hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動ニューロン疾患発症機序の分子生物学的研究

先行感染の病原体がサイトメガロウイルスの場合は化学構造は未だ不明であるが抗糖脂質抗体と反応する成分を含んでいることが分かった。また末梢神経系に特異的に分布するグルクロン酸を含む硫酸化糖脂質に対する抗体が産生され、この抗体はミエリンに関連した糖タンパク質(MAG)とも反応するが、同様に神経系に対する自己抗体として作用し、発症するいくつかの疾患が明らかにされた。この場合、抗ガングリオシド抗体の場合と違って、抗原刺激となる物質については未だ不明であるが、Mタンパク血症で増量したMタンパクがグルクロン酸含有硫酸化糖脂質と反応する症例や、Mタンパク血症とは関係なく抗体価が上昇している症例のあることが明らかになった。抗糖脂質抗体は直接神経系に作用して発症のきっかけになる。このことは、血管内皮細胞とアストロサイトを膜の両面に培養して作製した血液-神経関門モデルに抗糖脂質抗体を作用させると透過性が亢進して、高分子のものも透過できるようになり、血液-神経関門が破壊されること;糖脂質にたいする単クローン性抗体を作製して、神経組織や培養系モデルに対する作用させて、形態的、免疫学的、電気生理学的に検討すると抗体が直接神経系に障害を与えることが明らかであること;動物を糖脂質で感作して作製した動物モデルでは、抗糖脂質抗体価が上昇し、神経系に形態的変化が起こり、電気生理学的にも障害が認められること;などの結果から抗体の作用によって神経系の機能障害が起こることが実証された。一方、これら抗体の作用を受ける神経系での糖脂質の分布や化学構造を明らかにするため、ごく微量の糖脂質を免疫化学的、構造化学的に分析、解析する新しい方法を開発した。これらの方法を用いて分析の結果、神経系の糖脂質特にガングリオシドは細胞の種類によって分布パターンが異なり、細胞の分化や増殖に伴って変化することが示された。またこれら糖脂質の発現に関連した遺伝子を導入して強制的に発現させたり、種々の薬物で生合成活性を変化させたりすると神経細胞の形態、分化能等が変化することが認められ、人為的に発現を制御することも可能であることや糖脂質の発現が神経系細胞の機能制御に関連していることが示された。運動ニューロン疾患の発症機序を分子レベルで解明すると云う目的に対して、多くの免疫性神経疾患で抗糖脂質抗体が出現し、この抗体が神経組織に作用して疾患を惹き起こすことをある程度実証することが出来た。ギランバレー症候群やフィッシャー症候群のかなりな数の患者では先行感染したC.jejuniの菌体成分LPSが末梢神経の構成成分である糖脂質のガンクリオシドCM1やGD1aと分子相同性を持ち、このため感染菌に対して産生された抗体が自己抗体として神経を傷害することが明らかにされた。またM血症で慢性脱髄性ニューロパチーを伴う疾患では硫酸化グルクロン酸を含む糖脂質SGPGにたいする抗体が産生され、同様に神経系に対する自己抗体として発症する事が明らかになった。SGPGは末梢神経だけでなく脳の微小血管内皮細胞にも存在することが明らかにされた。これらの成果を挙げるために極微量の糖脂質を薄層クロマトプレートからPVDF膜へ転写するTLC/Blotting法を開発し、PVDF膜上で試料の抗体との反応や化学的構造解析、機器分析が出来るようになり、神経系で疾患に関与する糖脂質の同定が非常に進んだ。また微小血管内皮細胞とアストロサイト細胞をコラーゲンとフィブロネクチンをコートした膜の両面に培養し、培養系での血液/脳・末梢神経関門モデルを作製することに成功した。
オピオイドのがん細胞増殖ならびに幹細胞分化に及ぼす影響

本研究では、gefitinib耐性ヒト非小細胞肺がん細胞におけるgefitinib耐性獲得時の形質転換の解析とそれに伴ったGPCR発現変動について検討した。その結果、GPCR発現は大きく変動しており、発現が多いGPCRが圧倒的に多いことが明らかとなった。なかでも、κオピオイド受容体(KOR)ならびにアデノシンA2a受容体(A2aR)がgefitinibの耐性獲得において重要であり、KORの刺激あるいはA2aRの阻害が、gefitinib耐性NSCLC増殖抑制を示し、がん増悪化抑制を導く可能性が示唆された。本年度は特に、オピオイドを含むG-タンパク共役型受容体(GPCR)を介した抗腫瘍効果ならびにそのメカニズムについて検討を行う目的でゲフィチニブの漸増処置により、ゲフィチニブ耐性ヒト非小細胞肺がん細胞株を自身で樹立し、オピオイド受容体を含むG-タンパク共役型受容体(GPCR)の網羅的発現解析を行った。ゲフィチニブ耐性ヒト非小細胞肺がん細胞株(HCC827GR)は、ゲフィチニブ感受性株(HCC827)細胞に、ゲフィチニブを1.5ヶ月間漸増処置することにより、樹立を行った。HCC827GRは、H1975と同様に、ゲフィチニブ耐性の主因であるEGFRのT790Mの点突然変異や、p53のDNA結合を抑制するR273Hも認められた。さらに、HCC827GR細胞では上皮間葉形質転換も認められた。ゲフィチニブ感受性株であるHCC827細胞、ゲフィチニブ耐性株であるH1975細胞ならびにHCC827GR細胞を用いて、Taqmanアレイに従い384種類のGPCRの網羅的発現解析を行ったところ、多数のGPCRの発現変動が認められ、なかでもゲフィチニブ耐性株において、著明なアデノシンA2a受容体の発現増加が認められた。また、HCC827ならびにH1975におけるアデノシンA2a受容体阻害薬ならびにノックダウンを行うことにより、ゲフィチニブ耐性非小細胞肺がん細胞の有意な増殖抑制が認められた。以上の結果より、既存のEGFR阻害薬に対して、耐性を獲得した非小細胞肺がんにおいても、GPCRを介するシグナルを調節することにより、がん細胞増殖を抑制できる可能性が示唆された。特に、アデノシンA2a受容体の阻害は、抗腫瘍効果が期待できる新たなターゲットとなり得る可能性が考えられる。こうした一連の結果は、PLOS ONEに受理された。本年度は特に、EGFRのチロシンキナーゼ阻害薬であるゲフィチニブ(イレッサ)耐性ヒト非小細胞肺がん細胞増殖に対するオピオイドの効果についての検討を行った。オピオイド受容体は、μ、δ、κ-オピオイド受容体の3つのタイプに分類される。まず、μ-オピオイド受容体作動薬であるmorphine、δ-オピオイド受容体作動薬であるSNC80ならびにκ-オピオイド受容体作動薬であるU50,488Hゲフィチニブ耐性非小細胞肺がんであるH1975に処置することにより、MTT法に従い、がん細胞増殖への影響について検討した。その結果、morphineによるがん細胞増殖抑制作用は認められなかったのに対して、SNC80ならびにU50,488Hを処置した場合においては、用量依存的かつ有意ながん細胞増殖抑制作用が認められた。次に、オピオイドによるゲフィチニブ耐性非小細胞肺がんであるH1975の細胞増殖抑制メカニズムを検討する目的で、EGFRの下流に存在するAkt、StatならびにGSK3βをはじめとしたキナーゼの活性化について、リン酸化抗体を用い検討を行った。その結果、κ-オピオイド受容体作動薬であるU50,488HのH1975細胞への処置により、用量依存的かつ有意なリン酸化GSK3βの抑制が認められた。さらに、GSK3βの選択的阻害薬をH1975細胞に処置することにより、がん細胞増殖の抑制が認められた。こうした研究成果は、British Journal of Cancer (IF: 4.8)に受理された。平成23年度の計画と照らし合わせたところ、ステップ1: EGFRのチロシンキナーゼ阻害薬であるゲフィチニブ耐性ヒト非小細胞肺がん細胞増殖に対するオピオイドの効果についての検討ならびに、ステップ2:オピオイドによる肺がん細胞増殖抑制効果のメカニズムの検討については、網羅的な解析を行い、ほぼ検討を終えている。特に、κ-オピオイド受容体のゲフィチニブ耐性非小細胞肺がんへの影響を検討した研究成果は、British Journal of Cancerに受理された。こうした経過から、研究はほぼ順調に進んでおり、研究成果が論文となった点に関しては、当初の計画以上の成果を得ていると考える。現在は、δ-オピオイド受容体の役割について注目しており、肺がん細胞の形質転換に伴うがん幹細胞化への影響について検討を試みている。非常に興味深い傾向を得ているため、平成24年度は、引き続き検討を行っていく。

