hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
被覆攻撃に対する楕円・超楕円暗号系の安全性に関する研究

今までは、海外研究も含め、数学的に解析しやすいこともあり、拡大体の次数が素数の場合のみ検討されてきたが、拡大体次数が合成数の場合は、素数次数拡大の組み合わせで表せるのではという期待もあったが、厳密な検討が知られていない。楕円暗号の定義体が奇標数の場合において合成数拡大次数の拡大体において、完全分類を完成した。特に、従来の予想に反して、素数次数拡大の組み合わせで表せない合成数次数拡大体上の弱い楕円暗号を数多く存在することを発見した。これらの分類リストは、合成数次数拡大体上の安全な楕円暗号を設計するには大きな役割を果たすことを期待できる。また、被覆攻撃を実装評価のために、具体的に楕円暗号・超楕円暗号から被覆曲線を構成する必要がある。しかしながら、今までは奇標数の場合においては、被覆曲線の構成法が検討されていたが、偶標数の場合の構成法は知られていなかった。2016年度では、偶標数における被覆曲線の構成法について、単純拡大体理論と被覆群のガロワ作用の不変性を利用した二つのアルゴリズムを提案し、具体的に2次拡大体上の楕円曲線の種数2の被覆曲線を構成することができた。IoT社会における暗号プリミティブとして注目されている、拡大体上に定義される楕円曲線・超楕円曲線暗号については、高速実装や軽量化コンパクト化の研究と同時に、安全性保障も急務とされている。特に拡大体上に定義されている楕円・超楕円暗号に対して、GHS攻撃と呼ばれる攻撃が知られており、さらに一般的な被覆攻撃に拡張されたが、この攻撃に対する暗号系の安全性解析は殆ど進んでいないのは現状である。本研究では、既に被覆攻撃は、現在使用されている楕円・超楕円暗号に対して極めて危険であることを示してきた。さらにその数学的構造の解明によって、攻撃される弱い曲線の分類手法を確立し、これらの曲線すべてを列挙すると同時に、安全な曲線を明示し、さらに任意の曲線に対して安全性を判定する方法を開発することを目的としている。今までは、楕円や超楕円曲線が定義されている有限拡大体の拡大次数が素数の場合に関して、GHS攻撃あるいは被覆攻撃の対象となる奇標数の楕円曲線の完全分類を、前年度まで完成したが、IoT暗号の高速かつコンパクト実装に適している有限拡大体の拡大次数は、小さな素数とそのべき乗の積となるスムーズな合成数である場合が最も多い。そこで、本年度では、楕円曲線の定義体の有限体の拡大次数が、素数であるのみならず、合成数である場合については、GHS攻撃また被覆攻撃の対象となる楕円曲線について、暗号デザイン時に使用する曲線の中から除外すべく、弱い曲線の列挙と完全分類を行った。拡大体上に定義される楕円・超楕円曲線暗号は、素因数分解や離散対数に基づく暗号方式に比べて格段に安全であるのみならず、コンパクトな高速実装に適しているため、IoT暗号の候補として注目されている。しかし、拡大体上の楕円・超楕円暗号に対して、GHS攻撃が知られているが、Freyによりそれをさらに一般的な被覆攻撃に拡張されており、その安全性解析は殆ど行われていない。本研究では、被覆攻撃は楕円・超楕円暗号に対して極めて危険であることを示し、さらにその数学的構造の解明によって、攻撃される曲線の分類手法を確立し、弱い曲線すべてを列挙した。さらに、各種攻撃可能性の検討を行い、安全性確保の方策を明らかにした。
メタボライト-シグナル連関による骨格筋恒常性維持機構の解明とその食品分野への応用

サルコペニアは、寝たきりや要介護状態につながる主要な危険因子となっており、その予防は、健康寿命延伸の最重要課題の一つである。筋量維持は、サルコペニア予防に極めて重要であるため、ヒト骨格筋の恒常性維持機構の理解と、それに基づいた薬に頼らない筋萎縮予防の重要性が増している。本研究では、骨格筋が産生するメタボライトによるシグナル制御と骨格筋恒常性について解析を行い、サルコペニアをはじめとする筋萎縮の予防効果を有する食品成分の探索を行う。
MA処理と水中衝撃波固化との複合処理によるナノ組織高機能材料の開発

各種粉末材料にメカニカルアロイング処理(以下MA処理と略記する)を施すことにより、非平衡状態がえられ、新しい合金相や、新しい物性が発見されている。MA処理により得られる試料は通常、粉体状ないし薄膜状のものである。粉体状の試料からそのMA特性を保持させて、高密度のバルク材を作製するためには、本質的に冷間で圧縮がなされる衝撃固化法が最適な加工プロセスの一つである。この方法は粉末表面部のμmオーダーの極薄い層の溶融・超急冷により、粉末を圧縮固化するもので、粉末内部は固化前の非平衡状態が保持できる。さらに、超高圧により物理的に圧縮固化するため、広範囲の材料に適用することができる。本研究者らはこれまで水を圧力媒体とする円筒衝撃圧縮法を開発し、各種粉体材料を用い、割れ等の欠陥のない良好な圧縮体を作製している。本研究ではSUS304L鋼粉末をMA処理により、マルテンサイトに加工誘起変態させ、さらに多量の格子欠陥を導入し、えられた圧延粉末を水中衝撃波は固化法により、強加工状態を保持したまま圧縮固化し、その後の熱処理により、オーステナイトへの逆変態により、結晶粒微細化を行うものである。原料粉末として、SUS304L(18.31wt%Cr-10.94wt%Ni,平均粒径44μm)を使用した。MA処理は加工型MA装置を用いて、種々の条件下で加工した。その結果、圧縮強度1080MPa,硬度510Hvを示した。その時の組織は(α+δ)2相混合組織を示し、平均粒径は90nmであり、本方法は結晶粒微細化に有効な方法であることが知られた。各種粉末材料にメカミカルアロイング処理(以下MA処理と略記する)を施すことにより、非平衡状態がえられ、新しい合金相や、新しい物性が発見されている。MA処理により得られる試料は通常,粉体状なし薄膜状のものである。粉体状の試料からそのMA特性を保持させて、高密度のバルク材を作製するためには、本質的に冷間で圧縮がなされている衝撃固化法が最適な加工プロセスの一つである。本研究ではSUA304L鋼粉末をMA処理により、マルテンサイトに加工誘起変態させ、さらに多量の格子欠陥を導入し、えられた圧延粉末を水中衝撃波固化法により、強加工状態を保持したまま圧縮固化し、その後の熱処理により、オーステナイトへの逆変態により、結晶粒微細化を行うものである。原料粉末として、SUS304L(18.31wt%Cr-10.94wt%,平均粒径44μm)を使用した。MA処理は加圧型MA装置を用いて、種々の条件下で加工した。
木星型惑星の内部構成物質の初期進化過程の解明

