hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シリコン中のエルビウム元素による発光過程に関する基礎的研究

1.Er発光強度増加への検討・(1)照射レ-ザエネルギ-密度依存性:Er発光の面内分布を測定するため、フォトルミネセンス(PL)励起レ-ザの照射面積を0.1mm(直径)とした測定を試みたが、発光強度不足のため現時点では成功していない。そこで色素レ-ザのエネルギ密度を02.1J/cm^2の領域で変化させ最適照射エネルギを検討した。(色素レ-ザ波長:584nm、パルス幅:0.5μs)Er発光強度は照射エネルギに対して3つの領域に区分できることが判明した。00.9J/cm^2:表面に残存するEr_2O_3が主な発光源となる。(Erはド-プされていない)0.91.6J/cm^2:試料表面にはEr_2O_3は残存せず、Er原子は試料内部へド-プされる。1.6J/cm^2でEr発光は最大強度になった。1.6J/cm^2:照射レ-ザによるEr原子のスパッタとド-ピングが競合し、照射エネルギを増加してもEr発光は減少する。(1J/cm^2照射でErの侵入深さは約60nmであった。)(2)励起機構:試料厚さ0.6mmの表面にErド-プした試料を裏面よりPL励起し、Er発光を観測した。Er原子を直接励起することなく発光が観測されることから、PL励起により形成された励起子の再結合発光により間接励起されていると推論した。(3)試料のエッチング液の検討:HNO_3ーHF系のエッチングでは表面荒れ、または酸化膜の形成によりErド-プ効率が減少し、Er発光強度が小さい。RCA洗浄では平坦な清浄面が得られ、Er発光強度がHF系エッチに比べ1桁以上増加した。2.照射レ-ザ波長のErド-ピングへの影響:KrF(248nm,0.2J/cm^2)エキシマ・レ-ザ、YAG(1.06μm、1.4J/cm^2)パルス・レ-ザの照射効果を検討した。エキシマ・レ-ザ照射で可視光より効率的なErド-プが確認されたが、同時に形成された転移による発光が現われる。次年度以降でエネルギ密度を変化させ実験を続行する予定である。YAGレ-ザ照射では、レ-ザエネルギの制約から照射面積を限定する必要があり、現時点でEr発光を確認していない。
大面積モザイク回折格子を用いた3軸サーフェスエンコーダに関する研究

超精密位置決めは,半導体産業や精密加工及び精密測定などの分野で必須となっており,高付加価値技術を支える重要な基盤技術である.半導体製造装置や微細形状測定機に用いられる位置決めステージにはXY方向の長い位置決めに加え,露光レンズ焦点面とウェハの間,もしくは測定プローブと測定対象物の間の距離を制御するため,Z方向に比較的短い位置決めが要求される場合がある.近年は,位置決め対象物の微細化が進み,位置決めステージにはXYZ各軸方向にSub-nmレベルの高精度な位置決めが要求されている.このような位置決めを実現するためには,Sub-nmオーダーの分解能を持つ変位センサによるフィードバック制御が有効であるが,そのためにはXYZ3軸の変位を同時検出する計測システムが必要となる.本研究では,XYZ3軸超精密平面ステージのXYZ3軸変位を300mm(X)×300mm(Y)×1mm(Z)の大きい範囲に渡ってSub-nmオーダーの分解能で一括計測することを目的として,大面積格子として複数の格子をつなぎ合わせたモザイク格子を適用した3軸サーフェスエンコーダのコンセプトを提案し,研究・開発を行うことである.本年度は,XYZ3軸超精密平面ステージのXYZ3軸変位を計測するためのXYZ3軸サーフェスエンコーダの開発と基礎実験を中心に研究を遂行した.マルチプローブを用いた3軸サーフェスエンコーダの光学系の設計と製作ステージの3軸変位を3軸ともSub-nmオーダーの分解能で一括計測,コンペックトな形,高精度製作およびアライメントを念頭に置き,センサ設計の最適化および装置の製作を行った.光源には青色レーザダイオードを使用し,光学部品は685nm波長対応のもので構成した.また,スケール格子は格子ピッチ1「m,面積が60mm x 60mmのものを新たに製作した.実験結果により,開発のXYZ3軸サーフェスエンコーダはステージの3軸位置をSub-nmの分解能で計測可能なことを確認した.また,実際にリニアステージに位置計測実験を行い,格子間ギャップの影響を受けずにステージのXYZ3軸変位をサブnmの分解能で計測できることを確認した.