平成24年度は、オピオイドの神経幹細胞への影響についても検討を行う。消耗品として、約80万円(繰越金含む)を見込んでいる。旅費(国外、国内)として、約40万円を見込んでいる。投稿料などのその他として、約10万円を見込んでいる。研究費が平成24年度まで継続であることを踏まえ、平成23年度における必要な消耗品については全て購入を済ませたことから、平成24年度に残金を繰り越した方が無駄がなく効率的であると考え、75657円を繰越金とした。平成24年度において、この繰越金は消耗品費の一部として使用する予定である。
手指の関節再生を導く遺伝子治療の開発:関節発生の機構解明とその応用

GDF5の機能不全マウスを用いて手指関節と膝関節の発生を分析した。GDF5機能不全マウスでは、関節発生部に間葉細胞のアポトーシスが多くみられ、関節形成が障害された。GDF5は間葉細胞の軟骨への分化を促進するのみならず、間葉細胞が生存することを促進する働きがあると考えられる。膝関節発生では、関節発生部の間葉細胞のアポトーシスの後に、関節の低形成と十字靭帯の形成不全が生じた。GDF5は軟骨のみならず、関節内靱帯の誘導にも必須の遺伝子であると考えられる。したがって、関節発生にはGDF5が必須の遺伝子であるので、遺伝子治療に応用すべき遺伝子の候補の一つであると考える。ヒトGDF5蛋白を用いて、マウス肋軟骨損傷の修復を試みたところ、損傷部に軟骨のみならず骨を誘導した。担体には、I型コラーゲンとII型コラーゲンを用いたが、両者に大きな違いはなかった。担体のコラーゲンによってGDF5が誘導する組織に違いがあったのではなく、血行が良いかどうかが、軟骨になるか骨になるかの分水嶺であると考えられる。したがって、ヒトGDF5蛋白質は血行の良い成人組織では、骨軟骨の両者を同時に誘導するが、血行の乏しいところには軟骨を誘導すると考えられる。ニワトリ非荷重関節に骨軟骨欠損を作製して、骨軟骨の修復を観察した。非荷重関節であっても、軟骨の再生は困難であった。次に骨軟骨柱を採取して凍結保存後に培養軟骨細胞を播種して、軟骨の再生を試みた。GDF5を添加して軟骨再生を試みたが、関節軟骨の構造を保った軟骨組織の再生は困難であった。GDF5は軟骨のみならず、関節内靭帯の誘導にも必須の遺伝子であると考えられる。次にGDF5を添加して骨軟骨の形成促進を試みた。現在、分析中である。

したがって、関節発生にはGDF5が必須の遺伝子であるので、遺伝子治療に応用すべき遺伝子の候補の一つであると考える。ヒトGDF5蛋白を用いて、マウス肋軟骨損傷の修復を試みたところ、損傷部に軟骨のみならず骨を誘導した。担体には、I型コラーゲンとII型コラーゲンを用いたが、両者に大きな違いはなかった。担体のコラーゲンによってGDF5が誘導する組織に違いがあったのではなく、血行が良いかどうかが、軟骨になるか骨になるかの分水嶺であると考えられる。したがって、ヒトGDF5蛋白質は血行の良い成人組織では、骨軟骨の両者を同時に誘導するが、血行の乏しいところには軟骨を誘導すると考えられる。ニワトリ非荷重関節に骨軟骨欠損を作製して、骨軟骨の修復を観察した。非荷重関節であっても、軟骨の再生は困難であった。次に骨軟骨柱を採取して凍結保存後に培養軟骨細胞を播種して、軟骨の再生を試みた。GDF5を添加して軟骨再生を試みたが、関節軟骨の構造を保った軟骨組織の再生は困難であった。
フィリピンにおける自宅分娩者支援のための巡回型産褥期訪問システムの有用性の検証

