hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日中比較文学の影響分析における定量的方法の研究

『万葉集』においても同一の語彙を用いて類似の表現になっていることなどを特定し、「『玉台新詠』情詩と『万葉集』磐姫皇后歌に具体的にテーマを絞って立論した。情詩関係については、研究協力者である台湾淡江大学の馬銘浩教授と中国山東大学の肖霞教授と方法、内容を討論し、その成果を元に台湾で行われる国際シンポジウムで発表する予定である。山東大学および淡江大学の研究協力者との協議に従って、『玉台新詠』の詩にキーワードを付す。比較システムに掛けて検証し、システムを改良する。従来の比較研究を参考にしながら、比較結果を検討する。全データの入ったデータベースを完成させ、当初の目的通りの語彙、内容からの検索が有効であるかを検証する。それに基づいた具体的な比較(「閨怨詩と相聞歌」等を主題とする論文発表)などを行う予定である。国文学購入物品が見積もり価格よりも低価格で納入されたことと、プリンター用紙およびDVD等の消耗品の必要がなくなったため。まだ調査が必要であるので、調査旅費(国内)に充当する。
静電誘導を用いた経皮的エネルギー・情報伝送

本研究は、電極を用いた静電誘導によるエネルギーと情報の伝送を行う装置の開発を目的として、電極、エネルギー送受信装置を開発し、エネルギー伝送のin vitro試験を行った。電極材として厚さ0.1mmのアルミ箔を2cm角とすることで最大2Aの電流まで使用でき電極を作製した。エネルギー送受信用回路に関して、数MHzまでの帯域で任意の周波数で30-50Wの高周波出力が得られる回路が完成した。in vitro試験では、負荷抵抗が500Ωでは伝送効率は10%以下になったが、負荷抵抗が5Ωでは80%の伝送効率が得られ、可能性が示された。本研究は、皮膚貫通ケーブルが不要となる完全体内埋込型補助人工心臓の実現を目指して、名刺サイズの電極を用いた静電誘導によるエネルギーと情報の伝送を行う装置の開発を目的とする。平成25年度は体外・体内用電極の作製、エネルギー送受信用回路の開発、エネルギー伝送のin vitro試験を行った。電極は柔軟性に富みつつ高い耐久性が要求される。また高周波電流が流れるため配線の直径や厚みを小さくする必要がある。そこで電極として、金属メッシュを使用したものとフィルム基板を使用したものの2種を作製した。金属メッシュは柔軟性、強度ともによく、インピーダンスも低いが、ワイヤ部分への電流集中により利用できなかった。フィルム基板は十分な柔軟性と強度を持つが、金属厚が薄すぎ、電極そのもののインピーダンスが高く、実用性が低いことが判明した。今後は金属メッシュと金属箔との組み合わせによる電極を開発する予定である。エネルギー送受信用の回路として、送信機側はエネルギー変換効率の向上を狙いMOSFETをHブリッジ型に構成し、スイッチング回路で高周波を発生することとした。現在までに、数MHzまでの帯域で任意の周波数で30-50Wの高周波出力が得られる回路が完成した。受信機側は電圧が高いこともあり通常のブリッジ整流回路とし、25W以上の整流が可能であることを確認した。エネルギー伝送のin vitro試験では、電極の問題もあり、損失が大きくシステム効率としては50%を割り込んでおり、効果的なエネルギー伝送が実現できなかった。また、送受信に際して、伝送インピーダンスが高いため、電流は少ないものの高い電圧が必要となる。受信機側は単なるブリッジ整流回路であるため、そのまま高電圧が出力され、最大では100Vを超える出力となり、改善が必要なことが判明した。平成26年度は体外・体内用電極の改良、エネルギー送受信用回路の改良、エネルギー伝送のin vitro試験を行った。また、電極における電流集中を避けつつ電極そのもののインピーダンスを低くする必要がある。そこで、電極材として厚さ0.1mmのアルミ箔を使用することで電流集中を避けつつインピーダンスの低い電極を作製した。発熱等の問題がなく流せる電流は、単位平方cm当たり0.5Aであるため、電極面積として2cm角とすることで最大2Aの電流まで使用できるようにした。また、片面をポリメチルペンテンで覆い絶縁を確保することで、伝送効率の向上を図った。エネルギー送受信用回路に関して、送信機側のスイッチング回路をCPLDを用いたスイッチング回路に改良し、外部からスイッチングのOn/Offを短時間で切り替えられるようにした。現在までに数MHzでのスイッチングをしながら100kHz以上の応答性を持ってOn/Offができるようになり、高速での信号伝送を実現した。エネルギー伝送のin vitro試験では、負荷インピーダンスを500Ωとしたときに伝送電力が10%まで低下し効果的なエネルギー伝送が実現できなかったものの、負荷インピーダンスを5Ωとしたときには80%以上の電力伝送に成功した。効率低下の原因としては電極間の距離が10cm程度と近く、in vitro試験用の試料を通して送電用電極間で電流が流れたことによるものと考えられる。医用生体工学本研究は、皮膚貫通ケーブルが不要となる完全体内埋込型補助人工心臓の実現を目指して、名刺サイズの電極を用いた静電誘導によるエネルギーと情報の伝送を行う装置の開発を目的とする。電極は2種類のものが完成したものの、効率的なエネルギー伝送を実現するためには、さらに改良が必要である。また、エネルギー送受信用の回路は送信側が30-50Wの出力が得られ、受信側が25Wの出力可能なものが完成している。しかしながら、エネルギー伝送のin vitro試験結果より、効率が低く、また出力電圧が高すぎるため、補助人工心臓用の電源として使用するためにはさらなる改良が必要であることが判明している。一方、電極構造については金属メッシュと金属箔との組み合わせによる改善を計画している。また、エネルギー伝送の効率向上は電極構造の改良により向上が期待されるほか、出力電圧が高すぎる問題も、高効率DC-DCコンバーターを利用することで解決できると考えられる。

現在までの研究成果として、エネルギー送受信用回路はほぼ完成している一方、電極が最大の問題となっている。そこで、金属メッシュと金属箔とを組み合わせた改良型の電極を作製し、評価を行う予定である。さらに、当初予定した、伝送信号用回路への情報伝送機能の付加、完成モデルのin vitro試験、完成モデルのin vivo試験を実施する予定である。
組織工学による経時的にリモデリングして血管壁が再構築する人工血管と組織再生の過程