さらに,格子間の姿勢誤差によりステージ位置計測感度が格子間で異なることを明らかにし,感度補正行列による補正手法を提案し,実験によりその有効性を実証した.超精密位置決めは,半導体産業や精密加工及び精密測定などの分野で必須となっており,高付加価値技術を支える重要な基盤技術である.半導体製造装置や微細形状測定機に用いられる位置決めステージにはXY方向の長い位置決めに加え,露光レンズ焦点面とウェハの間,もしくは測定プローブと測定対象物の間の距離を制御するため,Z方向に比較的短い位置決めが要求される場合がある.近年は,位置決め対象物の微細化が進み,位置決めステージにはXYZ各軸方向にSub-nmレベルの高精度な位置決めが要求されている.このような位置決めを実現するためには,Sub-nmオーダーの分解能を持つ変位センサによるフィードバック制御が有効であるが,そのためにはXYZ3軸の変位を同時検出する計測システムが必要となる.本研究では,XYZ3軸超精密平面ステージのXYZ3軸変位を300mm(X)×300mm(Y)×1mm(Z)の大きい範囲に渡ってSub-nmオーダーの分解能で一括計測することを目的として,大面積格子として複数の格子をつなぎ合わせたモザイク格子を適用した3軸サーフェスエンコーダのコンセプトを提案し,研究・開発を行うことである.本年度は,XYZ3軸超精密平面ステージのXYZ3軸変位を計測するためのXYZ3軸サーフェスエンコーダの開発と基礎実験を中心に研究を遂行した.マルチプローブを用いた3軸サーフェスエンコーダの光学系の設計と製作ステージの3軸変位を3軸ともSub-nmオーダーの分解能で一括計測,コンペックトな形,高精度製作およびアライメントを念頭に置き,センサ設計の最適化および装置の製作を行った.光源には青色レーザダイオードを使用し,光学部品は685nm波長対応のもので構成した.また,スケール格子は格子ピッチ1「m,面積が60mm x 60mmのものを新たに製作した.実験結果により,開発のXYZ3軸サーフェスエンコーダはステージの3軸位置をSub-nmの分解能で計測可能なことを確認した.また,実際にリニアステージに位置計測実験を行い,格子間ギャップの影響を受けずにステージのXYZ3軸変位をサブnmの分解能で計測できることを確認した.さらに,格子間の姿勢誤差によりステージ位置計測感度が格子間で異なることを明らかにし,感度補正行列による補正手法を提案し,実験によりその有効性を実証した.
後期義務教育以降の発達障害のある聴覚障害児・者の実態と支援体制に関する研究

これまで幼児期及び小学生期にある発達障害を併せ有する聴覚障害児について実態把握及び支援方法について検討を行ってきた。そこで本研究では、中学生以上を対象として発達障害を併せ有する聴覚障害児・者及び保護者への面接調査と介入支援、福祉・医療機関へ聞き取り調査を通して、彼らを取り巻く現状と課題について明らかにすること、学習、生活を支えるための教育的・社会的支援体制について検討することを目的とする。研究1年目である本年度は、小学生期に継続的支援を行っていた39組の本人及び保護者に対し連絡を取り、21組より返答を得、そのうち8組に面接調査を行った。中学生段階では、年齢を重ねることで癇癪が減ったなどポジティブな様子がある一方、環境や学習内容が変わったことにより生活になかなか慣れなかった、学級担任制でなくなったことにより相談相手が減ってしまったなどの意見があった。高校・専攻科段階では、スマートフォンの扱い方、友人関係での課題、周囲の対応や求められるものが「大人対応」になってきたことへの戸惑い、就職に向けての不安が挙げられた。大学生段階では、生活自体は想定以上には安定して送れているものの日本語力の難しさがあること、情報保障環境は学校間で大きく差があること、就職に向けての不安が報告された。就職段階では、障害者雇用枠で就労し、それなりの理解は得られているものの、雑談に加われない、気疲れしてしまい余暇活動に積極的になれない、交友関係が狭いなどの意見が得られた。ライフステージ毎に課題や求められるものには違いが見られたが、今回の対象者全員が聴覚特別支援学校に在籍していた(している)ことも影響してか、就労に対しては比較的早い段階から課題意識をもっていることが示唆された。面接対象者に対してコンタクトを取ることはできたが、予定調整に手間取ってしまい直接会って面接することができた人数がやや少なくなってしまった。この点については次年度以降、できる限り早期に実施する。