hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
動的幾何問題の変分解析

この共同研究では、n+1次元ユークリッド空間の中で任意のn次元閉集合を与えたとき(ただし面積は有限であるか、あるいは無限遠近傍で指数関数程度の面積増加を許す)、その集合を初期データとして時間発展するBrakkeの平均曲率流の時間大域存在を証明した.初期データに課す正則性の仮定は、単に可算修正可能性のみであり、非常に広いクラスの集合に対する結果である.また時間発展するにあたって様々なトポロジーの変化を許すもので、nが1の場合であっても革新的な結果となっている.証明手法としては、Brakkeの構成方法を全般的に見直し、有限個の開集合の境界として平均曲率流をみなして、離散時間的に近似解を構成し、極限をとるというものである.各離散時間は2つのステップを含み、一つは制限されたある種の測度最小化を行い、もう一つは界面をスムージングして近似平均曲率を求め、その近似平均曲率で界面を動かすものである.論文は査読中である.27年度に完成したBrakkeの平均曲率流の存在定理は、当該研究課題で挙げた大きな目標の一つであり、それが3年目にして完成したため.結果は当初予想していたよりも一般的かつ決定的なものであり、仮定と結果はほぼ最良といえる.また査読のプロセスも順調に進んでおり、予想外に非常に詳細に査読者が論文を読んで様々なフィードバックをくれたことも研究の進展にプラスになっている.平均曲率流は動的幾何問題の中でも最も重要な問題のひとつであり、近年国内外で活発な研究が行われている.研究代表者は特に平均曲率流が特異点を持つような、一般化された枠組みでも定義できることに着目し、幾何学的測度論の概念を用いて定義されるBrakkeの平均曲率流の解析についての研究を進めている.28年度はLami Kimとの共同研究で得た一般的なBrakkeの平均曲率流の存在定理に立脚して、その解のより詳しい特徴付けについて研究を行った.この存在定理では時間離散的に解を構成していくのであるが、その各ステップに局所面積最小化を行っている.その為、特に一次元の場合のBrakkeの平均曲率流については特異点形状が非常に限定的になる可能性がある.アイデアとしては一次元の場合は特に平均曲率の2乗可積分性があるため、それを有効に用いてAllard型の正則性定理を時間離散的に定義された近似流に対して適用することである.この研究については引き続き29年度も続けていく.またこれらとは異なる方向として、可香谷隆との共同研究で、varifoldに対する境界固定角度条件について研究を行い、新たな一般化された意味での角度条件および境界近傍における単調性公式を得た.研究発表としてはOberwolfach研究所(ドイツ)、幾何シンポジウム(岡山大)、オーストラリア国立大、上海ニューヨーク大学等で行い、活発な情報意見交換を行った.Lami Kimとの共同研究結果の論文は比較的長いものであり受理に関して懸念があったが、非常に注意深く査読者が読んでくれたこと及び若干の修正を経た後無事出版に至ったことは幸いであった.結果は既に結晶粒界の平均曲率流の専門家から複数引用されており、当該分野の基礎的な結果になると考えられる.
わが国における神経法学の基盤的研究－法学・医学・心理学の協働－

本研究では、法学と脳科学・神経科学、そして認知心理学の融合を図る学際的基盤研究を行ったうえで、わが国における将来の法的問題解決の新しいアプローチ方法につながる、新しい法学研究領域である「神経法学」という学問領域の確立を目指すものである。法学者、医学者、心理学者が学際的研究グループを組織して、学問横断的に国際比較も含めて共同研究を行い、1児童虐待、2離婚後の子どもの監護、3刑事責任論・犯罪者処遇、4少年保護・少年矯正等の問題解決を図ろうとするものである。
ナノ構造制御による相変化抑制を実現する革新的インサーション材料の創製

準安定相試料を原料に用い、結晶構造、結晶子サイズ、結晶粒界をナノスケールで高度に制御したモデル材料を合成し、その充放電反応機構を比較検討することで、ナトリウムイオン電池用の正極材料の相変化に影響する因子の解明を実現する。これらの知見は電池の長寿命化に加え、Naイオン電池の高エネルギー密度化と実用化、さらに、Liイオン電池材料への応用も期待できる。将来的には自然エネルギーに立脚したグリーンエネルギー社会の実現に繋がる、インサーション材料科学の革新を実現する挑戦的な新学術を確立する。
皮膚バリア機能に果たすTRPV4チャネルの生理的役割の解明

TRPV4チャネルが皮膚バリア機能に果たす役割について、TRPV4欠損マウスを用いた個体レベル、および初代培養ケラチノサイトを用いたin vitroレベルで検討し、以下の結果を得た。TRPV4欠損マウスと野生型マウスで皮膚バリア機能を比較し、TRPV4欠損マウスでは角質層を障害した際の染色液の浸透が明らかに多く、さらに可溶性小分子がタイトジャンクション障壁を超えて拡散することが示された。初代培養ケラチノサイトを高Ca^<2+>により分化誘導すると、アクチン骨格の編成と重層化がTRPV4欠損ケラチノサイトで遅延し、分化が未熟であることを見いだした。トランスウェル上でケラチノサイトを分化誘導し、細胞間の分子透過性を検討したところ、TRPV4欠損ケラチノサイトでは有意にデキストランの透過量が増加した。このときのケラチノサイトの垂直切片を電子顕微鏡で観察したところ、野性型では細胞間のバリア機能を担うアドヘレンスジャンクションとタイトジャンクション、およびバリア機能を持たないデスモソームが観察されたが、TRPV4欠損ケラチノサイトではデスモソームのみが多く観察された。細胞外Ca^<2+>上昇にともなったケラチノサイト内Ca^<2+>濃度の変化を測定したところ、33°Cという温度条件下において野生型ケラチノサイトの細胞内Ca^<2+>濃度がTRPV4欠損ケラチノサイトに比較して有意に高く保たれていることが分かった。アクチン骨格を破壊する薬剤を加えた状態で同様の測定を行うと、野生型では有意な細胞内Ca^<2+>濃度の低下が起きたが、TRPV4欠損型では変化が見られなかった。以上の結果から、TRPV4は生理的な体表温度で常に活性化しながら細胞内Ca^<2+>濃度を上昇させ、βカテニン、アクチンフィラメント、およびEカドヘリンとの複合体形成を促進し、Eカドヘリン依存的な細胞間接着の成熟を経てバリア機能を発揮すると思われる。
生体組織融合型神経電極に関する研究

