hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢期の妻や親を介護する男性介護者に対する地域特性に基づく支援のあり方

本研究の目的は、高齢期の妻や親を介護する男性介護者の都道府県別の実態を把握し、その特徴に基づいた支援の方向性を探ることである。8都道府県の介護支援専門員を対象に、郵送法質問紙調査を実施した。その結果、男性介護者の割合は、北海道11.1%、岩手県12.4%、東京11.7%、富山県12.3%、静岡県13.7%、広島県12.3%、長崎県10.5%、沖縄県10.3%であった。また、年齢、続柄、世帯状況、利用サービス、ニーズ等には、地域による特徴がみられた。人口学的要因、経済、交通、介護サービス提供機関、サービス提供者、人的資源等などの格差も踏まえ、各都道府県の実態に即した支援の充実が望まれる。国民生活基礎調査によると、男性介護者の割合は平成22年に3割を超え、その支援は急務である。男性介護者を支援する場合には、被介護者との関係(夫介護者と息子介護者の違い)、家族類型、文化・社会・経済学的な要因による地域差などの様々な要因を加味した戦略を検討すべきである。本研究の目的は、高齢期の妻や親を介護する男性介護者の実態を地域別に比較分析し、男性介護者の特徴とこれに基づいた支援の方向性を明らかにすることである。都道府県のホームページで公表されているすべての地域包括支援センターと居宅介護支援事業所に所属する介護支援専門員を対象に、郵送法自記式質問紙調査を実施する。質問項目は、男性介護者の状況(1.年齢、2.職業の有無、3.続柄、4.世帯状況、5.介護期間、6.通院状況、7.男性介護者のニーズとして聞いている事)、被介護者の状況(1.年齢、2.性別、3.介護度、4.障害高齢者の日常生活自立度、5.主病名、6.介護保険サービスの利用状況)である。平成25年度は、富山県と福井県の調査を実施し、これまで実施した石川県での調査結果を併せて、北陸地方(石川県・富山県・福井県)の男性介護者の特徴と地域の特徴に基づいた支援の方向性の分析、および沖縄県に対する調査を実施した。北陸地方における男性介護者の割合は、1213%、沖縄県の男性介護者の割合は約12%であった。北陸地方は、高齢化率、後期高齢化率、三世代同居率が全国を上回り、在宅介護を受ける高齢者は、三世代中心の家族形態の中で妻や嫁に介護されており、男性介護者の割合は全国調査に比して低い地域であると考えられた。次年度以降は引き続き、47都道府県のクラスタ分析をベースに多段抽出法により、8クラスタからそれぞれ1都道府県に対する調査を実施し、地域別の男性介護者の特徴とこれに基づいた支援の方向性を明らかにする予定である。都道府県のホームページで公表されているすべての地域包括支援センターと居宅介護支援事業所に所属する介護支援専門員を対象に、郵送法自記式質問紙調査を実施した。質問項目は、男性介護者の状況(1年齢、2職業の有無、3続柄、4世帯状況、5介護期間、6通院状況、7男性介護者のニーズとして聞いている事)、被介護者の状況(1年齢、2性別、3介護度、4障害高齢者の日常生活自立度、5主病名、6介護保険サービスの利用状況)である。47都道府県のクラスタ分析をベースに多段抽出法により、8クラスタからそれぞれ1都道府県に対する調査を実施した。平成25年度は、北陸地方(石川県・富山県・福井県)調査、沖縄県の調査を実施した。北陸地方の調査に関する分析と報告は、第73回日本公衆衛生学会(栃木県宇都宮市)において行った。平成26年度は、岩手県、広島県、長崎県、静岡県、北海道の調査を実施し、現在、最後の東京都大田区の調査を実施中である。その他、平成26年度は支援の方略に向けた男性介護者支援の現状把握のため、国内外の男性介護者支援グループ等への情報収集を行った。現段階で、本調査における男性介護者の割合は、北陸地方(石川県・富山県・福井県)12.313.0%、沖縄県10.3%、岩手県12.4%、広島県12.3%、長崎県10.5%、静岡県13.7%、北海道11.1%である。今後、各地域の人口動態、家族を取り巻く状況、介護保険の状況、社会的背景等の広範囲な情報をまとめ、家族類型、文化・社会・経済学的な要因による地域差など様々な情報を基に地域の特徴を分析し、地域別の男性介護者の特徴とこれに基づいた支援の方向性を明らかにする予定である。47都道府県のクラスタ分析をベースに多段抽出法によって、8クラスタからそれぞれ1都道府県を選出し、その都道府県のホームページに公表されているすべての地域包括支援センターと居宅介護支援事業所に所属する介護支援専門員を対象に、郵送法自記式質問紙調査を実施した。これまでに、北陸3県、岩手県、広島県、長崎県、静岡県、北海道、沖縄県の調査を実施し、平成27年度は東京都大田区の調査を実施した。