一方で、コンタクトを取ることができた対象者からは面接だけではなく、今後の介入研究の参加に対しても積極的な回答を得られており、こちらについても研究期間中により多くの回数を重ねるため、早期からの実施を計画している。なお、介入研究への研究協力者として、手話のできるスタッフの確保も進んでいる。今後はすでに面接への参加可能との回答を得られている未実施の対象者に対して、日程調整を行い、面接を行う。また、面接で得られたライフステージ毎の課題を整理したうえで、介入研究を行う。これについては年間5回程度の実施を計画している。介入研究を実施する中で彼らの実態や保護者の願いなどをより詳細に把握し、さらに介入に活かしていくことで教育的効果を期待したい。また、医療・福祉機関への聞き取り調査を実施する予定である。これを通して就労支援や成人以降の福祉制度等に関わる専門家も研究協力者として介入研究に招きたいと考えている。教育の立場からだけではなく、医療・福祉からの視点と相互に意見交換していくことで聴覚障害および発達障害があっても、それぞれの持つ能力を最大限発揮し、必要なサポートを自ら選択しながら自立的に社会生活が送れるための切れ目ない教育的・社会的支援について提案することを目指す。

これについては年間5回程度の実施を計画している。介入研究を実施する中で彼らの実態や保護者の願いなどをより詳細に把握し、さらに介入に活かしていくことで教育的効果を期待したい。また、医療・福祉機関への聞き取り調査を実施する予定である。これを通して就労支援や成人以降の福祉制度等に関わる専門家も研究協力者として介入研究に招きたいと考えている。教育の立場からだけではなく、医療・福祉からの視点と相互に意見交換していくことで聴覚障害および発達障害があっても、それぞれの持つ能力を最大限発揮し、必要なサポートを自ら選択しながら自立的に社会生活が送れるための切れ目ない教育的・社会的支援について提案することを目指す。次年度利用額は5064円であり、端数分である。
現代中国家族の変動と適応戦略-日本との比較研究へ向けて-

平成9・10年度に中国チームとの共同研究として実施した科研費による研究(「現代中国家族の総合的研究」(NO.0904433))を受けて、その際に収集した資料をさらに活用するとともに、同一調査地域、可能なものは同一対象家族をフォローアップする形で、変動の激しい中国社会における家族の実態を捉えた。調査地は、都市部が上海および成都、農村部が江蘇省太倉、四川省宜賓である。研究結果として、前回以来の、都市対農村、沿海部対内陸部という比較軸の組み合わせによる比較分析の有効性も確認された。なかでも、都市部の経済発展の中での住宅改善と資産形成、内陸農村部での出稼ぎによる生活変化などが特徴的であった。今回の最終報告書は、統計的分析では捉えきれない、個々の家族の戦略的適応の様子を、ケースデータにもとづいて記述するとともに、前回調査と今回の調査で収集した多くのケースインタビュー資料を利用可能な形に集積することを眼目としてとりまとめられた。さらにもう一つの成果として、前回の科研費研究での分析をさらに発展させて、『現代中国家族の変容と適応戦略』(石原邦雄編、ナカニシヤ出版、2004)として刊行した。今回までの実績を受けて、次の段階として、日本で実施された「全国家族調査」と互換的な調査票を用いた大規模調査を中国で実施することにより、一層明確な両国の家族比較研究を実施する展望を開くことが出来ることになったのも成果と言って良いであろう。1)前回の科研費による共同研究、「現代中国家族の総合的研究」(平成9・10年度)で実施した大規模調査(2都市、各800例、3農村、各300例)のデータおよびその一部についての詳細面接資料に基づく分析を進め、8月には中国側共同研究者を迎えたのを含めて研究会を積み重ね、その成果を刊行すべく別途出版助成の科学研究費の申請をするところまで到達した。2)本年度は主に農村家族に焦点を絞り、前回の対象地のうち、揚子江の河口にある太倉と最上流にある宜賓の2地域で、前回の対象者家族約50ケースについて、7月には中国側チームが、また3月には日中共同調査チームで、フォローアップ調査を実施した。その内容の分析は次年度に繰り越すことになるが、沿海部では、急速な産業発展が、郷鎮企業による村単位の発展形態から、私営企業化の段階に進んでおり、農民(農村戸籍保持者)は生活水準上昇の中で、雇用や社会保障についての不安定性を強く意識しはじめている。他方、発展の遅い内陸部では、地域産業の進展は見られず、出稼ぎの急増という形で「適応」がはかられている。