hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁壁移動を考慮した積層鉄芯の異常渦電流損のモデリング手法の開発

本研究では,高効率な電気機器の開発・設計に用いられる磁界解析の損失計算の高度化・高精度化を図るため,2011年度は,表皮効果を考慮及び無視した二種類の鉄損の一次元異常渦電流モデリング手法を開発するとともに,無方向性と方向性電磁鋼板に適切な鉄損モデルを明らかにした.2012年度は,前年度に開発した鉄損モデルを実機に適用するため,モデリング手法の改良と機器全体の磁界解析法の開発を行なった.本研究では,高効率な電気機器の開発・設計に用いられる磁界解析の損失計算の高度化・高精度化を図るため,電気機器をインバータ電源下で用いた場合の損失の増加要因の一つである磁壁移動によって生じる異常渦電流損に関して,磁壁移動を考慮した物理的なモデリング手法を開発する.そして,磁区構造が異なる各種電磁鋼板を用いて,開発したモデリング手法の妥当性を検討する.前年度は,表皮効果を考慮及び無視した二種類の鉄損の一次元モデリング手法を開発するとともに,磁区の大きさが厚みに対して小さい無方向性電磁鋼板では表皮効果を考慮し,逆に,磁区の大きさが厚みに対して大きい方向性電磁鋼板では表皮効果を無視したモデリング手法が鉄損モデルとして適切であることを明らかにした.本年度は,前年度に開発した鉄損モデルを実機に適用するため,モデリング手法の改良と機器全体の磁界解析法の開発を行なった.すなわち,無方向性電磁鋼板用に開発した鉄損の一次元モデリング手法をモータに適用するため,回転磁界が考慮できるように,磁束の回転が考慮できる三次元モデリング手法に拡張した.さらに,方向性電磁鋼板を用いる電気機器の損失解析を行なうため,任意方向の磁気特性を考慮した磁界解析法を開発した.今後は,本研究で開発された鉄損の三次元モデリング手法と任意方向の磁気特性を考慮した機器全体の磁界解析法を併用することにより,様々な電気機器の損失解析を行なう予定である.本研究では,高効率な電気機器の開発・設計に用いられる磁界解析の損失計算の高度化・高精度化を図るため,2011年度は,表皮効果を考慮及び無視した二種類の鉄損の一次元異常渦電流モデリング手法を開発するとともに,無方向性と方向性電磁鋼板に適切な鉄損モデルを明らかにした.2012年度は,前年度に開発した鉄損モデルを実機に適用するため,モデリング手法の改良と機器全体の磁界解析法の開発を行なった.本研究では,高効率な電気機器の開発・設計に用いられる磁界解析の損失計算の高度化・高精度化を図るため,電気機器をインバータ電源下で用いた場合の損失の増加要因の一つである磁壁移動によって生じる異常渦電流損に関して,従来の数値的なモデリング方法では無く,磁壁移動を考慮した物理的なモデリング手法を開発する.そして,磁区構造が異なる各種電磁鋼板を用いて,開発したモデリング手法の妥当性を検討し,電源に高調波成分が含まれる場合の鉄損解析法を確立する.さらに,開発したモデリング手法をインバータ電源下で駆動するリアクトルに適用し,その妥当性と有用性を示す.本年度は,表皮効果を無視した一次元磁区モデル(Pry and Bean model)と表皮効果を考慮した一次元有限要素モデルによる二種類の鉄損のモデリング方法を開発するとともに,無方向性電磁鋼板と方向性電磁鋼板の材料,磁束密度,および周波数の各条件を変更した場合の最適なモデリング方法について実測値(カタログ値)と比較することにより検討した.その結果,磁区の大きさが厚みに対して小さい無方向性電磁鋼板では,表皮効果を考慮し,磁区の大きさに関係する渦電流損の修正係数は,磁束密度と周波数には関係なく,材料毎に決定される一定値とすればよいことがわかった.また,磁区の大きさが厚みに対して大きい方向性電磁鋼板では,表皮効果を無視し,修正係数は,磁束密度には関係しないが,材料と周波数で変化させる必要があることが明らかになった.さらに,これらのモデリング方法を各種電磁鋼板に適用し,磁束密度と周波数を変更した鉄損の計算値は,鉄損の実測値(カタログデータ)をほぼ再現できることを明らかにした.本年度の計画は,磁壁移動を考慮した異常渦電流損の物理的なモデリング方法の開発と単板磁気試験器による各種電磁鋼板の鉄損特性の測定を行うことであった.異常渦電流損の物理的なモデリング方法の開発に関しては,当初,磁区構造を簡易的に考慮する一次元モデルと直接考慮する二次元モデルを開発する予定になっていたが,一次元モデルに関しては表皮効果を考慮したモデルと無視したモデルが開発できたが,二次元モデルに関しては表皮効果を無視したモデルしか開発できなかった.また,本研究の方向性を決定するため,次年度に予定していた各種材料,磁束密度,および周波数に対する表皮効果の考慮の有無など最適なモデリング方法を早急に明らかにする必要が生じたため,単板磁気試験器による各種電磁鋼板の鉄損特性の測定に関しては,カタログデータで代用して,次年度行う予定であった最適なモデリング方法を本年度明らかにした.従って,おおむね順調に進展していると判断する.次年度が研究最終年度であるため,本年度完成できなかった表皮効果を考慮した二次元磁区モデルを完成させるとともに,本モデリング方法を均質化手法により積層構造を考慮した積層鉄芯の損失解析法に導入し,実器の損失解析を行うことにより,本研究の有用性を明らかにする.1.表皮効果を考慮した二次元磁区モデルによる異常渦電流損のモデリング方法の開発:表皮効果を考慮した二次元磁区モデルを用いた異常渦電流のモデリング手法を開発し,表皮効果の考慮が必要な無方向性電磁鋼板の異常渦電流損のモデリング方法の精度を向上させる.

2.単板磁気試験器による各種電磁鋼板の鉄損特性の測定:本年度行う予定になっていた単板磁気試験器を製作し,各種材料の励磁条件を変更した場合の鉄損特性を測定し,モデリング方法の妥当性を検証する.3.異常渦電流損を考慮した積層鉄芯の損失解析法の開発:上記で開発した二次元磁区モデルを用いた異常渦電流損のモデリング手法を,均質化手法により積層構造を考慮した積層鉄芯の損失解析法に導入することにより,異常渦電流損まで考慮できる積層鉄芯の損失解析法を開発する.4.インバータ電源用リアクトルの損失解析:インバータ電源下で用いられる実器のリアクトルを用いて,上記で開発した損失解析法の妥当性を実測値と比較して検証するとともに,従来の異常渦電流損のモデリング手法である導電率を大きくする方法や近似式を用いる方法などの数値的なモデリング手法と比較することにより,本研究で開発された物理的モデリング手法の有用性を示す.1.物品費(1,077千円):単板磁気試験器を製作するため,その材料費と励磁用として精密電力増幅器(NF・4505,@934,500×1台)を予定している.2.旅費(800千円):成果発表として,海外旅費2件(Intermag 2012, MMM/Intermag 2013),国内旅費2件(CEFC 2012,電気学会研究会)を予定している.3.人件費・謝金(100千円):大学院生による解析・実験補助として謝金を予定している.
学習能を高める内因性物質の探索

