の検体とリンパ浮腫患者の皮膚からの検体での比較を進め、リンパ浮腫状態における慢性炎症などの異常状態を遺伝子レベルで確認できるかどうか検討をすすめる。

リンパ浮腫患者は定期的に手術を行っており、検体採取は順調であるが、正常組織のため提供者が増えなかったことが遅れている一因であると考えられる。また、リアルタイムPCR解析において、ヒトからのRNA抽出やハウスキーピング遺伝子の選定などで安定的に結果を得るまで時間を要した。リンパ浮腫患者(乳癌や子宮癌術後の続発性リンパ浮腫患者で外科治療を行う患者を対象)に対して、手術の際の切開創の辺縁から3mm幅程度の皮膚皮下組織を採取する。原発性リンパ浮腫はその病態が続発性とは異なると予想されるため、本研究からは除外した。コントロールとして、廃棄されるような余剰皮膚が出る手術(皮弁移植、良性腫瘍切除等のdog ear修正など)において健常皮膚皮下組織の採取を行った。採取した組織は一部を凍結切片として組織学的解析に使用した。残りの組織の一部(3mm角程度)をRNA保存液に浸漬し、後の遺伝子発現解析用に保存し、解析に利用した。凍結切片は術前にICGリンパ管造影検査を前例の患者で行われているため、ICGが組織内にも貯留しており、まず、ICGの局在をしらべることでうっ滞の主座を確認した。その結果は真皮内と脂肪組織内に主にICGの貯留を認め、炎症が真皮と脂肪組織を中心に起こる可能性が考えられた。次に遺伝子解析を行った。mRNAを抽出後にcDNA合成を行い、上記所見から炎症マーカーであるIL-6、真皮の構成要素であるコラーゲンタイプI、脂肪や肥満の指標となるアディポネクチンの発現を相対的に比較するためにreal-timePCRで測定を行った。リンパ浮腫患者組織皮膚と健常者皮膚のmRNAを網羅的RNsequence解析を行い、差が生じる遺伝子の検索も平行して行った。RNsequenceの結果では、IL-6やコラーゲンTypeIVは有意に上昇し、アディポネクチンの発現は減少していた。これは、臨床所見と合致する結果であった。しかし、real time PCRではそれぞれの遺伝子発現の定量が一定せず、サンプルごとで異なる傾向をしめした。患者の浮腫の程度により、発現が異なるか、他の要素が関係してくる可能性が考えられた。組織学的評価法についてはすでに確立したため、ICG蛍光顕微鏡撮影および各種免疫組織染色によるデータの蓄積を進める。更に今後はタンパク発現および遺伝子発現についての解析を進める方針である。慢性炎症についてはTNFα、TGFβ1、IL6、繊維化についてはI型・III型コラーゲン、筋線維芽細胞、脂肪沈着についてはPPARγ等をターゲットとしてウェスタンブロッティングおよびELISA、リアrタイムPCR等を用いてタンパク、遺伝子発現をそれぞれ解析する。また比較対象となる正常組織として、皮弁等で余剰となる組織サンプルの採取も並行して進める。ハウスキーピング遺伝子をアクチン遺伝子に変更し、最適な検量線を設定し、正常皮膚とリンパ浮腫皮膚とを定量的に比較検討する必要があり、現在、計画中である。正常皮膚採取のための手術に関しては年間数十例ありそのうち提供者を見込めるとかんがえられる。組織学的な評価法とリアルタイムPCRによる遺伝子解析のプロトコールはすでに平成29年度に確立しているので、組織的解析・遺伝子発現解析のデータの蓄積をすすめる。
知識獲得の時間的展開とそのモデル化

【知識獲得モデルの構築】時間,距離,速さの関係についての知識構造の発達過程を文章題などを用いて,小学校高学年の児童を対象に調べた.また時間の知識と空間の知識について,その獲得過程の対比研究を行った.時間の知識のかなり高度な使い分けについても,思春期以降の子どもや大学生について調べ,記憶容量や認知方略との関係を調べた.さらに,大学生の時間の管理についての知識の現状を調べ,実践的な観点から,その獲得についての研究を継続中で,その最初の段階についてはすでにまとめた.【知識獲得とメタ認知】第1に,中学校が理科の授業を受けた後の,速さと力の関係についての科学的知識が構成されるようすを調べた.その結果,授業中にいくつものメタ認知を利用することで,既有知識が変容し,力と速さの関係が理解されることがわかった.第2に,子どものメタ認知や方略利用の変化のプロセスを観察し,科学的概念の獲得を促進する環境について検討した.幼児に図形の大小を比較させ,その方略の評価を行わせた.その結果,物理的環境,メタ認知,概念獲得の間のダイナミックな関係が示唆された.【文章理解と作業記憶】作業記憶容量と文章読解との関係を読みの眼球運動を指標として調べた.その結果,容量の小さい読み手は文章を外部記憶補助として利用し,頻繁に文章をスキャンすることで読解の破綻を回避する補償的処理方略を用いていることが明らかとなった.【位置の記憶に及ぼす注意配分の効果】時空間内に分散した複数の対象が置かれている位置を潜在的に記憶する能力を,視覚探索課題を用いて検討した.