人工血管において形成された血栓の上に内皮細胞は安定して接着できないため、治癒不全が存在する。そんため人工の血管上では治癒不全の悪循環になり、遠隔期になっても内膜は部分的にしか形成されない。本研究では組織工学の技術、特に『細胞、細胞外マトリックス、サイトカイン』の組み合わせを至適にすることにより治癒が速やかに進行する条件を血管新生の観察により求めた。細胞外マトリックスは細胞親和性が良好になる性状および形態を求め、その結果、繊維状アテロコラーゲンの足場を用いた。増殖因子としてリコンビナントbFGFを局所1回使用とした。内皮細胞を誘導する動物実験に家兎の慢性観察窓Rabbit ear chamberを用いた。観察は週1回行った。血管新生の過程を観察したところ、条件が整えば100μm/日の速さで伸展した。これが現在のところ最高の組み合わせで、増殖因子を増量しても、足場を変更してもこれ以上の血管新生速度は得られなかった。新生した血管は時間の経過と共に、そのままの壁の性状を保つものと、pericyteが周囲に付着し、厚さを増し動脈化するものが存在した。血管が経時的にリモデリングするのを観察した。人工血管が内皮細胞で被覆されないのは、吻合部から伸展する内皮細胞の分裂回数が制限されているためで、新生血管を人工血管間隙を通って内腔面に誘導することが可能になれば解決する。この組織再構築の至適条件は人工血管上の治癒不全の治療に応用可能であることが示唆された。観察は週1回行った。天然の動脈は3層構造をとっており、内側から内皮細胞で覆われる内膜、平滑筋細胞と弾性線維のある中膜、そして一番外側に存在する外膜から構成される。ところが、布製人工血管を生体に植え込むと、遠隔期になっても内皮細胞で全長にわたって被覆されることが無く、弾性線維が観察されることは少ない。組織工学の技術を用いれば、単なる導管を植えても、植え込み後に経時的にリモデリングして血管壁が三層に再構築され、天然の血管と同様に構築された人工血管が得られ、生体にとってより生理的に機能することを期待した。本研究において人工血管植え込み後の治癒不全を改善するために細胞、サイトカインおよび細胞外マトリックスの割合、構成、等を検討することとした。組織内培養として家兎の耳介に観察窓を形成し、chamberの中に足場(scaffold)となるよう紡糸したコラーゲンの線維を留置した。その結果、出血しにくい血管芽が伸展し、血管新生は良好に進行した。また、血管新生に伴って周囲の組織が形成された。足場としてスポンジ状のゼラチンを留置したところ、最初の1,2週間は血管新生は良好に進行したが、ゼラチンが溶解し、足場として機能しなくなると血管の伸展は滞った。生体内に材料を留置した後に組織が再生、あるいは再構築する事を期待するが、足場の細胞親和性、構造、持続期間に構築の過程が多分に影響を受けることが明らかになった。人工血管植え込み後に内膜が速やかに形成され再構築することを期待したが、細胞外環境一つをとっても多大な影響を与えており、詳細な検討が必要であることが示唆された。現在臨床で使用されている人工血管は遠隔期になっても内皮細胞で内面が被覆されることがほとんどない。これは生体内、特に人工の血管上では治癒不全の悪循環が存在し、血栓の上に内皮細胞が安定して定着できないためである。

動物実験には家兎の慢性観察窓Rabbit ear chamberを用いた。観察は週1回行った。血管新生の過程を観察したところ、条件が整えば100μm/日の速さで伸展した。これが現在のところ最高の組み合わせで、増殖因子を増量しても、足場を変更してもこれ以上の血管新生速度は得られなかった。新生した血管は時間の経過と共に、そのままの壁の性状を保つものと、pericyteが周囲に付着し、厚さを増し動脈化するものが存在した。血管が経時的にリモデリングするのを観察した。人工血管が内皮細胞で被覆されないのは、吻合部から伸展する内皮細胞の分裂回数が制限されているためで、新生血管を人工血管間隙を通って内腔面に誘導することが可能になれば解決する。この組織再構築の至適条件は人工血管上の治癒不全の治療に応用可能であることが示唆された。
本邦におけるHCV関連ニューロパチーの臨床的特徴と免疫学的側面

1.京都府立医大神経内科を受診したHCV陽性のニューロパチー患者11名について臨床的,電気生理学的検討を行った.臨床的には多発ニューロパチー5例,多発性単ニューロパチー2例,脳神経に限局するニューロパチー2例,水痘帯状庖疹ウイルス(VZV)感染の部分症状としてニューロパチー2例であった.血液生化学検査では4例でクリオグロブリン(CG)を認めた.多発性単ニューロパチーの2例はともにCG血症を認め,寒冷などにより症状が増悪することが特徴であった.神経伝導検査を行った9例では,CMAPあるいはSNAPの低下,F波の出現頻度の減少などを認めたが特異的な所見は認めなかった.(発表予定第43回日本神経学会総会,札幌,2002年5月29日31日).一例に関しては詳細を専門誌に発表した(臨床神経学40:591-595,2000).神経生検査は現時点では実施例なく組織学的検討はできなかった.2.京都府立医大消化器内科に入院したC型肝炎患者でニューロパチーの有無の電気生理学的な検討を開始した.免疫学的機序を検討するため,これらの患者のTh1,Th2リンパ球のflow cytometryによる測定を開始した.1.クリオグロブリン血症をともなったHCV肝炎患者で,ニューロパチーを呈した症例の詳細を専門誌に発表した(臨床神経学40:591-595,2000).この症例では脳神経を含むmultiple mononeuropathyとpolyneuropathyが混在し,しかも症状が変動する点が特徴的であった.2.科学研究費の交付内定(平成12年10月)の後,当大学附属病院内科肝臓外来担当医師の協力を得て,患者用のパンフレットを作成し,症例の検討を開始した.現在のところ希望者が神経内科を受診している.ニューロパチー発症例は上記症例も含めて3例である.いずれの症例もクリオグロブリン血症をともない症状の変動がみられる.電気生理学的には,軽症例でははっきりした異常の検出は困難であった.軽症例は一般内科外来で器質的疾患はないと診断される可能性がある.神経生検は現時点では実施例なし.1.京都府立医大神経内科を受診したHCV陽性のニューロパチー患者11名について臨床的,電気生理学的検討を行った.臨床的には多発ニューロパチー5例,多発性単ニューロパチー2例,脳神経に限局するニューロパチー2例,水痘帯状庖疹ウイルス(VZV)感染の部分症状としてニューロパチー2例であった.血液生化学検査では4例でクリオグロブリン(CG)を認めた.多発性単ニューロパチーの2例はともにCG血症を認め,寒冷などにより症状が増悪することが特徴であった.神経伝導検査を行った9例では,CMAPあるいはSNAPの低下,F波の出現頻度の減少などを認めたが特異的な所見は認めなかった.(発表予定第43回日本神経学会総会,札幌,2002年5月29日31日).一例に関しては詳細を専門誌に発表した(臨床神経学40:591-595,2000).神経生検査は現時点では実施例なく組織学的検討はできなかった.2.京都府立医大消化器内科に入院したC型肝炎患者でニューロパチーの有無の電気生理学的な検討を開始した.免疫学的機序を検討するため,これらの患者のTh1,Th2リンパ球のflow cytometryによる測定を開始した.1.京都府立医大神経内科を受診したHCV陽性のニューロパチー患者11名について臨床的,電気生理学的検討を行った。臨床的には多発ニューロパチー5例,多発性単ニューロパチー2例,脳神経に限局するニューロパチー2例,水痘帯状痘疹ウイルス(VZV)感染の部分症状としてニューロパチー2例であった.血液生化学検査では4例でクリオグロブリン(CG)を認めた.多発性単ニューロパチーの2例はともにCG血症を認め、寒冷などにより症状が増悪することが特徴であった.神経伝導検査を行った9例では,CMAPあるいはSNAPの低下,F波の出現頻度の減少などを認めたが特異的な所見は認めなかった。この内容に関しては第43回日本神経学会総会(札幌、2002年5月29日31日)で発表予定である。神経生検査は現時点では実施例なし。2.京都府立医大消化器内科に入院したC型肝炎患者でニューロパチーの有無の電気生理学的な検討を開始した.免疫学的機序を検討するため,これらの患者のTh1,Th2リンパ球のflow cytometryによる測定を開始した.学内の研究審査委員会での承認が2002年1月と当初の予定より遅れたため,結果が出るにはしばらくの時間を要する.
体内で宿主の結合組織を用いて作成する自家移植用超小口径代用血管の開発