脊髄を主たるターゲットとして、中枢神経系の再生に促進的に作用するような未知の物質であって、幼弱動物の脳に含まれているものの同定を試みてきた。いままで、(i)胎児脳組織をそのまま移植片として利用すると、損傷脊髄の修復が促されること、(ii)胎児脳エクストラクトを脊髄断端に投与すると、再生例が著増すること、(iii)胎児脳エクストラクトのひとつの分画に、in vitroでシナプス可塑性と関連性のある細胞内カルシウム動態を変容させる効果のあること、を確かめている。本年は、特に脊髄伝導路の軸索再生に促進的作用をもつ分子を単離することに注力してきた。脊髄再生を成功に導くような因子はいくつかあるが、そのうちのひとつは、グリア細胞が脊髄切断後に死滅することなく、軸索再生をあたかも助けるかのように軸索伸長方向に配向するようになることであるのが明らかとなってきた。これに依拠して、胎児脳エクストラクトの中から軸索再生に促進的作用をもつ分子を単離するためのアッセイシステムとして、培養グリア細胞膜上にある種のチャンネル系分子が発現することを指標として採用して、胎児脳エクストラクトを細分画化していくことに取り組んできた。さらに、コラーゲンIVにグリアの配向を一定方向に揃える潜在力があるかどうかに検討を加えた。実験の結果、コラーゲンIVはグリア配向の整列化の原因となるというよりも、むしろグリアが他の因子によってうまく整列して脊髄再生が成功裏に完了した時、その結果として産生されてくるにすぎないことがわかった。これまでの実験から、(i)胎児脳組織で損傷を受けた脊髄組織の修復が促されること、(ii)胎児脳エクストラクトで再生例が著増すること、(iii)胎児脳エクストラクトに細胞内カルシウム動態を変容させる効果のあることを確かめている。本年からは、特に胎児脳エクストラクトのなかから脊髄伝導路の軸索再生に促進的作用をもつ分子を単離することにも注力している。これに依拠して、(a)ラット胎児グリア細胞を培養し、その培養グリアそのものをラット脊髄損傷モデルにおける脊髄断端に注入すること、(b)胎児脳エクストラクトの中から軸索再生に促進的作用をもつ分子を単離するためのアッセイシステムとして、培養グリア細胞膜上にある種のチャンネル系分子が発現することを指標として採用して、胎児脳エクストラクトを細分画化していくこと、の両面から取り組んできた。(b)については、このチャンネル系分子がグリアに発現することと脊髄再生との関連性を理論的に説明することは今のところ容易でないものの、実験的には一部の細分画に関して、これがチャンネル系分子を発現させ、かつラット脊髄損傷モデルにおいて脊髄断端注入後に脊髄再生を著明に促進させる、という活性の相関性を持つことを確認することができた。これを端緒に、さらなる細分画化から分子の単離へと進めたいが、生きている動物でのアッセイを随所にはさむ必要もあることから急速に進展させにくいことが難点ではある。上記(iii)については、本年より、脊髄再生との関連のより明確な培養アッセイシステムを開発すベく務めている。
アルファ・シヌクレインオリゴマーの物性・細胞毒性機序の解明と分子標的治療への応用

α-シヌクレイン(α-syn)オリゴマー/線維作製方法として、高濃度(3 mg/mL)の合成α-syn溶液を撹拌しつつ37°Cで7日間incubateする方法を確立した。溶液中の合成α-synおよび髄液中のα-synはゲルろ過クロマトグラフィーでは60-70kDaに溶出されたが、8M尿素存在下でも解離せず、溶液中で単量体として存在することが明らかになった。培養細胞系では、α-synオリゴマー/線維の添加により細胞内に凝集体が形成され、この凝集体の分解はオートファジーに依存していた。平成22年に「溶液中のα-シヌクレイン(α-syn)は生理的に4量体であるオリゴマーとして存在する」という報告がなされ、その後、これに反論して「溶液中のα-synは特定の二次構造をとらない単量体である」という論文も発表され、α-synの分子形態については世界的に大論争が巻き起こっている。この溶液中のα-syn分子が4量体であるのか単量体であるのかという問題(4量体vs単量体問題)は、我々の研究の目的が溶液中のα-synオリゴマーの神経細胞毒性の分子機構を解明することであるので、本研究にとっても非常に根本的な問題である。したがって、我々もまず、溶液中のα-synの分子形態を明らかにする研究に取り組んだ。溶液中のRec-α-synはゲルろ過クロマトグラフィーでは60-70kDaに相当する画分に溶出された。Rec-α-syn溶液を、タンパク質変性剤である8M尿素存在下で、限外ろ過法で分析した。溶液中のα-synは8M尿素を加えても100kDaの限外ろ過膜は通過したが30kDaの限外濾過膜は通過しなかった。髄液から得られたα-synでも同様の結果であった。生理的条件下では4量体で存在するトランスサイレチンは、8M尿素存在下では単量体に解離して30kDa膜を通過した。また、α-syn分子の140番目のアミノ酸をシステインに置換して人工的に2量体となるCys140-α-synを作製し、これをゲルろ過クロマトグラフィーで解析したところ、この合成α-syn2量体は約120kDaに相当する画分に溶出された。以上の結果は、α-synは溶液中では単量体として存在するが、分子のストークス半径が大きく、15kDaのタンパク質でありながら、ゲルろ過クロマトグラフィーや限外ろ過などのような分子の大きさに依存する分画法では60-70kDaのタンパク質のように振る舞う特異な分子であることが明らかにされた。まず前年度に引き続いて、髄液中のα-synが4量体であるのか単量体であるのかという問題について詳細な検討を行った。髄液中のα-synは、ゲルろ過クロマトグラフィーでは60-70kDaと2000kDaの画分に特異的ELISAのシグナルが検出された。60-70kDaのα-synはRec-α-synで得られたものと同様に、8M尿素存在下でも30kDaの限外濾過膜は通過せず、4量体ではなく単量体である可能性が高いと考えた。2000kDa画分のα-synについては現在解析中である。また、当初の計画に戻り、培養細胞系で最も毒性の高いα-syn分子種、すなわちα-syn oligomerfibrilのどの程度のα-syn凝集体が最も神経細胞毒性が強いかを検討する研究を再開した。今年度は、まず、外部からのα-syn凝集体(すなわち細胞培養液に添加したRec-α-syn凝集体)によって細胞内にα-syn凝集体を作製するモデル系の確立を行った。当初は2週間incubateしたRec-α-syn (fibril/oligomer混合物)をHEK293細胞の培養液に添加していたが、凝集体の形成効率が悪くかつ不安定であったために、リポフェクタミン試薬とともにα-syn fibril/oligomer混合物を培地に添加したところ、添加4時間後には細胞内にα-syn免疫染色陽性の凝集体が形成された。この方法により、細胞内に効率よくα-syn凝集体を形成することができたが、この凝集体は正常細胞では細胞内のタンパク分解系で効率よく分解され、添加24時間後では80%減少することがわかった。また、このように凝集体が効率よく処理された細胞では細胞死は見られなかった。そこで、この分解系について検討した。オートファジー関連蛋白であるAtg5をノックダウンするとα-syn凝集体のオートファゴソーム内への取り込みおよび分解が阻害された。一方、ラパマイシン処理によりオートファジーを活性化すると凝集体の分解が促進された。以上の結果から、α-syn凝集体の分解系はオートファジーに依存することが明らかになった。