本研究はフィリピン共和国において、自宅分娩の現状及び課題を検討すること、自宅分娩を含めた周産期の保健・医療サービスを改善するために現地ヘルスボランティアを活用した保健システムを構築することである。これまでの研究成果として、1フィリピンの自宅出産者には産後の健康障害が起こっていること、それには保健サービスの利用状況が関係していることを明らかにしたこと(Yamashita et al, 2017)、2フィリピンの自宅出産者等の女性を支援するための地域ヘルスボランティアの役割を明らかにしたことである(論文執筆中)。これらの成果は、自宅出産を減少させていくという調査地の市政策に反映された。フィリピンにおいて母親は自宅出産の分娩介助者である伝統的産婆とのコミュニケーションを通して安心感を得ることができ、また家族員の人数が多い家庭では保健センターや病院で出産するより都合がよいことが多かった。一方、本研究成果で明らかになったように自宅出産では母親の健康障害が発生する割合が多く、必要な治療を受けることができないという負の側面もあった。当地域では自宅出産を減少させていくという政策が地域の現状と合わせて進んでいくことは時代の変化を考慮すると仕方がないと考えられるが、一方でそのことは文化的側面への配慮を非常に要する。これらのことから、今後も現地の行政と協働して周産期の健康について検討していくことが必要と考えられる。また、今後の研究課題として妊娠期の鉄欠乏性貧血があがった。東南アジア諸国では妊婦の鉄欠乏性貧血が重要な公衆衛生上の課題となっており、フィリピン共和国でも近年の重要な課題の一つとなっている。今後、妊娠期の鉄欠乏性貧血の現状や課題を検討していく。平成28年2月にフィリピン、ムンティンルパ市にて現地調査を行った。主な調査目的は、自宅分娩者の保健サービスの利用状況の把握と、その利用が産後の健康にどのような影響を与えるか調査することであった。対象は63名の褥婦で、平均年齢は26.1 ±7.1歳であった。自宅分娩者と施設分娩者を比較したところ、出産介助者、居住地、月収、母子手帳の項目で有意な差がみられた(P<0.01)。また、ロジスティクス回帰分析を行った結果、自宅分娩者は施設分娩者に比して、4回以上の妊婦健診の受診割合が0.04倍、妊娠中の情報利用(体調異常、授乳トラブル)の割合が0.17倍であった。また、産後のサービスでは、特に情報利用に関して、体調異常についての情報が0.55倍、授乳トラブルについての情報が0.29倍、家族計画についての情報が0.44倍であった。これらのことから自宅分娩者は保健サービスを十分に活用できていない状況が明らかになった。また、産後の症状については、自宅分娩者は施設分娩者に比して、発熱が3.53倍、乳房痛が4.10倍、落ち込みが2.0倍などであり、産後の症状が多い現状がみられた。これらのことから、自宅分娩者は妊娠中の自己管理に役立てる健診や情報の取得が不十分な状況にあり、そのことで産後の感染症や産後うつの症状が増加している可能性が示唆された。平成28年2月に現地調査を行うことができたこと、その分析結果の一部で学会で発表できた。平成27年度内に論文投稿の予定であったが、平成28年度の前半に投稿したい。平成29年1月にムンティンルパ市(フィリピン)において、現地調査を行った。本調査の目的は、バランガイ・ヘルス・ワーカー(以下、BHW)(なお、BHWは専門職ではなく、ヘルスボランティアである)の産褥期支援における知識・技術・態度の向上を目指した短期間のワークシート活用型トレーニングの成果を検証することであった。研究方法として、産褥期の文化的背景や参加者の思考を記述するため横断的な質的記述的デザインを採用した。対象者はムンティンルパ市に登録されているBHW12名であった。実施方法は、衛生・生活習慣・保健サービスの項目から構成されたワークシート(以下、WS)を使用し、1個別にWSを作成、2グループワーク、3助産師からの講義を受ける、4評価に関する質問紙の記載、を約3時間かけて行うスタイルをとった。これまでの調査を基にBHWが学習すべき項目をピックアップし、ワークシートを作成した。ワークシートの項目は次の1)3)から構成され、それぞれ13の下位項目を置いた。本調査から次の成果がみられた。1フィリピンの産褥期の古くから地域に根付いている文化慣習、近代に発生してきた文化慣習の両方を考える機会となった2BHWがBHWとしての役割を具体的に自覚するきっかけづくりや、予防的アプローチについて学ぶ機会にもなった。なお、今後は、本成果を基盤として、BHWの教育プログラムを構築し、BHWを活用した地域介入研究として、地域で生活する褥婦の健康状態を測定していく。・現地調査を行うために必要な時間を十分に捻出することが難しかった。目標の標本数を得るためには、ある程度の現地調査時間が必要であるため、次年度は事前準備等も含めて準備していきたい。これまでに本研究成果として、1フィリピンの自宅出産者には、産後の健康障害が起こっており、それには保健サービスの利用状況が関係していることが明らかになった、2フィリピンの自宅出産者等の女性を支援するための地域ヘルスボランティアの学習プログラムの案を作成し、その評価を行った。2については、現在、成果報告のための論文を執筆中である。一方で、新たな課題が見つかった。

学習プログラムの開発の過程で、フィリピンでは、妊産婦の健康に家族関与の影響が強く関係している可能性があるということである。この点に関して、現地の地域ヘルスボランティアも課題認識を強く抱いていることから、本研究の本質を探究するためにも、その課題に取り組んでいく必要性が検討された。今後、本研究課題を発展的にしていくために、次の課題に取り組んでいく。詳細は次の通りである。フィリピンでは、様々な女性の健康的な行動に家族の関与があげられる。例えば、フィリピンの妊婦健診受診の要因の一つとして夫に相談できる夫婦関係性がある。また、祖母から特定の食事を指定されるといった伝統的な風習もある。つまり、フィリピンの妊婦の健康管理は、妊婦自身の健康管理能力だけではなく、家族関与の影響が大きいと考えられる。また、その影響は貧困である程大きいと考えられる。そのため、フィリピンの都市部貧困地域に居住する妊婦が適切な健康管理を行うことができるため、家族がどのように妊婦の健康を考えているか、またそのことが健康にどの程度影響があるのかについて検証していく。以上のことから、フィリピンにおける自宅分娩者支援のための巡回型産褥期訪問システム構築に向けて、継続して科学的根拠を蓄積していく。また現地で継続して実施できるシステムになる得るのか、地域ヘルスボランティアの学習プログラムにどのように反映させることができるのか、その可能性を検証していく。大学業務の多忙により、現地調査の時間を確保することが難しい現状にある。本研究はフィリピン共和国において、自宅分娩の現状及び課題を検討すること、自宅分娩を含めた周産期の保健・医療サービスを改善するために現地ヘルスボランティアを活用した保健システムを構築することである。これまでの研究成果として、1フィリピンの自宅出産者には産後の健康障害が起こっていること、それには保健サービスの利用状況が関係していることを明らかにしたこと(Yamashita et al, 2017)、2フィリピンの自宅出産者等の女性を支援するための地域ヘルスボランティアの役割を明らかにしたことである(論文執筆中)。これらの成果は、自宅出産を減少させていくという調査地の市政策に反映された。フィリピンにおいて母親は自宅出産の分娩介助者である伝統的産婆とのコミュニケーションを通して安心感を得ることができ、また家族員の人数が多い家庭では保健センターや病院で出産するより都合がよいことが多かった。一方、本研究成果で明らかになったように自宅出産では母親の健康障害が発生する割合が多く、必要な治療を受けることができないという負の側面もあった。当地域では自宅出産を減少させていくという政策が地域の現状と合わせて進んでいくことは時代の変化を考慮すると仕方がないと考えられるが、一方でそのことは文化的側面への配慮を非常に要する。これらのことから、今後も現地の行政と協働して周産期の健康について検討していくことが必要と考えられる。また、今後の研究課題として妊娠期の鉄欠乏性貧血があがった。東南アジア諸国では妊婦の鉄欠乏性貧血が重要な公衆衛生上の課題となっており、フィリピン共和国でも近年の重要な課題の一つとなっている。今後、妊娠期の鉄欠乏性貧血の現状や課題を検討していく。今年度は、昨年度に引き続きフィリピン、ムンティンルパ市で短期間の現地調査を行う予定である。
加工熱を大幅に減らす難削材の高精度・高品位研削加工