木星の形成時の天体内部における物質進化過程を明らかにするために、木星の材料物質である含水炭素質隕石に対し、水存在下での加熱加圧実験を行うのが本研究の目的である。惑星形成の初期段階で巨大化した含水炭素質小惑星では、天体内部の温度が上昇し、水が存在する高圧下での加熱現象が起こっていたと考えられる。本実験におけて解明すべき重要なポイントは、超臨界水により太陽系始原物質がどのように物質変化するかを理解することである。高温高圧(374°C以上、218気圧以上)でじる超臨界水は通常の水とは異なる特性を持つ。太陽系の未分化物質(始原隕石)と超臨界水との反応については何一つ解明されていないが、この反応こそが巨大惑星へ進化する小惑星内部で起こった大きな物質変化を引き起こしたと考えている。今年度はこれまでに行ってきた予備実験のデータを整理し、来年度に行う新規の実験の手法について検討した。予備実験では含水炭素質隕石を800°C、76MPa、水岩石比4の条件で100時間加熱加圧した。その結果、含水鉱物に富む含水炭素質隕石が、脱水し輝石とマグネタイトに変化していた。元素のマスバランスを考えると、輝石に富む鉱物組成になったことは、Feがマグネタイトに移行したか、Mgが水溶液中に離脱した可能性がある。また、800°Cの高温にすると、封入した水が高い確率で金や白金tチューブから漏れ出していることが分かった。以上の予備実験結果から、今後は含水鉱物が脱水する温度域の中での最低温度付近(400500°C)での実験を複数回行い、実験産物に再現性が得られるかを検証していくことになった。予備実験をすでに行っていたので、そのサンプルの分析およびデータの解析を行うことで、今後の実験の方向性をきめることができた。来年度の新規の実験の手法について、今年度の活動で具体的な方針を決めることができたので、おおむね順調に進展していると評価できる。含水隕石のアナログ物質(地球の蛇紋岩)を用いて、水岩石比1程度、温度400500°Cで水熱変成実験を行う。この実験を数回繰り返すのことで、実験手法の確立と実験結果の再現性を確保したい。その後、実際の含水炭素質隕石を用いて、水熱変成実験を行い、木星型惑星形成初期の天体内部での物質進化過程に関して考察を行う。すでに行っていた予備実験の多くのデータを解析することに集中したので、今年度は予算を使わずに研究が推敲できた。一方で、次年度は多くの新規実験を行うので、今年度分と次年度分を合わせて実験に必要な物品などを購入し、計画通りに実験を進めていく予定である。
「国際英語論」の視点から、日本で英語を教える意義と効果に関する実証的研究

本研究の目的は国際英語論の立場から、日本の教育現場で英語を教える場合の態度、留意点、基準などを国政英語論とその関連連領域から考察し、具体的に教授法や教材までを提供することである。この研究を通していくつかの論文や口頭発表と1冊の専門書(『現代社会と英語ー英語の多様性をみつめて』)(供編著)を発表することができた。また、さらに1冊の教材『Global Activator』、と専門書『国際英語論が英語教育を救う』(仮)を執筆中であり、2014年中には出版される予定である。本研究の目的は国際英語論の立場から日本の教育現場で英語を教えるときの考え方、態度、留意点、基準などを、国際英語論との関連領域から考察し、具体的教授法や教材までを提供することである。24年度は、継続して「国際英語」に関して具体的に内外の先行研究を整理し、地域英語変種のInternational Intelligibilityに関わる諸問題を整理した。加えて日本における国際英語の立場を明らかにすることができた。また、英語の多変種との接触が、学習者の英語観に与える影響の有無とその程度を中心に調査した。英語多変種との接触を最も容易に可能にしてくれるのは留学である。Outer Circleへの留学経験者を被調査者とし、Inner Circleへの留学経験者、さらに留学未経験者との比較を試みた。また同時に、国際英語論に関する直接的な学習経験を持つ者と持たない者、さらに学習経験を持つ者の中で留学経験のある者とない者との英語観の比較も行った。この成果はJACET中部支部紀要で論文として発表した。加えて、世界からの留学生が集まるアメリカのESLに置いて、様々な英語の変種に対する態度に関する調査を行った。加えて、多様な英語の録音収集をし、教材開発の基礎資料とすることができた。さらに、「国際英語論」の視点から、目指すべき目標や態度を具体的に提示し、指導上の留意点を平成23年に作成したが、さらに検討を重ね、修正と追加をした。来年度の出版を目指して、国際英語論の観点から英語を教えることに適した英語学習教材と『国際英語論が英語教育を救う』(仮)の原稿を執筆中である。本研究の目的は[国際英語論]の立場から、日本の教育現場で英語を教える場合の態度、留意点、基準などを明確に提示し、具体的に教授法や教材までを提供することである。25年度が最終年度に当たる。本年度は23年度と24年度の研究成果を整理し、ここまでの成果を研究発表するとともに、論文と本にまとめることができた。また、教材作成も行い、現在も執筆が続いている。具体的には25年度12月に大学英語教育学会中部支部にて、「国際英語論の考え方を反映した英語教育とはー情意レベルを刺激する肯定的体験学習のすすめ」と題して、日本の教育現場で英語を教える場合の態度、留意点、基準を提示し、教材サンプルも示した。25年度末には、『現代社会と英語ー英語の多様性をみつめて』(供編著)を出版した。これは、国際英語論の考え方をどのように日本の英語教育現場に活かすかというテーマの下、理論と実践の論文を34本まとめたものである。この中に、論文「国際英語論の視点に立った英語教育とはーその具体的目標と留意点」を発表した。さらに、教材として『Activator- World Englishes(仮)』が金星堂(株)から、出版が決まっている。これはこの3年間の研究成果を具現した教材である。26年11月にはJALT国際大会でこの本に関する研究発表をすることも決まっている。Intelligibility 23年度は、文献をもとに国際英語論とは何か、またその観点から日本で英語を学び、教える意義を考察した。最も大きな意義は、ネイティブスピーカーのように話さなければならないという「呪縛」から、日本人英語学習者を開放することが、英語学習を精神的にも健全化し、授業を活性化することであるであることを確認した。また、「国際英語論」の視点から、目指すべき目標や態度を具体的に提示し、指導上の留意点を作成した。それは、以下の5つに集約されると考えている。1)英語の多様性や世界共通語としての英語の特徴を認識する。2)多様な英語に対して非評価的で寛容な態度を育む。3)国際的コミュニケーションストラテジーを身につける。4)国際共通語としての自分の英語"My English"を肯定する。5)多様な英語を喋る人たちとコミュニケーションをとる喜びを知る。これに基づき、10個のベンチマーク設定し、日々の授業展開を考えることが可能であると考えている。これは、昨年の福岡でのJACET国際大会で口頭発表した。