培養細胞系では、α-synオリゴマー/線維の添加により細胞内に凝集体が形成され、この凝集体の分解はオートファジーに依存していた。今年度は、交付申請書の研究計画に則って、リコンビナントα-シヌクレイン(Rec-α-syn、野生型α-syn)による安定的なα-synオリゴマー作製方法の確立を第一の目標とした。研究開始前に予想されたとおり、Rec-α-syn溶液を37°Cでincubateするだけではα-synオリゴマーは殆ど生成されなかった。そのため、まずはα-synオリゴマーを効率的に作製する条件の検討を行うことにした。最終的に、高濃度(3 mg/mL)のRec-α-syn溶液をスターラーで撹拌しつつ37°Cで7日間incubateすることにより、α-syn線維が形成されることを原子間力顕微鏡で確認した。この開始溶液(Rec-α-syn溶液)を様々な希釈倍率で検討したところ、10倍希釈溶液を同様の方法でincubateすることにより、球状のα-synオリゴマーと考えられる分子を作製することができた。また、家族性パーキンソン病の原因となるA30P変異を有するRec-α-syn(A30P-α-syn)を同様の方法で検討した。A30P-α-synは、原子間力顕微鏡では、オリゴマーは形成するが線維は形成しにくい傾向があった。さらに上記の方法で作成した野生型α-synオリゴマーおよびA30Pα-synオリゴマーの神経細胞毒性を検討する目的で、マウス海馬由来の初代培養神経細胞の培養液に、これらのα-synオリゴマーおよびα-synモノマーを添加して培養神経細胞に対する神経細胞毒性を検討した。その結果、α-synモノマーの添加では培養神経細胞に明らかな形態的変化は認められなかったが、α-synオリゴマーでは培養神経細胞の胞体の扁平化および神経突起の短縮が観察された。これらの形態学的変化およびMMT assayでの細胞毒性は、野生型α-synオリゴマーとA30Pα-synオリゴマーとの間で有意な差は認めなかった。研究申請の段階では、1)α-シヌクレイン(α-syn)オリゴマーの安定的な生成系の確立、2)神経細胞毒性を有するα-synオリゴマーの同定、および3)抗α-synオリゴマー抗体の作製、を主な目標としていたが、1)のα-synオリゴマーの安定的な作製は可能になったものの、2)の神経細胞毒性を有するα-synオリゴマーの同定に際して上記のような4量体vs単量体問題が本質的に重要であったため、今年度は溶液中のα-syn分子の存在形態を解明する研究に集中的に取り組んだ。その結果、α-syn分子はやはり単量体で存在している、とする科学的証拠を得られた。この4量体vs単量体問題に関しては現在もhotな論戦が国際的な科学雑誌上で展開されているので、我々の結果を発表することはα-synの研究領域に関係する研究者・医師にも大きなインパクトを与えると考えられる。また、我々の結果からはα-synオリゴマーは従来と同じゲルろ過クロマトグラフィーでその分子サイズを評価する事は不適当であり、我々が平成23年度に行ったような原子間力顕微鏡を用いた評価、あるいは我々が人工的なα-syn2量体の検討で明らかにしたようにα-syn単量体をゲルろ過クロマト上は60kDaの分子として評価することが必要であることが明らかにされ、このことも今後のα-syn研究において非常に重要である。研究申請の段階では、初年度の計画として、1)α-シヌクレイン(α-syn)オリゴマーの安定的な生成系の確立、2)神経細胞毒性を有するα-synオリゴマーの同定、および3)抗α-synオリゴマー抗体の作製、を主な目標としていたが、1)のα-synオリゴマーの安定的な作製が予想していたよりも難しく、その条件設定に想定以上の時間を費やした。
太陽活動領域微細構造形成の観測的研究

この課題では、太陽表面にみられる活動現象の元となっている多彩な微細構造が果たす役割を観測的に解明することを目的とした。実績の主たるものは3項目である。(1)δ型黒点とフレア活動:太陽活動サイクル23の11年間について統計解析の結果、δ型(特にβγδ型)の黒点は他の型の黒点に比べて、強いフレアを発生しやすいことを確認した。特にデルタ型黒点で面積が大きなものほど強いフレアを発生し、黒点面積とフレア強度との間にはべき関数的な相関があることを発見した。βγδ型黒点については、磁場配位が4重極に成長するいう特徴があることを見出した。この成長形態は、太陽対流層内でガスの流れによってコイル状に2回ねじれた磁束管の浮上により4重極磁気配位になるというモデルを提案した。この磁気配位が、デルタ型を形成しかつその中の反平行磁気配位がフレアを引き起こすというモデルである。(2)黒点半暗部の形成:太陽観測衛星「ひので」のG-bandで観測された黒点半暗部の形成機構を解析したところ、(1)磁束が次々と集積してゆくとき、(2)磁束の浮上が急激な場合、および(3)磁束管が回転しているときあるいはねじれた磁束管が浮上してくるときのいずれかの場合に黒点半暗部が形成されることを見出した。この結果は、半暗部形成にMagnetic Pumping機構が働いているということを初めて観測的に示す成果となった。(3)プラージュ加熱問題:太陽表面の活動領域には、彩層で加熱が長時間続いているプラージュという領域がある。この加熱の機構はいまだ未解明である。この課題では、プラージュ域のスペクトロヘリオグラム観測を実施し、加熱が磁気再結合によるエネルギー開放によるものか、あるいは未知の高周波電磁流体波の散逸によるのかを切り分け可能な高い時間・空間分解能の資料を得た。現在、精力的に解析を続行している。本年度は、高速カメラ制御用のPCを導入した。このカメラシステムを用いて、京都大学飛騨天文台ドームレス太陽望遠鏡および中国昆明撫仙湖観測所で太陽微細構造の観測を行った。観測対象は、黒点暗部粒状構造、賠償爆発現象であるエラーマンボム、針状のスピキュールジェットなどであった。昨年度データを取得した太陽黒点内部および周辺部の解析を行った。観測は中国雲南天文台撫仙湖太陽観測所で、同所の劉忠教授の協力のもとで行ったものである。観測画像にスペックル補正処置を行い、微細構造に新知見を得た。主なものは以下の3点である。(1)黒点暗部内の輝点(アンブラル・ドット)には、上空にも明るい構造が伴うものがある。(2)この輝点には、ガスの流れが随伴している。(3)黒点の外周にある半暗部で、ジェット現象が散見される。これについて、平成27年度に京都大学飛騨天文台で行われた中国昆明天文台研究者との間で開催されたワークショップで口頭報告をし、議論を進めた。また、平成27年11月に韓国ソウルで開催されたアジア太平洋地区太陽物理学研究会(APSPM2017)において、成果を発表した。良質な観測データが取得できており、その予備的な解析から以降の処理手順も確立したので、順次データ処理を行っているところである。(1)2015年度に中国雲南天文台撫仙湖太陽観測所のNVST太陽望遠鏡を用いて行った黒点の微細構造の解析を引き続き行った。対象としたのは、a)黒点内部のアンブラル・ドットとよばれる構造の熱的・動力学的構造の解明である。この構造は黒点暗部での対流が起源と考えられているが、その上空の彩層部の構造が解明されていなかった。実際、アンブラルドットの対応する上空彩層輝点が伴うこともあるが、その他に上空のコロナからガスが降り注いで彩層を加熱することによってできている彩層輝点があることが分かった。現在さらに詳細研究を行って論文にまとめつつある段階である。そのほかにも、b)黒点半暗部でのジェット現象を捉えることに成功した。我々の観測データでは、そのジェット運動を3次元的にとらえることができるものである。この解析のまとめを進めている最中である。更には、c)当該観測の際に観測に成功したフレア発生を引き起こすフィラメント爆発現象の解析も行った。この成果は、Hagino, M.; Ichimoto, K.; Ueno, S.; Kimura,G.;Otsuji, K.; Kitai, R. et. al.,"Development of the Universal Tunable Filter and High-resolution Imaging Observation with the Fuxian Solar Observatory",Coimbra Solar Physics Meeting ASP Conference Series, Vol. 504., 2016, p.103として公表した。(2)2016年度も、NVST望遠鏡で日中共同観測を行い、エラーマンボムの高空間分解観測を実施することに成功した。逐次解析中である。良質な観測データが得られておりその解析を逐次実施している。平成29年度は、京都大学飛騨天文台ドームレス太陽望遠鏡を用いて、太陽プラージュ領域彩層の加熱機構を調査するための観測を実施した。補償光学装置により大気擾乱による画像の乱れをリアルタイムで補正しつつ、水素Hα線、CaII K線、およびCaII IR (8542Å)線の分光観測を行った。