難削材には,高強度,高融点,低熱伝導の金属材料や,硬脆性の材料などがある.これらの材料の研削加工においては,研削ホイールと被削材間に生ずる研削熱を抑制することが加工の容易化を促すと考えて,本研究に取り組んだ.その手段として,研削ホイールに径方向の超音波振動を援用した.結果として,研削ホイール作用面にある極めて多くの砥粒が微小切削を繰り返して材料を除去するとともに,研削ホイールと被削材間が断続的に接触することで研削熱を抑制することができた.インコネル718やチタン合金等の耐熱合金,単結晶SiCやアルミナセラミックスの硬脆材料において,表面損傷の少ない研削加工面を得ることができた.難削材料の研削加工の容易化の方法を検討するため,加工熱の抑制に着目し,その手段として超音波振動の援用による研削ホイールと被削材の断続的な接触による加工を試行した.その目的は,1)振動援用時の砥粒と材料除去プロセスとパルス力の関係,2)砥粒による微細な除去加工と大切込み加工の両立,3)研削ホイールと被削材間の低摩擦化についての検討,である.本年は1)と2)について実験的検討を行った.まず,1)については難削材料として合成石英を被削材として,1.5kHzの振動で正確な振幅を与えることができるFTS(Fast Tool Servo)という装置を利用して,切削用ダイヤモンドバイトを砥粒に見立てた加工実験を行った。結果として,振動援用時に延性モード切削が可能であることと,その間の切削抵抗の変動を実験的に明らかにした.通常,切削時は主分力方向の抵抗が大きくなるのに対して,本加工法では研削加工と同様に背分力方向の抵抗が大きくなることがわかった.したがって,この実験で,振動援用時の研削加工における除去プロセスの一部を検討できるものと判断した.次に,2)については,材料にアルミナセラミックス,インコネル,64チタン合金を用いてダイヤモンドホイールによる加工実験を行った.定荷重をかけながらの実験において,振動援用時は振動のない場合と比較して1.22倍の除去量が得られることがわかった.また,それぞれの材料において,振動を援用しない場合にみられた熱損傷が,振動援用時にはみられなかった.以上のことから,振動援用の効果が材料除去の向上に寄与する見通しを得たと考えている.やや遅れた主な理由は,以下の2点である.研究概要で述べた1)のFTS装置を用いた実験装置のスライド部に不具合が生じ,それを直すのに時間がかかった.そのため,今年は早い時期にスライドの入れ替えを行う予定である.また,2)においては加工温度の測定を並行して行っているが,定量的な評価をするための正確な測定が難しく,現在温度測定の方法の変更を検討している.本年度は,概ね改善される見通しである.難削材料の研削加工の容易化を検討するため,加工熱の抑制に着目し,その手段として超音波振動の援用による研削ホイールと被削材の断続的な接触による加工を試みている.昨年に引き続き1)振動援用時の除去プロセスと砥粒切れ刃のパルス力の関係,2)砥粒による微細な除去とホイール全体としての大切込み加工の両立,3)研削ホイールと被削材間の低摩擦化,について検討した.まず,1)についてはダイヤモンドバイトに振動(1.0-1.5kHz)を援用して合成石英の加工を行い,その除去過程における切削抵抗の変化から除去機構を考察している.これにより,硬脆材料の延性モード研削加工における砥粒の除去機構も推察し,加工条件の最適化につなげたいと考えている.2)については硬脆材料であるアルミナセラミックスと耐熱合金の64チタン合金を用いて研削加工を行い,異なる特性の材料でも,振動援用時の方が除去量が多くなることに加え,低荷重でも加工が可能なことを実験的に明らかにした.3)については,研削抵抗の2分力比が摩擦係数に依存するとの仮定に基づき実験を行い,現段階では2分力比と加工熱の発生に相関があるのではないかと推察する結果を得ている.以上より,1)では工学的な観点から振動援用の効果を考察でき,2)については工業的な観点からみた振動援用の効果を示すことができる見通しを得たと考えている.3)については,本課題の主テーマである加工熱の抑制につなげるべく,研究を遂行している.やや遅れた主な理由は,以下の2点である.a)合成石英の振動切削加工において原因が特定しない加工痕への付着物の発生があり,これがダイヤモンドバイトに逃げ面に起因する結果であると判るまでに2ヶ月以上かかった.これについては,バイトを発注する際に追加工を依頼する形で対応していく.尚,これにともない,方形型の切れ刃の製作および実験を行うことができなかった.b)研削抵抗の測定で使用していた記録計の不調により,途中からデータロガーの機種および設定を変更した.この適切な設定を検討するのに時間を要した.現在は,概ね改善されている.難削材料の研削加工の容易化を検討するため、加工熱を抑制することに着目した振動援用加工を試みてきた。H29年度は、合成石英ガラスの振動援用切削加工において、研削ホイールの砥粒にみたてた大きな負のすくい角を持つダイヤモンドバイトを使って延性モード切削加工を試みた。しかしながら、このバイトでは切りくず処理がうまく行かず、想定していた延性モード面は得られなかった。研削加工において加工面が延性モードになるのは、切れ刃自体の大きさの関わりが大きいものと推察される。

一方、アルミナセラミックスとチタン合金の超音波振動援用研削加工においては、いくつか成果が得られた。主なものは、両材料ともに加工時の二分力比と測定された加工温度に相関があること、振動を援用した場合は、加工面の熱損傷が抑えられることに2点である。前者は、これまでの推察通り、加工熱の多くが摩擦によって発生することを示している。この摩擦を減らす手段として採用した超音波振動援用の効果が、結果として加工面の熱損傷につながっていることがわかった。さらに、今後の検証実験は必要であるものの、振動を援用した加工面の方が、均一な表面粗さを得られること、アルミナセラミックスにおいては脆性破壊痕が減少する傾向がみられることがわかった。以上のことから、期間全体の研究の成果としては、振動援用が加工熱の抑制につながること、また、安定した加工面が得られることに寄与する技術である見通しを得た。今後も、本研究を進める意義は高いものと考えている。難削材には,高強度,高融点,低熱伝導の金属材料や,硬脆性の材料などがある.これらの材料の研削加工においては,研削ホイールと被削材間に生ずる研削熱を抑制することが加工の容易化を促すと考えて,本研究に取り組んだ.その手段として,研削ホイールに径方向の超音波振動を援用した.結果として,研削ホイール作用面にある極めて多くの砥粒が微小切削を繰り返して材料を除去するとともに,研削ホイールと被削材間が断続的に接触することで研削熱を抑制することができた.インコネル718やチタン合金等の耐熱合金,単結晶SiCやアルミナセラミックスの硬脆材料において,表面損傷の少ない研削加工面を得ることができた.以下に,目的1)3)それぞれに対する推進方策を述べる.1)振動援用時の砥粒と材料除去プロセスとパルス力:H27年度に引き続き同様に実験的検討を進める.ただし,切削工具については,砥粒の形状に見立てた方形型の切れ刃を製作する予定にしている.2)砥粒による微細な除去加工と大切込み加工の両立:H27年度に引き続き同様に実験的検討を進める.ただし,当初予定していた材料の超硬合金を64チタン合金に変更する.これは昨年度良いデータが得られたことに起因する.3)研削ホイールと被削材間の低摩擦化についての検討:この目的のため,研削抵抗の2分力比を加工条件を変えながらデータ収集につとめる.以下の3点に焦点をあてて,実験的検討を行っていく予定である.1)H28年度に行う予定にしていた方形型の切れ刃を製作し,延性モード切削加工の除去機構について実験的検討を進める.具体的には,研削ホイールの砥粒にみたてた大きな負のすくい角と浅い逃げ角の形状を予定している.実験はFast・Tool・Servo機構を用いた切削装置で振動(1.5kHz以下)し,その時の加工抵抗と加工面状態の比較より,振動援用の効果で,工具への負荷が減ることを確かめる予定である.2)被削材を硬脆性材料のアルミナセラミックス,延性材料の64チタン合金に絞って,振動援用研削加工を行い,加工熱発生の問題とホイールと被削材間の摩擦の違いにともなう加工熱の発生の違いを明らかにしていく.この2つの大きく特徴が異なる材料の加工結果を対比することで,加工熱の抑制に必要な因子を特定していく予定である.
咀嚼回数がストレス緩和効果に影響を及ぼすか?