両地域とも家族生活の伝統を維持する努力と生活上の必要との絡み合いの中で、いくつかの側面で戦略的な対応パターンが抽出できるという見通しが得られた。3)前回調査が、厳密なサンプリング調査として行われ、対象が分散している中で、今回少数ながら同一対象家族に詳細なインタビュー調査を実施できたことは、中国での調査条件、行政事情のもとでは、それ自体貴重な成果であったといえる。これは、前回調査以来緊密な協力関係を築いてきた、中国社会科学院を中心とする研究者たちとの共同研究のたまものであり、国際研究協力の成果であるといってよい。研究第2年度として、以下の研究活動を行い、着実な前進が得られた。1)中国側研究者との議論を踏まえて、家族の国際比較研究には、日本と中国の間に位置する韓国をも視野に入れる必要が高いと判断し、12月に、中国側共同研究者の他、韓国の代表的家族研究者3名を招請して、日本側でも、若手の研究者にも参加を呼びかけて2日間にわたるワークショップを開催した。

日本側からは、石原が会長をしている日本家族社会学会のプロジェクトとして実施中の「全国家族調査(NFRJ)」の研究デザインと、調査結果の概要が報告され、韓国は女性開発センターで実施直後の「全国家族調査」の概要が、また中国からは、これまで取り組まれた「中国版GSS調査」をはじめとする大規模調査の経験と問題点について報告がなされ、全国規模のサンプル調査に基づく国際比較研究の可能性と問題点について集中的な議論を深め、今後の協力体制の基礎固めをすることができた。2)昨年度実施した農村部での事例インタビュー調査に引き続いて、3月に3名が訪中し、中国側研究者の協力を得て、都市部としての成都と上海で13ケースの詳細なインタビューを実施した。この中には、98年にインタビューしたケースも含まれ、5年あまりの間に起こった職業上、社会環境上の大きな変化と、家族のライフサイクル変化の中で、個々の家族がどのように対応しているかを中心に貴重な資料を収集することができた。3)なお、年度の前半では、98年を中心に実施した大規模調査データの分析をもとに、研究成果の編集とりまとめ作業を行い、石原邦雄編『中国家族の変容と適応戦略』として刊行させることができた。研究3年度(最終年度)として以下の研究活動を進め、成果のとりまとめに取り組んだ。1)この研究期間に中国のフィールド5カ所で実施した家族のインタビュー調査の資料を、98年段階で中国チームが行った大量のインタビューの翻訳・分析と合わせてとりまとめるとともに、事例分析手法による現代中国家族のミクロレベルの研究成果として報告書にまとめた。2)7月に北京で開催された世界社会学会議(IIS)第30回世界大会において、石原と松田がコーディネーターとなり、「東アジアの家族変動-比較研究を目指して-」というセッションを起こし、司会と基調報告をするとともに、研究協力者である沈・楊が共同論文を、また第2年度のワークショップで加わった韓国ソウル大学のEun、そして日本チームの田渕がそれぞれ中国、韓国、日本の家族について全国規模の調査データにもとづく論考を提出して研究の成果と今後の国際比較研究の展望について討論する機会を持った。
ダントロレンによるリアノジン受容体を分子標的とした心不全・不整脈治療の臨床応用

マウス横行大動脈狭窄(TAC)モデルにて、代償期圧負荷心における細胞内Ca 2+ハンドリング異常を明らかにし、このモデルに対するダントロレンの効果について検討した。心エコーでは、TAC2週間で、左室肥大を認めたが、左室収縮能は正常であった。この代償期圧負荷肥大心の心筋細胞では、リアノジン受容体(RyR2)からCa 2+漏出が認められており、左室弛緩障害が認められた。しかしながら、ダントロレンの慢性投与により、RyR2からのCa 2+漏出は抑制され、左室肥大の抑制と弛緩障害の改善が認められた。これらの結果から、ダントロレンの慢性投与は、代償期圧負荷肥大心の新たな治療戦略になることが示唆された。背景:筋小胞体膜上に存在するCa2+放出チャネルであるリアノジン受容体(RyR)からの拡張期Ca2+漏出は、収縮・拡張不全や致死的不整脈の機序として重要である。我々は、これまで、収縮不全において悪性高熱症の治療薬であるダントロレンが、RyRからの拡張期Ca2+漏出を抑制し、収縮不全を改善させることを報告してきた。しかしながら、拡張不全に対するダントロレンの効果に関しては、いまだ、明らかではない。そこで、本研究では、1.高血圧による収縮期後期圧負荷が、RyRから拡張期Ca2+漏出を誘発し、心筋細胞の弛緩能障害をもたらすかどうか2.