ブレインーマシンインタフェースの実現のために、あるいは脳科学分野の実験ツールとして、生体に対して安全で、かつ長期間の安定計測が可能な神経電極の開発が必要不可欠である。このため本研究では、電極界面の安定化によって長期及び短期の安定計測を実現するために柔軟神経電極の表面に、究極的には神経細胞に取り込まれるような形状の微小突起構造を作成することを試み、金めっきを利用した方法で作成可能であることを示した。【背景・目的】ブレインーマシン・インタフェースを真に実現するための基盤技術として神経電極の重要性が注目されているが、従来の微小神経電極はシリコンをベースとした固い構造のものであった。これはその電気的特性や作成面での利点がある一方、機械的侵襲に特に弱い性質を持つ神経細胞を痛めるだけでなく、装着した神経組織の柔軟な動きに追従できずに、「ずれる」(目的とする神経線維と長期間の安定した接続ができない)原因にもなっている。そこで本研究では、装着後に神経細胞との接続を長期間維持できるような神経電極構造および装着方法の開発を目的とする。より具体的には柔軟神経電極の表面の微小突起構造が神経細胞に取り込まれる工夫などによる長期安定計測の実現を目指す。【本年度の実績】■計画1-1:柔軟な基板を有する神経電極の準備。すでに試作済みのパリレンC(ポリクロロパラキシリレン)を基板材料とした柔軟神経電極について、本課題の遂行のための改良・試作を行った。皮質内への刺入型電極と、脳表面用電極とを兼用可能な構造の電極を作成した。■計画1ー2:評価系の準備。対象としてラット大脳皮質を利用できるよう評価系を構築した。■計画2:神経細胞との接続を長期間維持できるような電極構造の確立。電極表面のミクロな構造を工夫することによって、神経細胞との接続を長期にわたって安定に維持することを目指し、ミクロ構造を作成した。一例として、神経組織、あるいは神経細胞の内部に微小突起構造が取り込まれるような構造を作成した。様々なサイズの構造を作成し、電気的特性を測定・評価した。【目的】本研究では、BMIの基盤技術として、装着後に神経細胞との接続を長期間維持できるような神経電極構造および装着方法の開発を目的とする。【本年度の実績】■計画1-1:柔軟な基板を有する神経電極の準備:すでに試作済みのパリレンC(ポリクロロパラキシリレン)を基板材料とした柔軟神経電極について、本課題の遂行のための改良・試作を行った。皮質内への刺入型電極と、脳表面用電極とを兼用可能な構造の電極を昨年度に引き続いて作成した。■計画1ー2:評価系の準備:対象としてラット大脳皮質を利用できるよう評価系を構築し、予備実験を行った。■計画2:神経細胞との接続を長期間維持できるような電極構造の確立:電極表面のミクロな構造を工夫することによって、神経細胞との接続を長期にわたって安定に維持することを目指し、神経組織、あるいは神経細胞の内部に微小突起構造が取り込まれるようなミクロ構造を作成した。さらにミクロ構造の機械的強度の向上や再現性向上のための条件出しを実施した。【目的】ブレインーマシン・インタフェースを真に実現するための基盤技術として神経電極の重要性が注目されているが、従来の微小神経電極はシリコンをベースとした固い構造のものであった。【実績】■計画1-1:柔軟な基板を有する神経電極の準備。パリレンC(ポリクロロパラキシリレン)を基板材料とした柔軟神経電極について、本課題の遂行のための改良・試作を行った。皮質内への刺入型電極と、脳表面用電極とを兼用可能な構造の電極を昨年度に引き続き作成するとともに、プローブ外形、各電極サイズ等の点で改良を実施した。慢性埋込みを実現するため、脱落を防ぐようなチャンバ形状の工夫など、系の改良を実施した。電極表面のミクロな構造を工夫することによって、神経細胞との接続を長期にわたって安定に維持することを目指した構造を作成した。フォトレジストによるマスクと金めっきを利用した簡易な方法で突起構造を実現した。数種類の構造を作成して電気的特性を測定・評価するとともに、ラットでの評価を実施し、突起構造の保護を含む、刺入装着方法を開発した。

このため本研究では、電極界面の安定化によって長期及び短期の安定計測を実現するために柔軟神経電極の表面に、究極的には神経細胞に取り込まれるような形状の微小突起構造を作成することを試み、金めっきを利用した方法で作成可能であることを示した。本年度には、神経細胞との接続を長期間維持できるような電極構造の確立を行った上で、神経電極の刺入・装着方法の開発を行う計画であったが、ミクロな電極構造の機械的強度の向上や、再現性の向上のための条件出しに時間がかかり、神経電極の刺入・装着方法の開発に本格的に取り組むことができなかったため。神経工学当初計画通りに、これまで開発してきた電極構造を利用して、神経電極の刺入・装着方法の開発に取り組む。交付申請書に記載した研究の目的に沿い、おおむね研究計画の通りに実施できたため。交付申請書に記載した研究計画通りに遂行する予定である。神経電極の作製および神経電極の刺入・装着方法の開発に用いる電極材料他の消耗品費用、および技術補佐員(派遣職員)の人件費等に用いる。神経電極材料が手持ちのもので賄うことができたため、費用が当初計画ほどかからなかったため。神経電極材料費、評価費用、人件費(派遣技術員)等に使用する計画である。
ヒト心不全におけるアポトーシスの病態生理学的意義と分子機構の解析

以上より、plasma sFasは心不全の程度に応じて上昇する。この上昇するsFasはアポトーシスの抑制を通じて、心不全の進行をブロックする要因として重要かもしれない。2)アポトーシスが心不全の進展に関与するとすれば、アポトーシスの抑制は心不全の予後を改善するはずである。この仮説が正しいとすれば、血漿sFasが高い心不全患者では正常群と比較しFas-Fas-L系を介したアポトーシスの抑制により予後は良好であるはずである。そこで、NYHA分類IV度の重症慢性心不全患者31例(CAD:12、DCM:9、VHD:10)を対象に、血漿sFas高値群(最初のsFas濃度>3.7ng/mL;6.3±0.4ng/mL)と正常群(sFas濃度<3.7ng/mL;3.O±0.2ng/mL)に分け、1年間followした。その結果、治療内容に有意の差はないにもかかわらず、6カ月後、1年後の生存率はsFas高値群(68%、64%)で正常群(14%、11%)より明らかに良好であった(p<0.01)。3)心不全でみられるTUNEL陽性心筋細胞はアポトーシスではなく、肥大した核を持つ生存心筋細胞であることを示した。さらに、梗塞心でみられるいわゆるTUNEL陽性梗塞心筋細胞はアポトーシスではなく、オンコーシスであることを示した。一方、陳旧性心筋梗塞でみられる間質の細胞の消失はアポトーシスによることを明らかにした。したがって、心不全時における心筋細胞のアポトーシスの検索には新しいマーカーの開発が必要である。本年度の研究目的はヒトの心不全症例のplasma soluble Fas(アポトーシスのinhibitor)およびsolulbe Fas-L(アポトーシスのinducer)を測定し、心不全の重症度と相関するか否か、また、それらが心筋組織から分泌されるか否かを明らかにすることである。上記のことを解明するために冠動脈疾患28例、拡張型心筋症27例、弁膜症15例による心不全患者70例およびコントロールとしての正常人62例を対象に、1.sFasおよびsFas-L、さらにTNF-α、Interleukin-6のplasmaレベルを測定した。2.sFasおよびsFasLが、心、肺等のどの臓器から分泌されるかを検討するためにfemoral artery,coronary sinus,pulmonary artery,renal veinから採血し、測定した。以上より、以下の結論を得た。plasma sFasは心不全の程度に応じて上昇する。また、上昇するsFasの分泌部位が心であるか否かは確認できなかった。本年度(平成10年度)においては以下の仮説について検討した。アポトーシスが心不全の進展に関与するとすれば、アポトーシスの抑制は心不全の予後を改善するはずである。そこで、NYHA分類IV度の重症慢性心不全患者31例(CAD:12、DCM:9、VHD:10)を対象に、血漿sFas高値群(最初のsFas濃度>3.7ng/mL;6.3±6.4ng/mL)と正常群(sFas濃度<3.7ng/mL;3.0±0.2ng/mL)に分け、1年間followした。