併せて、男性介護者支援の地域特性を考慮した支援を考察するにあたり、男性介護者の健康を取り巻く社会的決定要因について広範囲な学問分野からの示唆をまとめ、総説として公表した。さらに、北陸3県調査の介護支援専門員の自由記載を質的に分析し、介護支援専門員が捉える男性介護者の特徴をまとめ、第20回日本在宅ケア学会にて発表した。石川県401名,富山県400名,福井県228名の介護支援専門員の回答を分析した結果、男性介護者の特徴として,373コードが抽出され,23のサブカテゴリー,7カテゴリーに分類された.7カテゴリーは【介護に真摯に取り組む】【閉鎖的な介護生活】【介護ケアに関する課題を持つ】【家事に関連する困難がある】【就業・経済的な問題がある】【様々なサービス利用の様子】【複雑な関係性】であった.本研究の目的は、男性介護者の実態を地域別に比較分析し、支援の方向性を明らかにすることである。これまでに、7都道府県の8クラスタ分類を基に、各1都道府県に対し調査を実施した。そのうち東京都(大田区)のみ回収率が10%未満であった。東京都は単独で1クラスタの為、地域別の分析における重要な地域にある。本研究の目的をより精緻に達成するために再度調査を実施・分析の上、成果報告書を各県に発送したく研究期間を延長した。本研究の目的は、高齢期の妻や親を介護する男性介護者の都道府県別の実態を把握し、その特徴に基づいた支援の方向性を明らかにすることである。選択した8都道県の調査の結果、男性介護者の割合は、北海道11.1%、岩手県12.4%、東京都11.7%、富山県12.3%、静岡県13.7%、広島県12.3%、長崎県10.5%、沖縄県10.3%と把握された。また、本研究結果から、単独で介護を担う男性介護者数は、北海道3万人以上、東京都では6万人以上、静岡県と広島県では約2万人、その他の県は約1万人、存在すると推定された。男性介護者の属性では、北海道のみ夫介護者が多く、その他の県は息子介護者が約6割であった。世帯状況では、「夫婦のみの世帯」が1番多く、次いで「ひとり親と未婚の子世帯」、「夫婦と未婚の子の世帯」が多かった。北海道のみ「夫婦のみ世帯」が全体の約5割と多かった。全都道県で「ひとり親と未婚の子の世帯」と「夫婦と未婚の子の世帯」が全体の約4割を占めており、全国的に未婚の息子介護者が多い実態が把握された。介護保険サービスの利用状況では、全都道県で「デイサービス」の利用が最も多く、次いで「介護用品」であった。岩手県は「住宅改修」が他県の利用に比べて少なく、沖縄県は「訪問看護」と「ショートステイ」の利用が少なかった。男性介護者のニーズとして聞いている事は、全都道県とも「各種の情報サービス」が多く、次いで「家事支援」、「知識や技術の支援」、「相談・カウンセリング」であった。富山県は「相談・カウンセリング」、沖縄県は「経済的な支援」、「制度などの政策の整備」のニーズが多かった。各都道県の人口学的な特徴やその背景、介護サービス施設や機関の充実、介護サービスの利用のしやすさ、ニーズには特徴があると考えられた。これらのエビデンスを基に、各都道府県の実態に即した、きめ細かい男性介護者支援が必要である。本研究の目的は、高齢期の妻や親を介護する男性介護者の都道府県別の実態を把握し、その特徴に基づいた支援の方向性を探ることである。8都道府県の介護支援専門員を対象に、郵送法質問紙調査を実施した。その結果、男性介護者の割合は、北海道11.1%、岩手県12.4%、東京11.7%、富山県12.3%、静岡県13.7%、広島県12.3%、長崎県10.5%、沖縄県10.3%であった。
「地域の知」のためのデータ寄付・時空間構造化・永続化支援プラットフォームの構築

本年度(H30)は最終年度であり、過去3年間に開発したプロトタイプの検証・改良・拡張・実験およびそれらの理論の体系化を行った。デジタルデータ中心アーカイブの現状の問題点、アナログコンテンツ中心アーカイブの現状の問題点などを明らかにして、過去のレガシーのデータ・コンテンツ・システムを切り捨てるのではなく、それらを活かし、新しい技術や文化も取り入れ、低コストで現実性が高く、永続性がある協調型アナログ・デジタル空間・地図アーカイブ・システムのプロトタイプおよび理論の構築を行った。また、以下の3つのプラットフォーム・モジュールの理論構築を行った。(A)「データ寄付」モジュール:利用者自身のログデータをオプトアウト方式ではなく、オプトイン方式でデータ寄付する枠組みの体系化、およびそのプロトタイプを実現し、実証実験を行った。小さな組織でも、利用者のプライベート・ログデータ保護を実現したまま、大企業や中央政府などに依存することなく、地域ごとに独自の利用者ログのビッグデータを容易に構築できる健全で堅実的な基盤としての意義を明らかにした。(B)「時空間構造化」モジュール:独自開発した空間メディアのためのマップコラージング技術を応用して、年表などの人が創作した時間メディア表現コンテンツを対象に時間コラージングの枠組みとプロトタイプを開発し、アナログ時空間表現を対象とした共通デジタルプラットフォーム・エコシステムの基礎を体系化した。(C)「永続化」モジュール:デジタルデータとしての(1)情報的永続化、アナログ表現としての(2)物質的永続化、人から人へと技術・知識・文化を効率的で現実的に移転できる(3)人間社会的永続化の利用者環境を体系化し、そのプロトタイプの実現をとおして、今回提案した枠組みの有用性と現実性を明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度、平成27年度は、既存の紙の地図や資料などのアナログコンテンツを画像データに変換し、その画像データに対して経緯度や時間をメタ空間データとして付与することにより、デジタル時空間コンテンツとして利用可能にするソフトウェアの開発を行った。また、それらの時空間コンテンツを、GPSと連動させ、エンドユーザや専門家が現場で閲覧したり、また、現在の場所との関係を現場で情報付与・編集を行える機能を実現し、より価値の高いコンテンツに加工することができるモバイル編集環境ソフトウェアをアップル社iPhoneのアプリケーションとして実現を行った。文京区観光協会と協力し、この観光協会が保有する紙の文京区の英語版ガイドマップを、iPhone版スマートフォン・アプリケーションとして実現し、「Bunkyo Manpo」として公開している。このアプリでは、ガイドブックの現在地を、スマートフォン上で確認でき、また、軌跡が残るので、道に迷いにくい。また、ユーザは、写真を撮ったり、コメントを書き、ガイドマップ上に置くことができる。これらの個人コンテンツは、データ寄付機能により、東京大学と文京区観光協会の共同プロジェクトに対してデータ寄付を行い、ユーザが直接的に観光環境の向上や科学の発展に貢献することが可能となる枠組みを提供している。現在、文京区観光協会と協力し、本アプリケーションの広報を行い、利用実験データの量を多くする努力を行っている。柏歴史クラブと共同して、柏市の歴史を中心に、自然・文化などを一般の人々がウォーキングしながら、現場で勉強することができるiPhoneアプリ「柏ウォーク」を作成し、一般公開を行っている。このアプリは、簡単に、加工編集ができるために、地域の方々が直接に、コンテンツ貢献に寄与できる点が特徴と言える。本年度は、さまざまなアナログコンテンツをデジタルコンテンツに、だれでもが変換し、地図空間および年表空間で管理し、またiPhoneのスマートフォンを通して、現地で、それらのコンテンツを鑑賞・追加・編集できる枠組みを実現した。同時に、コンテンツの所有者の権利を尊重するための「データ寄付」機能に関しても実現を行い、実証実験を行った。さらに、文京区観光協会や柏歴史クラブなどの地域コミュニティとのコラボレーションを通して、われわれが提案する枠組みの有用性の検証を地域のコミュニティを巻き込んで具体的に実践し、良い評価を得ることができている。平成28年度は、研究協力団体として、柏歴史クラブに加えて、白井市教育委員会文化課からも協力を得て、歴史文化財のコンテンツを地図上にマッピングし、現実の場所と関係付けて地図を通して歴史文化財を学習できるソフトウェア環境の実現と実証実験を行った。具体的には、スマートフォンを使って、ウォーキングで歴史文化財を巡ることを支援するスマートフォンアプリをユーザ生成コンテンツとして開発する枠組みを実現した。スマートフォンアプリは、GPSと連動させることにより、ユーザがその場所に行けば、そこの場所に地図が自動的にスクロールし、最適な地図および縮尺・方向が自動選択される。また、写真、解説文、音声ガイドなどのコンテンツが場所に応じて自動的にプッシュ提供される。さらに、年表と地図も相互連携できる機能も実現した。具体的には、柏歴史クラブとの共同研究として、柏市柏の葉地区周辺のさまざまな地域コミュニティ(例、東京大学柏キャンパス、柏の葉公園、こんぶくろ池、アーバンデザインセンター柏の葉(UDCK)、千葉大学柏の葉キャンパスなど)の協力を得て、それぞれが作成した紙の地図やリーフレットの情報に対して、それらをまず画像データとしてデジタルコンテンツ化し、各画素に対して経緯度付与(Georeference)を行う手続きにより、アナログ地図やPOI(Point of Interest)の情報(地点の写真、解説文、音声ガイドなど)を位置や地図上で参照でき、またGPSと連携させて自動的にプッシュ情報としてユーザに提供できる枠組みを実現した。このように、地域の歴史のコミュニティと協力し、歴史文化財を地図およびGPSをとおして学習するスマホアプリを作成し、コンテンツホルダー、一般ユーザの双方に対する実証実験も行い、比較的良い反応を得ることができた。