被験者は,奥行き構造をもった空間配置や時間的な相関を保った潜在記憶表象を形成することができ,これを認知活動(例えば視覚探索)利用できることが明らかになった.【知識獲得モデルの構築】時間,距離,速さの関係についての知識構造の発達過程を文章題などを用いて,小学校高学年の児童を対象に調べた.また時間の知識と空間の知識について,その獲得過程の対比研究を行った.時間の知識のかなり高度な使い分けについても,思春期以降の子どもや大学生について調べ,記憶容量や認知方略との関係を調べた.さらに,大学生の時間の管理についての知識の現状を調べ,実践的な観点から,その獲得についての研究を継続中で,その最初の段階についてはすでにまとめた.【知識獲得とメタ認知】第1に,中学校が理科の授業を受けた後の,速さと力の関係についての科学的知識が構成されるようすを調べた.その結果,授業中にいくつものメタ認知を利用することで,既有知識が変容し,力と速さの関係が理解されることがわかった.第2に,子どものメタ認知や方略利用の変化のプロセスを観察し,科学的概念の獲得を促進する環境について検討した.幼児に図形の大小を比較させ,その方略の評価を行わせた.その結果,物理的環境,メタ認知,概念獲得の間のダイナミックな関係が示唆された.【文章理解と作業記憶】作業記憶容量と文章読解との関係を読みの眼球運動を指標として調べた.その結果,容量の小さい読み手は文章を外部記憶補助として利用し,頻繁に文章をスキャンすることで読解の破綻を回避する補償的処理方略を用いていることが明らかとなった.【位置の記憶に及ぼす注意配分の効果】時空間内に分散した複数の対象が置かれている位置を潜在的に記憶する能力を,視覚探索課題を用いて検討した.被験者は,奥行き構造をもった空間配置や時間的な相関を保った潜在記憶表象を形成することができ,これを認知活動(例えば視覚探索)利用できることが明らかになった.1.科学的知識の獲得と変容(時間,距離,速さの関係)時間,距離,速さの関係についての知識構造の発達過程を文章題などを用いて,小学校高学年の児童を対象に調べた.また,時間に関する知識を用いて,大学生がどのように問題解決のためのプランニングをするか,知識構造の精緻化とより効果的なプランニングのために,話し合いがどの程度効果的かを調べた.さらに,大学生について,時間の知識を用いての問題解決のプランニングの個人差について,学習効果の個人差,短期記憶や作動記憶の個人差との関係から実験中である.2.科学的知識の理解(運動とエネルギー)中学校3年生が理科の「運動とエネルギー」(速さの変わる運動)の授業を受けた後,瞬間の速さと平均の速さ,および力と速さの関係についての科学的知識がどのように構成されるのかを調べた.その際,物体に加える力と速さの関係に関する教授方法2通り設定した.すなわち,実験を通して関係性を帰納するクラスと,関係性を最初に教示し,それを応用する課題として実験を行うクラスとを比較した.授業の課題解決の中で,異なった解決方略やメタ認知を利用することで,運動に関する生徒の既有知識が変容し,力と速さの関係が理解されることが分析された.3.文章理解と作業記憶(眼球運動とリーディングスパンテスト)大学生でリーディングスパンを測定し,文章理解の推移に伴って,スパンの大小によって眼球運動の特性が変化するかどうかを調べた.スパンが大きい読み手は一貫して200ms500msの停留の頻度が高かったのに対し,スパンの小さい読み手では文章中間部で50ms200msという短い停留の頻度が高いことが見いだされた.4.位置の記憶に及ぼす注意配分の効果(潜在知覚学習)

空間内に分散した複数の対象が置かれている位置を潜在的に記憶する能力を,視覚探索課題を用いて検討した.探索する空間が奥行き構造を持つとき,被験者は,この奥行き構造を保った潜在記憶表象を形成することができた.この潜在知覚学習に及ぼす注意配分の効果に関する実験を継続中である.1.科学的知識の獲得と変容(時間,距離,速さの関係)時間,距離,速さの関係に関する知識獲得についての研究を引き続き行い,成果を本や論文にまとめた。また知識獲得行為における時間管理能力の研究を新たに始めた。知識獲得行為を数日から数ヶ月の時間軸でみるとき,その時間軸を意識的に制御する能力の研究は,我が国では全く行われておらず,先駆的研究になるはずである。2.科学的知識の理解(運動とエネルギー)概念と概念形成に関する研究を展望し,科学的知識構成のプロセスに影響を及ぼす内的,または外的な要因について考察した。子どちたちは,内的資源(概念または理論,メタ認知,方略)と外的資源(道具や装置などを含む物理的環境,他の生徒や教師などを含む社会的環境)との間のダイナミックな相互作用の中で,科学的知識や科学的思考を発達させていくことが明らかとなった。3.文章理解と作業記憶(眼球運動とリーディングスパンテスト)大学生を対象として,眼球運動を指標として、文章理解の時間的進行に伴う注意パターンの変化を調べた。