観測モードは、ケーデンス3.5秒で空間スキャンを繰り返すというものを採った。その結果、プラージュ域の彩層スペクトルには、ジェット現象が多数検出された。その視線速度は20-30km/sec程度で、フィルター直接像観測で発見されていたダイナミック・ファイブリルというジェット現象に対応するものであると確認された。実際分光観測の結果は、このガスの運動は太陽表面から放出されてやがては落ち込んでゆくという動きが明瞭に確認された。但し、ダイナミックファイブリルは視線と直交する方向の運動としてとらえられていたものの、今回の分光観測で視線方向にも運動していることが見いだされた。このことから、恐らくはプラージュ域の磁力線に沿ってジェットが噴出していることを示唆している。以上のことは、(1)ショック波が下層から伝搬してきてジェットを生み出す。そして元になるショックがプラージュ彩層域を加熱している説、あるいは(2)加熱そのものは、アルフベン波等別の機構で行われており、その加熱された大気に音波ショックが重なってジェットを生み出すという説のいずれかで解釈できる。この両説を判別するには、ジェットが起きていない時点での分光スペクトルの詳細解析が必須である。現在29年度観測の詳細解析をモデル大気シミュレーションの結果を援用して研究を継続している。本研究課題の目的を達成するためには、観測対象の出現および晴天で安定した観測条件を必要とするものであった。そして、研究計画最終年度にこれらの条件を満足する観測を実施することに成功した。その分光観測の詳細解析は、十分なデータ解析時間、太陽大気中の放射伝搬シミュレーションを並行して実施することを必要としており、現在は初期結果を得たところである。研究期間を一年延長してより深い研究に進むことを計画している。この課題では、太陽表面にみられる活動現象の元となっている多彩な微細構造が果たす役割を観測的に解明することを目的とした。実績の主たるものは3項目である。(1)δ型黒点とフレア活動:太陽活動サイクル23の11年間について統計解析の結果、δ型(特にβγδ型)の黒点は他の型の黒点に比べて、強いフレアを発生しやすいことを確認した。特にデルタ型黒点で面積が大きなものほど強いフレアを発生し、黒点面積とフレア強度との間にはべき関数的な相関があることを発見した。βγδ型黒点については、磁場配位が4重極に成長するいう特徴があることを見出した。この成長形態は、太陽対流層内でガスの流れによってコイル状に2回ねじれた磁束管の浮上により4重極磁気配位になるというモデルを提案した。この磁気配位が、デルタ型を形成しかつその中の反平行磁気配位がフレアを引き起こすというモデルである。(2)黒点半暗部の形成:太陽観測衛星「ひので」のG-bandで観測された黒点半暗部の形成機構を解析したところ、(1)磁束が次々と集積してゆくとき、(2)磁束の浮上が急激な場合、および(3)磁束管が回転しているときあるいはねじれた磁束管が浮上してくるときのいずれかの場合に黒点半暗部が形成されることを見出した。この結果は、半暗部形成にMagnetic Pumping機構が働いているということを初めて観測的に示す成果となった。
官能基を有する多段ブロック共重合体の合成

親水性セグメントとしてポリメタクリル酸(PMAA)、疎水性セグメントとしてポリスチレン(PSt)およびポリpーオクチルスチレン(POSt)、中間の性質を持つセグメントとしてPMMAを選び、これらを種々のシ-ケンスで結合した多段ブロック共重合体を合成し、その集合体の構造を小角X線散乱、電子顕微鏡観察により解析した。合成はTHF中、-78°Cアニオン開始剤を用いてリビング重合法によりおこなった。PMAAセグメントの部分は一旦ポリ(tertーブチルメタクリレ-ト)として合成し、ポリマ-単離後トリメチルシリルクロリド/NaIを用いて加水分解して得た。この加水分解では定量的に反応が進行すること、PMMAセグメントの加水分解は全くおこらず選択的にPMAAセグメントが生成することを確認した。代表的な例として(St)_<66>ー(MAA)_<39>、(MAA)_<19>ー(OSt)_<88>ー(MAA)_<19>などのブロックポリマ-は層状のミクロ相分離構造(2相)を示し、(MMA)_<91>ー(MAA)_<37>ー(OSt)_<38>ー(MAA)_<37>ー(MMA)_<91>の5段ブロックポリマ-では3相層状構造が観察された。後者の5段ブロックポリマ-はPMMAホモポリマ-を混合することにより、特徴のある構造が発現することを見出だした。ブロック共重合体のMMAセグメントの重合度(91)に比べてPMMAの重合度(460)が非常に大きい場合は、PMMAマトリックス中に数1000A^^°のブロック共重合体粒子が分散し、混合物の表面に厚さ1000A^^°のブロック共重合体が規則的に配向していることが観察された。また、PMMAの重合度(110)が同程度の場合はミクロ相分離した積層構造は発生せず、層状のブロックポリマ-集合体がPMMAマトリックス中に分散していることが認められた。
クモの糸から学ぶリサイクルシステム