平成28年度は、文化財コンテンツの時空間構造化のための制作環境を、スマートフォンアプリケーションとして実現することを主体として行い、また具体的に、柏歴史クラブや白井市教育委員会の関係者と協力して、本枠組みの検証を行い、良い結果が得られた。本研究では、地域の知・文化財・システム、それぞれの持続可能性の実現とは、多くの地域の人々が歴史文化財に関心を持つ、あるいは関係する機会が多くなることが重要であると考えており、実際に、現場の方々との協調作業を重視し、また広報活動も積極的に行った。平成29年度は、各地域コミュニティが保持している古地図およびアウトリーチ用のまちあるきイラストマップ、また歴史的資料をスマートフォン上でGPSと連動して現場で閲覧できるモバイル自習システムを開発し、柏市および東京西部地域を対象に開催したワークショップを通して、提案した枠組みの実証実験を行った。具体的には、柏市では、柏の葉アーバンデザインセンターおよび柏歴史クラブの支援を受けて、まちあるきワークショップを開催し、独自開発したまちあるき用コンテンツを利用していただいた。対象者は、主に小学生とその両親であり、地域の地理と歴史をGPSを使って効率良く学習でき、良い結果が得られた。また、青山学院大学地球共生学部の学部学生の演習授業では、当研究プロジェクトで独自開発した、まちあるきコンテンツ開発用アプリを使って、町田、長津田、淵野辺、相模原、橋本の5つの地域の歴史の自習ができるスマートフォン用のまちあるきコンテンツを約2ヶ月程度かけて、学部学生が独自に開発し、一般公開するワークショップを行った。参加した学部学生たちは、地域の歴史を分かりやすく学習できるモバイルアプリを創造的に開発し、自らも地域の知に高い感心を持つようになった。このワークショップは、スカイプの遠隔ビデオ会議システムを用いて、東大柏キャンパスと青山学院大学淵野辺キャンパスとをつなぎ、学部学生へ講義や指導を行い、アクティブ・ラーニングおよび反転授業を適用して実施し、良い教育環境を構築できた。今回開発したアプリの1つである「柏ウォーク」は、H30年度からの放送大学の講座「日常生活のデジタルメディア」第6回「ジオメディア」(2018年5月19日(土)16時45分17時30分)にも取り上げられ、アナログ地図、歴史情報、スマホ、GPSを利用した新しい形態のフィールドワーク型生涯教育環境を示すことができた。本研究プロジェクトでは、(1)データ寄付、(2)時空間情報管理、(3)永続性の実現という3本の柱を中心に研究を進めており、おおむね順調に研究を進行できている。
動的架橋構造を導入したスマートバイオマテリアルの創成と医療応用