本研究は咀嚼する回数がストレス緩和に及ぼす影響を検討した。ストレスの指標として、唾液中のコルチゾールとアミラーゼを使用した。唾液中のコルチゾールとアミラーゼはストレスによって上昇するものである。実験では、被験者に暗算によるストレス負荷を与えた後にガムチューイングを行わせ、唾液中コルチゾール濃度とアミラーゼ濃度の変動を分析した。本研究により、咀嚼する時間に伴って変化する咀嚼回数はストレス緩和に影響を及ぼし、チューイングによるストレス緩和効果は時間とともに増加したことが示唆された。これまで、我々はストレスによって咀嚼運動の要素(咀嚼運動周期、咀嚼リズム、開口量)が変化することに着目し、チューイング速度の違いがストレス緩和に及ぼす影響について検討してきた。ストレス状態の指標には唾液中コルチゾールを用いた。その結果、速いチューイングがストレス緩和に効果的であった。また、チューイング速度に伴って増減するチューイング回数がストレス緩和に影響を及ぼしていることを示唆した。よって、これまでの研究成果を発展させるために、チューイング速度に依存しないチューイング回数についてのみ着目し、さらにストレス緩和に有効なチューイング条件を検討する必要がある。本研究では、チューイング回数の違いがストレス緩和効果に影響を及ぼすかを明らかにするために、チューイングの持続時間を5、10および15分の3条件でストレス緩和効果を比較する。本年では無作為抽出した健常有歯顎者を選定し、予備実験として被験者に本実験のストレスが負荷されるかを確認した。本実験のストレス負荷は2-4桁の加減乗除の計算問題を30分間とした。その結果、ストレス負荷直前から直後の唾液中コルチゾール濃度が必ずしも上昇するわけではなく、被験者のストレスに対する感受性および環境に左右されることが明らかとなった。このことを踏まえ、被験者のパーソナリティーおよび唾液採取のタイミングを検討し、来年度では本実験を行っていく。これまで、我々はストレスによって咀嚼運動の要素(咀嚼運動周期、咀嚼ズム、開口量)が変化することに着目し、チューイング速度の違いがストレス緩和に及ぼす影響について検討してきた。本研究では、チューイング回数の違いがストレス緩和効果に影響を及ぼすかを明らかにすることを目的とした。被験者は健常有歯顎者8名とし、ストレス負荷として暗算を30分行わせた後、ガムチューイングをさせた。チューイング条件は5、10および15分の3条件とすることで、回数の違いを与えた。チューイング後は安静にさせストレス負荷後20分で実験終了とした。ストレス評価は、唾液中コルチゾール濃度およびアミラーゼ濃度を計測することで行った。唾液採取はストレス負荷後(S)、チューイング後(Ch)、ストレス負荷後20分(R)とした。分析はSからChおよびRまでの変化量の割合を変化率として算出した。統計処理は反復測定による一元配置分散分析後に多重比較を行った。唾液中コルチゾール濃度のSからChの変化率はチューイング15分において著しく減少し、チューイング5分との聞に有意差が認められた。しかし、SからRの変化率は各条件間で有意差が認められなかった。唾液中アミラーゼ濃度の変化率に関しては各条件間で有意差は認められなかった。今回の研究からチューイングの持続時間に伴って増加するチューイング回数がストレス緩和に影響を及ぼす可能性が示唆された。
ヒト大腸腫瘍の増殖進展とtelomerase活性に関する研究

大腸癌の発癌、進展におけるtelomerase活性-半定量化による解析(目的)telomeraseは、染色体末端のtelomereを維持し染色体の安定化をはかるとともに、癌の進展と細胞の不死化に重要な役割を果たしていると考えられている。我々は大腸癌発癌過程におけるtelomerase発現の意義について検討した。(対象)手術によって得られた腺腫13例、早期癌9例、進行癌32例、転移巣5例、非癌部粘膜30例を対象とした。(方法)Oncor社のキット(TRAP-eze^<TM>)を用いTRAP法に準じて行い、半定量化した。(結果)telomerase陽性率と活性値の平均は非癌部(13.3%、18.0)、腺腫(15.4%、29.9)、早期癌(77.8%、65.8)、進行癌(93.8%、97.0)、転移巣(100%、161.3)であった。臨床病理学的諸因子との関連では腫瘍径6cm以上、組織型では低分化型および粘液癌で有意に(それぞれp=0.009、0.001)活性値が高く、深達度mp以深の癌で活性値が高い傾向(p=0.08)にあった。さらに腫瘍マーカーとしての意義を検討するために非癌部の平均活性値の2倍をcut off値に設定するとsensitivity 0.89,specificity 0.98,accuracy 0.93であった。(結語)telomeraseは大腸癌の発癌、進展に重要な役割を果たしており、cut off値の設定により腫瘍マーカーとしても有用であることが示唆された。当科において手術を施行した進行大腸癌36例を対象に癌部及び非癌部からDNAを抽出し、southern hybridization法を用いテロメアDNA長の解析を行った。p53、K-ras遺伝子変異についてはPCR-SSCP法およびdirect sequence法で、p53のLOHについてはmicrosatellite polymorphismを、RbのLOHについてはPCR-RFLP法を用い検索した。テロメアDNA長の変化は、非癌部との比較で、癌部でのテロメア長が20%以上短縮あるいは過長例を変化陽性とした。陽性例の非癌部のテロメア長の平均は8.8kbで癌部では5.4kbであった。36例中陽性例は19例(短縮18例、過長1例)52.8%であった。p53の変異はexon5、6、7、8で検出され、direct sequenceの結果GAT-GGTなどの一塩基置換によるものがほとんどであった。このような変化は36例中15例(41.7%)に認めた。またp53のLOHは36例中14例(38.9%)に認めた。テロメアDNA長の変化と各遺伝子変化との関係を示す。p53にmutationを認めたものの中でテロメアDNA長に変化を認めたものは15例中12例(80%)で変異群に有意に多く(p=0.008)、またmutationとLOHの両方を認めた6例全例(100%)にテロメア長の変化を認めた(p=0.022)。K-rasおよびRb遺伝子変化とテロメアDNA長の変化の関連では両者間に有意な相関は認めなかった。以上より、WrightやShayらがin vitroで証明した細胞老化と不死化におけるtwo-stage mechanismのモデルをヒト大腸癌の発癌、進展に当てはめると、ヒト大腸癌においてはp53の機能喪失がM1期を克服し細胞の不死性を獲得するプロセスに重要な影響を与えている可能性が示唆された。大腸癌の発癌、進展におけるtelomerase活性-半定量化による解析-(目的)telomeraseは、染色体末端のtelomereを維持し染色体の安定化をはかるとともに、癌の進展と細胞の不死化に重要な役割を果たしていると考えられている。