クモは頻繁に巣を張り変えていることは知られているが、集めた古い糸を食べるのかどうかを確かめた例はほとんど見られない。クモは自ら集めた古い糸を食べて30分で新しい巣を作るという話は本当なのかどうかのチェックは、巣の張り替えの多くは深夜であるため極めて難しかった。そこで、リサイクルの観点から、クモから取り出した唾液で巣が物理化学的に消化できるかどうかを調べることが先決と考えた。平成19年度は、クモの唾液を採取する方法を探索したが、小さなクモ相手であるために悪戦苦闘の連続であった。やっと少しの唾液を採取できるようになったものの、適切な採取方法を確立するには至らなかった。次に、光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いて、唾液で糸が溶けるものなのかどうかを糸の形態観察で調べることにした。予測では、唾液で蜘蛛の糸は容易に解けそうに思えた。計画に従って、唾液で種々の糸を溶かそうと試みたが、ことごとく失敗した。縦糸などは全く溶けなかった。平成20年度は、クモから唾液の採取方法をある程度確立できるようになった。そして、唾液によって巣のどの糸が溶けるものなのかを明らかにすることを試みた。また、異なるクモの種によって糸の溶けやすさが変わるのかも調べた。その結果、糸の種類によって溶けやすさが異なる可能性が生まれてきた。また、それまで全く溶けなかったクモの糸も外的条件によって溶ける可能性を示唆するデータが得られるようになってきた。今後はこれらの条件を明らかにしつつ、新しい研究課題に取り組む予定である。クモは自ら張った古い巣を集めて、間もなく巣を新しく張り直すとされるが科学的に明らかでなかった。申請者は巣の張り替え観察を行った結果、ズグロオニグモは古い網を口に入れている可能性を示唆した。そこで、糸がクモの体内で分解されるのかどうかを調べるために、クモの唾液を採取し、それでクモの糸が分解されるのかどうかを調べることにした。1.コガネグモおよびナガコガネグモロから唾液を取る方法を模索した。クモという小さい動物から、どのようにして唾液を取り出したらよいのかがわからなかったが、悪戦苦闘の末、クモの口から唾液を取り出す方法を見出した。1匹からわずかしか採取できないので根気のいる作業であった。2.唾液の採取が可能になった後、唾液の保存方法を模索した。3.クモには力学的に丈夫な縦糸と粘着球のついた横糸がある。まずは、クモの巣から横糸を取り出して、横糸に唾液を添加した状態での反応を光学顕微鏡で調べることにした。その結果、横糸は比較的容易に分解されるように見受けられた。詳しくは、電子顕微鏡観察によって確認する必要がある。一方、縦糸は唾液によって容易には分解しなかった。経糸の代わりに、牽引糸に対して唾液を垂らしたが、分解の様子は見られなかった。4.唾液が乾燥しないような条件を探しながら、唾液分解実験を行なっている。このように、平成19年度は、クモの糸に対する唾液の分解実験において、どのようにして実験を行うべきかの条件を探したところである。とにかく、横糸は唾液によって分解されたという結果が得られた。
病態解析を目標とする抱合型異常胆〓酸の直接GC-MS測定法の開発

近年、ステロイド核上の水酸基にグルクロン酸、N-アセチルグルコサミンあるいはグルコースの結合した抱合型異常胆汁酸がヒト体液中に見い出され、しかもこれらが肝胆道疾患時に顕著な量で排泄されることが明らかにされ、これらの体内動態と各種肝胆道疾患との関係から信頼度の高い分析法の確立が強く求められている。しかし、グリコシド抱合体は、標品が得難く、しかも相互の構造が酷似するばかりか、水溶性に富み、高極性・難揮発性のため、そのガスクロマトグラフィー・マススペクトロメトリー(GC-MS)分析は極めて困難な課題になっている。そこで、本研究では、有機化学的手法を駆使し、リトコール酸、ケノデオキシコール酸、ウルソデオキシコール酸、デオキシコール酸、コール酸及びヒオデオキシコール酸を対象とし、一連のグルクロニド、N-アセチルグルコサミニド及びグルコシド抱合体胆汁酸標品を合成した。ここで得られた標品を用い、分離能、感度、特異性、構造解析に優れるGC-MSに着目し、抱合体の水解を必要としない直接分析法に種々検討(カラムの選択、誘導体化法)を加えた。その結果、カラムに高温耐熱性・無極性ジメチルシリコンの薄膜(0.15mum)化学結合・架橋型Ultra Alloy-1(HT)金属キャピラリーカラムを使用し、試料をメチルエステル-ジメチルエチルシリルエーテル誘導体として、本カラム上で測定するとき、いずれも鋭い対称性の良い単一ピークを比較的短時間で与え、異性体の相互分離にも優れるばかりか、高い検出感度の得られることを見い出した。本研究成果は、生体内抱合型異常胆汁酸の体内動態を究明する上で大いに役立つものと期待される。
看護師に対する倫理サポートのアクションリサーチ