本研究では,新規なスマートバイオマテリアルとして標的生体分子を認識して体積変化する刺激応答性ゲル(生体分子応答性ゲル),ナノ粒子,そしてナノ薄膜を調製し,その応答挙動を利用することによってドラッグデリバリーシステム(DDS)や診断システムなどの革新的医療システムの構築を目指した。さらに,動的架橋構造として光二量化基を導入した光応答性シリコーン系ポリマーを合成し,光照射による表面パターニングとそれを用いたマイクロコンタクトプリンティングや細胞培養基材の開発も試みた。本研究では,革新的な医療システムを構築するためのスマートバイオマテリアルとして動的架橋構造を導入したソフトマテリアルを創成し,本年度は以下のような研究成果が得られた。(i)動的架橋構造を導入したソフトマテリアルの創成:動的架橋点として糖鎖-レクチン複合体を導入した糖鎖応答性ゲルを合成した。またケイ皮酸ビニル(CVi)とポリジメチルシロキサン(PDMS)マクロモノマーとを共重合することにより,動的架橋点として光二量化基を有する光応答性ポリマー(PVCi-g-PDMS)を合成した。(ii)生体分子応答性DDSの構築:複数の抗原抗体結合を動的架橋点として有する複数生体分子応答性ゲル膜を調製し,透過セルを用いてモデル薬物の透過実験を行った。その結果,複数の標的生体分子が存在する場合に薬物放出速度が急激に増加することがわかった。また新規な薬物キャリアとしてソープフリー乳化重合法により抗原抗体結合を架橋点として導入した抗原応答性ナノ粒子も合成した。その合成時にモデル薬物を存在させることにより,抗原応答性ナノ粒子内への薬物の内包も行った。(iii)革新的ゲル診断システムの構築:革新的な診断システムを開発するため,生体分子応答性ゲル内に金ナノ粒子の分散を試みた。また,表面プラズモン共鳴(SPR)センサーのチップ上に,原子移動ラジカル重合(ATRP)法により抗体固定化ゲル薄膜を形成させた。SPRセンサーチップに抗体を直接固定化した場合に比較して,ゲル層内に3次元的に抗体を固定化した方がより大きなSPRシグナル変化を示すことが明らかとなった。(iv)光応答性ポリマーによる表面パターニングシステムの構築:(i)で合成したPvci-g-PDMsからなるフィルムを作製し,フォトマスクを通した光照射により表面パターニングを試みた。その結果,フォトマスクの形状に応じてフィルム表面に明確な凹凸が形成された。さらに,光照射時間と表面形状変化との関係を明らかにし,表面パターニングの最適条件を見出した。i)動的架橋構造を導入したソフトマテリアルの創成:生体分子架橋ゲルと生体分子インプリントゲルの合成条件を検討した。pH応答性を示すポリアクリル酸を利用することによりpHによって分子応答性が変化することがわかった。さらに,末端にビオチンを導入した4分岐ポリエチレングリコール(PEG)を合成し,アビジンに応答してゲル化することを明らかにした。ii)生体分子応答性DDSの構築:生体分子応答性ナノ粒子を合成する際の無乳化剤乳化重合の条件を検討した。得られた生体分子応答性ナノ粒子はコアーシェル構造をもつことが明らかとなり,この粒子内へ疎水性薬物を含有させた。iii)新規なゲル診断システムの構築:表面プラズモン共鳴(SPR)センサーチップ上に標的タンパク質認識ゲル薄膜を調製し,標的生体分子に応答したSPRシグナル変化を調べた。その結果,ゲル薄膜の膜厚がSPRシグナルに大きく影響することを明らかにした。さらに,タンパク質のコンフォメーションを記憶させたタンパク質インプリントゲル薄膜を調製した。iv)光応答性ポリマーによる表面パターニングシステムの構築:光二量化基を有するグラフト共重合体からなる光応答性フィルムに,フォトマスクを通した光照射によって表面パターンを形成させた。そのパターン化された表面をマイクロコンタクトプリント用のスタンプとして利用することにより,タンパク質のパターニングできることがわかった。また,研究分担者の協力によってパターン化された表面上で細胞培養を行い,基板表面のパターンに応じた細胞パターンが観察された。本研究では,革新的な医療システムを構築するためのスマートバイオマテリアルとして動的架橋構造を導入したソフトマテリアルの創成を試み,本年度は以下のような研究成果が得られた。i)動的架橋構造を導入したソフトマテリアルの創成:標的タンパク質とその変性タンパク質を鋳型とした分子インプリント法によりタンパク質コンフォメーション変化を認識する生体分子応答性ゲルの合成を試みた。さらに,生体分子複合体をゲル架橋点とした生体分子応答性ゾル-ゲル相転移ポリマーを合成した。ii)生体分子応答性DDSの構築:無乳化剤乳化重合法により,グルコースや抗原に応答して膨潤する生体分子応答性ナノ粒子の合成に成功した。得られたゲルは,動的架橋である生体分子複合体が粒子表面近傍に存在する不均一構造を有することが示された。さらに薬物を含有させて標的生体分子に応答した薬物放出を試みたが,ゲル粒子からの薬物放出は確認することができなかった。iii)新規なゲル診断システムの構築:原子移動ラジカル重合(ATRP)法により,表面プラズモン共鳴(SPR)センサーのチップ上に標的タンパク質認識ゲル薄膜を形成させた。このゲル薄膜はイオン強度などの外部刺激によりネットワーク構造を変化させ,その生体分子結合能が大きく変化した。さらに,ネイティブおよび変性タンパク質に対するタンパク質インプリントゲル薄膜を調製し,そのコンフォメーションの差異に基づくSPRシグナル変化も確認した。

iv)光応答性ポリマーによる表面パターニングシステムの構築:光二量化基を導入したグラフト共重合体フィルムを用いて光照射による表面パターニングを行い,その表面で様々な細胞を培養した結果,いずれの場合も光照射部分に明確な細胞接着が確認された。本研究では,革新的な医療システムを構築するためのスマートバイオマテリアルの創成を目指してきた。平成27年度は以下のような研究成果が得られた。(i)動的架橋構造を導入したソフトマテリアルの創成:複数の抗原抗体結合を有する相互進入網目(IPN)ゲルを合成し,その膜構造と複数抗原応答挙動との関係を検討した。また,末端にビオチンを導入した4分岐ポリエチレングリコールを合成し,アビジン存在下でのゲル化を確認した。これにフリーのビオチンを添加すると再びゾル状態へと変化した。したがって,標的分子に応答してゾルーゲル相転移する刺激応答性ポリマーの設計が可能となった。(ii)生体分子応答性DDSの構築:動的架橋点としてジスルフィド結合を有するモノマーを用いたソープフリー乳化重合法により酸性条件下と還元環境下の二重刺激に応答して膨潤するナノ粒子を合成した。さらに,そのナノ粒子の構造を詳細に検討し,粒子表面近傍にジスルフィド結合が多く存在することを明らかにした。(iii)革新的ゲル診断システムの構築:革新的な診断システムを開発するため,生体分子応答性ゲル内に金ナノ粒子を均一分散させる方法を検討した。その結果,金ナノ粒子の表面に重合性官能基を導入することにより,新規な金ナノ粒子モノマーの調製に成功した。これと各種モノマーを共重合することにより,金ナノ粒子均一分散ゲルを調製することができた。(iv)光応答性ポリマーによる表面パターニングシステムの構築:光二量化基を導入したシロキサン系高分子にフォトマスクを通して光照射すると,明確な表面パターンが形成された。この表面でいくつかの細胞を培養すると,いずれの場合も表面パターンに対応した細胞パターンの形成が確認できた。本研究では,新規なスマートバイオマテリアルとして標的生体分子を認識して体積変化する刺激応答性ゲル(生体分子応答性ゲル),ナノ粒子,そしてナノ薄膜を調製し,その応答挙動を利用することによってドラッグデリバリーシステム(DDS)や診断システムなどの革新的医療システムの構築を目指した。さらに,動的架橋構造として光二量化基を導入した光応答性シリコーン系ポリマーを合成し,光照射による表面パターニングとそれを用いたマイクロコンタクトプリンティングや細胞培養基材の開発も試みた。生体分子に応答してゾル-ゲル相転移するスマートポリマーを合成し,その刺激応答挙動についても明らかにすることができ,生体分子応答性ゲルの合成は順調に進んでいる。
ヒト顎骨と歯牙の局所的ヤング率測定と機能時の応力解析について