さらに、梗塞心でみられるいわゆるTUNEL陽性梗塞心筋細胞はアポトーシスではなく、オンコーシスであること、陳旧性心筋梗塞でみられる間質の細胞の消失はアポトーシスによることを明らかにした。また、心不全でみられるTUNEL陽性心筋細胞はアポトーシスではなく、肥大した核を持つ生存心筋細胞であることを示した。今後の問題点1)心不全動物モデルにアポトーシス抑制因子または促進因子を投与し心不全が悪化するかまたは改善するかを明らかにする。2)ヒトでアポトーシス抑制因子を心不全の治療に応用する。
複数回の造血幹細胞移植後にもかかわらず再発した白血病細胞の免疫回避機構の解明

HLA不適合移植後再発例でHLA-LOHを検討したが、その例ではHLA-LOHは見られなかった。移植後再発の実臨床では、往々にして早急な対応が必要となり、他院での迅速な治療導入等の手続を含め、患者さんの治療を最優先にする必要がある。このため、必ずしもタイムリーな検体採取が困難であることが分かった。引き続き、可能な限り再発検体の確保に励むこととする。HLA半合致移植後の再発では2回の移植(の後の再発)を待たなければならない。一方、もう一つの検討課題である両HLAハプロタイプ不適合移植(HLAフルアロ移植)においては、両方のHLAを同時に標的とするため、その後にもし再発すれば、標的となる両方のHLAが消失している状況がいっぺんに得られる可能性がある。こちらのタイプの移植については、前向きの臨床試験が目標症例数に到達し、現在発表準備中である。本研究課題は、HLA-LOHを起こしている白血病細胞が得られてからすべてがスタートする。現時点ではその発生を待つ必要があるため。両HLAハプロタイプ不適合移植(HLAフルアロ移植)においては、その後にもし再発すれば、標的となる両方のHLAが消失している状況がいっぺんに得られる可能性がある。検体は一つでも手に入れば、in vitro検査に進められるので、こちらの方が早いかもしれない。現在この移植の報告と次プロトコールの作成を準備中である。HLA-LOHをもつ再発白血病検体が発生した後にin vitro研究が行われ、これに経費が必要となってくる。また、両HLAが不適合となる移植が進めば、よりHLA-LOHをもつ再発検体を入手できる機会が増えるため、このタイプの移植の確立も進めていく。これに関する諸経費を次年度に計上していきたい。
ケイ素配位子の動的挙動を活用する新触媒開発

本研究の目的は,高周期14族元素-遷移金属間結合の「感応性挙動(動的挙動)」を触媒機能として活用する新しい遷移金属触媒を開発すること,ならびにその特徴を活かした新規分子変換反応を開発することである。平成26年から27年度は,従来の対称型PSiP-ピンサー型配位子に代わって,ゲルマニウムを中心に持つPGeP-ピンサー型パラジウム錯体の開発と利用,ならびに非対称PSiN-ピンサー型配位子を持つ錯体合成と反応探索を行った。その結果,PGeP-ピンサー型配位子を持つパラジウム錯体を触媒とすることで,ギ酸塩を二酸化炭素源かつ還元剤とするアレンのヒドロカルボキシル化反応が進行することを見出した。本反応は,従来のPSiP-パラジウム錯体を用いる反応系と比較して,強力な金属還元剤(AlEt3)と過剰量の二酸化炭素(1 atm)を必要としないことから,合成化学的有用性が極めて高い,二酸化炭素固定化反応として有用である。また,あるパラジウム錯体を触媒とすることで,アルキンの二重官能基化反応が進行することを見出した。条件検討ならびに反応機構解析を試みた結果,当初予期しなかったパラジウム中間体が観測されたことから,これを反応活性種として想定し,新たな配位子設計に基づく触媒構造の最適化を行った。その結果,反応機構を明らかにすることはできなかったものの,ある程度の一般性を持つアルキンの二重官能基化反応として確立することができた。これらの結果は,高周期14族元素含有ピンサー型配位子という新たな配位子設計の有用性を示すものとして大きな意義を持つ。27年度が最終年度であるため、記入しない。以前,PSiP-ピンサー型配位子を持つ平面四配位型ボリルパラジウム錯体を鍵活性種とするアルケン類の脱水素ボリル化反応を開発することにで成功している。そこで本年度は,本触媒反応の鍵となるPSiP-ピンサー型配位子を持つボリルパラジウム錯体の生成機構と反応性について検討した。その結果,従来のボリルパラジウム錯体の形成機構が酸化的付加,あるいはトランスメタル化によって進行するのに対し,本反応ではシラン配位パラジウム錯体あるいはパラジウムヒドリド錯体とジボロンとの間で可逆なσ結合メタセシスが2通り進行するという,新しいホウ素-パラジウム結合形成機構を見出すことに成功した。またこの新しい結合交換反応を利用することで,単座ホスフィン配位子を適切に選択することで,5配位ボリルパラジウム錯体の立体異性体を選択的に作り分けることにも成功した。5配位パラジウム錯体は通常不安定であり,また擬回転機構による異性化を極めて容易に起こすことから,その立体異性体を作り分けた例はこれまでに無く,大変興味深い。さらにこれらの錯体が加熱条件ではトランス体からシス体への熱的異性化を起こすことも見出し,またその反応機構について速度論的検討を行った結果,珍しいturnstile機構で異性化が進行していることを明らかにした。これらの成果は,感応性化学種としてのケイ素配位子の動的挙動を活用することで,これまでにないσ結合メタセシス反応が実現可能であることを示すものであり,本新学術領域研究の進展に寄与する重要なものである。高反応性触媒活性種であるPSiP-ピンサー型配位子を持つボリルパラジウム錯体の生成機構と反応性について検討した結果,新しいσ結合メタセシスによるホウ素-パラジウム結合の形成機構を明らかにすることができた。さらに2通りの可逆な反応経路が存在することを活用し,5配位ボリルパラジウム錯体の立体異性体を作り分けることに成功した。これらの成果は,感応性化学種としてのケイ素