倫理サポートによる看護師の倫理的能力促進を目的に、第1部「倫理ワークショップ」では、看護部倫理委員会と連携し、日々の看護経験事例に潜む倫理的問題と倫理概念を探求した。この方式の倫理サポートは、「助言型サポート」よりも実践に親和したモラルスペースとなり、看護師をエンパワーするものであった。第2部「ツール開発と量的検証」では、倫理サポートの効果検証に有用な2つのツールを開発した:職場環境質問紙(WEQ)、及び道徳的感受性質問紙(MSQ)の日本語版。そしてこれら2つのツールを用いて、看護師の道徳的感受性に対する倫理ワークショップの効果と、道徳的感受性と職場環境との関連を評価した。1.基礎調査:(1)ケア倫理ラボ(ベルギー)を視察・受講した(12月4-8日)。ラボは、リサーチベース・多職種アプローチの方針で、研究者が常勤し、諸外国の医療者の協働利用に供されていた。我々は、ヨーロッパ諸国からの医療者に混じって生活しながら、ケアする者/される者の体験を研修した。患者のおかれた立場や気持ちは、論文を読んだり研究することからは知りえないものであり、ケア提供者の道徳的感性を、care givingとreceivingの体験をとおして育む重要性を学んだ。またこの体験は、ケアを受ける側にも、道徳感と節度が必要だと教えるものでもあった。看護職のみならず様々な背景を持つ人々の間で看護倫理が討議材料となっており、実学かつ応用学問としての看護倫理というテーマの普遍性を感じた。また、ヨーロッパの倫理や教育の進展に触れ、米国に大きく依存してきた日本の看護教育のある意味でのバイアスについても考えさせられる研修であった。(2)国際看護倫理学会(10月3-8日、トルコ)に参加し、倫理専門家から倫理サポートの現状を聞き取った。そこでも、サポートは多職種アプローチが主流であることが分かった。(3)国内の倫理関係学会でサポート現状を聞き取り調査し、法律家等の多職種専門家が個々の事案に助言する倫理コンサルテーションを徐々に広げている状況であることがわかた。2.アクションリサーチ:(1)看護師との倫理ワークショップを34回行い、倫理的能力を促進する手法を精錬した。(2)少数看護倫理委員会を支援・助言し、問題点の整理・助言を行った。(1)、(2)の成果は、雑誌「看護展望」2013年5月号の特集として発表したほか、2013年6月開催の日本看護倫理学会題6回大会の交流集会につなげる。(3)道徳的感受性尺度日本版の検討を継続し、質問項目・表現を修正・精選し、看護師への質問紙調査を実施、分析した。1.倫理的能力を促進する要素の検討:当該要素として、倫理的に;1ある(資質面)、2知る(知識面)、3見る・言葉にする(知覚・表出面)、4思考する(内省面)、5行う(行動面)の5要素に着目している。これらの促進のため、H25年度は看護師(Ns)とのワークショップを18回実施した。日常の看護業務で遭遇する状況を、Ns自身が書き、それを他のNsと共有し、既成の枠組みに囚われずに自由に話合うワークショップとし、これら要素の促進を検討した。結果、Nsらは問題状況に優しさや共感性(1の要素:ケア)で一生懸命に対応していたが、当該状況でNsに求められる倫理的責務はそのような優しさや共感性とは別のところにあった。Nsが専門職としての倫理的責務を果たすには、法的・倫理的な規範の側面から上記要素を促進させる必要があることがわかり、これに関する考察・提言をH26年度日本看護倫理学会で発表する。2.看護部倫理委員会支援:日本の多くの看護部倫理委員会が担っている看護研究の倫理審査機能と臨床倫理サポート機能について、海外の状況と対比しつつ検討するため、Davis博士の専門的助言を得て、H25年度日本看護倫理学会において交流集会を企画・開催した。また、米国を訪問してさらに情報収集を行った。3.倫理教育の効果の評価:本研究で作成した道徳的感受性尺度日本版により、倫理教育は看護師の道徳的感受性を変化させるかを検討した。結果、変化は質問項目のレベルで起り、構成因子レベルの変化は認められなかった。4.上記尺度の精錬:質問項目・表現をさらに修正・精選した質問紙を作成した。実践看護師を対象に調査を行い、結果を解析中である。5.災害時倫理サポート:災害時トリアージの法的・倫理的側面の国際的な考え方を整理した。また、それを用いて、災害医療に携わる国内の少数の医師・Nsの意識を聞き取り、災害医療におけるNsの倫理サポートに必要な示唆を得た。1.看護師とのワークショップ: H26年度は34回行った。従来どおり、日常の業務で遭遇している事例を看護師が書き、それを他の看護師と共有し、話し合った。結果の主な点:1看護師は通常、内的規範(共感性を含む徳性)で対応しているが、外的規範(倫理原則や看護倫理綱領など)を学ぶことで、新たな視点で問題に取り組み始める。その点において一段高いレベルの倫理的能力を身に付けたことになるが、他方で、外的規範に頼りすぎる弊害もある。外的規範に照らし行動することが、あたかも「倫理的」であるといった思い込みが強くなり、自身の内的規範とのすり合わせや試行錯誤を放棄する看護師も中にはみられる。

内的規範と外的規範をどう組み合わせて対応するか、という指導・サポートが必要である。2医師等の他職種とともにワークショップを行うと、それぞれの職種の専門性が研ぎ澄まされているほど、彼らの内的基準は看護師にとっての外的基準として作用し、よりよい倫理的意思決定が導かれるという経験をしている。2.看護部倫理委員会支援:病院看護部は病院機能評価の影響もあり、看護部倫理委員会の設置は今や通例となり、ひとつの倫理委員会が研究倫理審査と臨床倫理の両機能をもつ例が多い。これは、諸外国と異なる日本独自の発展形態であり、研究および臨床倫理両面での倫理支援が大事であり、双方が相互作用して看護師をエンパワーし、倫理的能力の促進をはかることが重要である。3.道徳的感受性尺度日本版の検討:質問文を増やす、表現を変える、などを施して再調査を実施した。4.原子力災害における看護師の倫理サポート:放射線の知識の欠如が地域の人々と関わる保健師の実践にもたらす影響を明らかにし、実践保健師および学部学生への放射線教育を行った。また、海外(フランス、オーストリア、台湾)の看護師放射線教育の状況を調査した。1)看護部倫理委員会支援と倫理ワークショップ(WS):倫理委員会支援のため、WSを43回実施した(多職種WS6回を含む)。主な結果:1看護師WSでは、気安く話せる安心感をもって、重要ポイントや疑問点を出せていた。多職種WSでは、職種の専門性を反映した多様な意見を聞くことで、問題の新たな気づきと視野の広がり、及び他職種の見方・考え方を知る機会となっていた。2看護師は自身の実践を低く評価しがちであることから、WSではじめて自分たちの倫理的実践力に気付いた看護師が多くいた。WSは、看護師が実践の良さに気付き自信をもち、エンパワーを体験できる場としても重要であることを確認した。3看護師の倫理的問題への気づきを行動に移すこと、および自分のリアルな体験を言葉にすることへの支援が今後の課題である。4ファシリテート役割に関しては、円滑に遂行できた研究者がいるいっぽう、事例検討の着地点への迷いや問題解決を導けたと確信できない等の経験をした者がいた。倫理を学ぶ実践的な方策として事例検討が広く定着してきており、ファシリテータ育成研究の必要性が示唆された。5諸外国では、臨床・研究倫理ともに多職種協働で進めているが、日本は、看護部の中に倫理委員会を置き、看護部内部で進めている。この発展形態については、強みと問題点の両面でサポートを続ける必要がある。2)道徳的感受性尺度日本版の検討:収束が不十分であった構成概念(道徳的責任感について、質問項目を見直し、質問紙を再作成した。28年度早々に大規模調査を行う。3)放射線災害に関する倫理サポート:保健師が放射線災害下住民に対してアドボカシー役割を果たせるように支援するため、保健師への放射線教育を行った。その過程で、放射線災害後のモニタリングデータの教材としての有用性と、基礎的実習の有効性を検証した。・看護倫理委員会支援と倫理ワークショップ(WS)について: WSは予定回数を超えて実施し、実践的な倫理教育方策としての事例検討の国内定着に寄与するとともに、国際学会の招待講演において日本の看護倫理の動向を海外に発信することができた。また、4ステップ事例検討ツールを精錬し、研究代表者編集の看護倫理教科書に掲載し、実践・教育現場での利用に役立てた。
任意比電力分配率のマルチポート光分岐素子に関する研究