支点間距離4mmの3点曲げ試験装置および制御・測定用プログラムを製作し、微小試験片を採取・整形する方法を開発し、下顎骨の局所的ヤング率を測定したところ、以下のことがわかった。下顎下縁と平行な方向のヤング率は部位によって異なり、第一大臼歯の下部で最大、前歯部から小臼歯部の上部で最小であった。各領域では、歯槽部に近い部位は小さく、下顎下縁に近い部位は大きいという傾向があった。前歯部、小臼歯部のヤング率は、下顎下縁と平行方向で最大、下顎下縁と直角方向で最小であった。ヤング率には明らかな異方性があり、下顎下縁方向に強化主軸を持つと仮定した1方向繊維強化複合材料の理論値と近似する性質を示した。大臼歯部のヤング率は、下顎下縁と平行方向および15°方向で最大、下顎下縁と直角方向で最小であった。ヤング率には明らかな異方性があったが、下顎下縁方向に強化主軸を持つと仮定した1方向繊維強化複合材料の理論値と比較すると、下顎枝前縁に相当する30°から60°方向の値が大きかった。下顎枝部のヤング率は、120°と0°方向で2つのピークを示し、45°および60°方向で最小であった。ヤング率には明らかな異方性があったが、下顎下縁方向に強化主軸を持つと仮定した1方向繊維強化複合材料の理論値とは異なる傾向を示し、下顎下縁および下顎枝後縁に沿った方向で大きく、下顎角を二分する方向で小さかった。乾燥骨と浸潤骨を測定領域毎に比較すると、異方性に関しては同様の傾向を示したが、ヤング率の値は乾燥骨が湿潤骨に対して1.121.31倍大きかった。小児下顎骨のヤング率ならびにヤング率と組織構造の関係については、現在測定および観察を続行中である。
生体内分解性胆道ステントによる良性胆管狭窄に対する新しい治療法の開発

今回我々は、良性胆管狭窄の治療を目的とし、生体吸収性ステントについて研究、開発した。方法:雑種ブタを全身麻酔下、正中切開にて開腹し、肝外胆管を同定した。その肝外胆管を絹糸にて強固に結紮し、その結紮を解放後、結紮部分を含むように胆管を長軸方向に切開し、直径5mm、長径5cmのらせん状の生体吸収性ポリマー製ステントを挿入した。このステントはポリ乳酸で作製し、自己拡張能を有している。生体内で3ケ月くらいから脆弱となり、約2年で完全に分解吸収されるように設計した。肝外胆管結紮解放1週後の肝外胆管をコントロールとした。肝外胆管結紮解放後、ステント挿入した肝外胆管を3,6ケ月後に採取し、ステントの機能を評価した。結果:ブタは全例、組織を採取するために犠牲死させるまで生存した。コントロールの結紮部は肉眼的に狭窄が認められた。組織学的には胆管上皮が脱落し、線維性の肥厚が認められた。結紮解放後ステント挿入した群においては、3ケ月後には胆管に狭窄はなく、内腔に胆汁が付着したステントが残存していた。胆管上皮は連続していた。6ケ月後には狭窄はなく、全てのブタにおいてステントは胆管内より逸脱していた。また組織学的に胆管上皮は連続していた。考察:近年、腹腔鏡下胆嚢摘出術、生体肝移植術が普及し、合併症である良性胆管狭窄に遭遇する機会が少なくない。しかし、これら疾患に対する現行の非手術的治療法であるステント治療は十分な治療法とはいえない。メタリックステントは抜去困難であり、胆管上皮の過形成性増殖を招くことから基本的には良性胆管狭窄には不適切とされている。一方、チューブステントは、その径が細いことから閉塞しやすく、頻回な交換が必要である。本研究では胆管に狭窄はなく、胆管上皮が連続していて過形成は来たさなかった。このような生体吸収性の胆道ステントを胆管の良性狭窄時に使用可能と考えられた。近年、生体肝移植、腹腔鏡下胆嚢摘出術の普及に伴い、胆道系の合併症が増加しているが、十分な治療法はない。現在我々は、良性胆道狭窄治療のために生体吸収性胆道ステントを開発しているのでその結果を報告する。(方法)ブタの肝外胆管を強固に結紮し、その結紮を解放後、その結紮部分を含むように胆管を切開し、径5mm、長径5cmのらせん状の生体吸収性ポリマー(ポリ乳酸)にて作製したステントを挿入した。肝外胆管結紮解放1週後の肝外胆管をコントロールとして、肝外胆管結紮解放後、ステント挿入した肝外胆管を経時的に採取し、ステントの機能を評価した。(結果)胆管結紮解放1週後の胆管の結紮部は肉眼的に狭窄が認められ、組織学的に胆管上皮が脱落し、線維性の肥厚が認められた。結紮解放後ステント挿入した群においては、3ヶ月後は胆管に狭窄はなく、ステントが残存しており、胆道系酵素の増加が認められたが、胆管上皮は連続していた。ステント挿入6ヶ月後は、ステントは胆管内より逸脱し、組織学的に胆管上皮は連続していたが、上皮に炎症が認められた。(結語と考察)このような生体吸収性の胆道ステントを胆管の良性狭窄時に使用可能と考えられた。

メタリックステントは抜去困難であり、胆管上皮の過形成性増殖を招くことから基本的には良性胆管狭窄には不適切とされている。一方、チューブステントは、その径が細いことから閉塞しやすく、頻回な交換が必要である。本研究では胆管に狭窄はなく、胆管上皮が連続していて過形成は来たさなかった。このような生体吸収性の胆道ステントを胆管の良性狭窄時に使用可能と考えられた。
無容器浮遊法によるアモルファス酸化物磁性体の創製と磁気光学効果素子への応用

近年の情報化社会の発展に伴って需要が増大している、青色あるいは紫外の半導体レーザー用の光制御素子への応用が可能な磁気光学材料の創製を目指し、マンガンを含むアモルファス酸化物を対象に、磁気光学的性質、光学的性質の調査を行った。溶融急冷法によりマンガンホウ酸塩ガラスを作製した。また、無容器浮遊法によりマンガンアルミノホウ酸塩ガラスを作製した。最大で酸化マンガンを60 mol%含有する、オレンジ色透明なアモルファス酸化物が得られた。光吸収スペクトルの結果から、アモルファス酸化物中でほとんどのマンガンイオンは2価の状態で6配位サイトに存在していると分かった。磁気光学特性の調査のために、可視域でファラデー効果測定を行った。マンガン含有アモルファス酸化物の単位磁場、単位厚さあたりの回転角は、希土類含有アモルファス酸化物と比較すると1桁から2桁小さい値であった。2価のマンガンイオンのもつスピンのモーメントはS=5/2であり、希土類含有アモルファス酸化物と同程度の回転角を示すはずであった。これには、6配位サイトに存在する2価のマンガンイオンが禁制遷移しかもたないことが影響していると考えられる。透明で光損失の小さいアモルファス酸化物が得られる一方で、Van Vleck-Hebbの式で与えられる、ファラデー回転角に寄与する電子の遷移確率も同時に非常に小さくなり、回転角も小さくなると考えられる。磁気光学効果材料の設計においては、磁性だけでなく、光学遷移とその種類についても十分に考慮することが重要であることが明らかになった。29年度が最終年度であるため、記入しない。
神経系のなりたちにおける胎生期脂質栄養の役割