Biotube小口径代用血管の長期動物移植実験これまでの予備的検討において兎皮下にアクリル棒を埋入させると数ケ月で主に自家線維芽細胞とコラーゲンからなる厚さ数百ミクロン程度のカプセル化組織体が形成され,生体動脈と類似の力学的性質を有することが示された。また用いる鋳型の材質や形状によって形成されるBiotubeの力学的性質や形状が変化することを明らかとし,移植部位に応じた力学的性質や形状を設計することに成功した。最近ではin vitroにおける拍動流回路を用いて力学的ストレス負荷を行い,物理特性や構成細胞の性質をあらかじめ変化させ得ることも確認した。脆弱な管状組織体を動脈系へ移植する際に,吻合部のみを生分解性の多孔性人工物で補強する事で吻合操作が容易且つ現実的になることも確認し,径2mmのグラフトを用いたウサギ総頸動脈への自家移植実験に成功した。現在長期移植実験を行っているが,これまでのところ瘤化や・壁破綻などは認めていない。強度を高める新しい鋳型の設計と大動物への応用最終的な応用対象はヒトであるため,ウサギ以外の大動物への応用を開始した。通常大動物では組織治癒の速度が小動物に比較して遅いことから,Biotubeそのものの形成不良・更に植え込み後の内皮化不良による開存率の低下などが予想された。設計改善により組織形成の遅いビーグル犬でも良好なバイオチューブを作成することが出来,ウサギと同様に総頚動脈への自家移植にも成功した。4週目の開存率は100%が得られており,大動物での再現性も確認された。今後更に長期の移植を行い,評価を継続していく予定である。
機能性アート錯体による芳香環化学の新反応・新現象・新機構

(1)DoC反応機構解析:DoC反応は銅アート錯体のLi原子が芳香環上の官能基に配位しか後、TMP部分が芳香環上官能基に隣接する水素を選択的に引き抜き、芳香族銅アート錯体化する機構を経る事を明らかとした。また、その後の配位子変換反応は進行しない速度論的な反応経路を有する事を見出した。DoC反応を開発するとともに、同反応をthalidomideをmulti-templateとした誘導体合成に応用することで、新たに種々の生理活性物質を見出した。Multi-template手法に反応化学を取り入れたことにより新たな創薬手法を提案ならびに例示することができたと考えられる。b.芳香族Cu-ate錯体の基質多様性・反応性数ある錯体の中から、合成容易なMeCu(TMP)(CN)Li_2に関して基質多様性を調べたところ、CN基、OMe基、アミド基を有する基質、ハロゲン原子を有する基質、さらにbenzothiazole,benzofuran等ヘテロ環に関しても、高収率にてDoC反応が進行することが明らかとなった。また合成した芳香族銅アート錯体中間体の各種求電子剤との反応性を調べたところ、D化、Si化が効率良く進行することに加え、典型金属アート塩基において、PdやCu等が必要であったbenzoyl化、Me化、allyl化に関しても、触媒添加を必要とすることなく反応が進行することが明らかとなった。c.銅特有の酸化反応遷移金属である銅は容易に酸化し、3価の状態を取り得ることが明らかとなっている。銅アート塩基、酸化条件を選択することによりligand-coupling反応が進行し、cross-coupling体ならびにhomo-coupling体を作り分けることに成功した。d.錯体構造錯体構造に関する探索を進めたところ、X線結晶構造解析ならびに、計算化学により(TMP)_2Cu(CN)Li_2の構造は予想通りhetero-aggregate構造を有するLipshutz型であることが明らかとなった。
逆ペロフスカイトの材料学