ダントロレンが、この圧負荷によるCa2+漏出を抑制し、心筋細胞の弛緩能を改善させるかどうかを検討した。方法:培養ディッシュ中の心筋細胞をペーシングし、自由に圧負荷様式(収縮期圧のピークや収縮期圧のピークのタイミング)を変えられる圧負荷システムを独自に開発した。WTマウスより心筋細胞を単離培養し、上記システムを用いて、培養心筋細胞に収縮期,拡張期に圧負荷を行い、Ca2+transient/spark, Cell shorteningを計測し、圧負荷に対する細胞機能への影響を評価した。結果:収縮後期の圧負荷でのみで拡張期Ca2+sparkの増加やCa2+transient波形の下降速度の低下、Cell shorteningで弛緩能の障害が圧依存性に出現した。拡張期の圧負荷では変化を認めなかった。また、ダントロレン投与下で収縮期に圧負荷を行うとCa2+transient/spark, Cell shorteningはともに有意に改善した。結論:収縮期の圧負荷は拡張期Ca漏出を誘発し左室弛緩障害の原因となる。ダントロレンは圧負荷依存性の拡張期Ca漏出を抑制することにより弛緩障害を改善させるため、新たな拡張不全の治療薬としての可能性が示唆された。心不全・致死的不整脈に対するダントロレンの臨床試験に関しては、平成27年度から開始予定であったが、多施設ランダム化介入試験であるため、プロトコールの作成、保険加入、IRB承認に時間がかかり、平成28年度から、開始予定である。申請者らは、高血圧により、左室後負荷が増大したとき、左室弛緩障害が生じることや左室収縮期負荷様式の違いにより、左室肥大の様式も異なることを報告してきた(Am J Physiol.1994;267:H148-54. Circulation. 1996;94:3362-8.)。これらの知見から、高血圧による収縮期の左室圧負荷が、リアノジン受容体から、拡張期Ca2+リークを引き起こし、弛緩障害を招く。さらに、この拡張期Ca2+過負荷が、心筋細胞肥大を助長し、拡張不全による心不全を増悪させるという仮説を立てた。この仮説を証明するために、申請者らは、マウス横行大動脈縮窄(TAC)モデルを作成し、TAC2週、4週、8週後に心エコーおよび単離心筋細胞で,cell size、cell shortening(CS)、Ca2+ sparkを測定した。TAC4週後、8週後には、心エコー(Fractional shortening)、CS(%CS)による心筋・心筋細胞収縮能はSham群に比較して有意に低下した。一方、TAC2週後には、Fractional shorteningや%CSの低下は認めなかったが、心筋細胞拡張能の指標であるtime to 70% declineはShamに比較して有意に延長しており、弛緩能が収縮能に先行して障害されていることが示唆された。また、TAC2週後には、cell sizeが有意に増大しており、心筋細胞肥大が生じていた。TAC2週後には、TAC群では、すでに、拡張期Ca2+ sparkが出現しており、圧負荷により、肥大代償期からカルシウムハンドリング異常が出現することが示唆された。興味深いことに、マウスTACモデルに、ダントロレン(20mg/kg, i.p.)投与を行うと、TAC2週後の拡張期Ca2+ sparkは、改善し、心筋細胞肥大、弛緩障害は明らかに改善した。心不全・致死的不整脈に対する臨床試験に関しては、多施設ランダム化2重盲検試験(ダントロレン群150例、偽薬分150例)にバージョンアップした。プロトコール作成、保険加入、IRB承認、実薬、偽薬の発注、製造に時間がかかり、平成29年9月から開始予定である。後天性の心不全やカテコラミン誘発性多形性心室頻拍症(CPVT)の心筋型リアノジン受容(RyR2)の点突然変異病においては、心筋細胞内のCa2+貯蔵庫である筋小胞体(SR)膜上のRyR2からの拡張期Ca2+漏出が認められる。