n-3系多価不飽和脂肪酸は、脳で重要な役割を果たしている。本研究では、n-3系多価不飽和脂肪酸を欠乏した状態の母胎から出生した仔の脳発達について、神経活動において重要なグリア細胞の発達に焦点を絞り研究を行った。その結果、大脳皮質において、グリア細胞であるアストロサイトの密度低下や、オリゴデンドロサイトの髄鞘形成遅延が観察された。これらの所見は、脳発達における適切な脂質栄養摂取の重要性を示している。胎生期における母胎からの脂質栄養供給の重要性について検討するために、母胎の妊娠前よりn-3系多価不飽和脂肪酸欠乏食を与えた。妊娠期間も継続して欠乏食を摂取させ、出産直前の母胎にBrdUを腹腔内投与することにより、胎児の新生神経細胞を標識し、その移動パターン及び成熟過程について各種マーカーを用いて検討を行った。その結果、胎生期において誕生した細胞の移動速度が、正常食群と欠乏食群の間では異なることがわかった。これに関連して、生後21日目の大脳皮質構成細胞の分布パターンの観察においても、リーリン陽性細胞やカルレチニン陽性細胞の分布パターンが二群間で異なることがわかった。詳細な検討はこれからであるが、グリア細胞の発生機序にも若干の変化を認めた。これらのことは、脂質栄養が、神経細胞またはグリア細胞の発生発達機序において、重要なシグナルとしての機能を有していることを示唆している。また、DiIを用いた、生後0日目個体の脳梁交連繊維の構造解析においては、2/3層ニューロンから伸びる脳表面のブランチングが、両群では異なる象を観察した。このような所見は、脂質栄養が軸索の伸長さらには神経回路網形成においても重要な因子として働いていることを示唆するものである。妊娠期間も継続して欠乏食を摂取させ、母胎より出生した仔(生後0日目、7日目、14日目)の脳のグリア細胞の発生および発達について、大脳皮質を対象とそして免疫組織学的手法を用いた形態学的観察を行った。グリア細胞の免疫染色には、アストロサイトのマーカーとしてGFAP、オリゴデンドロサイトのマーカーとしてMOSP、髄鞘のメーカーとしてMBPをそれぞれ用いた。その結果、体重変化の観察では、正常食または欠乏食摂取が母胎の成長に影響を与えないことが分かった。また、免疫染色の結果では、アストロサイトは通常食では生後0日目より大脳皮質第VI層において高い密度で分布し、多くの突起を有しているのに対し、欠乏食摂取母胎より出生した仔では、アストロサイトの数が少なく、突起の発達も十分ではなかった。この傾向は生後14日目まで継続して観察された。また、オリゴデンドロサイトにおいては、正常食では生後7日目より成熟したオリゴデンドロサイトが多数観察されたのに対して、欠乏食群では成熟した細胞の数が減少していた。さらにこれに一致して、MBPによる免疫染色では、オリゴデンドロサイトにより形成される髄鞘の形成が、欠乏食群にて遅延していることが観察された。これらの結果は、脳発生・発達期においてn-3系多価不飽和脂肪酸がグリア細胞の発生や成熟に寄与していることを示すものであり、幼若期における適切な脂質栄養摂取の重要性を示唆するものである。
未固結変形の挙動とそのメカニズム-間隙サイズ分布および帯磁率異方性,SEM画像処理法を用いた研究-

未固結変形の特徴として,含まれる固体粒子の表面や本体にまで塑性変形や破壊が及んでおらず,主として,粒子間隙内を歪ませている.そのため,変形と間隙水の排水や吸収とが表裏一体の関係にあって,間隙水を通して行われる物質の移動が,このような変形過程と対応しており,間隙における物質や熱の循環機構に大きな影響を与えている.本研究では,このような未固結変形の実体とそのメカニズムの解明,とりわけ間隙径の変化との関係について検討を行った.その結果を以下に示す.1)検討試料として,軟岩と呼ばれる間隙率30%から20%程度の泥質堆積岩(三浦半島南部に分布する中新世三崎層;第四紀足柄層群)ならびに未固結時に変形した沖縄本島に分布する古第三紀四万十層群嘉陽層について,それぞれ試料を採取し,間隙率や帯磁率異方性(AMS)について測定した.また,大西洋抵緯度に位置するアマゾン海底扇状地のODPLeg155掘削によって得られたwhole-round core試料について,間隙率ならびにX線CTスキャナーを用いて検討した.2)剪断面や小断層面における解析結果(嘉陽層ならびに三崎層の例)では,AMSから求めた固体粒子の配列様式の非剪断部より剪断面にかけての変化からすると,粒子の枠組みが大きく歪み,間隙径分布の変化ではより大きな径が壊され小さくなる傾向が認められた.これは,固体粒子が作る堆積物の枠組みがはじめに歪み,そのため間隙が小さくなった結果と考えられる.3)堆積物中に流動がみられる場合(三崎層やODPleg155core試料)では,間隙径分布をみると,ある間隙径に集中するようになる.すなわち,はじめに流れることで間隙径の大きさが整う傾向がみられた.従って,固体粒子の枠組みの歪み(流動化)は,間隙流体圧の上昇以降に起こったことになる.未固結堆積物の変形と間隙水の挙動の関係には,(a)外部からの流体の流入によって間隙水圧が上昇し,固体粒子の枠組みが壊され変形させられる.(b)固体粒子の枠組みがはじめに歪むことで,含まれる流体が排出もしくは吸収が生じる,といった異なる二つのプロセスが考えられているが,そのどちらかであるかは,変形が生じる時期の堆積物のもつ特性(含水率や透水率など)と関係して変化するらしい.未固結変形の特徴として,含まれる固体粒子の表面や本体にまで塑性変形や破壊が及んでおらず,主として,粒子間隙内を歪ませている.そのため,変形と間隙水の排水や吸収とが表裏一体の関係にあって,間隙水を通して行われる物質の移動が,このような変形過程と対応しており,間隙における物質や熱の循環機構に大きな影響を与えている.本研究では,このような未固結変形の実体とそのメカニズムの解明,とりわけ間隙径の変化との関係について検討を行った.その結果を以下に示す.1)検討試料として,軟岩と呼ばれる間隙率30%から20%程度の泥質堆積岩(三浦半島南部に分布する中新世三崎層;第四紀足柄層群)ならびに未固結時に変形した沖縄本島に分布する古第三紀四万十層群嘉陽層について,それぞれ試料を採取し,間隙率や帯磁率異方性(AMS)について測定した.また,大西洋抵緯度に位置するアマゾン海底扇状地のODPLeg155掘削によって得られたwhole-round core試料について,間隙率ならびにX線CTスキャナーを用いて検討した.2)剪断面や小断層面における解析結果(嘉陽層ならびに三崎層の例)では,AMSから求めた固体粒子の配列様式の非剪断部より剪断面にかけての変化からすると,粒子の枠組みが大きく歪み,間隙径分布の変化ではより大きな径が壊され小さくなる傾向が認められた.これは,固体粒子が作る堆積物の枠組みがはじめに歪み,そのため間隙が小さくなった結果と考えられる.3)堆積物中に流動がみられる場合(三崎層やODPleg155core試料)では,間隙径分布をみると,ある間隙径に集中するようになる.すなわち,はじめに流れることで間隙径の大きさが整う傾向がみられた.従って,固体粒子の枠組みの歪み(流動化)は,間隙流体圧の上昇以降に起こったことになる.未固結堆積物の変形と間隙水の挙動の関係には,(a)外部からの流体の流入によって間隙水圧が上昇し,固体粒子の枠組みが壊され変形させられる.(b)固体粒子の枠組みがはじめに歪むことで,含まれる流体が排出もしくは吸収が生じる,といった異なる二つのプロセスが考えられているが,そのどちらかであるかは,変形が生じる時期の堆積物のもつ特性(含水率や透水率など)と関係して変化するらしい.付加体堆積物をはじめとして、含水率の高い状態で堆積物が変形する未固結変形は、三浦半島に分布する中新-鮮新統三崎層中に発達する未固結断層と間隙水の排水様式について検討を行った。試料として断層の切断関係よりもっとも初生の厚さ3mmのlayer-parallel faultを用い、断層の上下20cmについて、X線CTスキャナによる高精度密度分布(1mm×0.36mm^2毎)の垂直変化、水銀圧入式ポロシメターを使って3cm毎の間隙率ならびに間隙径の分布を垂直変化を測定した。また、同時に薄片観察を行い断層の内部構造ならびに非変形層との境界などを調べた。