配位子の動的挙動を活用することで,これまでにないσ結合メタセシス反応が実現可能であること,ならびに性質の異なる活性種を作り分けられることを示すものである。今後はこれらの反応を活用することで,新しいホウ素化合物ならびに類縁体の合成反応開発へと展開できるものと期待できることから,本新学術領域研究の進展に寄与する重要な成果として意義深いため。27年度が最終年度であるため、記入しない。今回見出した2通りの可逆なσ結合メタセシスによるホウ素-パラジウム結合形成反応を活用した新しい触媒反応開発を行う。また,ホウ素との類似性に着目し,アルミニウム化合物と不飽和炭化水素との反応についても検討する。これらの検討を通して,感応性化学種としてのケイ素配位子の有用性を実証するとともに,効率的物質合成手法の開発を目指す。
慢性胃炎進展とシクロオキシゲナーゼ２遺伝子単塩基変異の役割

H.pylori陽性胃炎患者を対象にCOX-2SNP(1195G/A:rs689466)、IL-1βSNP(rs16944)について解析し、組織学的に検討した胃炎進展度と比較検討した。内視鏡下生検標本の活動性胃炎、慢性炎症、腸上皮化生、萎縮性胃炎の程度を0-3でスコア化した.IL-1βSNPは従来の報告どおり萎縮進展と関係する可能性を認めたが、COX-2SNP、TT型は慢性炎症、萎縮と関連する傾向を示したが、有意ではなかった。H.pylori感染は組織所見とH. pylori抗体により判定した。萎縮性胃炎は血清ペプシノーゲン値とUpdated Sydney Systemに基づいた、前庭部、体部小弯および大弯の組織所見から判定した。現在のところ,胃粘膜の慢性炎症所見とCOX-2 1195TT型には有意ではないものの軽度の相関(p=0.0586)を認めた.一方で,COX-2 1290A>Gにおいては,慢性炎症,活動性,萎縮,腸上皮化成いずれにおいても相関を認めなかった.H.pylori陽性胃炎患者を対象にCOX-2SNP(1195G/A:rs689466)、IL-1βSNP(rs16944)について解析し、組織学的に検討した胃炎進展度と比較検討した。本研究の目的はH.pylori感染者の萎縮性胃炎進展にCOX-2遺伝子多型、1L-1β遺伝子多型(SNP)がそれぞれ独立して関与し、両リスク要因を併せ持つ集団の萎縮性胃炎進展リスクを明瞭にし、除菌療法がぜひ必要な集団を明らかにすることである。研究計画は、まず(1)病理組織標本から萎縮性胃炎患者、非萎縮性胃炎患者を抽出し、1L-1β、COX-2遺伝子のSNP解析を行う、(2)臨床症例でpepsinogenI/II比が2.5以下の症例を萎縮群pepsinogenI/IIが3.0以上の症例を非萎縮群として検討する2つの試験から成る。病理切片の解析はシドニーシステムを用いて萎縮例と非萎縮例を分類作業中でありまだDNA抽出には至っていない。臨床例の検討ではH.pylori陽性患者333名を対象として内視鏡生検ブロックまたは血液よりDNAを抽出しIIL-1β-511 SNP (rs16944)(n=323),TNF-α-308 SNP (rs1800629)(n=323),COX-2 -1195SNP (rs689466)(n=291),-1290SNP(rs689465)(n=291)について解析中である。これまで得られたデータでは、COX-2 (rs689466)はT/T38.5%, C/T36.8%. C/C24.7%、COX-2(rs689465)はA/A93.4%, A/G6.3%, G/G0.4%であった。COX-2(rs689466)AA型のPGI/II値は2.12で低値の傾向を示し、委縮性胃炎との関連性が示唆された。現在はランダムに症例のPGI/II値測定、各遺伝子の多型を分析しており、それぞれのSNPを有する症例の平均PGI/II値を計算しているが、PGI/II比で萎縮症例、非萎縮症例と分けて、各々の遺伝子SNPの萎縮進展に対するリスクを算出する予定である。病理標本については、300症例を超える臨床症例が、組織学的解析を終えている。また、遺伝子多型の解析もすでに300症例の解析を終えて、順調に進んでいる。PGI/IIの解析がやや滞っている。病理標本については萎縮進展度の評価に時間がかかっており、それぞれのサンプルからの遺伝子抽出はまだ行なえていない。しかし、臨床サンプルは着実に蓄積され、PGI/II、遺伝子多型の解析が順調に進展している。臨床症例については、サンプル数を考慮すると,あと,50症例ほどの上積みが必要である。PGI/II比から各遺伝子多型の萎縮胃炎進展リスクを算出する。病理標本の解析についてもまもなく組織学的解析を終える予定である。さらには、内視鏡所見との比較検討を加える予定である。臨床例についてはさらに症例数を増加させ、PGI/II比から萎縮進展群、非萎縮群に分類後、各遺伝子多型症例の萎縮性胃炎進展リスクを算出する。病理標本の解析については早急に組織学的解析を終える予定である。本年度の研究費については本年度内に使用し、次年度使用予定はない。次年度の研究については、次年度の研究費の範囲内で行う予定である。次年度の研究については次年度の研究費の範囲で行う予定である。
胚性腫瘍細胞の分化素過程の分子的解析

胚性腫瘍細胞の分化初期段階で発現が大きく減少し、またホルボールエステル処理によっても同様に減少するcDNAクローンpFT27のcDNA構造が決定された。その結果、この遺伝子は323アミノ酸からなるポリペプチドを処理し、そのアミノ酸配列は既存のものとホモロジーがなく、トランスメンブレン領域が6個存在するものであることが明らかになった。このようにFT27遺伝子はシグナル伝達に関与する新分子を規定する可能性が高い。いっぽう分化初期段階で発現が増強する遺伝子MKについても解析が進んだ。MKポリペプチドは分子量15000でシグナル配列を持ち、塩基性アミノ酸とシステインに富むことから、分化開始に関与する成長因子様のポリペプチド因子であると示唆された。MK遺伝子のゲノム構造を解析し、5′上流にホルモン感受性エレメント類似の構造を見出した。モロニー白血病ウイルスのLTRが胚性腫瘍細胞で発現が抑えられている機構についても解析が進み、胚性腫瘍細胞中にレプレッサーが存在すること、そしてアクチベーターが欠けることの2つの理由が共に働いていることが判明した。LTRに対するDNA結合タンパク質レベル解析も行われ、ELP、LBPと名づけられた2つの新しい特異制の因子が見出された。ウシ胸腺のポリADPリボース合成酵素cDNAがクローニングされ、その構造が決定された。そして、その構造から、N末端側に結合するDNAに特異性があることが示唆された。ヒト胚細胞性腫瘍Pa-1のサブクローンであるPA-1/KS1のロゼットから神経細胞への分化の過程を調べ、IV型コラーゲンの極性分布とラミニンA鎖の出現が、神経分化の前に起こることが見出された。胚性腫瘍細胞株PCC3のKCFフィーダー上での軟骨細胞への分化の過程が解析され、インシュリンは要求しないこと、TGF、βは分化を促進することが明らかになった。
開口した象牙細管の封鎖機序の解析ならびに象牙質接着システムの接着向上に関する研究