多彩な磁気的性質が注目される逆ペロフスカイトMn3AX (A=遷移金属; X=Nなどの侵入元素)の機能を生み出す磁気構造相関の学理を明らかにし、その制御から負熱膨張材料や磁歪材料などの機能材料を創製した。正方晶に歪んだ逆ペロフスカイトMn3SbNにおいて、室温で1000 ppmに達する巨大な磁歪を発見した。また、Mn3AgNが金属でありながら、電気抵抗ー温度曲線に緩やかな極大を示し、極大付近では電気抵抗率の温度変化が極めて小さくなり、新たな抵抗標準材料になり得ることを示した。巨大な負熱膨張を示すマンガン逆ペロフスカイトを樹脂や金属と複合化し、「熱膨張可変複合材料」を開発した。多彩な磁気的性質が注目される逆ペロフスカイトM_3AX(M=Cr、Mn、Fe; X=Nなどの侵入元素)の機能を生み出す磁気構造相関の学理を明らかにし、その人為的制御から負熱膨張材料、磁歪材料、磁気冷凍材料などの機能材料創製を目指す。今年度は正方晶相に歪んだマンガン逆ペロフスカイトMn_3AXを中心に探索を行い、Mn_3SbNおよびその構成元素一部置換体において、室温で最大1000ppmに達する巨大磁歪を発見した。この磁歪は先に代表者らが発見したMn_3CuNにおける巨大磁歪と同様、熱弾性型マルテンサイト変態に由来する強磁性形状記憶効果によるものと考えられる。また、Mn_3CuNについては、磁性に関する窒素欠損効果を詳細に調べ、窒素欠損による磁化容易軸の回転や磁歪動作磁場の著しい低減などの現象を明らかにした。これらの現象は、Ni基ホイスラー合金など他の強磁性形状記憶合金には見られないもので、強磁性形状記憶合金としての逆ペロフスカイトを特徴づけるものである。Ni基のホイスラー合金に代表される強磁性形状記憶合金は、従来材料に比べて桁違いに大きな磁歪などの特徴から、次世代のアクチュエータ材料として注目されているが、材料系がごく限られており、特に室温動作を示すものはNi基ホイスラー合金のみであった。本研究でなされた一連の成果は、逆ペロフスカイトがホイスラー合金とは別の主要な強磁性形状記憶合金群になり得ることを示すものとして注目される。とりわけ、Ni基ホイスラー合金を除いては唯一の室温動作を実現している点で特筆される。物質バリエーションが極めて豊かであることが逆ペロフスカイトの大きな特徴であり、今後の探索により、動作温度の向上など、さらに高機能の磁歪材料開発が期待される。多彩な磁気的性質が注目される逆ペロフスカイトM_3AX(M=Cr、Mn、Fe;X=Nなどの侵入元素)の機能を生み出す磁気構造相関の学理を明らかにし、その人為的制御から負熱膨張材料、磁歪材料、磁気冷凍材料などの機能材料創製を目指す。今年度は、強磁性形状記憶効果に由来する巨大磁歪を示すMn_3CuNについてX線MCDの測定を行い、この物質の磁性はMnのみで決まること、そのMnの3d電子の軌道磁気モーメントが小さいことを明らかにした。強磁性形状記憶を示すNi基ホイスラー合金などでは、磁性元素(Ni基ホイスラー合金ではMnとNi)の3d電子の軌道磁気モーメントが相対的に大きく、また、結晶構造における大きな異方性が特徴となっている。つまり、結晶磁気異方性を大きくする要因が明瞭に存在している。これに対して、結晶構造の異方性も小さく、軌道磁気モーメントも小さいマンガン逆ペロフスカイトで、強磁性形状記憶効果をもたらす結晶磁気異方性がどこから生まれるのかは、未解明の大きな問題と言える。本研究の結果は、強磁性形状記憶合金としての逆ペロフスカイトの特異性を明瞭に示したものである。材料探索としては、強磁性形状記憶効果による巨大磁歪を発現することが明らかになったMn_3SbNについて、元素置換により動作温度向上などを試みた。しかしながらこれまでのところ、元素置換に対して特性の変化が鈍く、著しい特性向上も、逆に著しい特性の劣化も確認できていない。これは、元素置換により転移温度はじめ物性が敏感に変化する他の逆ペロフスカイトと比較して極めて異例で、来年度、さらに積極的な元素置換・特性制御を試みる。特異な磁性と関連する多彩な機能が注目される逆ペロフスカイトM3AX (M=Cr、Mn、Fe; X=Nなどの侵入元素)の機能を生み出す磁気構造相関の学理を明らかにし、その人為的制御から負熱膨張材料、磁歪材料、磁気冷凍材料などの機能材料創製を目指して研究を行ってきた。

平成24年度ならびに平成25年度では、金属でありながら常磁性相において電気抵抗ー温度曲線に緩やかなピークを示すMn3AgNに対し、構成元素の一部置換を徹底的して行い、新たな抵抗標準材料として利用が十分見込めるレベルでピークをなだらかにすることに成功した。Mn3AgNベースの低抵抗温度係数材料は、1これまで抵抗標準材料として利用されてきたマンガニンなどの合金材料に比べ、動作温度(ピーク温度)がより広い温度域で制御可能、2合金系材料が機能制御にppmオーダーの組成制御が必要なのに対し、Mn3AgN系では%オーダーで十分で、そのため多品種少量生産が可能、といった優位性があり、今後国産の抵抗標準材料として我が国の科学技術・産業力向上に貢献すると期待される。一方、巨大負熱膨張性マンガン窒化物Mn3ANについては、Mn3Cu1-xAxNの系統的な磁化や熱膨張、結晶構造の評価から、磁気体積効果による体積の膨張(自発体積磁歪)を定量的に見積もり、この物質群における大きな自発体積磁歪と磁気構造の密接な相関を明らかにした。また、自発体積磁歪に対する磁気ストレスやフラストレーションの効果を検証した。さらに、巨大負熱膨張材料を工業的な熱膨張抑制剤として活用するための技術開発として、金属や樹脂など様々な素材と複合化を行った。この結果、熱膨張の大きな樹脂においても、熱膨張がマイナスになるまで低減でき、広い範囲で熱膨張を自在に制御できることを実証した。また、将来的な電子デバイスへの活用を念頭にMn3CuNやMn3AgNの薄膜作成を行った。これまでの2カ年で、新しい強磁性形状記憶合金となるMn_3SbNを発見するなど、新物質・新材料開発の点で特筆すべき成果があった。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまで2カ年の研究により蓄積された、元素置換、局所歪やXサイトのノンストイキオメトリに関する知見を活かし、材料開発に取り組む。とりわけ、巨大磁歪物質Mn_3SbNの動作温度向上、動作磁場低減、発現磁歪の増大に注力する。新規材料探索では、希土類を活用し、遷移金属と希土類の磁気モーメントの結合から、3d電子の高い磁気転移温度と4f電子の大きな結晶磁気異方性を両立させ、高い温度で大きな磁歪を発現する物質の開発を目指す。加えて、逆ペロフスカイトの薄膜作製を行う。特に積極的に基板との格子定数ミスマッチを活用して、歪による機能制御・創出を試みる。上記の材料学的研究成果をもとに、逆ペロフスカイトで実現される豊かな物性の源泉となる磁気構造相関の学理構築を目指す。
閃亜鉛鉱型MnAs強磁性ナノ微粒子を用いたスピン起電力デバイスの研究