1.3および4分岐導波路の構成法入射側導波路と出射側分岐導波路の間にモード変換部を挿入することにより,導波路間に任意の比率で電力を分配できることを明らかにした.従来モード変換部としてテ-パ部と直線部を用いる方法を提案していたが,損失が大きく電力の分配率も大幅に変化させることができなかった.今年度,導波路幅を周期的に変化させた周期構造部と直線部を用いることにより,底損失で任意の比で電力を分配できることを明らかにした.最近,分岐する部分の導波路間隔から有限の値から結合がなくなるまで分離するような構造に対する検討が行われるようになってきた.本研究の分岐の構成法はこのような場合にも底損失で任意の比で電力を分配できることを明らかにした.また.火災堆積法で作製可能な矩形のチャネル導波路からなる3分岐も2次元スラブ導波路と同様な構成法を用いることにより,底損失で任意の比で電力を分配できることを明らかにした.2.5分岐導波の構成法スラブ導波路モデルを用いて,5本の導波路間に電力を等分配できることを明らかにした.3.6本以上の導波路間の分岐の構成法レンズと回折格子を導波路の出射端に設け,自由空間に放射させる構造を考案した、そして,レンズの焦点距離と回折格子の周期長の組合わせに対する電力分配特性を検討し,マルチポート分岐へ適用できる可能性があることを示した.4.3分岐拡散型チャネル導波路の試作ソーダライムガラス中に銀イオン拡散させて3分岐導波路を作製し,電力分配特性を測定した.電力の分配率を変化できることは確かめられたが,予想したより変化の幅は小さかった.屈折率の高い拡散型チャネル導波路を作製する必要があることが分かり、現在作製中である。
植物繊維の特異な内部構造を生かしたマルチ機能性グリーンコンポジットの開発

アバカ繊維中のルーメンは10ー15wt%NaOH水溶液で処理すると縮小することを示した.アルカリ処理したアバカ繊維の引張強度は変化しなし.一方,5wt%NaOH水溶液で処理した場合,ヤング率は41%増加するのに対して,15wt%NaOH水溶液では29%低下することを見いだした.繊維長さの異なるアバカ繊維で強化したPLA系複合材料の断熱性について調査した.ランダム配向複合材料でも一方向強化材と同様にルーメンの大きさによって熱伝導性が変化することを確認した.ランダム配向複合材料では,繊維が短くなるにつれてルーメン中に入る樹脂量が多くなるため,熱伝導率は高くなることが分かった.今年度は,天然繊維における内部構造制御の確立を目指して,アバカ繊維に対して様々な条件で化学処理を行った.その結果,この化学処理を施すことによって繊維内部のルーメンの大きさが変化することが分かった.そしてこの構造変化は,処理液の濃度に強く依存し,ある臨界の濃度が必要であることが分かった.この条件は,単に濃度のみならず,処理時間と処理温度とも関連しているため,次年度以降も引き続き調査を行う予定である.処理材の構造を解析するために,化学処理後の繊維に対してX線回折試験およびFT-IR分析を行った.一部,ヘミセルロースの溶出が確認されたが,別の結晶構造への変化は確認できなかった.他の研究では,高濃度のアルカリ処理(マーセル化処理)によってセルロースIIへの変化が報告されているが,本試料では,セルロースのみならずヘミセルロースとリグニンが内部に存在しているためこのような結果になったと推察される.化学処理後に水洗を行うことによってルーメンサイズが戻るという報告があるため,この確認を行った.過去の研究と同様に一週間の水洗を行っても,ルーメンサイズが戻ることはなく,繊維内の構造が変化していることが示唆された.新たに購入したホットプレス装置を用いて成形実験を行い,大型試料の作製が可能であることを確認した.しかし,成形中に圧力の細かい調整とプレス圧板の正確な位置のコントロールを行う必要があり,これらを正確に行わないと,成形ごとのサンプル中の繊維含率の調整が難しいことが分かった.このため,次年度にプレス装置のアップグレードを行い,再現性の高い成形が行えるように改造を行う予定である.天然植物繊維の内部にはルーメンと呼ばれる空洞が存在する.この特異な内部構造に由来して天然繊維強化複合材料で発現することが期待される断熱性,生分解性などの機能性について調査することを目的とする.本年度は,アルカリ処理による天然繊維の内部組織変化と力学的特性変化の測定ならびにアルカリ処理を行った天然繊維で強化したグリーンコンポジットの試作とその熱伝導率測定を行った.1.天然繊維の組織変化と力学的特性アバカ繊維の内部構造と引張特性に及ぼすアルカリ処理の影響について調査した.繊維中のルーメンは10,15wt%NaOHで処理すると縮小することを見いだした.アルカリ処理したアバカ繊維の引張強度にはほとんど変化はない.しかし,5wt%NaOHで処理した場合,ヤング率は41%増加するのに対して,10,15wt%NaOHで処理するとそれぞれ24%,29%低下し,濃度によって変化することを示した.2.熱伝導率の測定アルカリ処理を行ったアバカ短繊維(3-8mm)とポリ乳酸を組み合わせたグリーンコンポジットをホットプレス成形した.アバカ長繊維で調査した結果から予測されるように,アルカリ処理を行ってルーメンを縮小させた繊維を用いて作製したグリーンコンポジットの熱伝導率は,未処理材の熱伝導率よりも大きくなることを示した.生分解性樹脂を天然繊維で補強したグリーンコンポジットは単に環境負荷が小さいというだけでなく天然繊維の内部構造(ルーメン)に由来する多くの機能を保有しているため注目を集めている.本年度は,繊維のホットプレス成形により繊維内部構造を変化させた天然繊維(アバカ繊維)の引張特性変化に関する調査およびアルカリ処理を行った天然繊維(アバカ繊維)で補強したグリーンコンポジットの静的および動的機械的性質に及ぼす繊維内部構造の影響に関する調査を行った.1.室温および140°C以下の温度域でホットプレスすることによって繊維単体の引張特性は変化することを見いだした.ただし特性は成形条件に強く依存し,高温でのホットプレス成形はかえって弱化を招くことが分かった.2.アルカリ処理を行って内部のルーメンを縮小させたアバカ繊維により補強したPLA系グリーンコンポジットの曲げ特性(曲げ強度,曲げ弾性率)は,未処理材と比べて向上することが分かった.一方,アルカリ処理したアバカ繊維で補強したグリーンコンポジットのアイゾット衝撃値は未処理材と比べて約25%低下することが分かった.アバカ繊維中のルーメンは10ー15wt%NaOH水溶液で処理すると縮小することを示した.アルカリ処理したアバカ繊維の引張強度は変化しなし.一方,5wt%NaOH水溶液で処理した場合,ヤング率は41%増加するのに対して,15wt%NaOH水溶液では29%低下することを見いだした.繊維長さの異なるアバカ繊維で強化したPLA系複合材料の断熱性について調査した.ランダム配向複合材料でも一方向強化材と同様にルーメンの大きさによって熱伝導性が変化することを確認した.ランダム配向複合材料では,繊維が短くなるにつれてルーメン中に入る樹脂量が多くなるため,熱伝導率は高くなることが分かった.今年度の主要目的である,アルカリ処理によって内部構造を変化させた天然繊維の力学的特性評価とこの内部構造を変化させた天然繊維で補強した複合材料の力学的特性と熱伝導率の評価を実施した.このため,「おおむね順調に進展している.」と評価した.