この拡張期Ca2+漏出は、心筋細胞の収縮・拡張不全および致死的不整脈の大きな原因である。一方、我々は、骨格筋型リアノジン受容体(RyR1)の点突然変異病である悪性高熱症は、ダントロレンのRyR1への結合により、RyR1からのCa2+漏出が抑制されることを解明した。ダントロレンの心筋型リアノジン受容体(RyR2)における結合部位はRyR1と全く同じアミノ酸配列であるため、ダントロレンは心疾患に対しても有効であることが予測される。そこで、「慢性心不全におけるダントロレンの予後および心室性不整脈に与える効果と安全性を評価する多施設ランダム化二重盲検(SHO-IN Trial:UMIN 28766)」が、2017年11月山口大学IRBにて承認されたため、臨床試験を開始した。本計画は医師主導型の中国地方、四国地方を含む20施設からなる、ダントロレン、プラセボを用いた2重盲検試験である。対象は左室駆出率40%未満の慢性心不全患者で(1年以内に心不全により入院歴がなければ、BNP150pg/ML以上、1年以内に入院歴があればBNP100pg/ML以上)、主要評価項目は、心血管死、心不全増悪による入院、致死的不整脈による複合エンドポイントである。評価期間は2年である。また、マウス大動脈縮窄モデルおよびin vitro圧負荷培養ディシュチャンバーを用いて、圧負荷によるCa2+漏出の機序解明を行った。さらに、ダントロレンが、このCa2+漏出を抑制することによって圧負荷肥大心の左室拡張障害を改善することを実験的に証明した。マウス横行大動脈狭窄(TAC)モデルにて、代償期圧負荷心における細胞内Ca 2+ハンドリング異常を明らかにし、このモデルに対するダントロレンの効果について検討した。心エコーでは、TAC2週間で、左室肥大を認めたが、左室収縮能は正常であった。この代償期圧負荷肥大心の心筋細胞では、リアノジン受容体(RyR2)からCa 2+漏出が認められており、左室弛緩障害が認められた。しかしながら、ダントロレンの慢性投与により、RyR2からのCa 2+漏出は抑制され、左室肥大の抑制と弛緩障害の改善が認められた。これらの結果から、ダントロレンの慢性投与は、代償期圧負荷肥大心の新たな治療戦略になることが示唆された。実験に関しては、順調に進行している。ダントロレンの多施設臨床試験に関しては、平成28年度よりまず、大学病院から、開始する予定である。基礎研究に関しては、Ca2+放出チャネルであるリアノジン受容体を分子標的として不全心筋細胞内Ca2+ハンドリング調節異常を是正し、拡張不全に対する新しい治療法の確立を目指すものである。今後、TACモデルを用い、ダントロレン投与群で生存率が改善するかどうかを検討する。多施設ランダム化2重盲検試験(ダントロレン群150例、偽薬分150例)に関しては、期間内に臨床試験が終了できるよう、多施設と密に連携をとって試験を遂行する。循環器科ダントロレンの多施設臨床研究が平成27年度に開始できなかったため。心不全・致死的不整脈に対する臨床試験に関しては、多施設ランダム化2重盲検試験(ダントロレン群150例、偽薬分150例)にバージョンアップした。プロトコール作成、保険加入、IRB承認、実薬、偽薬の発注、製造に時間がかかり、平成29年9月から開始予定である。
空間的に不均一な植生に対する放牧家畜の採餌戦略の解明

空間的に不均一な植生に対する放牧家畜の採餌戦略について,暖地型イネ科草地を採食する牛をモデルとし,主としてパッチスケールでの採餌に焦点を当てて調査.解析し,採餌戦略のメカニズムの一端を明らかにしようとした。1.パッチ選択の様相草地内に再成長期間あるいは再成長期間と施肥量の異なる29のパッチを人為的に創出し,放牧牛によるパッチ選択について調査した。この結果,放牧牛は,パッチへの訪問とパッチでの滞在の2段階の選択過程を通して,多種類のパッチ条件下でも好みのパッチを選択する能力を備えていることが明らかになった。2.バイトスケールの摂取行動暖地型イネ科草2草種を採食する牛について,パッチ選択の報酬の1つとされている乾物摂取速度とそれを構成する諸要素(バイト面積,バイト深,バイト重,バイト速度)の草量や草高に対する反応を調査し,乾物摂取速度を任意の草量や草高から推定できる予測式を開発した。3.パッチスケールでの採餌戦略(パッチ選択)のメカニズムのモデル化と質的報酬の解明パッチスケールでの採餌戦略(パッチ選択)のメカニズムをモデル化した。作成されたモデルは放牧牛によるパッチスケールでの採餌戦略を予測することができた。また,パッチ選択の質的報酬は粗タンパク質含量であるとみなされた。4.採餌戦略の個体差採食地点に対する選択性には個体差が存在することが認められた。採餌戦略の個体差を明らかにし,これを取り込むことによって,群としての採餌戦略とそのモデルに発展させることが望まれる。空間的に不均一な植生に対する放牧家畜の採餌戦略を解明するために,以下の3つの実験を実施した。1.再成長期間の異なるパッチの選択バヒアグラス-シバ草地およびセンチピードグラス草地に,再成長期間の異なるパッチを創出し,牛によるパッチ選択について調査した。牛は第1に粗タンパク質含量を,第2に3cm以上の地上部容積重を報酬とし,これらが高いパッチを選択した。