我々は大腸癌発癌過程におけるtelomerase発現の意義について検討した。(対象)手術によって得られた腺腫13例、早期癌9例、進行癌32例、転移巣5例、非癌部粘膜30例を対象とした。(方法)Oncor社のキット(TRAP-eze^<TM>)を用いTRAP法に準じて行い、半定量化した。(結果)telomerase陽性率と活性値の平均は非癌部(13.3%、18.0)、腺腫(15.4%、29.9)、早期癌(77.8%、65.8)、進行癌(93.8%、97.0)、転移巣(100%、161.3)であった。臨床病理学的諸因子との関連では腫瘍径6cm以上、組織型では低分化型および粘液癌で有意に(それぞれp=0.009、0.001)活性値が高く、深達度mp以深の癌で活性値が高い傾向(p=0.08)にあった。さらに腫瘍マーカーとしての意義を検討するために非癌部の平均活性値の2倍をcut off値に設定するとsensitivity0.89,specificity0.98,accuracy0.93であった。(結語)telomeraseは大腸癌の発癌、進展に重要な役割を果たしており、cut off値の設定により腫瘍マーカーとしても有用であることが示唆された。
B中間子の稀崩壊におけるCP非対称精密測定による新しい物理の探索

一般に、B中間子系の崩壊は標準理論内の崩壊分岐比が小さいので、現段階では発見されてない微小な標準理論を超える新しい物理の寄与の探索に適している。特に、中性カレントループ崩壊b→sg、dg(gはグルーオン)は、標準理論内で非常に抑制されており(0(10^<-5>10^<-7>))。、さらに不確定原理により中間状態に非常に重い粒子が現れうるので、超対称性粒子めような標準理論を超えた重い粒子の微小な寄与に非常に敏感である。その重い粒子の結合定数のCP位相が標準理論内のCP位相と異なれば、CP非対称性の測定値が標準理論の予想値と異なると期待される。昨年度行った中性カレント崩壊b→dgにおけるCP非対称性初測定に引き続き、本年度は、Belle実験で現在までに生成および収集されたB中間子対6.57億個のデータでも統計的に有意である、崩壊分岐比が大きい中性カレント崩壊b→sgのうちgolden modeであるB^0→φKs過程に着目し、CP非対称性精密測定した。同じKsK^+K^-終状態を持つ他の崩壊過程(B^0→f_0Ksや非共鳴状態)間の干渉による不定性が考えられ、従来の手法は不完全だった。これらの干渉を正しく取り扱うために、新たに運動学的な量(Dalitzプロット)を組み合わせ、各中間状態のCP非対称性、中間状態の各崩壊過程の相対的な大きさ、および干渉を含む18パラメータを最尤関数法で同時に決定した。CP位相の測定結果φ_1=(32.0±8.8(stat.)±1.8(syst.)±0.8(Dalitzモデル))度を得た。これは、3σレベルの高い確度の世界初の結果である。また、測定結果を標準理論の枠組み内の理論的予想値と比較したところ、標準理論と測定の結果は一致を見せており、現在の統計の範囲内で新しい物理の兆候がないと示した。本研究の目的は、Belle実験で取得された大量のB中間子対を用いて、b→dペンギンダイアグラムで記述される稀崩壊であるB→KsKs崩壊のCP非対称性測定を行い、標準理論を超えた新しい物理を探索することである。来年度のCP非対称性測定に向けて、今年度は、1.CP非対称性測定に必要不可欠なB中間子の崩壊時間差の誤差伝播関数の改良、および、2.B→KsKs事象抽出の解析方法の確立を行った。Belle実験においてB中間子対を用いてCP非対称性を測定するには、B中間子対の崩壊時間差の誤差伝播関数の理解が必要不可欠である。誤差伝播関数は、崩壊点検出器の分解能およびD(*)の崩壊粒子の影響に由来し、大量のコントロールサンプル(B->D(*)1nu, D(*)pi/rho)用い見積もる。コントロールサンプルの事象抽出において、モンテカルロシミュレーションを用い背景事象を細かく分類・評価し、今後のデータ増加に対応しうる誤差伝播関数を決定することができた。新たに決定した誤差伝播関数を用いて、B→J/PsiKO崩壊のCP非対称性を測定し、団行列のパラメーターsin2φ1の精密測定(+0.642+-0.031(stat)+-0.017(syst))を行った。また、今後の系統誤差の推移を見積もったところ、2/abで系統誤差が統計誤差を上回り、崩壊点検出器の位置補正法を改良すべきだとわかった。B→KsKs崩壊は、崩壊分岐比が非常に小さく(10^<-6>)、CP非対称性の測定誤差は統計により制限される。事象再構成の際、Ks選別手法、事象抽出方法の改良を新たに導入し、従来の解析で削除されていた事象を積極的に扱った。特に、大量のモンテカルロシミュレーションの情報をもとに計算した信号および背景事象の確からしさを導入することにより、事象再構成効率を従来の解析方法の1.7倍にした。本研究では、Belle実験で取得された大量のB中間子対を用いて、b→dペンギンダイアグラムで記述される稀崩壊であるB→KsKs崩壊のCP非対称性測定を行い、測定結果を標準理論の予想値と比較することにより、標準理論を超えた新しい物理の探索を行う。今まで探索が行われてきたb→sペンギンダイアグラムで記述される崩壊とは異なるCP位相なので、新しい角度から探索が行うことが出来る。また、崩壊分岐比がb→sペンギンダイアグラムで記述される崩壊に比べて約25分の1なので、新しい粒子の微小な寄与にさらに敏感といえる。本年度は、657MB中間子対を用いて、昨年度に確立した統計的に有利な事象抽出方法を使い、58+/-11事象のB→KsKs崩壊を観測し、さらにCP非対称性測定を行った。崩壊と混合によるCPの破れS=-0.38+0.69-0.77(統計誤差)+/-0.09(系統誤差)直接的CPの破れA=-0.38+/-0.38(統計誤差)+/-0.05(系統誤差)ともとまった。この結果は、Physical Review Letters 100,121601(2008)に掲載された。Belle実験におけるb→dペシギンダイアグラムであらわされる崩壊におけるCP非対称測定としては初である。また、2006年に報告されていたアメリカのBaBar実験の測定結果の測定精度を超えて、世界で最高精度である。