象牙質知覚過敏症状を伴うくさび状欠損に対する知覚過敏抑制材の使用およびその後のコンポジットレジン修復に焦点をおいた。市販の3種の象牙質知覚過敏抑制材を塗布した象牙細管開口モデルに対してセルフエッチングプライマーで処理し,接着性を評価・分析した。被着面および接着界面の形態学的な相違を認め,接着界面の辺縁漏洩性,プライマーの浸透に特徴や差があったものの,接着強さには影響を及ぼさなかった。知覚過敏症を発症しているくさび状欠損に関しては、象牙質知覚過敏症に対する処置に加え、日を改めてコンポジットレジン修復処置を行うケースが多くみられる。象牙細管が開口したくさび状欠損に対して、知覚過敏抑制材の塗布後にコンポジットレジン修復を行う際には、まず知覚過敏抑制材による歯質の石灰化を確実に行うこと、次いで、プライミング時に過剰な知覚過敏抑制材を排除し、プライマーを確実に歯質に浸透させることが、治療の成功につながると考えた。そこで本研究では、知覚過敏抑制材を象牙質知覚過敏モデルの表面に塗布し耐酸性の反応生成物を象牙細管および歯質表面に析出させた後、フッ化物配合のゲルで患部を被覆することにより、生成物の耐酸性の向上および象牙質の石灰化が持続すると考えた。まず、う蝕のないヒト抜去歯の象牙質面を露出し、超音波洗浄を行うことで象牙細管を開口させ、象牙質知覚過敏症モデルを試作した。このモデルに対し、市販の2種の知覚過敏抑制材(MSコートONEおよびナノシール)を塗布し、さらにその表面を別の市販の知覚過敏抑制材(F-バニッシュ)でコーティングした。その後、処理面に対するセルフエッチング接着システムの接着性の評価を行った。MSコートONE+F-バニッシュ群、ナノシール群+F-バニッシュともに、無処理群と比較して接着性は低下した(p<0.05)。また、知覚過敏材塗布後プライミング処理を施したモデル表面のSEM観察から、表面にF-バニッシュが残存している箇所においてはF-バニッシュが接着阻害として影響を及ぼし、F-バニッシュが除去された箇所においてはプライミング効果が表れていることが示唆された。象牙質知覚過敏症においては、処置が多岐にわたり、知覚過敏抑制材の塗布から日を改めてコンポジットレジン修復を行うケースがある。象牙細管が開口したくさび状欠損に対して、知覚過敏抑制材の塗布後にコンポジットレジン修復を行う際には、まず知覚過敏抑制材による歯質の石灰化を確実に行うこと、次いで、プライミング時に過剰な知覚過敏抑制材を排除し、プライマーを確実に歯質に浸透させることが、治療の成功につながると考え、研究を行った。まず、う蝕のないヒト抜去小臼歯を用い、象牙質知覚過敏モデルを作製した。知覚過敏抑制材には市販のMSコートONE、F-バニッシュ歯科用5%、ナノシールを使用し、接着システムはセルフエッチング接着システムを使用した。0.2%塩基性フクシン水溶液を用いた接着界面の色素浸透の観察を実体顕微鏡で行った。また、象牙細管内へのプライマーの浸透の観察を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて行った。その結果、MSコートONEは色素浸透が少なく、すなわち辺縁漏洩が少なく、他の2種の知覚過敏抑制材を比較して知覚過敏抑制効果が表れていることが明らかとなった。また、プライマーの浸透においては、MSコートONEにおいてセルフエッチングプライマーの浸透をほとんど認めず、プライミングで過剰な知覚過敏抑制材を除去できず、プライマーが歯質に確実に浸透していないことが明らかになった。他の2種の知覚過敏抑制材においては、象牙細管内にプライマーの浸透を認めた。知覚過敏抑制材による象牙細管封鎖の程度が接着界面の辺縁漏洩と象牙細管内へのプライマーの浸透に影響を及ぼすことが考えられた。その結果、知覚過敏抑制材種類によっては、塗布することで知覚過敏モデルの象牙細管は封鎖されていることが実態顕微鏡からも共焦点レーザー顕微鏡からも確認できた。しかし、その後のプライミングで過剰な知覚過敏抑制材を除去できず、プライマーが歯質に確実に浸透していないことが明らかになった。研究はおおむね順調に進展しており、今後は接着性の向上を目的に、さらなる考察と研究が必要と考える。開口した象牙細管の封鎖ならびにその被着面に対する接着システムの接着性に関する研究を行った。まず,う蝕のないヒト抜去小臼歯を用いて象牙質知覚過敏症のモデルを試作し,象牙細管開口モデルとして適切であるかを検討した。その結果,象牙質表面に対し,30分間の超音波洗浄を行った試料において,象牙細管の開口を十分に認め,モデルとして適切であると評価した。その表面に対し,セルフエッチング接着システムの接着性を検討したところ,健全象牙質と比較し,象牙細管開口モデルにおいては,プライマー処理による脱灰の程度が強く,微小引張接着強さは低い値を示し,引張試験後の破断面形態で象牙質凝集破壊を認めた。次に,市販の3種の象牙質知覚過敏抑制材を塗布した象牙細管開口モデルに対する接着システムの接着性を研究した。まず,表面性状を評価したところ,特徴は異なるものの,いずれも象牙細管の封鎖を示す形態学的特徴を認めた。