作成された数学モデルはパッチにおける採食時間の変動の96%を説明できた。モデルより,暖地型イネ科草地を採食する牛はパッチの質の変動にかなり敏感に反応することが示唆された。2.草種,再成長期間ならびにサイズの異なるパッチの選択草種(バヒアグラス,センチピードグラス),再成長期間(長,短)ならびにサイズ(大,小)の異なるパッチを創出し,牛によるパッチ選択について調査した。パッチ選択に対するパッチサイズの影響は認められず,パッチにおける採食時間の変動は上述のモデルでほぼ説明できた。フィーディングステーション(FS)行動の解析から,パッチの量的特徴がFS内の行動のみに関わるのに対し,パッチの質的特徴はFS内とFS間の両方の行動と関わることが示された。3.バイトスケールの餌選択の評価バヒアグラス草地に放牧される牛の餌選択を,草高を指標として,バイトスケールで評価した。放牧の進行に伴う選択性の変化は,当初は高質で,量的にも枯渇していなかった低草高地点が,繰り返し採食されるうちに,その量的・質的価値が低下し,中・高草高地点に対する優位性を失うことを反映するものととらえられた。また,餌選択の個体間変動は,それぞれの個体に特有な草高に対する好みが,放牧の進行に伴う草地植生の量的・質的変化の影響を受けた結果として現れたものととらえられた。1.再成長期間の異なるパッチの選択バヒアグラス-シバ草地草地に,再成長期間の異なる4つのパッチを創出し,放牧牛によるパッチ選択について調査した。パッチに対する好みは,乾物摂取速度,乾物消化率および粗タンパク質含量の最小値,もしくは,乾物摂取速度および乾物消化率の最小値で説明することができた。

すなわち,牛はパッチの価値を乾物摂取速度と採食草の質の双方から評価し,そのいずれか一方でも低いと選択を制限したことが分かった。2.フィーディングサイトの選択面積,植生,水飲場からの距離,庇陰などの条件が異なる4つの場所(バヒアグラス草地(BG),低草量センチピードグラス草地(CGL),高草量センチピードグラス草地(CGH),通路)から成る試験区に放牧される牛群について,採食時における場所選択を調査した。1日ベースでは,牛群は,BG草地をニュートラルに選ぶか避け,通路をほとんどの場合避け,CGL草地をニュートラルに選ぶか避け,CGH草地をほとんど常に好み,草高や草量が高い場所ほど選択性が高かった。この結果は,より小さな空間スケール(フィーディングステーションや小パッチ)での餌選択が植生の量的,質的要因の両方に基づくこととは異なっていた。3.バイトスケールの摂取行動センチピードグラス草地およびバヒアグラス草地を採食する牛におけるバイトスケールの摂取行動を調査した。バイト面積,バイト深,バイト重および乾物摂取速度は,草高,草量および葉量の増加にともなって直角双曲線的に増加し,バヒアグラス草地よりもセンチピードグラス草地においてより低い草高,草量および葉量で頭打ちになった。バイト速度は,植生の量的特徴と有意な負の相関がある場合があった。いくつかの摂取行動変数は,草量や草高から高い精度で推定できた。空間的に不均一な植生に対する放牧家畜の採餌戦略を解明するために,以下の2つの実験を実施した。1.再成長期問および施肥量の異なるパッチの選択バヒアグラスーシバ草地に,再成長期間と施肥量の異なる6種類のパッチを創出し,放牧牛によるパッチ選択のメカニズムについて,パッチに対する好み(採食時間割合および採食時間に基づくIvlev's electivity index)とパッチの量と質の総合的価値との関係に基づき評価した。各パッチの総合的価値は,相対値化された3つの指標(乾物摂取速度,乾物消化率および粗タンパク質含量)の組合せの最小値とした。各試験の指標ごとに最大値をとるパッチの値を1に相対値化した場合,パッチに対する好みはどの総合的価値とも密接な関係を示さなかった。各試験の指標ごとに最大値をとるパッチの値を1,最小値をとるパッチの値を0に相対値した場合,パッチに対する好みは,乾物摂取速度および粗タンパク質含量の最小値と比較的密接な関係を示した。以上のことは,パッチ選択において,ウシがパッチ間の量や質の差異を拡大して評価していることをうかがわせた。2.採食行動の個体間差バヒアグラス草地に放牧される牛群における採食行動の個体間差について調査した。その結果,バイト重,バイト速度,摂取速度,総バイト数および採食時間割合における個体間差が,採食地点の草高における個体間差と関連し,採食地点の草高の個体間差は,草量と草質のトレードオフが起こる夏と秋においては,体重の個体間差と関連していることが示された。群を構成する個体が,季節によってその体重により採食地点を異にすることにより,いくつかの採食行動が影響を受けるが,日採食量は影響を受けることなく,大型草食動物の異種間で起こっている草地全体の利用と個体の共存が,同種の群の中でも起こっている可能性が考えられた。1.多種類パッチの選択草地に,再成長期間と施肥量の異なる9種類のパッチを創出し,放牧牛によるパッチ選択を調査した。