その結果、文章読解の進行に伴って作業記憶の処理資源配分が処理から保持へとシフトすることがわかった。この結果は文章を介した知識獲得の研究から予測されるものであるが、オンライン処理における実証的な資料となる。4.言語知識と作業記憶(事象関連電位を利用した検討)言語知識と作業記憶の関連を,ERPのMMN成分を指標として検討した.無意味語リハーサル(NR)と無関連スピーチ(IS)が,純音MMNおよび語音MMNに及ぼす影響を調べた結果,純音MMNはNRにもISにも影響されなかった。一方,語音MMNはNRには影響されなかったが,ISによって振幅が減少した。これらの結果から,語音MMNを発生させる神経機構と,音韻ストア内で利用される母語の音韻構造の知識に関わる脳過程の共通性が示された。5.空間的知識の視・触覚転移(潜在知覚学習)空間内に分散した複数の対象の位置を潜在的に記憶する能力を,視覚探索課題を用いて検討した.視覚的な探索によって獲得した空間の知識は,触覚的探索成績を向上させたことから,視覚的に獲得した空間知識は触覚モダリティでも利用可能であることを示唆している.[知識獲得モデルの構築]時間,距離,速さの関係概念の発達について,知識獲得のプロセスとメカニズムを,横断的,縦断的に詳細に明らかにし,これまでの研究を集大成した.また時間の知識と空間の知識について,その獲得過程の対比研究を行った.時間の知識のかなり高度な使い分けについても,思春期以降の子どもや大学生について調べ,記憶容量や認知方略との関係を調べた.さらに,大学生の時間の管理についての知識の現状を調べ,実践的な観点から,その獲得についての研究を継続中で,その最初の段階についてはすでにまとめた.[知識獲得とメタ認知]子どものメタ認知や方略利用の変化のプロセスを観察し,科学的,数学的概念の獲得を促進する物理的・社会的環境について検討した.幼児に図形の大小を比較させ,さらに半数の幼児に方略の評価を行わせた.その結果,適切な方略使用と正しい比較判断が増加し,適切な方略の有効性を認識する子どもが増えた.
合成アミロイドβ受容体によるアルツハイマー病の新規遺伝子細胞治療法の確立

種々の細胞に独自に設計した合成アミロイドβ受容体を発現させ、アルツハイマー病モデルマウス(APPノックインマウス)で抑制効果の確認を行った。アストロサイトへの遺伝子導入は一般的に使用されているGFAPプロモーター/AAV5のシステムで行い、合成受容体発現部位に一致してアミロイド斑の減少を認めた。しかし、合成受容体発現部位が当初予想していたより限局しているため、より広範な領域への遺伝子導入を期待して、AAV9のシステムに切り替える。ウイルスの合成は完了しAAV5より広範な遺伝子導入が確認できたため、治療効果確認実験を準備する段階にある。ミクログリアへの導入はフロリダ大学で開発されたF4/80プロモーター/改変AAV6システムを用いてウイルスを作成し、新生児マウス(P1)の脳室投与を行ったが遺伝子導入は確認できなかった。これに関しては対応を開発元のフロリダ大学に相談する。血管内皮に関しては血管内皮特異的合成受容体発現マウスとアルツハイマー病モデルマウスを掛け合わせ治療効果を評価した。合成受容体発現マウスではアミロイド斑の減少を認めたため、現在数を増やして行動解析等の評価を行う段階にある。骨髄幹細胞とリンパ球への遺伝子導入はレンチウイルスやレトロウイルスでは予想通りの遺伝子導入が安定して得られなかった。ピギーバックプラスミドのエレクトロポレーションも試したがやはり導入効率が低いため、まずはトランスジェニックマウスを作成し骨髄移植やリンパ球移植を行い効果を確認する。トランスジェニックマウス作成はES細胞を用いてROSA領域にノックインする段階まで進み、キメラマウスの作成準備中である。GFAPプロモーター/AAV5のシステムによるアスロトサイトへの合成受容体遺伝子導入にて、アミロイド斑の減少を認めることができた。さらに効率の良い遺伝子導入のために新しいAAV9システムのウイルスは作成済みで、他のエフェクター細胞の実験に関しても当初の方法がうまくいかなかったものもあるが、代替方法で進められているのでおおむね順調である。アストロサイトへの遺伝子導入はpGFAP/AAV9のシステムで8週齢のAPPノックインマウスへの両側海馬領域への定位固定注入で行い効果判定を行う。血管内皮への合成受容体発現効果は血管内皮特異的合成受容体発現マウスとアルツハイマー病モデルマウスの掛け合わせを進めているのでアミロイド斑と行動解析の評価を行う。骨髄幹細胞とリンパ球への遺伝子導入は当初の予定通り進まなかったため、まずは過剰発現マウスを準備し骨髄幹細胞とリンパ球への合成受容体発現効果を行う。そこで効果が認められれば遺伝子導入効率を上げる方法を検討する方策とする。
核酸標識抗体作製技術に基づく迅速・超高感度抗原検出法に関する研究