さらに、測定結果を標準理論値S=0,A=0と比較すると、標準理論と無矛盾であり、標準理論を超えた新しい物理の有意な兆候は観測されなかった。一般に、B中間子系の崩壊は標準理論内の崩壊分岐比が小さいので、現段階では発見されてない微小な標準理論を超える新しい物理の寄与の探索に適している。特に、中性カレントループ崩壊b→sg、dg(gはグルーオン)は、標準理論内で非常に抑制されており(0(10^<-5>10^<-7>))。、さらに不確定原理により中間状態に非常に重い粒子が現れうるので、超対称性粒子めような標準理論を超えた重い粒子の微小な寄与に非常に敏感である。その重い粒子の結合定数のCP位相が標準理論内のCP位相と異なれば、CP非対称性の測定値が標準理論の予想値と異なると期待される。昨年度行った中性カレント崩壊b→dgにおけるCP非対称性初測定に引き続き、本年度は、Belle実験で現在までに生成および収集されたB中間子対6.57億個のデータでも統計的に有意である、崩壊分岐比が大きい中性カレント崩壊b→sgのうちgolden modeであるB^0→φKs過程に着目し、CP非対称性精密測定した。同じKsK^+K^-終状態を持つ他の崩壊過程(B^0→f_0Ksや非共鳴状態)間の干渉による不定性が考えられ、従来の手法は不完全だった。これらの干渉を正しく取り扱うために、新たに運動学的な量(Dalitzプロット)を組み合わせ、各中間状態のCP非対称性、中間状態の各崩壊過程の相対的な大きさ、および干渉を含む18パラメータを最尤関数法で同時に決定した。CP位相の測定結果φ_1=(32.0±8.8(stat.)±1.8(syst.)±0.8(Dalitzモデル))度を得た。これは、3σレベルの高い確度の世界初の結果である。また、測定結果を標準理論の枠組み内の理論的予想値と比較したところ、標準理論と測定の結果は一致を見せており、現在の統計の範囲内で新しい物理の兆候がないと示した。
染色体移入法による色素性乾皮性C.F.群遺伝子の染色体マッピング

色素性乾皮性(XP)のC、F群細胞において欠損している遺伝子の存在している染色体を明らかにするために、微小核融合法を利用した単一ヒト染色体導入を行った。ネオマイシン耐性遺伝子でマークされた正常ヒト染色体を各々1本だけ持つマウス細胞を過剰コルセッミド処理し、サイトカラシンを含むメディウム中で遠心することによって染色体を1本だけ含むような微小核を分離した。これらの微小核をSV40で株化されたXPC群またはF群細胞と融合させ、ネオマイシンで選択することにより目的とするヒト染色体の導入された細胞だけをクローン化した。これまでに、C群細胞については正常ヒト染色体1、2、5、6、7、8、9、10、11、12、15、19、20番を導入し、各々の染色体が導入された細胞のクローンを10以上づつ解析したが、すベての染色体導入細胞は親株のXPC群細胞と同様の紫外線感受性を示した。すなわち、XPC群細胞で欠損している遺伝子はこれらの染色体上には存在しないことが示唆される。今後はまだ導入実験を行っていない9種の染色体について解析を継続していく必要がある。XPF群細胞に対しては正常ヒト染色体9、12、15番を導入したが、9、12番染色体を導入した細胞は全て親株のXPF群細胞と同じ紫外線感受性を示した。しかし、15番染色体を導入したクローンの中に一つだけ正常細胞とほぼ同程度の紫外線低抗性を示すものが得られた。得られた紫外線低抗性クローンがまだ一つだけなので確実なことは言えないが、15番染色体にXPF群細胞で欠損している遺伝子の存在する可能性がある。今後はこのようなクローンの出現が再現できるかを確認するとともに、得られた紫外線低抗性クローンのDNA修復能を細かく解析し完全に正常細胞と同じに回復してるかを明かにしたい。
軸力制御可能な新規ねじ締結体を含む複雑構造物の振動特性に関する研究

ねじ締結体の軸力を許容範囲の最小値から最大値まで変化させた場合に締結部の振動特性を定量的に把握できるモデルを探索し確定した。軸力制御可能な新規ねじ締結体の基礎研究から産業応用へと展開するために、以下の研究項目を実施した。1軸力制御可能な新規ねじ締結体のモデル化と解析システムの開発及びパラメータの同定を行った。2新規ねじ締結体の軸力制御により形状が異なる種々の構造物と一致する振動特性への最適化を実施した。3新規ねじ締結体の軸力を能動制御して構造物の振動特性のコントロール法を研究した。4新規ねじ締結体を含む複雑構造物への展開と振動特性の解明・制御について研究した。そして、仮想試験用モデル構築ツールを用いて、解析システムを開発し、実験的にパラメータの同定を行なった。軸力がねじ締結部に及ぼす影響を解明するために、2枚の平板をねじで締結した場合の弾塑性変形を明らかにした。さらに、接触面の摩擦力に影響を及ぼしている要因を解明した。主要因の選定とエネルギー流れの解明として、振動特性を把握するために必要となる主要因を解明した。軸力の増減に伴ってねじ締結体近傍のエネルギー流れを解明した。モデル化と解析システムの開発およびパラメータの同定として、ねじ締結体のモデル化は、本研究では軸力を制御することから、ばね、ダンパー、さらに接触面の非線形特性を考慮した摩擦力と塑性変形を新たに考慮し、機能モデルを適用してモデル化を行なった。複数のねじ締結体から構成された、構造物の軸力を個々に制御して、加工または組立困難と考えられる構造物が有する振動特性と一致した特性を示すためには、基本構造体のねじ締結部の軸力をどのように最適化すればよいか探索した。構造体として、基本構造体と任意の断面が取り付け部から先端に直線的に増加する場合、あるいは減少する場合、2次元的に中央部で最大になる場合、あるいは最小になる場合の4種の等価構造体を考慮した。基本構造体に関する実測結果を得るために、複数個の軸力制御可能なねじ締結体を使用して、複数枚の平板を締結した構造物を設計・製作した。平板の接触面あらさは構造物の振動特性に影響を及ぼすことが知られているので、仕上げ面を配慮し設計した。本研究計画では以下の研究項目を実施した。1軸力制御可能な新規ねじ締結体のモデル化と解析システムの開発及びパラメータの同定2新規ねじ締結体の軸力制御により形状が異なる種々の構造物と一致する振動特性への最適化3新規ねじ締結体の軸力を能動制御して構造物の振動特性のコントロール4新規ねじ締結体を含む複雑構造物への展開と振動特性の解明・制御。平成26年度は、3の高精度化および4について実施した。