本研究では半導体スピントロ二クスの応用に向けたGaAs半導体中に分散しているMnAs微粒子の作製技術を確立したとともに、MnAs微粒子を含む磁気トンネル接合および単電子スピントランジスタを作製し、それらのデバイスにおけるスピン依存伝導特性の評価を行った。その結果:(1)相分離ダイアグラムにおけるスピノーダル分解によるバラツキの少ないMnAs微粒子の作製技術を確立できた。(2)単電子スピントランジスタにおけるスピン蓄積と長いスピン緩和時間を実現した。(3)非磁性電極とMnAs微粒子を含む二重トンネル接合における磁気抵抗効果とその起源を明らかにした。1.MnAs微粒子を含んだ単電子スピントランジスタの作製および長いスピン緩和時間の観測単一MnAs微粒子を含んだ単電子スピントランジスタの作製に成功した。素子のトンネル磁気抵抗(TMR)比のバイアス依存性を調べたところ、TMR比がバイアスに対して振動する現象を観測した。スピン蓄積を考量したSelf-consistentの数値計算によって、微粒子のスピン緩和時間が10μsと長いことが分かった。この長いスピン緩和時間が微粒子の量子サイズ効果によって説明できた。単電子スピントランジスタは次世代の超高密度と超低消費電力の磁気メモリおよび再構成可能な論理回路に応用できることを示すことができた。2.バラツキが少ない微粒子の作製に向けた強磁性半導体の相分離ダイアグラムの研究格子モデルを用いて強磁性半導体の相分離ダイアグラムの測定方法を提案した。実際にこの方法を(GaMn)Asに応用して、GaAs格子中のMn原子の相分離ダイアグラムを測定した。その結果、相分離エネルギーの実験値が分かり、第一原理計算による計算値とよく一致したことが分かった。さらに、このダイアグラムを用いて、粒子サイズと粒子間隔が均一なMnAs微粒子の作製に成功した。これによって、バラツキの少ない微粒子の作製方法を確立できた。1.バラツキが少ない微粒子の作製に向けた強磁性半導体の相分離ダイアグラムの研究格子モデルを用いて強磁性半導体の相分離ダイアグラムの測定方法を提案し、実際に(GaMn)Asに応用することによって、GaAs格子中のMn原子の相分離ダイアグラムの測定に成功した。また、同様な方法をGe結晶構造中に形成されたGeMnナノコラムにも応用できることが分かった。従って、本研究によって得られた手法は幅広い半導体:強磁性ナノ構造に応用できることを示すことができた。2.近接場光による均一な強磁性ナノ微粒子の作製とデバイスへのう応用熱処理中にレーザ照射することによって、バラツキが極めて少ない微粒子の作製に成功した。具体的には、波長1300nm,850nm,671nm,532nmのレーザを照射することによって、微粒子の中心サイズを2.6nm,2.4nm,2.29nm,2.16nmと精密に制御できた。特に、532nmのレーザ照射するときの粒子サイズ分布は2.16nmにおけるδ関数であり、極めて正確に微粒子を制御できることが分かった。また、粒子直径(D)とレーザのフォトンエネルギー(E)の間にED^2の関係があることも分かった。3.非磁性電極・MnAs微粒子・非常性電極の二重トンネル接合における磁気抵抗効果閃亜鉛鉱型MnAs微粒子を含む二重トンネル接合を作製し、上部と下部の電極が非磁性であるにもかかわらず、二重トンネル接合の数%の磁気抵抗効果を観測した。この磁気抵抗効果の温度依存性は微粒子を介したコートンネルと明瞭な相関があるため、微粒子のコートンネル過程と関係があることを示した。
ハーフメタル強磁性体/超伝導体接合を用いた高効率スピン偏極電流注入源の創出

本研究では、Co基ホイスラー合金ハーフメタル強磁性体と超伝導体からなるエピタキシャルへテロ構造の作製に成功した。また、このヘテロ構造についてその電気伝導特性測定から、スピン偏極超伝導成分の存在を示唆する結果を得た。本研究は、強磁性体/超伝導体多層膜を利用したスピン偏極電流注入素子の作製とその電気伝導特性評価を目的としている。平成22年度はまず初めにCo系ホイスラー合金のうちCo_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Alを強磁性体に、NbNを超伝導体に採用し、MgO基板上にこれらの多層膜構造をエピタキシャル成長させることを行った。その結果、各層においてRHEED像に明瞭なストリークパターンが確認され、またX線極点図測定からも結晶構造を反映した4回対称の反射を観測したことから単結晶エピタキシャル成長していることが確認された。このときNbNの超伝導転移温度は約13Kであり、この値はバルク状態のNbNの転移温度(約15K)よりは下がるものの、十分な温度範囲であることも確認された。さらにNbN/Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al/NbN接合を作製し、その電気伝導特性を0.3Kまでの低温領域で測定した。その結果、上記接合の微分伝導特性に明瞭なゼロバイアスピークが確認された。通常、超伝導体/常磁性体接合界面ではアンドレーエフ反射に起因したゼロバイアスピークが観測されるが、強磁性体/超伝導体接合では、アンドレーフ反射確率が極端に抑制されるために、ゼロバイアスピークは観測されない。したがって、この電気伝導特性はスピン偏極超伝導成分(奇周波対称性をもつ成分)の存在を示唆する結果であると考えられる。またこのピークの大きさは、約5.5K以下で出現し、温度の低下とともに増大することが見出された。これらの成果は、論文4件(査読有)、学会発表22件に発表された。平成23年度は、Co系ホイスラー合金やCoFe強磁性電極を用いた、通常のスピン偏極電流を用いた半導体へのスピン注入実験において一定の成果が得られた。すなわち4端子非局所測定によってスピンバルブ効果とハンル効果の観測に成功した。一方で、当初の目的である「スピン偏極超伝導状態」を用いたスピン注入実験には着手できなかった。前年度(H22年度)にNbN/Co_2Cr_<0.6>Fe_<0.4>Al/NbN接合を作製し、そこでスピン偏極超伝導成分(奇周波対称性をもつ成分)の存在を示唆する結果を得ていたものの、それが確証とは言えないことが判明した。従って、まず実験的な確証となるデータを得るべく、新しい超伝導体/強磁性体多層膜を作製し、強磁性層に対する長距離超伝導近接効果の存在を確認することを並行して行っていた。具体的にはMgO基板上にNbNとCoFeを組み合わせ、CoFe層の磁化方向を外部から調整できる層構造とした。現在は層構造の作製を終了している。H24の前半にも長距離超伝導近接効果の確認実験を遂行予定である。H23年度の研究成果は、論文4件(査読有)、学会発表25件に発表された。本年度は,超伝導体としてNbN,強磁性体としてCoFe,Co2MnSiを用いた超伝導体/強磁性体エピタキシャル積層構造を作製し,その構造において,強磁性体中への長距離にわたる超伝導近接効果が存在するかについて検証した.しかしながら,良好な特性が得られなかったため,デバイスの構造の見直しと,ハーフメタル強磁性体の界面電子状態を再度確認することを行った.具体的には,NbN/MgO/Co2MnSiの構造を持つ超伝導体/絶縁体/強磁性体接合を,全層エピタキシャル成長した薄膜を用いて作製し,低温領域でこの接合の微分伝導度測定を行うことで,Co2MnSiのスピン偏極率評価を行った.特に,Co2MnSi中のMn組成とスピン偏極率には顕著な関係があることが山本(北海道大学)等の研究によって明らかになっていることから,本実験でもMn組成依存性について検討を行った.その結果,どの試料についても,アンドレーエフ反射の抑制されたトンネル伝導特性が明瞭に観測された.このデータについて,いわゆるBTK理論を適用した解析を行ったところ,強磁性トンネル接合で観測されたような高いスピン偏極率を得ることはできず,高くてもおよそ60%程度のスピン偏極率を得るにとどまった.一方,そのスピン偏極率のMn組成依存性は,Mn組成が0.72 - 1.40の範囲では,徐々にスピン偏極率が増加する傾向をしめし,これは強磁性トンネル接合でこれまで得られた結果と定性的には一致する結果を得た.本研究では、スピン偏極した超伝導成分を、ハーフメタル強磁性体と介することで生成することが重要なポイントであるが、このスピン偏極した超伝導成分が生成されたかどうかについて、傍証は得ているものの完全に実験的な確証を得ることができていないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。