次に,セルフエッチングプライマー塗布後の被着面の形態,接着試料体の接着界面における辺縁漏洩,共焦点レーザー顕微鏡および走査電子顕微鏡による接着界面,微小引張接着強さおよび引張試験後の破断面形態の評価・分析を行った。その結果,1種の知覚過敏抑制材においては接着界面における辺縁漏洩が少なく,他の2種の知覚過敏抑制材を比較して知覚過敏抑制効果が表れていることが明らかとなった。また,3種の象牙質知覚過敏抑制材の作用機序の違いにより,被着面は形態学的に違いを認めた。それに伴い,プライミング後の象牙質表面も3種で異なるものとなった。しかしながら,象牙細管開口モデル群,3種の象牙質知覚過敏抑制材塗布群において,接着強さは同等の値を示した。象牙細管開口モデルに対して本研究で使用した3種の象牙質知覚過敏抑制材は,その後に処理した接着システムの接着強さに影響を及ぼさないことが示された。象牙質知覚過敏症状を伴うくさび状欠損に対する知覚過敏抑制材の使用およびその後のコンポジットレジン修復に焦点をおいた。市販の3種の象牙質知覚過敏抑制材を塗布した象牙細管開口モデルに対してセルフエッチングプライマーで処理し,接着性を評価・分析した。被着面および接着界面の形態学的な相違を認め,接着界面の辺縁漏洩性,プライマーの浸透に特徴や差があったものの,接着強さには影響を及ぼさなかった。本研究では、知覚過敏抑制材を象牙質知覚過敏モデルの表面に塗布し耐酸性の反応生成物を象牙細管および歯質表面に析出させた後、フッ化物配合のゲルで患部を被覆することにより、生成物の耐酸性の向上および象牙質の石灰化が持続すると仮説を立て、研究を行った。その結果、知覚過敏モデル表面の封鎖性は認められたものの、予想と反してその後のセルフエッチング接着システムの接着性は低下した。研究は概ね順調に進展してはいるものの、接着性の向上を目的に、さらなる考察と研究が必要と考える。知覚過敏抑制材による歯質の石灰化、あるいは象牙細管の封鎖が市販の知覚過敏抑制材で充分に行えることが明らかとなった。しかし、知覚過敏抑制材の塗布後にコンポジットレジン修復を行う際には、プライミング時に過剰な知覚過敏抑制材を排除し、プライマーを確実に歯質に浸透させることに課題が残る。今後は、プライミングの効果を向上させるために、プライミング時のアジテーションを採用し、接着性を評価する。またその接着耐久性を検討する。歯科保存修復学知覚過敏モデルに対して象牙細管の封鎖およびその後のセルフエッチング接着システムの接着性の向上のために、知覚過敏抑制材による歯質の石灰化を確実に行うこと、次いで、プライマーを確実に歯質に浸透させることが重要である。現在までに、F-バニッシュでコーティングしない群に関しては、接着性が無処理群と同程度であることは確認されていることから、今後はF-バニッシュを塗布せず、市販の2種の知覚過敏抑制材(MSコートONEおよびナノシール)を塗布した象牙質知覚過敏モデルに対し、表面の性状の長期安定性を評価する。また、試料に対し、確実なプライミング処理を行い、接着試験および接着耐久試験を行う。
遺伝子組換えヒトエリスロポエチンを用いた自己血輸血による無輸血消化器癌手術の確立

消化器癌(胃癌・結腸癌・直腸癌など)を対象とし、術前に生化学検査、血算、Fe、TIBC、フェリチン、を検査し、Hb値11.0g/dl以上で肝腎障害のない患者を対象に術前自己血採血(400800ml)を行った。症例をl EPO(-),自己血(+) l-1)男4例(採血前Hb値12.913.4) l-2)女4例(採血前Hb値11.112.0)、ll EPO(+)(3000IU,術後7.7日間術後4.5日間),自己血(+)男6例女1例(採血前Hb値11.416.2)III術後EPO使用(3000または6000IU14日間),自己血(-)男4例女2例IV EPO(-),自己血(-)男3例女2例に分けると、貯血後から術前までのHb増加量はI-1),I-2),IIはそれぞれ、0.1g/dl(平均7.8日,0.3g/dl(平均9.0日),0.9g/dl(平均8.9日)でII群は有意に高かった。術後のHb値の変化は一週目ではI-1),I-2),IIはそれぞれ-0.25g/dl,-0.8g/dl,0g/dlで、術後にEPOを用いたII群で低く、2週目にはI-1),I-2),III,IV,はそれぞれ-0.6g/dl,-0.8g/dl,-0.1g/dl,-1.7g/dlとなり、III群で有意に低く、I・II群もIV群に比し低くなっており、EPOを使用しなくても自己血採取による造血刺激のため内因性EPO分秘がおこり術後の貧血回復がIV群に比し早くなっていると考えられた。このことから、1.術前EPOを併用して自己血採取を行うとEPOを使用しない場合に比べHb増加量が増える。2.術後EPOを併用すると術後のHb低下が抑えられる。また術前・術後ともEPOを用いなくても術前採血をすることによって術後のHb低下が抑えられる。3.EPOを用いながら術前自己血採血を行い、術後もEPO投与を行うことによって術前・術後とも貧血にならずに手術が受けられる。と考えられた。今後さらに症例を増やし、細かい至適使用量を検討する予定である。と考えられた。
分散トランザクションの大幅な性能向上を目的とした投機的実行機構の基礎研究

本研究では「投機実行機構(スペキュレーション)」を導入することにより分散トランザクションの実行性能(スループット、レスポンスタイム)を大幅に改善することを目的とする。平成11年度は、投機実行機構を導入したプロトコルの設計および投機的実行の実装方式の検討のため、シミュレーションによる性能検証を行った。通常のロッキングプロトコルでは、共有ロック、専有ロックによりread/writeの制御を行うが、投機ロックプロトコルでは、これに加えて投機ロックなる新たなモードを導入し、ロックマトリックスを整理すると共に、シリアライザビリティの正当性の検証を行なった。さらに,無限資源環境下に於ける投機的分散トランザクションプロトコルをシミュレーションを用いて行い、CPUならびにメモリ資源および投機実行数は無限に与えられるものと仮定した実験を行ない、性能向上率の上限を明らかにした。平成12年度は、メモリ資源および並行トランザクション数の上限を設け、各トランザクションのアクセスするリモートデータアイテム数、アクセス分布、トランザクション実行時間、トランザクション発生率、ネットワーク遅延、ノード数などを変化させて、シミュレーションを行なった。この結果、メモリ資源、並行トランザクション数の上限を設けた場合でも、無限資源環境下の結果と比較して、遜色のない性能が得られることを確認した。本年度は、投機実行機構を導入したプロトコルの設計および投機的実行の実装方式の検討のため、シミュレーションによる性能検証を行った。通常の2相コミットプロトコルでは、コーディネータ参加全ノードに対して、プリペアメッセージを送信し、その後、全ノードからの返答を基にグローバルなコミットあるいはアボートを決定する。参加ノードの増加により、又、通信レイテンシーの増加に伴いこのオーバヘッドは極めて大きくなることから、投機実行モードを導入した。通常のロッキングプロトコルでは、共有ロック、専用ロックによりread/writeの制御を行うが、投機ロックプロトコルでは、これに加えて投機ロックなる新たなモードを導入し、ロックマトリックスを整理すると共に、シリアライザビリティの正当性の検証を行なった。続いて、無限資源環境下に於ける投機的分散トランザクションプロトコルのシミュレーションによる評価を行った。CPUならびにメモリ使用量は、ロック競合が生ずる割合が増加するにつれて、大きく増大する。各トランザクションのアクセスするリモートデータアイテム数、アクセス分布、トランザクション実行時間、トランザクション発生率、ネットワーク遅延、ノード数などを変化させて、シミュレーションを行なった。この際、問題を簡単にすべく、CPUならびにメモリ資源および投機実行数は無限に与えられるものと仮定した実験を行ない、性能向上率の上限を明らかにした。通常の2相コミットプロトコルでは、コーディネータから参加全ノードに対して、プリペアメッセージを送信し、その後、全ノードからの返答を基にグローバルなコミットあるいはアボートを決定する。通常のロッキングプロトコルでは、共有ロック、専有ロックによりread/writeの制御を行うが、投機ロックプロトコルでは、これに加えて投機ロックなる新たなモードを導入する。投機ロックプロトコルでは、投機的実行時のCPUならびにメモリ使用量が、ロック競合が生ずる割合が増加するにつれて、大きく増大する。昨年度に引続き、投機実行機構を導入したプロトコルの設計および投機的実行の実装方式の検討のため、シミュレーションによる性能検証を行った。昨年度は、無限資源環境下に於ける投機的分散トランザクションプロトコルをシミュレーションを用いて行い、CPUならびにメモリ資源および投機実行数は無限に与えられるものと仮定した実験を行ない、性能向上率の上限を明らかにした。本年度は、メモリ資源および並行トランザクション数の上限を設け、各トランザクションのアクセスするリモートデータアイテム数、アクセス分布、トランザクション実行時間、トランザクション発生率、ネットワーク遅延、ノード数などを変化させて、シミュレーションを行なった。
奄美諸方言複合語アクセントの調査研究