X線CTスキャナによる堆積物密度と粒子密度を仮定したときの間隙率から求めた堆積物密度とは、有効数字3桁の範囲で必ずしも一致を示さないが、似たような垂直変化を示す。例えば、断層下盤では、断層面の約7cm下の層準より、密度、間隙率ならびに間隙径分布に変化が表れ、間隙率では、断層に近づくに従い、指数関数的に小さくなる。この垂直変化は、径の最も大きな間隙が潰れるために生じており、より小さな間隙径にはなんら変化が認められないことが分かった。しかし、断層内部では、カタクラシスが起こり、固体粒子は細粒化され、このような指数関数の延長から予想される値よりもさらに小さな間隙率となり、より小さな径の間隙までが再構築(reorganization)を受けている。このような、間隙径の分布から未固結断層は、周囲の堆積物から間隙水を吸収するポンプの役割を果していると考えられる。来年度の計画として、固体粒子の変位量(歪み)について断層内部、断層周辺域と分け、測定したいと考えている。未固結堆積物の変形の特徴として,含まれる固体粒子の表面や本体にまで及ばず,粒子間間隙を歪ませている.そのため,変形と間隙水の排水とは表裏一体であり,粒子間の枠組みの変化や間隙径分布の変化という形で現れる.本研究における作業仮説は,未固結堆積物の変形の際,間隙水からの脱水によって有効応力が減少し,それによって堆積物強度の減少によって堆積物部変形するのか,それともフレームワークである固体粒子が歪むことで含まれる間隙が押し潰され、結果として排水が生じるという二つの仮説のどちらが未固結変形を説明するのかを明らかにしたいと考え始められた.本研究では,フレームワークである粒子の歪みについては帯磁率異方性測定装置Kappa Bridgeを使用することで,また,間隙径の変化については水銀圧入式ポロシメータによって検討がなされた.また,補助的に堆積物のかさ密度の変化を高精度で知るためにX線CTスキャナーが用いられた.検討した試料については,三浦層群三崎層(工学的には軟岩に含まれる)と沖縄本島四万十帯名護層,さらに,現世の湾底堆積物として長崎県大村湾底より得られた10mピストンコア試料が当てられた.三崎層については,offscrapeした堆積物で,その変形はプレートの沈み込みに伴う側方圧縮,名護層は上載荷重に伴う圧密と異常間隙水圧帯下での圧縮剪断,大村湾の試料は最も単純な非変形圧密の影響を読みとることができる.この内の幾つかは現在も継続して検討が進んでいるが,埋没深度が1km以下と比較的浅い層準下,強い未固結変形を起こしている三崎層の例をみると,未固結変形に伴い生じた変形脱水プロセスは,やはり,固体粒子間の変形が主たる原因で,含まれる間隙径の減少は変形に伴い生じた産物と考える方が良いように思える.
A群レンサ球菌の感染細胞内でのファージを介したゲノムアダプテーション