イムノPCR法を安価、迅速、簡便、超高感度、かつ多検体処理可能な抗原検出法にするために検討を行って、以下のことを確立した。1.レポーターDNA(rDNA)は76塩基の合成DNAとし、rDNAを抗原認識抗体に直接化学標識した。2.PCRは最短時間で十分な増幅を実現するために、40分(35サイクル)で完了する条件を決定した。3.PCR産物の検出は、2通りのPCR-ELISA:ビオチン標識プライマーとジゴキシゲニン(dig)標識プライマーまたはdig標識ヌクレオチドによるPUR法を碓立した。PCR-ELISAはストレプトアビジン固相マイクロプレートを用いて常法により行った結果、dig標識ヌクレオチドを用いたPCR法がdig標識プライマーを用いたPCR法よりも検出限界は100倍優れていた。イムノPCR法はB型肝炎ウイルスS抗原(HBsAg)を常法によりPCRチューブへ固相化して検討した。そして、既存法であるELISAプレートによるHBsAgの関節抗体法の検出限界が210pg/mLであったのに対し、dig標識プライマーを用いたイムノPCR法のそれは500fg/mLであった。(420倍の検出限界向上)。また、全工程にかかる時間は約3時間であったことから、概ね所期の目標を達成することができた。dig標識ヌクレオチドを用いたイムノPCR法の検出限界は更に向上すると期待される反面、ランニングコストが大きい欠点がある。そのため、コストを考慮した反応組成の最適化を検討している。イムノPCRの要である抗体のリポーターDNA(rDNA)標識は、ビオチン化抗体とビオチン化rDNAとをアビジンを介して結合させる方法が一般的である。しかし、この方法では反応工数と時間を要し、また洗浄回数が多いために形成された免疫複合体を乖離させる可能性もある。これらの欠点を解消するため、抗体にrDNAを直接標識する検討を行った。rDNAは合成ssDNAとし、さらに合成コストを考慮して120塩基長以内とした。rDNAの配列はpUC19をベースに一部改変を加えた。rDNA標識抗体の調製は抗マウスIgGウサギF(ab')2断片を2MEAで還元したものと5'アミノ化rDNAをマレイミド化したものとを混合し、4°C一晩反応させた。そして、rDNA標識抗体の精製はマウスIgG固相アフィニティカラムを用いて行った。抗体にrDNAが標識されていることは、SDS-PAGEを行ってEtBr染色、CBB染色により確認した。イムノPCRに要する時間を短縮する他の方法として、PCRの条件の最適化がある。イムノPCR専用に開発されたモジュールは底がフラットであるため、熱の伝導性が一般のPCRチューブに比べて劣り、増幅効率を損なうと推察される。そこで、複数腫のPCR用マイクロプレートをELISAに適用した場合とPCRに適用した場合とにより検討した。その結果、一種がELISAでは標準的に使用されているプレートと同等の検出感度であって、同一プログラムのPCRでイムノPCR専用のモジュールに比べて100倍検出感度が優れていた。
昆虫培養細胞の初期化による形態形成能の回復に関する研究

昆虫の培養細胞にも初期化現象が見られるかどうかを明らかにするため、まず昆虫の培養細胞で全能性をもつものが作れるかどうか、カイコガ発生初期数段階の卵を用いて培養を試みた。まず卵を70%エタノールで減菌し、取り出した卵内容物をMGM-464培地に牛胎児血清を20%加えたもので培養した。産卵後8時間以前の卵の内容物を培養した場合は、細胞は得られなかった。この時期は未だenergidの状態で、細胞はできていないためと思われた。15時間卵では、わずかに胚盤葉と思われる半透明の細胞シートが見られたが、これを培養すると短時間の内に細胞遊出が起こった。遊出した細胞は卵黄細胞と胚細胞で、胚細胞の一部は分裂して増殖した。培養の初期には球状の細胞が主体をなしていたが、日数を経るにつれ数種の形の異なった細胞が見られるようになった。まず一部に赤色色素をもつ漿膜細胞が分化してきた。また1ヶ月を経過する頃には、神経細胞と思われる樹脂状突起をもつ細胞も見られ、簡単なニューロンのネットワークを形成した。20時間以後の卵からの培養でも細胞の遊出と分化は同様に起こった。40時間の胚細胞の培養では、遊出しmonolayerを形成していた一群の細胞が、培養40日頃からcontractionを始めた。以上の結果から、初期胚の培養では胚盤葉が形成されれば、培養可熊であり、連続継代性細胞系を作出できる可能性があることが分かった。しかし、このような初期胚の培養に於いても、培養中に分化が起こるので、全能性のある細胞系を得るには、増殖した細胞をクローニングして、未受精卵等に移植して発生が起こるか否かを調べる必要があると考えられた。
末梢気道での呼吸計測を可能にする局所的肺機能計測システム技術の開発