スピン偏極電流生成についての確証を得るため、新しい超伝導/強磁性体多層構造を作製し、その構造での強磁性層に対する長距離超伝導近接効果を確認することが必要である。またその方向で、すでに実験計画を推進している。さらにその実験と並行して、一般的に(すなわち金属や半導体に対して)スピン注入素子として機能させるための最適な層構造を検討し、また実証していく計画である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
歯周炎局所のサイトカイン産生能と組織再生修復能の解析による疾病活動度の評価

成人性歯周炎および早期発症型歯周炎の患者の歯肉縁下プラーク中の歯周病原性細菌の定量的解析を行うと同時に、歯周炎局所のケモカインレセプターおよび組織再生修復に関与する増殖因子の遺伝子発現を調べ、歯周病原性細菌の量的変動と宿所応答の変化および組織再生修復能との関連性を検討した。早期発症型歯周炎患者18名の歯周ポケットから歯肉縁下プラークを採取し、歯周病原性細菌P.gingivalis, A.actinomycetemcomitans, B.forsythusの定量的解析をcolorimetric PCR法を用いて行った。成人性歯周炎では、線毛タイプII型およびIV型を持つP.gingivalisが関与すると報告されているが、早期発症型歯周炎患者では、線毛タイプII型およびI型のP.gingivalisが多く検出された。線毛タイプI型が検出された部位のP.gingivalis細菌数は、II型が検出された部位より多く、線毛タイプII型が検出された部位では、A.actinomycetemcomitans, P.gingivalis, B.forsythusが検出される頻度が高かった。線毛タイプI型を持つP.gingivalisは、細菌数が増加することでその病原性を発揮し、一方線毛タイプII型を持つP.gingivalisは、他の歯周病原性細菌と凝集することで病原性と関連することが示唆された。成人性歯周炎患者12名の14部位より歯周外科時に炎症歯肉組織を採取しRT-PCR法により、宿主応答に関与するケモカインレセプターのmRNAおよび組織再生修復に関与する増殖因子のmRNAの発現について調べた。ケモカインレセプターCXCR1&2,CCR3,CCR4のmRANが強く発現しており、一方CCR3とCCR5のmRNAの発現は弱かった。ケモカインレセプターCCR3、CCR4はCD4陽性T細胞のうちTh2細胞の遊走、浸潤に関与すると考えられており、細胞性免疫を制御するTh2細胞が歯周炎の慢性症状の維持に関与することが示唆された。TGF-βは、炎症歯肉組織には発現してはおらず、FGF-2が多くの炎症歯肉組織で発現していた。本研究は、成人性歯周炎患者の歯肉縁下プラーク中の歯周病原性細菌の解析を行うと同時に、歯周炎局所における種々のサイトナインやケモカインレセプターの発現を調べ、歯周病原性細菌の検出と宿主応答との関連性を検討することにより、予見性の高い歯周炎疾病活動度を評価する方法を確立することを目的とした。ケモカインレセプターmRNAの発現の解析では、MemoryT細胞に発現されるCXCR1,CXCR2,CCR1,CCR2は、ほとんどの試料で検出された。Th1細胞に発現されるCXCR3,CCR5は、検出されることは少なく、一方Th2細胞に発現されるCCR3,CCR4が高頻度に検出された、サイトカインmRNAの発現の解析では、Th1細胞が産生するIFN-γ、IL-2のmRNA発現も、Th2細胞が産生するIL-4,IL-5,IL-10のmRNAの発現も顕著ではなく、IL-12,IL-13のmRNAの発現が少数の試料で見られた。

ケモカインレセプターmRNAの発現とサイトカインmRNAの発現を指標としたTh1細胞とTh2細胞の組織浸潤は、必ずしも一致しなかった。歯周病原性細菌の検出とサイトカインmRNAおよびケモカインレセプターmRNAとには、関連性はなかった。成人性歯周炎および早期発症型歯周炎の患者の歯肉縁下プラーク中の歯周病原性細菌の定量的解析を行うと同時に、歯周炎局所のケモカインレセプターおよび組織再生修復に関与する増殖因子の遺伝子発現を調べ、歯周病原性細菌の量的変動と宿所応答の変化および組織再生修復能との関連性を検討した。早期発症型歯周炎患者18名の歯周ポケットから歯肉縁下プラークを採取し、歯周病原性細菌P.gingivalis, A.actinomycetemcomitans, B.forsyihusの定量的解析をcolorimetric PCR法を用いて行った。成人性歯周炎では、線毛タイプII型およびIV型を持つP.gingivalisが関与すると報告されているが、早期発症型歯周炎患者では、線毛タイプII型およびI型のP. gingivalisが多く検出された。線毛タイプI型が検出された部位のP.gingivalis細菌数は、II型が検出された部位より多く、線毛タイプII型が検出された部位では、A.actinomycetemcomitans, P.gingivalis, B.forsythusが検出される頻度が高かった。線毛タイプI型を持つP.gingivalisは、細菌数が増加することでその病原性を発揮し、一方線毛タイプII型を持つP.gingivalisは、他の歯周病原性細菌と凝集することで病原性と関連することが示唆された。成人性歯周炎患者12名の14部位より歯周外科時に炎症歯肉組織を採取しRT-PCR法により、宿主応答に関与するケモカインレセプターのmRNAおよび組織再生修復に関与する増殖因子のmRNAの発現について調べた。ケモカインレセプターCXCR1&2,CCR3,CCR4のmRNAが強く発現しており、一方CCR3とCCR5のmRNAの発現は弱かった。ケモカインレセプターCCR3、CCR4はCD4陽性T細胞のうちTh2細胞の遊走、浸潤に関与すると考えられており、細胞性免疫を制御するTh2細胞が歯周炎の慢性症状の維持に関与することが示唆された。TGF-βは、炎症歯肉組織には発現してはおらず、FGF-2が多くの炎症歯肉組織で発現していた。
新種のブラックホール候補X線新星の爆発機構とその銀河分布の研究