27年度が最終年度であるため、記入しない。複合材料工学ルーメンサイズの異なるグリーンコンポジット(短繊維,長繊維)を試作し,その熱伝導率と力学的特性を測定する.併せて,ルーメン中に樹脂を含浸させた繊維で補強したグリーンコンポジットを試作し,その熱伝導率と機械的性質に及ぼすルーメンの影響ついて調査する.ルーメンサイズの異なるグリーンコンポジットの生分解性特性を調査する.この場合も,ルーメン中に樹脂を含浸させた繊維で補強したグリーンコンポジットを試作し,ルーメンの空洞の影響について調査する.本年の目的である,天然繊維の内部構造制御に関する実験を実施し,化学処理によって内部構造が変化することを示すことができた.またもう一つの目的である,内部構造を制御した繊維で補強した複合材料の試作実験を行ったため,おおむね順調に進展していると判定した.27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度に行った圧力位置制御システム(下ラム式ホットプレス装置)の機能追加を行ったため,予算的に熱伝導測定装置の購入が難しくなった.このため資金を繰り越して熱伝導測定装置の購入費に充てることにした.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,天然繊維の内部構造と力学的特性との関係をより詳細に調査を行うため,化学処理を行う際の濃度と処理時間の影響について調査する.そして化学処理により内部のルーメンの大きさを変えた繊維と樹脂とを組み合わせた一方向複合材料と単繊維ランダム複合材料を試作し,この複合材料の機械的性質と断熱性について評価する.次年度の熱伝導率測定装置の購入に充てる.27年度が最終年度であるため、記入しない。購入した下ラム式ホットプレスを使用してサンプルを成形する際,オプションの圧力位置制御システムを導入した方が成形した複合材料の繊維強化材含有率の再現性がよいことがわかった.次年度にこのシステムを導入するため繰り越すことにした.下ラム式ホットプレスへの圧力位置制御システム導入に充てる.
遺伝子多型に応じた機能性ディスペプシアの治療がブラキシズムに及ぼす効果の解明

・胃腸症状が長期的にあるが、消化器内科医による内視鏡検査にて器質的変化がなく、機能性ディスペプシア(FD)と診断された患者の睡眠時ブラキシズム(SB)の罹患について:公募により集まった胃腸症状が長期的にある者9名に対し、問診(RomeIII)、内視鏡検査および尿素呼気試験によるピロリ菌の有無の調査を行い、FDと診断された者を対象とした。FD患者に対し、SBの有無を調べるため、睡眠ポリグラフ検査を行ったところ、SBの研究用診断基準を満たす咬筋筋活動が認められ、FDとSBの関連性が示唆された。・ブラキシズムの有力な危険因子とされる胃食道逆流と危険因子の一つとされる精神的ストレスが覚醒時の咬筋活動に与える影響について:健康な成人男性12名に対し、覚醒時に精神的ストレス負荷(計算作業)と酸刺激(食道内に0.1N HClを1ml/minで注入)、および両者の同時介入(共刺激)を行い、咬筋活動への影響を検討した結果、以下の知見が明らかとなった。1精神的ストレス群と酸刺激群は、対照群と比較して、咬筋活動が有意に増加した。2対照群に対する多重比較では、共刺激群の咬筋活動は有意に増加した。以上の結果から、精神的ストレス負荷と食道内酸刺激のどちらも咬筋活動を増加させ、精神的ストレスと食道内酸刺激による共刺激は最も咬筋活動を増加させることが明らかとなり、共刺激は覚醒時ブラキシズムを惹起させる要因である可能性が示唆された。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、睡眠時ブラキシズムと機能性ディプペプシアの両方に罹患している患者に対して薬物療法等の機能性ディプペプシアの治療を行い、睡眠時ブラキシズムの改善率と遺伝子多型との関連性を明らかにし、睡眠時ブラキシズムのオーダーメイド医療に繋げることを目的とするものである。これに関連し、胃食道逆流症の第一選択薬であるプロトンポンプ阻害剤の投与前後での睡眠時ブラキシズムの変化とその影響を調べることと、睡眠時ブラキシズム患者の上部消化器症状と上部消化管の内視鏡所見を調べることを目的として実験を行った。その結果、プロトンポンプ阻害剤は、睡眠時ブラキシズムの頻度を有意に減少させるが個人差が大きいことを明らかにした。個人差が大きかった原因として、プロトンポンプ阻害剤の代謝速度の個人差や、胆汁、ペプシン、食物、食道の伸展刺激、近位食道への逆流の広がりなどの胃酸以外の因子による影響、歯ぎしり音の日間変動などが報告されており、本実験結果もこれらが影響を及ぼしていることが考えられた。また、本実験の被験者は上部消化器症状を有する者が多かったが、びらん性の逆流性食道炎は認められなかった。主観的な逆流症状と異常な食道粘膜の酸暴露時間の延長を認めるが内視鏡所見で食道粘膜の傷害を認めないものを非びらん性胃食道逆流症といい、この疾患は睡眠障害と有意に関連があるといわれているが、これらの関連を確認するためには症例対照研究を行う必要がある。今後は、プロトンポンプ阻害剤の種類や投与量の決定、プロトンポンプ阻害剤に対する遺伝子多型の検討、睡眠時ブラキシズムと非びらん性胃食道逆流症との関連性の解明などにより、睡眠時ブラキシズム治療の選択肢としてのプロトンポンプ阻害剤による薬物療法の確立を目指す。このことをまとめた論文がJournal of Dental Researchに2016年に掲載された。平成27年9月に、以前使用していた機器や解析方法の変更によって、当初の研究方法、被験者の条件設定および検査の順番等について、研究を連携して行う消化器内科との再打ち合わせと研究方法の見直しが生じた。また、その後、平成27年11月に当院の倫理委員会からの指摘を受け、再度研究方法の変更が必要となり、変更した方法に対する打ち合わせと事前準備に時間を要した。また、当初、昨年までに殆どの実験を済ませて、今年は残りの実験ならびに採得したデータの解析と論文執筆を予定していた。しかし、昨年、本研究の理論的根拠となっていた遺伝子多型に関する新たな報告があり、予定していた実験をそのまま実行すると目的としていた知見を得ることが出来なくなる可能性が高いことが分かったため、研究を一時中断して当初の計画と購入予定の物品を見直す必要が生じた。これに関連し、まず初めに、睡眠時ブラキシズムを伴う患者について、胃酸分泌抑制剤であるプロトンポンプ阻害薬(PPI)を投与前後で睡眠時ブラキシズムの変化を比較することにした。その結果、PPIの投与後では、睡眠時ブラキシズムで生じる咬筋筋活動やブラキシズム音の頻度が有意に減少したが、その変化は個人差が大きいことが明らかになった。PPIの代謝に関与する肝薬物代謝酵素チトクロームP450の遺伝子多型や代謝速度の違いにより、PPIの効果の違いが報告されており、本実験結果もこれらが影響を及ぼしている可能性が示唆された。また、最近のシステマティックレビューによると、胃食道逆流がブラキシズムの有力な関連因子に挙げられている。