本研究では,現代医学で未解明なる領域とされている末梢気道での呼気吸気メカニズムを解明することを目的とし,末梢気道での呼吸を定量的に計測評価できる「局所的肺機能計測システム技術」の実現を目指した.具体的には,今年度は,各種医療用ツールとのタンデム仕様が可能な外壁実装型チューブ状流量センサの開発を中心に,以下の研究課題に取り組んだ.1医療用ツールとのタンデム使用が可能な外壁実装型チューブ状流量センサの開発:(1)チューブ外壁面に呼吸計測用の流量センサを取り付ける加工プロセスを開発した.具体的には,MEMS技術にてガラス基板上に形成した厚さ1 μmのパリレンC樹脂薄膜上に流量計測素子である金属ヒータを形成し,それを,熱絶縁用の空洞および配線取出し用の構造を設けたチューブを回転させながら巻き取ることでセンサ素子をチューブ外壁面に移植した.作製したセンサの外径は2.0 mmで,チューブ内に各種医療用ツールを挿入可能な開口を有する.(2)医療用ツールと外壁実装型チューブ状流量センサとのタンデム化:開発したセンサの内部空洞にファイバスコープおよびバスケット鉗子を交互に挿入し,流量センサの気道内への挿入機構および固定機構の確認を行った.まず,気道に見立てた透明樹脂チューブを用いてこれらの機能を検証した.これらのツールが機能し,樹脂チューブ内中央にセンサを固定した状態で流量計測が可能であることを実証した.2気管支へのセンサ挿入検討および動物実験による検証:麻酔下のラビットを用いた動物実験にて,気道内に開発したセンサを挿入し,呼吸計測機能の検証を行った.ファイバスコープを用いることで,画像を確認しながら気道内の目標位置へセンサを誘導可能であることを確認した.次にバスケット鉗子に入れ替え,開くことで,センサが気道内中央に位置決め固定でき,その状態で呼吸計測が可能であることを確認した.交付申請書記載の研究計画に従い,本年度は,1医療用ツールとのタンデム使用が可能な外壁実装型チューブ状流量センサの開発,2気管支へのセンサ挿入検討および動物実験による検証の二つの研究課題に取り組んだ結果,1に関しては,気道内へ挿入可能かつ,各種医療用ツールとのタンデム実装が可能な,外径2.0 mmのチューブ外壁面に流量計測素子を実装した流量センサの加工プロセスの確立に成功した.また,気道に見立てたチューブ内へバスケット鉗子などの医療ツールに実装した流量センサを挿入し,流量計測が可能であることを確認した.2に関しては,上記で検証したセンサをラビットの気道内に挿入し,呼吸機能が計測可能であることを確認した.これらの結果より,研究はおおむね順調に進展していると判断した.今後については,当初の予定通り,以下の研究課題に取り組む予定である.1医療用ツールとのタンデム使用が可能な外壁実装型チューブ状流量センサの開発:本テーマでは,平成30年度に開発した加工プロセスを進展させ,さらなるセンサの高速応答化,センサの信頼性向上を図る.また,本流量センサと各種ファイバ状センサ(圧力,酸素,超音波など)のタンデム化を検証する.今年度は気管支流体抵抗を算出するための圧力センサ(市販ファイバ状圧力センサ,内製ともに検討)とのタンデム化を優先する予定である.2気管支へのセンサ挿入検討および動物実験による検証平成30年度に引き続き,1で開発したセンサを動物実験に適用し,気道内での流量計測および圧力などの各種物理量計測機能を実証し,局所的な肺機能計測システムの有用性の実証を行う.本研究では,現代医学で未解明なる領域とされている末梢気道での呼気吸気メカニズムを解明することを目的とし,末梢気道での呼吸を定量的に計測評価できる「局所的肺機能計測システム技術」の実現を目指した.具体的には,今年度は,各種医療用ツールとのタンデム仕様が可能な外壁実装型チューブ状流量センサの開発を中心に,以下の研究課題に取り組んだ.1医療用ツールとのタンデム使用が可能な外壁実装型チューブ状流量センサの開発:(1)チューブ外壁面に呼吸計測用の流量センサを取り付ける加工プロセスを開発した.具体的には,MEMS技術にてガラス基板上に形成した厚さ1 μmのパリレンC樹脂薄膜上に流量計測素子である金属ヒータを形成し,それを,熱絶縁用の空洞および配線取出し用の構造を設けたチューブを回転させながら巻き取ることでセンサ素子をチューブ外壁面に移植した.作製したセンサの外径は2.0 mmで,チューブ内に各種医療用ツールを挿入可能な開口を有する.(2)医療用ツールと外壁実装型チューブ状流量センサとのタンデム化:開発したセンサの内部空洞にファイバスコープおよびバスケット鉗子を交互に挿入し,流量センサの気道内への挿入機構および固定機構の確認を行った.まず,気道に見立てた透明樹脂チューブを用いてこれらの機能を検証した.これらのツールが機能し,樹脂チューブ内中央にセンサを固定した状態で流量計測が可能であることを実証した.2気管支へのセンサ挿入検討および動物実験による検証:麻酔下のラビットを用いた動物実験にて,気道内に開発したセンサを挿入し,呼吸計測機能の検証を行った.ファイバスコープを用いることで,画像を確認しながら気道内の目標位置へセンサを誘導可能であることを確認した.