また、『英語教育』2011年9月号で「学校でしかできない英語教育とは何か」というタイトルでその一部を発表した。教材作成にも取り掛かった。現在、2年後の出版を目指して、国際英語論の観点から英語を教えることに適した英語学習教材と『国際英語論が英語教育を救う』(仮)の原稿を執筆中である。おおむね、予定に近づいてきたが、それでも当初の予定よりは遅れていると言わざるを得ない。これは、初年度に在外研究で海外に行っていたためである。本研究を進めるための出張や機器や書籍の購入が自ずと制限された。昨年度は、それを取り戻すべく、鋭意研究をすすめたが、当初の予定よりやや遅れることとなった。昨年度は米国で在外研究をする機会に恵まれた。だが、そのため、本研究を進めるための出張や機器や書籍の購入自ずと制限された。だが、予定通りのペースでおおむね順調に進展している。25年度は、最終年度にあたる。継続して、英語の汎用度とは何かについて調査していく。発音や文法や語彙ではなく、「聞き手の判断する「流暢さ」であることを検証したい。これは日本語なまりの英語のサンプルのプロソディーを変えて、非日本人に聞いてもらうという一連の実験で可能であろう。また、引き続きouter circleやexpanding circleに於いて英語教育で大きな成功を収めている国の調査を進めたい。自国の英語変種に関する意識、英米偏重主義からの自立度、国際英語論的視点の受容度をアンケートとインタビューを計画している。教材と論文の執筆は継続する。写真、動画、音声などを含むマルチメディア教材としたい。可能であれば、まずはインターネット上で公開する。また、『国際英語論が英語教育を救う』(仮)は書き上げたいと思っている。この中には、「国際英語論」の視点から、目指すべき目標や態度を具体的に提示し、指導上の留意点を明示する予定である。2012年度は、継続して「国際英語」に関して具体的に内外の先行研究を整理し、地域英語変種のInternational Intelligibilityに関わる諸問題を整理する。加えて日本における国際英語の立場を明らかにし、その方向性を探る。そのための関係図書の購入と分析を行う。また、日本人英語の特性と国際通用度を発音・文法・語彙の側面から分析する。これは本学からの米国への留学生たちの英語の通用度を分析することで研究したいと考えている。また、機会と費用が許せば英語教育で大きな成果を出しているブータンの英語教育の成功の秘訣を探りたい。1. 23年度に在外研究に出ていたため、24年度に行うべき研究がやや遅れた。このため、24年度に予定していた物品の購入は、平成25年度研究計画の予算と合わせて予定することとした。統計分析ソフトと機器その他の購入に約300,000円を充てる予定である。2.予定通り出張したが、23年度の出張費が残ったために予定より少額で済んだ。
ジェンダー・バイアスを克服する新しいダンス教育理論の構築と教師教育への応用

体育領域の中でダンス指導に対する男性教員の消極的な姿勢は長年指摘されており,その主な理由の一つとしてダンスを「女性的なもの」と見なすジェンダー・バイアスが挙げられてきた。本研究は研究者がこれまで行ってきたダンスのジェンダー・イメージの初期的理論研究を踏まえ,質・量共拡充した調査を行い,半世紀以上にわたり続いてきたダンスに対するジェンダー・バイアスを克服する新しい理論の構築を目指すものである。本年は,これまでの研究を総括し,研究成果の発信を行った。スポーツ・ジェンダー学会第17回大会において、「ジェンダーの視点からみたダンス教育」と題する分科会を設けることにした(司会:猪崎弥生、登壇者:酒向治子[岡山大学]・宮本乙女[日本女子体育大学]・竹内元[宮崎大学])。ジェンダーの観点からダンス教育に内在する課題に着目し,情報を発信すると共に、この課題に興味を有する国内外の研究者達と議論を行った。酒向(本研究代表者)は,ダンスの根強いジェンダー・バイアスを克服するために本発表者が取り組んでいる具体的な二つの試みについての報告を行った。一つは,性別に関係ないダンスの方法論として,ルドルフ・ラバンに基づくLOD(Language of Dance)アプローチにおける身体表現教育の授業であり,もう一つは,動きの技能にとらわれない「即興」アプローチを用いた身体表現教育の授業(「身体表現学」)である。この目的達成のために,本年度は主に以下の三つの質問紙調査を実施し,その後1のデータの解析・論文化の作業に取り組んだ.1.小学校教員を対象とした質問紙調査:O県の小学校教員を対象として(20代から30代の計55名;男性18名,女性37名),ダンスのジェンダー・イメージ,ダンスに対する態度(抵抗感と羞恥心)について質問紙調査を実施した.2.中学校教員を対象とした質問紙調査:O県O市の中学校教員を対象として(20代から60代の計60名;男性41名,女性19名),ダンスのジェンダー・イメージ,ダンスに対する態度(抵抗感と羞恥心)について質問紙調査を実施した.3.教員養成大学の学生を対象とした質問紙調査:O大学の教育学部に所属する大学生を対象として,スポーツに関するジェンダー・イメージ,ダンスのジェンダー・イメージ,ダンスに対する態度(抵抗感と羞恥心)について質問紙調査を実施した.本年度は現場の小学校・中学校教員の意識調査を行なうことを予定しており,それは予定通り実施することができた.小学校教員の意識調査を行なった上で,ダンスへの否定的な態度(抵抗感や羞恥心)が何によってもたらされているのか,教員のダンス観を生成するメカニズムを徹底的に明らかにする必要が見出され,教員になる前段階として重要な学習期に位置づけられる,「教員養成機関におけるダンス学習」,およびその段階におけるダンスに対する意識調査が必要であるという課題を導きだした.上記の流れを受け,本年度の後半には,O大学(教員養成機関)における大学生を対象に,意識調査を行なうことを急遽決め,実施することができた.課題を導き出し,さらにその課題解明を進めるべく次の調査をできたことを考えると,平成28年度は研究を円滑に進めることができたと総括することができると考える.体育領域の中でダンス指導に対する男性教員の消極的な姿勢は長年指摘されており,その主な理由の一つとしてダンスを「女性的なもの」と見なすジェンダー・バイアスが挙げられてきた。この目的達成のために,本年度は1初年度に行った、中学校教員を対象とした質問紙調査データの解析・分析、研究成果発表(学会発表および論文での報告)、および平成30年度に向けた質問紙調査の準備作業に取り組んだ.1中学校教員を対象とした質問紙調査の成果発表O県O市の中学校教員を対象として(20代から60代の計60名;男性41名,女性19名),ダンスのジェンダー・イメージ,ダンスに対する態度(抵抗感と羞恥心)について質問紙調査を実施した.その結果について、学会(日本スポーツ・ジェンダー学会)および学術論文(岡山大学教育学研究科研究集録第166号)にて成果発表を行なった。2平成30年度実施予定の、関東圏の中学校教員を対象にした質問紙調査の準備上記1の成果発表時に浮上した質問紙調査の課題を受けて、質問紙調査の修正を行い、現在次年度の調査実施に向けた準備(研究倫理委員会への申請)を行なっている。本年度は平成28年度に実施した、地都市A市の公立中学校教員を対象とした質問紙調査データの分析を行い、その研究結果の成果発表を予定しており、学会発表と学術論文での発表により、予定通り実施することができた.この結果発表を通して、いくつかの課題(教員のダンス観に影響を与える「教員養成機関におけるダンス学習」,およびその段階におけるダンスに対する意識調査が必要であるという課題)が浮き彫りとなった。そこで、これらの点について専門家との協議を行いながら、質問紙の修正を行い、関東圏の公立中学校を対象とした質問紙調査の準備を整えた。現在は、調査の準備の一環として、岡山大学の研究倫理審査を受けている。