1.新種のブラックホールX線新星V4641Sgrのアウトバーストの観測V4641Sgrは本研究の主たる観測対象の1つであり、既存の理論的解釈が困難な非典型的な爆発現象を起こすことで注目を集めている。平成15年度には、2003年8月にこの天体が再び活動期に入り、観測を行った。その結果、この現象は2002年5月に発生した現象と特徴が酷似しており、この天体では初めて再起性のある現象が確認された。このことにより、天体の物理状態の変化が、例えば数年という短い期間で起こるのではなく、比較的長期間安定した状態にあることが明らかになった。過去の活動期の記録から、この天体は少なくとも数年のサイクルで活動期に入ることが強く示唆される。また、今回の観測中には2002年にも見られた特徴的な現象である一時的な減光現象が観測された。この減光は放射領域が突然なんらかの原因で消滅したことを意味し、もし可視光源がX線の再放射である場合、輻射領域がブラックホールへ落ち込んだ瞬間が見えている可能性がある。2.ガンマ線バースト030329の観測ガンマ線バーストは宇宙で最大規模のエネルギー開放現象であり、ジェットを伴う点でブラックホールX線新星とも類似していることが指摘されている。2003年3月29日に30年の研究史上最も近傍でガンマ線バーストが発生し、本研究者はその最初期の観測に成功した。その結果、ガンマ線バーストの残光は従来考えられていたよりも激しく光度が変化していることが明らかになり、その光度変化を説明するためにいくつかの理論モデルが提唱された。これらの成果はイギリスの科学誌「Nature」で発表された。ブラックホール連星系V4641Sgrは本研究の対象である新種のブラックホール候補天体の1つだが、平成14年度にはこの天体が活動的になり、我々は研究テーマの1つでもある突発現象の即時観測技術を活かしてこの活動期の詳細な観測に成功し、本研究には大きな進展があった。特に海外のX線や電波観測グループとの共同研究により、短時間変動の各波長域での相関関係が明らかになり、それによって、10分程度の時間変動は降着円盤の比較的外側で発生した高温の領域が、内側へ移動することによって説明できることが分かった。また、数十秒の短時間変動も検出し、ブラックホール連星系からの可視光には、従来考えられてきたような降着円盤外縁からの熱放射だけではなく、ブラックホール近傍からの非熱的成分も存在することを確認した。特に7月7日に観測された短時間増光現象はこれまでに前例がない大振幅のもので、可視光が降着流の最内縁付近から放射されていることを強く示唆する結果となった。これらの観測によって、ブラックホール近傍での降着流の研究に可視光短時間変動という新たな手掛かりが加わることになる。また、ブラックホール侯補天体以外にも、我々の突発現象即時観測はいくつかの貴重な現象を捕らえた。特にガンマ線バーストでは2つの残光の等級を有意に決定することに成功した。中でも2002年10月4日に発生したガンマ線バーストの観測では、30年のガンマ線バースト研究の歴史上、初めてバースト1時間後付近の早期残光の観測に成功した。ガンマ線バーストの残光はこの時間帯には減光せずに光度がほぼ一定だったことを我々は明らかにし、その挙動がジェットからのシンクロトロン放射の自然な時間進化で説明できることを示した。
介助動作re-positioningを頸部・腰部の圧迫力から判定する基礎的研究

研究課題はベッド上の重度患者を、介助者である被験者が患者を上方(15cm)へ移動する動作を行わせ、介助中の腰部圧迫力・剪断力を算出した。超音波式動作解析装置で計測した身体各部位の座標位置のデータを収集して、一旦オフラインで腰部圧迫力を算出する。続いて簡易型身体各部位の変位から体幹の傾きと両上下肢の座標を求め、両システムによる計測値の近似性を検証した。本研究の成果によって、加速度センサーによる身体各部位の変位は、誤差±15mm未満であり、施行回数を繰り返し計測値の高い信頼性を立証することができた。腰部圧迫力の算出方法についての最適化、つまり解析データの再現性を検証することができた。本研究の目的は、re-positioning動作を行う介助者の腰部の負担度(C5/C6、L5/S1椎間板内の圧迫力)を生体力学的に測定し、介助方法の違いと介助用具の有無による差異を明らかにすることである。今回選出したre-positioningは、ベッド上の患者を上方へ移動する動作である。運動学的には介助者が前傾姿勢を保ちながら、患者の一部重量を両手で支え、上方へ移動する複合動作である。臨床場面において急性期の患者、または慢性期で廃用性により臥床を余儀なくされた患者の離床を促すために、病室で一日に何回もギャッジアップが行われる。この過程を繰り返していると、患者の体が徐々にベッドの下方へずれ込んでしまう光景をよく目にする。その都度、看護師、介護士、セラピストは一旦ベッドを平にして患者を上方へ移動するre-positioning動作を行うことが必要となる。注目すべきこのre-positioningは、介助者への腰部負担が大きく、介助方法の優劣が効率性に影響を及ぼす動作である。多くの介助者からも、負担の大きな動作であると報告しながらも、その介助方法を見直すこともなければ、福祉用具を用いるなどの対策もが講じられなかった。こうした臨床的な問題に基づき、今回はre-positioning動作を取り上げ、介助活動中の頚部・腰部の負担度を定量的に示し、さらに具体的な方策について言及することである。研究目標:今年度の主要目標は、介助動作における腰部背部に負担の少ない効率的な動作を定量的に提示することであった。この研究期間では、計測システムの精度と簡易化を目標に検討していく期間である。方法:大学の実験室の環境下で、健常者を対象にした模擬患者をベッド上に臥床させ、介助者がre-positioning動作を実施する課題である。計測には臨床場面で測定が容易な無線式センサー(角度計、加速度計)による測定法と簡易な2次元画像による撮影を行い計測の精度と計測の再現性を担保させるために、繰り返し試行間再現性を確認した。結論:臨床場面でも容易に使用できる簡易な加速度センサーによる結果と2次元画像から算出した結果の試行間再現性は保たれていることが確認できた。そしてRe-positioning時の介助動作における介助者の腰部圧迫力は、最小値(2500N)から最大値(7000N)の範囲を示すことができた。この計測値は先行研究で報告されている介助動作より、有意に高値であることが分かった。また臨床場面においては、26年度,27年度の2年間に渡り複数の医療、福祉施設において介助負担の大きな介助動作に関して主要な動作を抽出してきた。介助中の画像から身体的な負担を生体力学モデルでの解析を継続的に行っており、27年度の後期は、実験室の環境で上記の力学モデルを用い、様々な介助動作を行い、腰部および頚部の圧迫力のデータを構築してきた。計測時の精度と計測の再現性が保障できるように、課題や測定条件を調整しながらデータを収集している。データのサンプル数は十分ではないが、研究計画の流れに従い、進行している。健常成人8名を対象に、re-positioning(体位交換)の介助動作を実施した。ベッド上には独力で動くことができない重度な模擬患者が仰臥位になり待機した。介助者は、模擬患者を側方に10cm移動させる課題を行わせた。移動方向は、模擬患者を手前への引き寄せる方法と、前方へ押し出す方法の2条件である。また模擬患者の体幹背部には摩擦係数の小さなスライディングシート設置の有無も比較した。なお介助への身体的な負担は、従来より実施している静的力学モデルを活用して、腰部(L5/S1)の椎間板内の圧迫力とズレ力を算出した。また介助者には、介助のしやすさを問う主観的官能評価を実施した。結果:介助者の引き動作で4000N-4100Nと押し動作が3800N-3900Nであり、動作の違いによる圧迫力は有意な差を認めなかった。主観的な評価では動作の違いによる差はなかったが、スライディングシートの有無による差では、シートなしが3.2点、シートありが8.3点と2群間に有意な差を示した。REBA分析はスコアが高いほど作業姿勢が高いリスクを有していることを示す指標である。引き動作のREBAは9.4-9.6点、押し動作のREBAは11.1ー11.4点で、引き動作が有意に身体に負担を大きかったこと示した。以上の結果から、スライディングシートの使用により、腰部負担を軽減することが明らかとなった。