次にバスケット鉗子に入れ替え,開くことで,センサが気道内中央に位置決め固定でき,その状態で呼吸計測が可能であることを確認した.交付申請書記載の研究計画に従い,本年度は,1医療用ツールとのタンデム使用が可能な外壁実装型チューブ状流量センサの開発,2気管支へのセンサ挿入検討および動物実験による検証の二つの研究課題に取り組んだ結果,1に関しては,気道内へ挿入可能かつ,各種医療用ツールとのタンデム実装が可能な,外径2.0 mmのチューブ外壁面に流量計測素子を実装した流量センサの加工プロセスの確立に成功した.また,気道に見立てたチューブ内へバスケット鉗子などの医療ツールに実装した流量センサを挿入し,流量計測が可能であることを確認した.2に関しては,上記で検証したセンサをラビットの気道内に挿入し,呼吸機能が計測可能であることを確認した.これらの結果より,研究はおおむね順調に進展していると判断した.今後については,当初の予定通り,以下の研究課題に取り組む予定である.1医療用ツールとのタンデム使用が可能な外壁実装型チューブ状流量センサの開発:本テーマでは,平成30年度に開発した加工プロセスを進展させ,さらなるセンサの高速応答化,センサの信頼性向上を図る.また,本流量センサと各種ファイバ状センサ(圧力,酸素,超音波など)のタンデム化を検証する.今年度は気管支流体抵抗を算出するための圧力センサ(市販ファイバ状圧力センサ,内製ともに検討)とのタンデム化を優先する予定である.2気管支へのセンサ挿入検討および動物実験による検証平成30年度に引き続き,1で開発したセンサを動物実験に適用し,気道内での流量計測および圧力などの各種物理量計測機能を実証し,局所的な肺機能計測システムの有用性の実証を行う.平成30年度予算として,物品費915千円,旅費250千円,その他135千円を計上していた.当初,購入を予定していた気管支モデルを樹脂チューブなどで代用することができ,その結果,残余金(773,221円)を次年度の実験経費に充てることが可能となった.
紛争回避と法化の法理論的・実証的検討

本研究は、複数領域の専門家が、実証的データを手がかりとして、望ましい人的職場環境を可能にする条件を模索的に検討する理論的・実証的研究プロジェクトである。本研究では、労働者の協調行動を促進し、活気のある職場を可能にする一つの条件として、職場いじめ、セクシャル・ハラスメント、パワー・ハラスメントなどの人間関係型職場トラブルを予防し、また早期に対処することができる、企業内外の公式・非公式の相談先や関係機関のあり方に着目した。そして、労働法、公法、手続法、民事法、法社会学、労働社会学の複数領域の専門家が、アンケート調査から得られた実証的データを手がかりとして、望ましい職場環境について多面的検討を行った。平成16年度から17年度にかけて、本研究グループは経営団体や行政機関の聞き取り調査を行うとともに、関西経済同友会の協力を得て企業人事担当者との「交流研究会」を実施し、人間関係型職場トラブルについて知見を深めた。以上を前提として、平成18年度には、箕面市で一般市民を対象とする、職場トラブルの対処方法に関するアンケート調査を実施した。本アンケート調査は、一般市民が職場トラブルの際にどのような対処行動をとろうとするかについて質問することにより、職場トラブル対処についての社会的ニーズの所在を明らかにすることを目的として実施した。アンケートでは、解雇や労働条件切り下げ、険悪な人間関係や職場いじめ、仕事干しや適性のない仕事の強要といった問題に遭遇した場合に、一般市民がどのような相談先や情報収集先など選ぶか、について質問した。平成18年度夏以降には、労働社会学研究者と共同で調査結果の分析作業を進め、本報告書としてまとめるに至った。本報告書は、改稿のうえ共著の刊行物として出版するつもりである。平成16年度においては、「新しい職場リスク」に関する量的調査を行うための準備活動を中心に研究を進めた。具体的には、外部の研究協力者を交えての研究会を2回開催するとともに、調査活動の一環として、関西経済同友会の参加企業の人事部スタッフとともに、3回にわたって「大阪大学大学院法学研究科/関西経済同友会『交流研究会』」を開催した。まず、研究協力者を交えての研究会についてであるが、第1回研究会は7月3日に開催し、3カ年を通じての調査研究の進め方について議論した。福井が理論的な問題枠組を明らかにするとともに、水島が労働法上の問題を具体的に明らかにし、調査項目をどのように限定していくか等について検討した。第2回研究会は10月30日に開催し、元労働省女性局長の藤井龍子氏を招いて、個別労働紛争解決促進法施行以降における都道府県労働局の個別労働紛争処理制度の状況や、セクシャル・ハラスメントの法制化の経緯等についての話を伺い、「新しい職場リスク」についての法制化の動向などについて議論した。また、関西経済同友会との「合同研究会」は、12月2日に第1回研究会、1月20日に第2回研究会、2月17日に第3回研究会を開催した。