成果発表を予定通り遂行し、さらにその課題解明を進めるべく次の調査を整えたことを考えると,平成29年度は研究を円滑に進めることができたと総括することができると考える.体育領域の中でダンス指導に対する男性教員の消極的な姿勢は長年指摘されており,その主な理由の一つとしてダンスを「女性的なもの」と見なすジェンダー・バイアスが挙げられてきた。本研究は研究者がこれまで行ってきたダンスのジェンダー・イメージの初期的理論研究を踏まえ,質・量共拡充した調査を行い,半世紀以上にわたり続いてきたダンスに対するジェンダー・バイアスを克服する新しい理論の構築を目指すものである。本年は,これまでの研究を総括し,研究成果の発信を行った。スポーツ・ジェンダー学会第17回大会において、「ジェンダーの視点からみたダンス教育」と題する分科会を設けることにした(司会:猪崎弥生、登壇者:酒向治子[岡山大学]・宮本乙女[日本女子体育大学]・竹内元[宮崎大学])。ジェンダーの観点からダンス教育に内在する課題に着目し,情報を発信すると共に、この課題に興味を有する国内外の研究者達と議論を行った。酒向(本研究代表者)は,ダンスの根強いジェンダー・バイアスを克服するために本発表者が取り組んでいる具体的な二つの試みについての報告を行った。一つは,性別に関係ないダンスの方法論として,ルドルフ・ラバンに基づくLOD(Language of Dance)アプローチにおける身体表現教育の授業であり,もう一つは,動きの技能にとらわれない「即興」アプローチを用いた身体表現教育の授業(「身体表現学」)である。以下の二つに取り組む予定である.1.2016年に実施した質問紙調査のデータのうち,未だ解析していないもの(上記の23に該当)を中心に取り組み,論文化する予定である。この論文化の作業の過程で,できるだけ多くの舞踊教育の専門家およびジェンダー研究の専門家の意見交換を行い,考察の深化を目指す予定である。2.国内における研究内容の情報発信:1研究の取り組みを国内で発信するために,学会発表(スポーツ・ジェンダー学会を予定)を予定している.2HPを作成し,研究内容の公表を行なう.1.質問紙調査実施:関東圏の中学校教員を対象に、前回(地方A市の中学校教員を対象とした調査)実施後浮き彫りとなった課題の修正を行った質問紙調査を実施する予定である。調査後速やかに実施後データ分析を行う予定である。2.国内における研究内容の成果発表1研究の取り組みを国内で発信するために,スポーツ・ジェンダー学会第17回大会において、「ジェンダーの視点からみたダンス教育」と題する分科会を設けることとなった(司会:猪崎弥生、登壇者:酒向治子[岡山大学]・宮本乙女[日本女子体育大学]・竹内元[宮崎大学])。ジェンダーの観点からダンス教育に内在する課題に着目し、情報を発信すると共に、この課題に興味を有する国内外の研究者達と議論を行う予定である。
心理学と水工学の融合による人の心に届く防災情報・ツールの開発

本研究の目的は、心理学と水工学を融合することで、わかりやすく有用な防災情報の新しい名称・ツールを開発することである。初年度は、住民を対象としたアンケート調査や市役所へのヒアリング調査に取り組むことで、住民の避難活動や情報伝達のためにどのような課題が存在するのかを整理した。さらに鳴瀬川水系渋井川を対象とし、可能最大洪水氾濫を評価した新しい洪水ハザードマップ・情報の一例を提案した。以下に明らかとなった点を列挙する。地域住民を対象とした洪水災害に対するアンケート調査より、地域住民の知識や理解度と利用可能な情報のギャップは大きいことが明らかとなった。災害時の気象情報などを地域住民が理解することは不可能に近いと考え、これらは市町村の避難勧告等の発令時の材料として考えるべきであり、住民の自助や共助をサポートできるとは考えないほうが良いであろう。次に、3つの市役所を対象としたヒアリング調査を実施した。今後市町村が取り組むべき課題は、土砂災害に関する避難情報の発令基準の整理と、洪水災害に関する避難情報の発令エリアの選定等があげられる。また、常日ごろの自主防災組織や気象台との連携、水害時の対応要員の確保なども重要となってくる。最後に、鳴瀬川水系渋井川を対象に可能最大洪水氾濫を計算することで、水平避難が必要な個所を明確にすることが出来た。上記の結論を踏まえ、今後の防災に向けた防災対応区域の限定を提案した。本研究で提案した新しいタイプのハザード情報では、浸水域を水平避難が必要な赤ゾーンと、浸水はするが家屋流失までの危険はない青ゾーンに分けたものである。このようなハザードの明示方法は、地域住民にも理解しやすいというアンケート結果も出ており、赤ゾーンの住民の注意を直接的に促すとともに、水害時の市町村や水防団の対応の労力を、地域をしぼることで大幅に減らすことを考えている。初年度は課題の洗い出しがメインであり、アンケート調査やヒアリングより、地域防災での地域住民・行政の課題を明らかにすることが出来た。またそれらの課題をふまえて、新しいタイプのハザードマップを既に提案することが出来た。また2018年西日本豪雨時の気象・防災情報の発令状況を整理するとともに、課題などを明確にすることができ、今後どのような改善が必要かを明らかにすることが出来た。このように当初の計画どおり順調に研究は進められている。次年度は、初年度の課題を改善するために、どのようなツールや名称が有益かを心理学の観点から検討していく予定である。次年度は、初年度に明らかとなった防災上の課題を改善するため、どのようなツールや防災の名称が有益かを心理学の観点から検討していく予定である。そのためには、複数の新しいハザードマップの表示方法、見せ方や防災情報の名称を用意し、多くの人を対象に心理実験を行っていく予定である。更に領域気象モデルや洪水氾濫モデルを用い多くの洪水氾濫状況を想定することで、多くのシナリオを用意して心理実験に臨む。また豪雨災害の発生が見込まれる状況では情報収集・現地調査を実施していく予定である。更に文献調査なども継続的に行い、心理学研究の最新事例を常にチェックしていく予定である。