米国国立労働安全衛生研究所(NIOSH)の基準では、腰部負荷の許容量は3400N以下としていることから、今回の2条件(シートなし条件)のre-positioningは、NIOSHの基準を超えた動作であることから、改めては姿勢を移動するre-positioningにはシートを用いた方が、腰部の圧迫力やズレ力が軽減することが明示された。本実験を始めるにあたり、様々な課題で予備実験を行った。現在、決められた研究デザインに基づき、健常成人を9名を対象に、re-positioning(再移乗の動作)の課題条件の測定を実施した。平成29年度:現有している動作解析装置(Zebris CM-10)を用いた測定は、今まで実施してその計測精度は確認されている。しかし本装置を実際の臨床場面に持ち込み、計測することは現実的ではない。そこで体に簡便なセンサーを装着し臨床活動の妨げにならない小型の加速度センサーと計測装置を作製することが以前からの懸案事項であった。そこで28年度から企業と共同研究を行いながら、小型センサーと計測装置のシステム作りに研究目標を設定した。センサーは既存の3軸加速度計を用い、3ヶ所のセンサーの座標位置から、関節の変位、角度、角速度、角加速度を計測できること。また動作中に外部のスイッチでマーカーを入れ、計測後に動作の変換箇所を確認できるようにした。対象:介助者は健常成人12名方法:実験室でダミー人形を用いて、指定した介助動作を実施した。研究課題はベッド上、背臥位の重度患者を、介助者である被験者が模擬患者を上方(15cm)へ移動する動作を行わせ、介助中の腰部圧迫力・剪断力を算出する。超音波式動作解析装置で計測した身体各部位の座標位置のデータを収集して、一旦オフラインで腰部圧迫力を算出する。続いて簡易型身体各部位の変位から体幹の傾きと両上下肢の座標を求め、両システムによる計測値の近似性を検証する。本研究の成果によって、加速度センサーによる身体各部位の変位は、誤差±15mm未満であり、施行回数を繰り返し計測値の高い信頼性を立証することができた。また臨床場面の介助動作を簡便に計測できる機器を通じて、腰部負荷の定量化からリスクの低い介助方法を明らかにする。さらに効率的な介助方法や福祉用具の活用を提言することができる。従って異なる計測手法で計測した経験即から、腰部圧迫力の算出方法についての最適化、つまり解析データの再現性、精度、測定の簡便性に優れた測定手法を選出することができた。研究課題はベッド上の重度患者を、介助者である被験者が患者を上方(15cm)へ移動する動作を行わせ、介助中の腰部圧迫力・剪断力を算出した。続いて簡易型身体各部位の変位から体幹の傾きと両上下肢の座標を求め、両システムによる計測値の近似性を検証した。腰部圧迫力の算出方法についての最適化、つまり解析データの再現性を検証することができた。初年度は健常成人を対象とした基礎的な実験デザインである。従来の測定機器を用いて、健常者を被験者として継続して予備的に計測を行っている。研究計画で立案していたre-positioningの介助動作は、先行研究よりすでに3課題に選出しており、方法、手順、課題遂行順などについて定義して行っている。
分子標的放射線増感剤の研究

DPYD阻害薬であるギメラシルが、DNA損傷修復経路の1つの相同組換え修復を部分的に阻害する事がこれまでの研究で判明している。そのメカニズムを放射線誘発フォーカスの解析により詳しく調べた。siRNAを用いたDPYDノックダウンにより、DNA修復タンパクのうちRPAリン酸化が部分的に阻害され、DNA損傷部位へのNBS1/Mre11/Rad50複合体からRPAが動員される経路が抑えられる事で、放射線増感効果が見られる事が判明した。このようなDNA修復に関°Cるタンパクを新たな分子標的薬の創薬により選択的に阻害する事で、放射線増感剤を開発できる可能性を示した。その結果コントロール群に比べて、ギメラシル、BVU、siRNAによるDPYDノックダウンのいずれの群においても放射線増感効果が見られる事が判明した。また、その増感効果はギメラシルとsiRNAによるDPYDノックダウン群がほぼ同等で、BVU処理ではさらに高い効果が得られる事が判明した。具体的にはγH2AX,NBS1フォーカスは増加し、RPA,Rad51フォーカスは減少、BRCA1,リン酸化ATMフォーカスは変化が見られなかった。これらの結果は現在論文投稿準備中である。次の放射線増感効果のメカニズム解析の1つとして、DNA二重鎖切断を定量化できるニュートラルコメットアッセイ法を用いて、X線照射後のDNA損傷とその修復過程を検討した。照射前、ギメラシル添加のみでは明らかなDNA損傷の増加は見られなかった。4Gy照射直後のDNA損傷量はギメラシル添加群および非添加群ともにほぼ同程度に観察されたが、照射後1時間では残存しているDNA損傷量がギメラシル添加群では非添加群に比べて多い事が判明し、DNA修復の阻害効果が見られている事を確認した。同様にBVUおよびsiRNAによるDPYDノックダウン処理によってもDNA修復の阻害効果がある事が確認されてきており、これらの研究は現在継続中である。特にDNA二重鎖切断修復経路のうち、相同組替え修復経路に関わるタンパクのフォーカスを免疫染色にて共局在を調べる事によって解析した。放射線照射によって生じたDNA損傷部位にはNBS1とRPAタンパクが共局在し、その後にRad51から下流の相同修復経路によって修復されるので、具体的にはNBS1、RPA、Rad51タンパクに対する抗体を使用し共染色を行い、放射線誘発NBS1、RPA、Rad51フォーカスの共局在の割合をカウントした。結果、対照群に対してsiRNA DPYD処理群ではNBS1フォーカスは増加、RPA,Rad51フォーカスは減少し、またNBS1とRPAフォーカスの共局在の割合が減少した。これはDPYDが相同組換え修復のうちのNBS1-RPAの集合に関わる部位に働いている事が推察されており、それをsiRNAを用いて抑制する事でNBS1-RPAの共局在が阻害され、結果的にDNA損傷修復が阻害され放射線増感効果を示すものと考えられる。しかし、今回使用した細胞DLD-1はDPYDの酵素活性が元々とても低いので、なぜこのような効果が出たのかは不明な点もある。