なお、本年度中、3月24日にあと1回の開催を予定している。「交流研究会」は本研究の調査活動の一環であり、急変する会社の人事制度が職場環境にどのように影響を及ぼしているか、そして、同友会参加企業の人事担当者がセクハラやパワハラといった「新しい職場リスク」についてどのような捉え方をしているか等について、積極的な意見交換を行っている。本年度は、なお「予備的アンケート」を実施するには至らなかったが、「交流研究会」などを通じて、「新しい職場リスク」に関する多くの実質的な知見を得ることができた。今後も「交流研究会」を継続するとともに、量的調査の実施に向けて、協力企業の発掘等を進めていく予定である。平成17年度においては、「新しい職場リスク」の問題を、パワーハラスメント、セクシャルハラスメント、職場いじめ等の職場トラブルに絞り込んで調査研究活動を行った。

まず、7月7日には、昨年度から継続している「大阪大学大学院法学研究科/関西経済同友会『交流研究会』」のミニシンポジウムを大阪大学中之島センターで開催し、職場トラブルの現状と企業におけるトラブル対処のあり方について意見交換を行った。本研究グループは、7月以降アンケート調査の準備に集中し、大阪府総合労働事務所、連合大阪等への聞き取り調査、職場トラブル対処に関する調査票の作成、そして予備的アンケート調査を実施した。アンケート票の作成は、専門社会調査士で西日本短期大学講師の福井祐介氏の協力を得て行い、連合福岡ユニオンおよび管理職ユニオン・関西の協力を得て、調査票を発送させて頂いた。連合福岡ユニオンでは1月10日に407通の調査票を発送し、1月25日締め切りで112通を回収、管理職ユニオン・関西では、2月4日に303通の調査票を発送し、2月20日締め切りで65通を回収。現在上がってきたデータの分析作業を進めている。さらに、平成18年度の早い時期に同一内容での本調査を実施する予定だが、そのための送付先住所氏名の抽出を箕面市選挙管理委員会の協力を得て実施した。箕面市の選挙人名簿から3355名の標本を抽出している。3月17日には、東京都労政事務所などで労働相談員を長らく務めて来られた金子雅臣氏を招いて研究会を開催する。同研究会ではパワーハラスメント、セクシャルハラスメント、職場いじめについての東京都現状を明らかにしたうえで、職場トラブルへの対処指針、望ましい窓口配置のあり方について意見交換を行い、来年度の本調査に備える。本研究は、平成18年度においては、本科研費の中核事業である、「職場トラブルの対処方法に関する調査」の実施を中心に研究を進め、数回の部内検討会を行ったほか、成果の公表の一環として1回の地方学会報告を行った。具体的にはつぎの通りである。まず、科研費アンケート調査を実施するため、「大阪大学・職場トラブル対処に関する研究会」(研究会代表・福井康太)を結成し、6月に箕面市有権者3355名を対象としてアンケート調査を実施した。本アンケート調査は、一般市民が職場トラブルの際にどのような対処行動をとろうとするかについて質問することにより、職場トラブル対処についての社会的ニーズの所在を明らかにすることを目的として実施した。アンケートでは、解雇や労働条件切り下げ、険悪な人間関係や職場いじめ、仕事干しや適性のない仕事の強要といった問題に遭遇した場合に、一般市民がどのような相談先や情報収集先など選ぶか、について質問した。調査票の発送は6月1日に行い、調査票の回収は6月30日に締め切った。回収された調査票数は、682票であり、回収率は20.3%(うち有効回収数655票[有効回収率19.5%])であった。この数字は、一般市民を対象とするアンケート調査の回収率としては比較的に高い回収率であったと評価できる。その後、数回の部内検討会でアンケートの集計結果に関する分析を進め、その成果を11月3日に大阪大学で開催された日本法社会学会関西支部研究会(共催Legal Profession研究会)において、報告「人は職場トラブルに遭ったときどのように行動するのか-職場トラブル対処方法に関する箕面市アンケート調査の結果から分かること-」を行い、議論した。
亀裂の動的進展に対するセラミック基複合材料の高靭性化機構

セラミック基複合材料における破壊エネルギーを如何に評価するか?という問題とそれによって評価された破壊エネルギーが如何なる破壊プロセス(複合材料の微細組織と亀裂進展との関係)を反映したものであるのか?という問題を,全研究期間を通じて取組んできた.その結果,測定精度を確保するためには複合材料の破壊エネルギーが数kJ/m^2以上という条件が必要となるものの,容易に試験片を分断できるという利点からシャルピー衝撃試験を用いた破壊エネルギー評価方法が適当であることが分った.シャルピー衝撃試験で評価した破壊エネルギー値は静的3点曲げ試験を用いたそれとほぼ同じであることは,試験片の応力状態や破壊のプロセスが基本的には静的な場合と極めて近い状態であることを物語っており,シャルピー衝撃試験で破壊エネルギーを評価することの妥当性の1つである.