次年度は、初年度の課題を改善するために、どのようなツールや名称が有益かを心理学の観点から検討していく予定である。次年度は、初年度に明らかとなった防災上の課題を改善するため、どのようなツールや防災の名称が有益かを心理学の観点から検討していく予定である。そのためには、複数の新しいハザードマップの表示方法、見せ方や防災情報の名称を用意し、多くの人を対象に心理実験を行っていく予定である。更に領域気象モデルや洪水氾濫モデルを用い多くの洪水氾濫状況を想定することで、多くのシナリオを用意して心理実験に臨む。また豪雨災害の発生が見込まれる状況では情報収集・現地調査を実施していく予定である。更に文献調査なども継続的に行い、心理学研究の最新事例を常にチェックしていく予定である。昨年度に投稿した論文の査読が終了せず、年度をまたいだため、その支払いが次年度になります。現在査読中ですので、次年度には成果をしっかりと公表でき支払い可能と考えています。研究室HPで成果を常に公表し続けています。
放線菌細胞内外に生産される多機能ホスホリパーゼDに関する機能解析と効率的生産

リン脂質代謝酵素ホスホリパーゼD(PLD)は、生体内反応では情報関連酵素としてその活性化機構が注目されており、また試験管内反応においては合成の新規反応経路としての期待を浴びている。本研究では、高いリン酸基転移反応活性を有する放線菌Streptoverticillium cinnamoneum由来の分泌型と膜局所型PLDに関する活性特性および遺伝子配列の同定を行い以下の結果を得た。培養上清液より種々のカラムクロマトグラフィーにて精製酵素を取得し、酵素活性特性を検討した。本酵素はアルミニウムイオンにて活性化されることが明らかとなった。また、精製酵素から数個のペプチドを取得し、アミノ酸配列の解析を行った結果、触媒モチーフの存在が明らかとなり、しかも従来にない新しいアミノ酸配列の存在も同定を有していることを示した。(2)膜局在型PLD膜内に局在している膜タンパク質を可溶化後、クロマト分離にて得た精製酵素の基質特異性、物理特異性など、を検討した。膜局在型PLDは、フォスファチジルコリン(PC)に触媒能を示さずフォスファチジルエタノールアミン(PE)に高い反応性を示すことが明らかとなった。また、分子量分析の結果、約35-40kDaの分子量を有し、可溶性PLDとは触媒機構および立体構造において異なる酵素であることを示した。本研究では、多彩な機能有する放線菌由来(Streptoverticillium cinnnamoneum)が産生する膜内在型および分泌型ホスホリパーゼD(PLD)の機能解析および組換え微生物による高発現の検討を試みた。(1)膜内在型PLD膜内在型PLDの遺伝子解析を行うために、まず、大量精製法の技術確立を行った。すなわち、数段のステップによるクロマトグラフィーにより収量を大幅に増加させた。次に、膜内PLDの遺伝子クローニングにおいては、分泌型PLDをプローブとして膜内PLDのスクリーニングを行い、複数のクローンを得た。遺伝子配列の解析結果より、膜内在型PLDは従来報告されているPLDとは異なり、新規なPLDであることを示した。分泌型PLDの大量生産法の検討においては、Stv. cinnnamoneum染色体遺伝子を大腸菌に導入し、高発現の検討を行った。発現用プラスミドには融合遺伝子を構築し、効率的な分離精製技術を確立した。培養においては、グルコース濃度と誘導の発現時期が大きく影響することを明らかにした。具体的には、グルコース濃度は培地中に低濃度に維持することおよび発現開始時間は培養開始後2時間後が良いことがわかった。本研究では、多彩な機能を有する放線菌由来(Streptoverticillium cinnamoneum)が産生する膜内在型及び分泌型ホスホリパーゼD(PLD)の組み換え微生物による高発現及び触媒機構解析の検討を試みた。(1)膜内在型PLD放線菌の膜画分からホスファチジルエタノールアミン(PE)に対して選択的に加水分解を行うPLDを同定した。種々のクロマトグラフィーにより、そのPLDを精製し、分子量、基質特異性、物理的安定性などの解析を行った。その結果、このPLD酵素は現在までに報告がなされていない新規のPLD酵素であることを示した。また膜内在型PLDの遺伝子解析を行うために、分泌型PLD遺伝子の様々な部分配列をプローブとして用い、複数のクローンを得た。現在その各クローンの遺伝子解析を進行中である。分泌型PLDの遺伝子を大腸菌、酵母、放線菌の宿主ベクター系に組み込み、その発現量の比較検討を行った。その結果、酵母と放線菌において比較的高い発現量を確認出来た。現在、バイオリアクターを用いた最適化を行っている。また分泌型PLDの触媒機能解析においては、一次配列内のヒスチジン、リジン、アスパラギン酸が活性に必須であることを明らかにした。
インドールアミン酸素添加酵素のノックアウトマウスの作製

エイズやインフルエンザなどのウィルス感染、マラリアやトキソプラズマなど原虫感染など、種々の感染症において、キヌレニン経路の律速酵素でみるインドールアミン酸素添加酵素(IDO)が、爆発的(10100倍)に誘導され、全身性あるいは局所性にトリプトファン(Trp)代謝が著しく亢進する。このIDO誘導は病原体に対する宿主応答で産生されるサイトカイン、主としてIFN-γを介し、IDO誘導による細胞内Trp枯渇-"Trp兵糧攻め"-がIFN-γの抗ウィルス活性や抗細胞内寄生虫活性の分子機構の一つになっている。このようにIDOは"Trp兵糧攻め"を通じて病原体の増殖抑制に関与していると予想される。しかし、中枢神経系おけるIDO誘導は、強力な神経毒である3ハイドロキシキヌレニンやキノリン酸の著明な脳内蓄積をもたらすことから、エイズ痴呆症、インフルエンザ脳症、マラリア脳炎など病態時には神経細胞障害をむしろ増悪している可能性が高い。最近、オーストラリアNSW大学との共同研究として、IDOの産生する神経毒がアルツハイマー病にも関与していることも解明した(研究発表を参照)。一方、IDOは胎盤、胸腺、副睾丸などに構成的に高いレベルで発現しているが、これらの臓器におけるIDOの生理的意義は不明である。本研究では、IDOノックアウト(KO)マウスを作製し、IDOによるTrp代謝の病態・生理的意義を動物個体レベルで解明する。平成15年度は、平成14年度から開始した新規IDO遺伝子破壊ベクターの構築を継続し完了した。得られたKO用ベクターは、全長が約10kbで、0.5kbのジフテリア毒素遺伝子、3kbのIDO遺伝子エクソン1の上流配列(left arm)、1kbのネオマイシン耐性遺伝子、5kbのIDO遺伝子エクソン5から9をカバーする配列(right arm)、0.5kbのジフテリア毒素遺伝子をこの順序で含む。平成16年度5月現在ES細胞に遺伝子導入して、IDO遺伝子が破壊されたESクローンを選択中である。エイズやインフルエンザなどのウィルス感染、マラリアやトキソプラズマなど原虫感染など、種々の感染症において、キヌレニン経路の律速酵素であるインドールアミン酸素添加酵素(IDO)が、爆発的(10100倍)に誘導され、全身性あるいは局所性にトリプトファン(Trp)代謝が著しく亢進する。また、IDOは胎盤、胸腺、副睾丸などに構成的に高いレベルで発現しているが、その生理的意義は不明である。本年度は、すでに構築済みのIDO遺伝子標的ベクター(ネオマイシン耐性遺伝子を含む)をマウスES細胞にエレクトロポレーション法で導入した後、G418存在下に培養し、安定なネオマイシン耐性細胞を160クローン得た。