ヒトの主要な病原性細菌であるA群レンサ球菌(Group A Streptococcus ; GAS)は、ヒトにおいて多彩な病態を示し、まったく症状を示さない不顕性感染や化膿性炎症から、致死率の極めて高い劇症型A群レンサ球菌感染症の起因菌となる。このような多彩な疾患を引き起こし、抗生物質による治療が奏功するにも関わらず例年のように流行を引き起こすことから、医学的にも重要な病原性細菌として、その疾患発症機構の解明に向けて多くの研究が推進されている。本研究では、i)細胞内でのファージの誘導と獲得を実験的に実証し、ii)ファージ獲得によるゲノム構造・CRISPR領域・遺伝子発現、そしてオートファジーへの抵抗性(細胞による認識の有無)への影響を解析することで、それぞれの影響の関連性を明らかとする.さらに、iii)細胞内でのゲノム変動に影響を与える細胞内環境(オートファジーの影響等)について解析を行うことで、細菌の感染現場でのゲノムアダプテーションと進化戦略を明らかにすることを目的とした.その結果,本菌は,CRISPR/Casを用いて外来性遺伝子を排除するのではなく,特定の菌にのみ感染するファージを見分けることで,新たな環境に適応する進化を遂げることができることが明らかとなった.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ヒトの病原性細菌であるA群レンサ球菌が感染細胞内でファージの誘導および獲得を行っていることを実証するとともに、ファージ獲得を介したゲノムアダプテーションメカニズムと病原性進化機構を明らかにすることを目的とする.これまでのドラフトゲノム解析からA群レンサ球菌ゲノムの約1/5が細菌のウイルスであるバクテリオファージ(ファージ)由来であること、また各菌株の特異的な遺伝子群の多くがファージ由来であり、そのほぼすべてのファージに病原性に関与する遺伝子群が多数存在することが明らかとなった.しかし、大腸菌のλファージなどの研究と比較すると、レンサ球菌属でのファージについては、その誘導機構、感染メカニズムについてはほとんど明らかとされていない.一般にファージが細菌に感染すると溶原化および溶菌化することが知られているが、A群レンサ球菌ファージについては溶菌化のメカニズムについても知られていない.そこで、各菌株を様々な薬剤や紫外線刺激によりファージの誘導による溶菌化が起きるのかどうかについて検索を行ったが、菌のみの状況では溶菌化だけでなく、溶原化も観察することができなかった.そこで、ファージ領域の複数の遺伝子について蛍光タンパクとの融合体を染色体上に導入する菌株を作成し、溶原化した菌株を可視化できるようなシステムを構築した.この菌株においても菌だけでは溶菌化・溶原化は観察されなかったが、宿主細胞に共感染させることで、一部の菌株で溶原化が起きる事が確認された.この結果は、菌のみではなく、宿主の存在下で初めて他株間でのファージの溶原化が起きる事を示しており、菌のアダプテーションに宿主が必要であることが示された.ヒトの主要な病原性細菌であるA群レンサ球菌(Group A Streptococcus ; GAS)は、ヒトにおいて多彩な病態を示し、まったく症状を示さない不顕性感染や化膿性炎症から、致死率の極めて高い劇症型A群レンサ球菌感染症の起因菌となる。研究開始当初は、溶原化・溶菌化の指摘条件が定まらず、研究の遅延の恐れがあったが、菌の染色体上での遺伝子操作によりファージ領域内に蛍光融合タンパクを導入することに成功したため、溶原化のスクリーニングが進めることができた.残ねながら、宿主細胞内でのファージ伝播の部位については、特定できていない.これは、ファージ粒子内での蛍光タンパクが、ファージの構成タンパク質をターゲットとしたものではないため、そのトレースが非常に難しいことが理由として考えられる.

しかし、少なくとも今まで試験管内では観察されなかった溶原化の現象が宿主細胞内でのみ起きることは観察されたため、現在は、ファージ粒子そのものを可視化できるような変異体の作成をさらに行っている.また、宿主細胞については、昨年度に当初予定をしていなかったCas9を用いた遺伝子破壊株の作成が予想以上に進展したため、宿主側の各種遺伝子の変異体を利用できるようになったことから、宿主細胞内での菌の動態については、予想以上の解析が進んでいる.CRISPR領域の変動については、現在までのところ、その変動については観察されていない.これは、溶原化が観察されているため、ファージの排除が起きていないことに由来すると考えているため、今後さらに菌株の種類(特に、血清型が同じ菌株では、基本的にはファージは排除されず、血清型が異なる菌では排除されることが予測されている)を変えることによりCRISPRによって排除される外来性遺伝子のパターンを解析することが可能になると考えている.オートファジー誘導の必須遺伝子であるAtg5欠損細胞および通常の細胞でファージを獲得したレシピエント株(計画書では2株)と親株の3株での遺伝子発現をRNA-seq解析により、全遺伝子の発現変動解析を行い、株間での比較を行なう。ファージ感染の前後で発現が変化した遺伝子は、プロファージによる発現制御されている可能性がある。必要に応じ、プロファージ遺伝子の欠損株(KO株)を作製し、遺伝子発現を調べることで、制御されていることを確認する。ファージ獲得前後の株をそれぞれ、ヒト上皮細胞に感染させ、共焦点レーザー顕微鏡観察により細胞内動態を解析し、これらの株が宿主による認識の有無、オートファジーによりどの程度ターゲットされているかを明らかにする。また、細胞内での経時的な生細菌数の推移を、株間、オートファジー正常/不全細胞間で比較することで、オートファジーへの抵抗性を評価する。このように、獲得したファージによる遺伝子発現の制御によって、本菌の病原性がどのように変化し、宿主免疫応答に対して抵抗性を発揮するのか、そして宿主細胞内環境にいかに適応するのかを検討する.期間内に可能であれば、オートファジー存在下でファージの獲得によりオートファジーへの抵抗性を獲得した株をマウスに感染させ、マウスの致死率(LD50)や各種臓器/組織における菌数を測定し、これに感染症状のスコアリング結果を加えることで、in vivoでの病原性の評価を行う。これらの結果から、ファージ獲得を介したゲノムアダプテーションメカニズムと病原性進化機構を明らかにすることができると考えている.
分散関係に従わないイオン波に関する研究

短パルスマイクロ波を用いて共鳴領域において大振幅イオン波の励起実験を行っている。用いているマイクロ波は、周波数f=2.86GHz、パルス幅80ns、最大出力10kWである。この周波数の共鳴プラズマ密度は、n=1.0×10^<11>cm^<-3>である。実験には放電によってアルゴンプラズマを生成し、その最大密度はn=2.0×10^<11>cm^<-3>で、密度勾配の特性長Lは、150-200cmである。またプラズマ温度T_eは、3-5eVである。マイクロ波パルス入射後、1μs後程度からイオン波が励起されはじめ、そのイオン波は低密度側(ホーンアンテナ側)に、実験パラメータから算出されるイオン音波の速度C_sの一桁以上の伝搬速度で伝播しはじめ、短波長化しつつ減速し、2.5μs後に最大振幅40%以上に達する。その後も減速しながら、23C_sの速度に漸近し、波の振幅は減衰する。このような波の分散関係は、線形理論で予測されるω=C_skを満たさず、これまでの理論では説明がつかない。また、マイクロ波入射後、1μs後から波が励起されることから、共鳴領域で発生した高速電子の関与も少ないと考えられる。この波の位相速度が、イオン波の伝搬速度程度に漸近することから、共鳴領域で発生した静電ポテンシャルで加速を受けたイオンによるものであると考えた。このような波の励起を説明するために、高速のイオンバンチがプラズマ中を伝播するモデルを考えた。この結果を用いて実験で得られた波の概形と比較したところ、非常によい一致を見た。このとき、イオンバンチの速度は、10C_sを用いた。また、このイオンの速度が時間とともに減少するとき、計算から得られる波の波長も実験と同様に短波長化する。このことより、実験においても高速イオンが存在していることが予測される。現在、高速イオンの存在を確認するため、ファラデーカップによる計測を行っている短パルスマイクロ波を用いて共鳴領域において大振幅イオン波の励起実験を行っている。現在、高速イオンの存在を確認するため、ファラデーカップによる計測を行っている