静的試験もしくは動的試験に依らず評価される破壊エネルギー値が(スパン/試験片幅)比に大きく変化することがこの研究を通じて明らかになった.この変化は試験片に蓄積される弾性歪エネルギーのように破壊プロセスとは直接関係しない要素と,試験片を分断する破壊プロセスに付随する層間剪断もしくは剥離による要素の両方に影響を受けた結果であるが,材料によって破壊エネルギー値の(スパン/試験片幅)比依存性が異なることが分った.負荷速度を変化させることで破壊形態が変化し,破壊エネルギーが増大する現像をとらえる事ができたが,定量的に解析するまでには至らなかった.しかし,いずれにしろ破壊プロセスにおいて大規模な層間破壊を併発することが,セラミック基複合材料の破壊エネルギーが増大する主な要因であることが分った.セラミック基複合材料における破壊エネルギーを如何に評価するか?という問題とそれによって評価された破壊エネルギーが如何なる破壊プロセス(複合材料の微細組織と亀裂進展との関係)を反映したものであるのか?という問題を,全研究期間を通じて取組んできた.その結果,測定精度を確保するためには複合材料の破壊エネルギーが数kJ/m^2以上という条件が必要となるものの,容易に試験片を分断できるという利点からシャルピー衝撃試験を用いた破壊エネルギー評価方法が適当であることが分った.シャルピー衝撃試験で評価した破壊エネルギー値は静的3点曲げ試験を用いたそれとほぼ同じであることは,試験片の応力状態や破壊のプロセスが基本的には静的な場合と極めて近い状態であることを物語っており,シャルピー衝撃試験で破壊エネルギーを評価することの妥当性の1つである.静的試験もしくは動的試験に依らず評価される破壊エネルギー値が(スパン/試験片幅)比に大きく変化することがこの研究を通じて明らかになった.この変化は試験片に蓄積される弾性歪エネルギーのように破壊プロセスとは直接関係しない要素と,試験片を分断する破壊プロセスに付随する層間剪断もしくは剥離による要素の両方に影響を受けた結果であるが,材料によって破壊エネルギー値の(スパン/試験片幅)比依存性が異なることが分った.負荷速度を変化させることで破壊形態が変化し,破壊エネルギーが増大する現像をとらえる事ができたが,定量的に解析するまでには至らなかった.しかし,いずれにしろ破壊プロセスにおいて大規模な層間破壊を併発することが,セラミック基複合材料の破壊エネルギーが増大する主な要因であることが分った.本年度は高温構造材料として既に実績のあるC/C複合材料を測定対象としてシャルピー衝撃試験を行い,破壊エネルギー評価と亀裂進展のその場観察を試みた.衝撃試験に先立ち,シャルピーハンマーにロードセルを取付けて試験時の荷重ー変位曲線を評価できる計装化システムを構成し,その曲線が囲む面積から破壊エネルギーが評価できるようにした.用いたペンジュラム衝撃試験機はチュアスト社のRESIL25である.その結果,炭素繊維が1方向に配向したC/C複合材料と2方向に配向した炭素繊維が積層したC/C複合材料とでは大きく破壊様式が異なり,前者の方が後者に比べて破面から引抜けた繊維の量(数×長さ)が大きい事が分った.更に,1方向強化C/C複合材料の破壊エネルギーは2方向強化材の約5倍もの大きな値になった.これは試験片をエッジワイズの方向に破壊させた為,1方向強化C/C複合材料の方が2方向強化材よりも層間剪断強度が小さく,破壊の際に亀裂進展方向と垂直な繊維引抜けが生じ易かった事に起因すると考えられた.しかし,ハンマー及び試験片自体の振動が荷重ー変位曲線に重畳してしまい,最大衝撃荷重や破壊エネルギー値に影響を及ぼす事が懸念されたので,その問題点の解消を来年度の検討課題とする予定である.一方,衝撃試験時に於ける動的亀裂進展のその場観察を高速ビデオカメラ(レッドレイクカメラMotion Scope HR200)を用いて試みたが,予想した以上に亀裂進展速度が速く,進展過程を上手く撮影できなかった.より高速度なカメラを用いる等の工夫をして来年度には動的進展亀裂の撮影を成功させる予定である.本年度は繊維配向の異なるC/C複合材料の衝撃破壊挙動の違いを検討したが,来年度は層間剪断強度の異なる1方向強化複合材料で衝撃破壊試験を行い,材料の力学的特性が破壊エネルギー及び衝撃破壊挙動に及ぼす影響について検討したい.セラミック基複合材料の動的な破壊挙動(応力-歪関係)と破壊エネルギーを計測し、高靱性化機構、特に、セラミック繊維による亀裂面架橋が、高速度で進展する亀裂の進展挙動に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。そのためには、負荷速度と破壊エネルギーとの関係、さらには負荷速度と動的な亀裂進展挙動との関係を詳細かつ明確にする必要がある。そこで、本研究では、主としてC/C複合材料を用いて、動的な亀裂進展挙動と破壊エネルギーの負荷速度依存性を実験的に検討し、理論解析のための基礎を構築する。