しかしながら、これらのクローンの中にはIDO遺伝子と相同組換えが生じ、IDO遺伝子が破壊されているものは含まれていなかった。これはIDO遺伝子と異たる位置に標的遺伝子がランダムに挿入されたことによる。そこで、ジフテリア毒素をIDO遺伝子標的ベクターの両端に結合させた標的効率を高めた新しいベクターの構築に着手した。平成15年度3月現在、全遺伝子組み替え工程の約80%が終了した。エイズやインフルエンザなどのウィルス感染、マラリアやトキソプラズマなど原虫感染など、種々の感染症において、キヌレニン経路の律速酵素であるインドールアミン酸素添加酵素(IDO)が、爆発的(10100倍)に誘導され、全身性あるいは局所性にトリプトファン(Trp)代謝が著しく亢進する。このIDO誘導は病原体に対する宿主応答で産生されるサイトカイン、主としてIFN-γを介し、IDO誘導による細胞内Trp枯渇-"Trp兵糧攻め"-がIFN-γの抗ウイルス活性や抗細胞内寄生虫活性の分子機構の一つになっている。このようにIDOは"Trp兵糧攻め"を通じて病原体の増殖抑制に関与していると予想される。しかし、中枢神経系おけるIDO誘導は、強力な神経毒である3ハイドロキシキヌレニンやキノリン酸の著明な脳内蓄積をもたらすことから、エイズ痴呆症、インフルエンザ脳症、マラリア脳炎など病態時には神経細胞障害をむしろ増悪している可能性が高い。最近、オーストラリアNSW大学との共同研究として、IDOの産生する神経毒がアルツハイマー病にも関与していることも解明した(研究発表を参照)。一方、IDOは胎盤、胸腺、副睾丸などに構成的に高いレベルで発現しているが、これらの臓器におけるIDOの生理的意義は不明である。本研究では、ID0ノックアウト(KO)マウスを作製し、ID0によるTrp代謝の病態・生理的意義を動物個体レベルで解明する。本年度は、昨年度から開始した新規IDO遺伝子破壊ベクターの構築を継続し完了した。得られたKO用ベクターは、全長が約10kbで、0.5kbのジフテリア毒素遺伝子、3kbのIDO遺伝子エクソン1の上流配列(left arm)、1kbのネオマイシン耐性遺伝子、5kbのIDO遺伝子エクソン5から9をカバーする配列(right arm)、0.5kbのジフテリア毒素遺伝子をこの順序で含む。平成16年度3月現在ES細胞に遺伝子導入して、IDO遺伝子が破壊されたESクローンを選択中である。
植物幹細胞の非対称性を確立する分子メカニズムの解明

生物の発生では、1つの細胞が性質の異なる2つの細胞を生み出す不等分裂が重要な役割を果たしている。植物における不等分裂の制御機構は、まだ不明な点が多い。私たちはヒメツリガネゴケ原糸体の細胞が、不等分裂することに注目し、その制御機構の解明を目指し研究を進めた。本研究では、不等分裂にともない非対称に分配される複数の因子に着目し、生細胞定量イメージングを行う等により、非対称分配を確立するしくみは複数経路あることを示唆することができた。またストレスなどにより、本来不等分裂する細胞が等分裂することを見出し、このような分裂様式の変更にかかわる因子を3種類同定し、その機能が分裂様式を変更に関わることを示唆することができた。多細胞生物において、不等分裂にともなう運命決定因子の非対称な分配は、異なる運命を持つ娘細胞を生み出す根本原理の一つである。これまでの研究から、植物には動物とは異なる独自の運命決定因子の非対称な分配機構が存在していると考えられるものの、その実体はいまだによくわかっていない。そこで、植物の幹細胞に特異的な転写因子が非対称に分配されていることに着目し、この転写因子がどのように非対称に分配されるのかを支配する「植物幹細胞タンパク質の非対称分配の分子制御メカニズム」を明らかにすることを目的とし、研究をすすめた。またこの転写因子とは異なる手段により分配されるしくみが同一細胞内にも存在するらしい予備的結果を得ており、これらを定量的に検証できる観測系を開発し、定量解析する事も目的とした。また本研究過程を進める中で、乾燥やストレスホルモンのアブシジン酸が、上記の非対称分配を抑制するらしい事を見出した。また非対称性分配を抑制する細胞壁タンパク質を同定し機能解析を進めた。上記転写因子の非対称分配を定量的に検証できる培養系を確立しタイムラプスイメージングによる定量解析を行った。その結果、この転写因子の細胞質の存在量は、不等分裂の前後でコントロールと大差ない一方で、核の存在量が不等分裂前後で約50%程度変化することがわかった。この非対称分配は、アブシジン酸により抑制される事を見出した。非対称分配を抑制する候補因子として2種類の細胞壁タンパク質を同定し、その機能解析をそれらタンパク質の過剰発現形質転換体や機能破壊形質転換体を作成することによりすすめた。その結果、確かにこれらのタンパク質が細胞極性を負に制御することを確認できた。今後、これらの因子が非対称分配にどのように関わるのかの分子機構の解明を調べる。またこの転写因子とは異なる手段により分配されるしくみが同一細胞内にも存在するらしい予備的結果を得ており、これを検証し、そのしくみを明らかにする事も目的とした。また本研究過程を進める中で、乾燥やストレスホルモンのアブシジン酸が、上記の非対称分配を抑制するらしい事を見出し、ストレス情報伝達因子がどのように非対称分配を抑制するかの分子機構解明を行う。そこで、上記転写因子の非対称分配を定量的に検証したところ、培養環境により予想以上に非対称性を確立できる時間帯が変動する事を明らかにした。このことは細胞が非対称性を確立するのに柔軟なシステムをもっている事を示唆している。また、クロマチンリモデリング因子は、不等分裂を境に、幹細胞側でその核内の蓄積量が増加する事を見出した。この非対称性の確立は、上述の転写因子の非対称性が、おそらくは片側の娘細胞での分解により確立されていくこととは異なっているようである。またこれらの非対称性の確立は、いずれもアブシジン酸により抑制される事を見出した。アブシジン酸シグナル伝達因子群の内、ABI3がこの非対称性の抑制制御に関わっているらしい事が示唆された。転写因子の非対称分配を定量的に検証したところ、培養環境により予想以上に非対称性を確立できる時間帯が変動する事を明らかにした。しかし、一方で、非対称性分配を再現よく観察できるアッセイ系の確立に時間をようした。