すなわち、新規ねじ締結体の軸力制御により形状が異なる種々の構造物と一致する振動特性への最適化の解明として、構造体として、基本構造体と任意の断面が取り付け部から先端に直線的に増加する場合、あるいは減少する場合、2次元的に中央部で最大になる場合、あるいは最小になる場合の4種の等価構造体を考慮した。5個のねじ締結部を有する実験用構造物の設計・製作を実施した。基本構造体として考案した4種の等価構造体の振動特性を数値実験により解明した。4種の等価構造体が有する振動特性と一致した特性を示すためには、基本構造体のねじ締結部の軸力をどのように最適化すればよいか軸力制御法を探索した。次に、軸力を能動制御して構造物の変位が常に最小となるように、軸力を能動制御する手法を探索した。新規ねじ締結体による軸力の能動制御の探索と機能解析に関する理論的研究、新規ねじ締結体による軸力の能動制御の探索と機能解析に関する実験的研究を実施した。さらに、自動車用シート開発において、シートフレームの振動特性は課題が多い。複雑構造物として、人体に優しい自動車用シートフレームの開発について応用展開できる可能性を示した。自動車用シートフレームに対して、使用されている複数本のねじ締結体の軸力を適切に設定し、振動特性から実現可能性を検証する方法を示した。本課題で研究した解析システムを自動車用シートフレームに適用し、最適設計への可能性について探索した。機械工学軸力制御可能な新規ねじ締結体の基礎研究から産業応用へと展開するために、本研究計画では以下の研究項目を計画している。1軸力制御可能な新規ねじ締結体のモデル化と解析システムの開発及びパラメータの同定を行う。2新規ねじ締結体の軸力制御により形状が異なる種々の構造物と一致する振動特性への最適化を行う。3新規ねじ締結体の軸力を能動制御して構造物の振動特性のコントロールを行う。4新規ねじ締結体を含む複雑構造物への展開と振動特性の解明・制御について研究する。平成25年度は1および2の高精度化および3が完了した。従って、現在までの達成度は、おおむね順調に進展している。軸力制御可能な新規ねじ締結体の基礎研究から産業応用へと展開するために、本研究計画では以下の研究項目を計画している。1軸力制御可能な新規ねじ締結体のモデル化と解析システムの開発及びパラメータの同定を行うこと。2新規ねじ締結体の軸力制御により形状が異なる種々の構造物と一致する振動特性への最適化を行うこと。3新規ねじ締結体の軸力を能動制御して構造物の振動特性のコントロールを行うこと。4新規ねじ締結体を含む複雑構造物への展開と振動特性の解明・制御について研究すること。平成24年度は、1および2が完了した。新規ねじ締結体の軸力制御により形状が異なる種々の構造物と一致する振動特性への最適化の解明として、構造体として、基本構造体と任意の断面が取り付け部から先端に直線的に増加する場合、あるいは減少する場合、2次元的に中央部で最大になる場合、あるいは最小になる場合の4種の等価構造体を考慮する。複数のねじ締結部を有する実験用構造物の設計・製作する。試験片として試作した4種の等価構造体の振動特性を実験的に解明する。各試験片を加速度計測装置により振動特性を計測する。4種の等価構造体が有する振動特性と一致した特性を示すためには、基本構造体のねじ締結部の軸力をどのように最適化すればよいか軸力制御法を探索する。
新規な長鎖8-キノリノールによる重金属の速度論的分離とその環境分析への応用

長鎖8-キノリノールとして、5-オクチルオキシメチル-8-キノリノール(HO_8Q)、2-メチル-5-オクチルオキシメチル-8-キノリノール(HMO_8Q)および5-(4-ニトロフェニルアゾ)-7-(4-エチル-1メチルオクチル)-8-キノリノール(HNEQ)によるGa(III)、Mo(VI)及び亜鉛(II)の分離を目的として抽出平衡及び速度について検討し、次の新しい結果を得た。2.Ga(III)のHO_8Qによる弱酸性溶液からのヘプタンへの抽出の律速段階は水相中でのHO_8QとGa^<3+>およびGa(OH^<2+>との競争反応と考えられる。抽出速度は溶媒によっ著しく異なり、クロロホルムへの抽出の速度はヘプタンに比べて極めて小さい。3.Mo(VI)はHO_8QおよびHMO_8Qにより強酸性溶液から抽出され、鉄(III)、Co(II)などの他の多くの金属イオンから分離できる。抽出される錯体はいずれも1:2のMoO_2(O_8Q)_2(K_<ex>=10^<17.7>)、MoO_2(MO_8Q)_2(K_<ex>=10^<14.9>)である。4.Pd(II)は塩酸溶液から、HMO_8QによりクロロホルムにPd(MO_8Q)_2(K_<ex>=10^<14.7>)として抽出される。抽出錯体はpH3の0.3MSCN^-溶液に逆抽出される。抽出速度は溶媒によって著しくことなり、速度の違いや逆抽出を利用しPd(II)を他の金属から分離できる。5.HNEQによりZn(II)の自己付加錯体生成を種々の溶媒を用いて検討するとともに、Zn(II)のCd(II)からの分離の可能性を明らかにした。以上の成果をもとに、金属イオンの環境分析への応用が期待される。8ーキノリノ-ルの5位に炭素数の異なる種々のアルキル基(-0-CnH_<2nt1>,n=18)を有する8ーキノリノ-ル誘導体(HOnQ)を合成し,クロロホルムー水間及びヘプタン,水間の分配定数を決定した。いずれの溶媒でも,炭素鎖の炭素数が増すにつれて分配定数が約0.6ほど増大し,疎水性が大きくなるが,酸解離定数には炭素鎖はほとんど影響しないことが明らかとなった。疎水性の大きな5ーオクチルオキシメチルー8ーキノリノ-ル(HO_8Q)及び2ーメチルー5ーオクチルオキシメチルー8ーキノリノ-ル(HMO_8Q)による弱酸性溶液からのガリウム(III)のヘプタンへの抽出挙動および抽出鎖体の組合を平衡論的及び速度について検討した結果,HO_8Qでは,共存する陰イオン(Cl^-,ClO^ー_4)に関係なくGa(O_8Q)_3として抽出され,抽出定数としてlog=Kex=3.4が得られた。ところが,HMO_8Qでは,ClO^ー_4が存在する場合にはGa(OH)(MO_6Q)_2として抽出され(logKex=-4.2)るが,Cl^-が存在する場合にはGa(Cl)(MO_8Q)_2として抽出(logKex=1.3)される。