1.調査地域。下記で複合名詞アクセント調査を実施した(沖永良部島以外は予定通り)。(1)喜界島小野津・湾・荒木方盲(2)奄美大島大和村国直・大和浜・戸円方言(3)奄美大島宇検村阿室・佐念・宇検・湯湾・名柄・平田方言(4)奄美大島住用村西仲間方言(5)奄美大島瀬戸内町芝・西古見・池地方言(6)徳之島浅間・松原・西犬田布方言(7)与論島麦屋東・茶花・朝戸・那間方言2.調査成果(1)複合名詞のアクセントを決定する条件は,基本的に前部要素が働いているものの,方言により項目によっては後部要素が効いている例もある。後者は現在整理検討中。(2)動詞活用形のうち,テイルに相当する進行相の種々の活用形のアクセントも詳しく調査した。その地域は,沖永良部島を除くすべての島に及び,かつその調査地点数も,複合名詞を上回った。その結果,動詞・形容詞の基本形,その活用形,進行相の活用形のアクセントが,ほぼ奄美全域の主要地点で明らかになった。(3)喜界島小野津方言の付属語のアクセントも精査し,同じ拍数でも単一の付属語からなるか,複数の付属語からなるかによってそのアクセントが異なることを明らかにした。1.調査地域。1.下記の調査地点で複合名詞のアクセント調査を行なった(この他の地点も計画していたが,それらは来年度に調査をする)。喜界島小野津方言;奄美大島大和村国直方言・大和浜方言・戸円方言,同島宇検村阿室方言・佐念方言,同島住用村西仲間方言;徳之島浅間方言・松原方言現在、その結果を整理中であるが,複合語のアクセントを決定する条件としては,基本的に前部要素が働いているものの,項目によっては後部要素が効いている例も見つかっている。詳しいことは,今後,さらに整理と補充調査によって明らかにする予定。2.喜界島小野津方言について記述研究を進め,先行研究の2型アクセント説を修正して,少なくとも3つの型の区別はあることを明らかにした。また,付属語についても詳しく調べ,その特異な性質をかなり解明することができた。これについては研究発表を行なうとともに,論文にまとめた。3.大和村や住用村の方言は,従来,アクセントの対立がないとされていたが,私の調査ではすべて対立をもっていることが明らかになった。その対立は,古くあった祖語のアクセントの区別を保存しているものではなく,新しく内的に発達したものであることも解明した。これについては,2回に分けて,海外で行なわれた国際会議で発表をした。そこに働いている条件は,分節音の融合,分節音の性質,および形態素の融合の3つで,それぞれの具体例を上げてそのプロセスとともに説明をした。1.下記の調査地点で複合名詞のアクセント調査を行なった。喜界島小野津方言,湾方言,荒木方言;奄美大島大和村国直方言,大和浜方言,戸円方言;奄美大島宇検村阿室方言,佐念方言,宇検方言,湯湾方言,名柄方言,平田方書;奄美大島住用村西仲間方言;奄美大島瀬戸内町芝方言,西古見方書,池地方言;徳之島天城町浅間方言,松原方言(3月になお追加調査を予定);与論島麦屋東方言(3月になお追加調査を予定)沖永良部島を除き(日程上の都合),ほぼ予定通り調査をすることができた。2.動詞活用形のうち,進行相(ている)の種々の活用形のアクセントも詳しく調査した。連用形+ヲリからなる形で,これも一種の複合動詞に当たる。その調査地域は,やはり沖永良部島を除くすべての島に及び,かつその調査地点数も1に示した複合名詞を上回った。方言の衰退に伴って複合名詞はなかなか思い出せない話者が多く,そういう人は途中から動詞進行相のアクセント調査に切り替えたためである(活用形は全体が組織的になっていて,個別的な性格をもつ名詞よりもよく保存されている)。

その結果,動詞・形容詞の基本形,その活用形,そして進行相の活用形のアクセントが,ほぼ奄美全域の主要地点で明らかになった(沖永良部島も基本形と活用形は調査済み)。3.喜界島小野津方言について,付属語のアクセントも詳しく調べ,同じ拍数でも単の付属語からなるか,複数の付属語からなるかによってそのアクセントが異なることを明らかにした。
神経シナプス足場蛋白質S-SCAMの分子集積機構の解析

S-SCAMは私共が見出した神経シナプスの裏打ち蛋白質で、5ないし6個のPDZ領域と1個のグアニル酸キナーゼ領域、2個のWW頗域をもち、NMDA型グルタミン酸受容体や神経細胞接着因子ニューロリギンやRafキナーゼ結合分子MAGUINや低分子量G蛋白質Rap1の調節分子が相互作用し、シナプスの足場蛋白質として機能していると考えられている。その一方で,S-SCAMは代表的な神経シナプス裏打ち蛋白質PSD-95と類似する点が多く、果たして特有の機能を担っているかが、疑問となっている。そこで、私共はS-SCAMの遺伝子破壊マウスを作成して、個体レベルでのS-SCAMの機能の解明に着手している。今年度は、S-SCAMの遺伝子破壊マウスは正常に出生し、脳の形態に大きな異常を示さないこと、出生後しばらくは野生型と見分けがつかず、ミルクも正常に摂取すること、しかし、12時間から20時間の間に死亡に至ることを明らかにしている。現在、引き続き死亡原因を解明しようとしている。また、海馬由来の神経細胞を培養して、神経シナプスの構成分子の集積に異常が生じていないかを検討している。この他、S-SCAMにベータカテニンが結合することを見出し、シナプス形成における生理的意義を解析している。また、S-SCAMの変異体を神経細胞に発現させることにより、S-SCAMがシナプスに局在するのに必要な領域を決定しようとしている。
微小部品の機械的特性を評価するマイクロテスティング法の開発研究