この非対称性の確立は、上述の転写因子の非対称性が、おそらくは片側の娘細胞での分解により確立されていくこととは異なっているようである。上記転写因子とは異なる非対称分配が、同一の不等分裂課程で見出されたことは大変興味深い。またこれらの非対称性の確立は、いずれもアブシジン酸により抑制される事を見出した。アブシジン酸シグナル伝達因子群の内、ABI3がこの非対称性の抑制制御に関わっているらしい事が示唆された。不等分裂にともなう運命決定因子の非対称な分配は、異なる運命を持つ娘細胞を生み出す根本原理の一つであり、これまでの研究から、植物には動物とは異なる独自の運命決定因子の非対称な分配機構が存在していると考えられるものの、その実体はいまだによくわかっていない。そこで、植物の幹細胞に特異的な転写因子が非対称に分配されていることに着目し、この転写因子がどのように非対称に分配されるのかを支配する分子制御メカニズムを明らかにすることを目的とし、研究をすすめる。また、クロマチンリモデリング因子が、不等分裂を境に、幹細胞側でその核内の蓄積量が増加する事を見出した。どちらかの非対称分配の様式に着目し、その分配の分子機構の解明を行う。アブシジン酸シグナル伝達因子群のABI3などの因子に着目し、どのようなしくみで非対称性分配の抑制が制御されているのか、その分子機構の解明もすすめる。経費節減ならびに転写因子の非対称性の定量観察系の確立に時間を要したために生じた使用残については、次年度に分子生物学的解析の一部を行い、その分子機構の解明のために使用する予定である。
口腔感覚粘度の直接計測法の開発とその介護食品への応用

高齢社会においてニーズが高まっている物性を調整した食品の開発に資するため、食品を実際に咀嚼する条件で、口腔内にかかる圧力を直接計測することにより、口腔感覚を簡便かつ正確に評価する手法開発を目標とした。口腔感覚粘度を測定する簡易なデバイスを設計し、口腔内で検出された力学的性質の食品による差異や健常者と摂食機能障害者との差異を解析することができた。本研究は、高齢社会において増加している摂食や嚥下機能に障害のある者に適するように物性を調整した介護食品(液状から半固形状が多い)を、実際に口腔内に取り入れる条件で、口腔感覚粘度を直接計測することにより簡便かつ正確に評価することを目標としている。まず、市販されている介護食品のレオロジー特性を機器測定により分析した。厚生労働省や日本介護食品協議会で指標として用いている方法よりも、さらに大変形させたときの圧縮応力がより食べにくさを反映することを明らかにした。大変形時の応力がとくに食べにくさを表す食品は、肉類、蒲鉾や餅などのゲル類であった(論文投稿中)。さらに、今までに固形状食品の咀嚼圧計測に用いてきた多点シートセンサと同じ原理で、液状から半固形状の食品を摂食するときに口腔内にかかる圧力を計測した。食品試料を載せたスプーンに極薄いセンサを貼り付けて、食品を口腔内に取り入れるときに口唇により生じる圧力を動的に測定した。この方法は、被験者や測定場所を選ばずに、レオロジー測定機器と同じ単位での口腔内圧を表示できるのが特徴である。健常者での計測を経て、実際に口腔機能に障害がある患者に使用できるかどうかを確かめた。生まれつき口腔機能に問題がある者ではなく、脳卒中などにより中途で口唇部の機能に障害を生じた患者で、自分の意志で実験に参加を決められるボランティアにより、医師の協力の下に試験を行った。茨城県立医療大学附属病院において、摂食機能の回復期に段階的に供されている食品から嫌いな者が少ない食品(米飯、粥、ペースト粥、ゼリー、とろみ付きジュース、ジュース)を検査食品とした。これらの食品を、シートセンサを装着したプラスチック製スプーンに定量入れて、スプーンを固定し被験者に摂食させた。健常者による実験で求めた測定条件では、患者には合わない点も生じたため、実験プロトコルを再検討し、より圧力感度の高いシートセンサを用いる必要があると考えられた。脳卒中などにより中途で口唇部の機能に障害を生じた患者で、自分の意志で実験に参加を決められるボランティア(男性6名、女性3名、平均年齢は56.7歳、麻痺側は右が6名、左が3名(何れも中枢性麻痺))により、医師の協力の下に試験を行った。摂食障害のある患者は、健常者よりも、口唇圧が低く、食品の物性に応じて口唇圧を変えることが少なかった。食材毎にピーク荷重値、その比率(非麻痺側/麻痺側)及び荷重積分値の比率を算出した。ピーク荷重の平均値は78g重であった。9名中8名でピーク荷重値比率が最大となった試料と荷重積分値比率が最大となった試料が一致した。ピーク荷重値と荷重積分値は、9名中7名で非麻痺側が麻痺側よりも高値を示し、その比率が、顔面神経麻痺の重症度をある程度定量的に表していると考えられた。比率が1未満となった2例では、取込み動作の観察から顔面神経麻痺の代償動作として、健常側口唇のみで取込みを行なう習慣が修得されていると考えられた。高齢社会において、摂食や嚥下機能に障害のある者が増加し、物性を調整した介護食品のニーズが高まっているが、障害者の口腔感覚は健常者とは異なるために、好ましい食品物性の科学的・体系的解明は未だ行われていない。一方、食品は複雑な粘性挙動を示すため、ニュートンの粘性法則等の簡単な物理法則では数値化できなかった。そこで本研究では、介護食品に多い液状から半固形状の食品を、実際に口腔内に取り入れる条件で、口腔感覚粘度を直接計測することにより簡便かつ正確に評価することを目標としている。

前年度までに、口腔感覚粘度を測定するデバイスを設計し、健常者と摂食機能に障害のある患者で物性の異なる食品をスプーンから摂取する時の口唇圧測定を行った。患者では、摂食圧の低下や時間の延長が認められた他、機能不全の代償動作として、健常側のみでの摂取という食べ方の変化習慣的に修得されていることが示唆された。今年度は健常被験者に、食べ方を無意識のうちに変えるため、テクスチャーの官能評価を課した場合に摂食動作を行わせ、多点シートセンサを用いた咀嚼圧測定及び官能評価のスイッチによる回答を伴う咀嚼筋筋電位測定を行った。テクスチャーの異なるチーズを、(1)官能評価なしで普通通りに、(2)完全に噛み切るときの力の値を評価しながら、(3)歯がチーズに初めて入る瞬間の力を評価しながら、の三通りの条件で摂食させた。咀嚼力はどの試料でも、(1)>(2)>(3)の順に低く、咀嚼時間は(1)<(2)<(3)の順に長くなった。変形速度が遅いほど抵抗力が低くなるという関係は、チーズのような粘弾性を示す試料においては妥当だと考えられた。高齢者の咀嚼は若年者に比べて、また高齢者の中では残存歯数が低くなるほど、咀嚼時間の延長が観察されたが、速度を遅くすることで咀嚼力が低くても食物を破壊できる実例を示せたことで、咀嚼力の低い者における時間制御型咀嚼の生理学的な意味づけができたと考える。高齢社会において、摂食や嚥下機能に障害のある者が増加し、物性を調整した介護食品のニーズが高まっている。本研究では、食品を実際に咀嚼する条件で、直接計測することにより、口腔感覚を簡便かつ正確に評価することを目標としている。前年度までに、口腔感覚粘度を測定する簡易なデバイスを設計し、健常者と摂食機能に障害のある患者との差異を解析した。高齢であっても健常者は、若年者と咀嚼パラメータの相対値は類似していることが明らかになった。そこで今年度は健常被験者に、広い物性範囲から選んだ食品(乾パン、こんにゃく、ドライソーセージ、ソフトキャンデー、生ダイコン、たくあん、生ニンジン、茹でニンジン)を通常通りに試食させ、その際に閉口筋の筋活動と切歯部における下顎運動を計測した。物理化学的機器測定から得た28種の特性値と咀嚼計測から得た63個のパラメータとの関係を、体系的に整理した。咀嚼挙動は個人差が大きいため、被験者毎に8食品の咀嚼パラメータ平均値に対する相対値を計算し、このクラスター分析から9群が抽出された。各群を代表する咀嚼パラメータを選び、主成分分析を行ったところ、3つの主成分、それぞれ咀嚼周期及び咀嚼時間、咀嚼初期における最小開口距離、咀嚼力に関係するものが抽出できた。食品の変形度が比較的小さい(圧縮歪<50%)時の性質は、咀嚼挙動に影響せず、破壊特性は、咀嚼初期の挙動は変えるものの、咀嚼過程全体に及ぼす影響は小さかった。極めて大きい変形条件下での力学抵抗性力値が咀嚼初期の、付着性が咀嚼中期から後期の、咀嚼挙動に最も影響していることが示された。
無侵襲内視鏡治療用無破断レーザ光伝送装置の研究

赤外レーザ光を用いる新しい手法である、胃のポリープ除去治療では、胃壁表面での水分にによる吸収が大きいため、大きなレーザパワーが必要であり、また胃の上部治療のためには半径15 mm程度の曲げに耐える伝送路が要求される。しかし、現存の伝送路では対応できない。本研究では、体を全く傷をつけず、従来にない新規な「無侵襲」治療を実現するため、低出力でも優れた切開能力を有するEr:YAGレーザ光と、止血能力のある高出力CO2レーザ光を伝送可能な光学膜内装銀中空ステンレスファイバの導入を提案し、太径(内径0.55 mm)で破断のない、従来にない無侵襲志向の内視鏡用高信頼性中空ステンレスファイバを製作した。本研究では、この目的も含め、体を全く傷をつけず、従来にない新規な「無侵襲」治療を実現するため、低出力でも優れた切開能力を有するEr:YAGレーザ光と、止血能力のある高出力CO2レーザ光を同時伝送可能な光学膜内装銀中空ステンレスファイバの導入を提案し、太径でも急峻に曲げることができ、しかも破断のない、従来にない無侵襲志向の内視鏡用高信頼性中空ステンレスファイバシステムの実現を図ることを目的とする。本申請では、内面平滑化膜が内装されている中空ステンレスファイバを用い、高出力赤外レーザ複合光(CO2レーザ光+Er:YAGレーザ光)伝送機能を有する無侵襲内視鏡治療用無破断中空ファイバシステムを開発する。技術課題は太い径のステンレスファイバで、曲げ半径15 mm、曲げ角270度を可能とする伝送路を製作するためのシリコンアクリル樹脂を用いた内面平滑化膜の成膜技術、複数の中赤外レーザ光を伝送可能な高信頼性中空ステンレスファイバの製作技術であり、達成すべき数値レベルは以下の通りである。(1)高信頼性中空ステンレスファイバ用内面平滑化膜材料はシリコンアクリル樹脂とする。(2)高信頼性中空ステンレスファイバは、曲げ角270度、曲げ半径15 mmで使用可能とする。(3)製作すべき中空ステンレスファイバの内径は0.55 mmとし、長さは1 mとする。内面平滑化膜内装銀中空ステンレスファイバ先端素子の製作と評価を行った。ステンレスチューブの内面粗さによるファイバの伝送損失を抑制するために、ステンレスチューブ内面に平滑化膜を形成し、その後、銀膜を成膜する手法は、内面平滑化膜に光学膜材料の環状オレフィンポリマー(COP)樹脂を用いており、付着力に課題があった。そこで、内径0.55 mm、長さ20 cmのステンレスチューブに、内面平滑化膜材料として、新たに付着力に優れたシリコンアクリル樹脂膜を導入し、銀中空ステンレスファイバ先端素子の製作を行い、伝送特性の評価を行った。計画では内径0.53mmであったが、内径0.55mmと少し太径でも十分に曲げることができるため、当初より、より太径の無破断中空ファイバの製作を図ることとした。まず、内径0.7 mm銀中空ファイバに送液速度4 cm/minでシリコンアクリル樹脂溶液の送液を行い、干渉ピークからシリコンアクリル樹脂膜の膜厚を推定した。約45.5 wt%の溶液を用いれば、1回の成膜で約0.5μmの膜厚を成膜でき、内面平滑化の効果が期待できる。内径0.55mm、長さ20cmのステンレスチューブにシリコンアクリル樹脂溶液を送液し、その後、窒素ガスを流量50 ml/minで流しながら、室温乾燥を60分間行った。送液速度は、約8 cm/minである。その後、銀鏡反応により銀膜形成を行う。ステンレスチューブに銀膜を成膜することにより、低損失となり、更に、内面平滑化膜としてシリコンアクリル樹脂膜を成膜した銀中空ステンレスファイバ先端素子は低損失となった。シリコンアクリル樹脂膜を内面平滑化膜として使用し、低損失な内径0.55 mm、長さ20 cmの銀中空ステンレスファイバ先端素子を実現することができた。