本研究では現在多方面で利用されている電子デバイス等の構成材料としてのマイクロマテリアルに対して,その機械的特性を評価する方法,いわゆるマイクロテスティング法の開発を次のように進めた.1.マイクロテスティング法のための力学的手法の開発薄膜材料を対象とし、かつそれを含む超小構造体として積層構造モデルを考え,これ特有の応力・ひずみ解析法を提示した.具体的には「多層構造体の有限要素法」と「多層ばり理論」を提示し,その応用例も示した.2.薄膜のヤング率と引張り強さ推定法の開発基板に平行部を有する特異な形状の薄膜を形成し,それを引張試験し,薄膜平行部の変位と2層試験片の全荷重を求めることによって,薄膜の破断までに至る全応力-ひずみ挙動を推定する方法を提示した.またその有効性を紙フェノール基板に銅箔が蒸着されたポジ感光基板をモデル材料として実際に試験し,明らかにした.3.薄膜のせん断強さおよび2軸引張強さ推定法の開発一軸引張試験を行うことで,薄膜の面内せん断強さや2軸引張強さを測定する新しい方法を提示した.それは目的とするせん断応力や2軸引張応力場を生じさせる形状をトポロジカルな位相決定問題と考え,それに対してFEMと最適化手法を応用して求めたものである.本研究では現在多方面で利用されている電子デバイス等の構成材料としてのマイクロマテリアルに対して,その機械的特性を評価する方法,いわゆるマイクロテスティング法の開発を次のように進めた.1.マイクロテスティング法のための力学的手法の開発薄膜材料を対象とし、かつそれを含む超小構造体として積層構造モデルを考え,これ特有の応力・ひずみ解析法を提示した.具体的には「多層構造体の有限要素法」と「多層ばり理論」を提示し,その応用例も示した.2.薄膜のヤング率と引張り強さ推定法の開発基板に平行部を有する特異な形状の薄膜を形成し,それを引張試験し,薄膜平行部の変位と2層試験片の全荷重を求めることによって,薄膜の破断までに至る全応力-ひずみ挙動を推定する方法を提示した.またその有効性を紙フェノール基板に銅箔が蒸着されたポジ感光基板をモデル材料として実際に試験し,明らかにした.3.薄膜のせん断強さおよび2軸引張強さ推定法の開発一軸引張試験を行うことで,薄膜の面内せん断強さや2軸引張強さを測定する新しい方法を提示した.それは目的とするせん断応力や2軸引張応力場を生じさせる形状をトポロジカルな位相決定問題と考え,それに対してFEMと最適化手法を応用して求めたものである.具体的なマイクロテスティング法を開発するための基礎的研究として次のような理論的および実験的研究を実施した.1.IC等の電子デバイスを利用したマイクロテスティング法を開発するため,まずIC,LSI等の応力,ひずみ解析のためのFEM理論を考察した.特にこれらが多層構造体であることに注目し,多層構造体解析のFEM理論の提案とその有効性の検証を各種の数値計算例を通して実施した.2.マイクロテスティング法の基本的なモデルとして,測定する試料と基板材料からなる2層構造の引張試験タイプで,試験片としては大型化可能であるが,その中央部がマイクロテスティング用に設定できるものを考察した.3.2の提案モデルは,その試験片中央部の測定試料と基板の2層構造形式により3つの具体的なタイプに分けられる.そのいずれか実用的なものであるかを1の提案FEMにより数値的に検証した.特に具体的な基板や測定試料(薄膜材)の特性を与え,3つのタイプのFEM解析を実施し,その結果を用いて与えた特性が逆推定可能かを検討した.4.3のFEM逆解析を通して,2の提案手法が測定試料(薄膜板)の弾性から塑性および破断に至るまでの特性推定に有効な方法となりうることを理論的に確認した.よってこれを実験的に検証するため,エポキシ基板にアルミ薄膜を有する提案試験片を作製し,これによる引張試験を試み,特に薄膜の弾性特性の推定を行った.ただ結果としては誤差が多く,これらが実験上どのようなものから生じて来ているのか等の検討を現在進めている.前年度の成果をふまえ,次のような研究を実施した.1.薄膜と基板からなる2層構造モデルで,基板部を引張することで,薄膜の弾性から塑性,破壊に至るまでの挙動を逆解析的に推定試験する方法を具体的な3タイプの試験片形状として提示した.2.2の有効性を多層構造体解析用のFEMで3次元FEMを利用して,数値実験的に検討した.特に試験片形状の,変位測定部の形をその部分の応力勾配やひずみ勾配の少ないものとする方法を考えた.3.2によって決定した試験片を引張試験出来る装置の試作を行った.それは顕微鏡下で引張試験出来るものとし,変位や破壊挙動を顕微鏡観察的に測定し,荷重はロードセルによって測定する方法のものである.この装置の有効性は通常の引張試験での性能と比較されて明らかにされた.4.3の試作装置により,Cu薄膜で紙フェノールを基板とする試料を用い、2タイプの試験片を作製し,その引張試験を実施した.そして薄膜の弾性から塑性さらにヤング率の逆推定を行い,それらがバルク材の値とほぼ一致することを確認している.本研究の最終年度として,次のような研究を実施した.

1.前年度考案・試作した顕微下で行えるマイクロテスティング用引張試験機を用いて,エポキシ基板にアルミ薄膜等を有する2層構造体試料についての特性試験を実施した.そしてこれより薄膜の弾性から塑性および破断に至るまでの応力-ひずみ関係を求めた.ただ結果にかなりの誤差の生ずる場合のあることも解った.そこでその分析を行った所,基板特性と薄膜特性との間で,前者の値が後者のそれに比較し無視出来ない場合に,特にその傾向の強いことがわかった.2.試作の引張試験機を利用する新しい薄膜特性試験法として,一軸の引張試験でありながら,薄膜の面内せん断強さと2軸引張強さとを評価する試験方法を考案した.その方法はFEMシミュレーション手法を基本とした2次元の多連結物体創生法を用いたものである.つまり試験片の基本原形をまず決め,次に破断部での純せん断や2軸引張り応力を正確に保つ形状を最適化手法を応用して決めるものである.3.2で提案した手法の有効性をアルミ板を用いた試験片を作製することによって実施確認した.4.3ヶ年にわたる本研究のまとめして,研究成果報告書の作成を行った.