大規模・高速連想メモリーを用いたトリガーモジュールの開発(3)

B中間子ファクトリーの第二世代実験では、イベントレートが高いので大量の情報を高速で処理するトリガー回路が重要となるが、そのニーズに応える可能性のある新しいエレメントとして、最近開発された大規模・高速アドレスフィルタリングプロセッサ(連想メモリー)LSIチップのトリガー回路への応用を目的として研究をおこなった。これは、平成9年度及び11年度の科研費での研究を継続・発展するものである。トリガー回路は、検出器の種類等その用途に応じて多岐に亘っているため前年度までと同様にKEK BファクトリーBELLE実験等のトリガー関連のグループと定期的に打ち合わせ・意見交換を行った。前年度までに特性を調べた市販の連想メモリーチップ川崎製鉄製KE5B256B1、KE5B064B1、KE5BGCA128ACFPの3種類のチップを使ったVMEのテストボードを作成しトリガーボードとしての性能を調べ評価した。その結果、仕様に示された通り32256の幅広いビット数の入力信号に対して、入力パターンがメモリーテーブルにロードされた最大8000までの任意のパターンの1つに一致した時に出力信号を出すというトリガー回路に必要な機能が確認された。但し、入力は32ビットでのシリアルな信号であるため実際の応用では入力の仕方を検討する必要がある。単一のチップでは包含的論理を組むことができないので、さらに複数のボードをカスケード接続することにより検索テーブルのエントリー数を拡張することにより、排他的論理の組み合わせによる包含的論理を充分多く構成することができることが確認された。しかし、それでも入力数が多くなると出力の条件に制限が出てくるので、応用の範囲が限られてしまうので連想メモリーに特殊な機能を追加することにより排他的論理を可能にするようなことがかんがえられる。これ等は今後に残された課題として検討する必要がある。
水生無脊椎動物のコラーゲンに関する食品生化学的研究

ウバガイ足部につき、沸騰水中で15秒間から120分間まで加熱した。遊離アミノ酸は、総量および主要なアミノ酸量とも生よりも加熱試料の方が多く含まれていた。またAMPおよびIMP量は15秒間加熱試料で最も多く含まれていた。テクスチャー測定の結果から、加熱時間30分間までは、加熱時間が長いほど、組織が硬くなる傾向がみられた。加熱時間30分間以上では肉質の軟化が認められたが、軟化の程度は小さかった。さらに、生および15秒間、10分間加熱試料につき、官能検査を行ったところ、生試料は最も生臭さが強く、10分間加熱試料は最も歯切れが悪く、弾力が強かった。また、生試料よりも加熱試料の方が旨味、甘味が強かった。以上の結果から、15秒間加熱試料では、生のような歯切れのよさを保ちながら、旨味、甘味が強くなり、食味が向上することが示された。また、水溶性タンパク質の呈味につき加熱時間による影響も含めて検討するために、昨年度の研究成果に基づいて、クロアワビ筋肉について実験を行った。クロアワビ30分間および180分間加熱肉から水溶性タンパク質画分を調製し、限外ろ過により低分子画分を得た。水溶性画分および低分子画分の呈味につき官能検査を行ったところ、水溶性画分は低分子画分に比べて旨味、こくが強いと評価された。また180分間加熱肉の水溶性画分は、30分間加熱肉のものに比べて深みが強かった。さらに、180分間加熱肉の水溶性画分では、分子量60,000100,000に多数の成分が認められ、アミノ酸分析の結果からもコラーゲン由来の分解物であると示唆された。
想定外の生まれる保育環境と子どもの遊びの発展―日本とニュージーランドの比較研究

本年度は、日本とニュージーランド(以下NZと表記)の保育現場における観察調査および質問紙調査を実施した。質問紙調査において、保育環境の想定外の使い方16例について、どのような対応(認める/条件を付けて認める/代替の物や活動を提案する/認めない/その他)をするか、またその理由(子どもの発想を尊重/子どもの発達において重要/安全/危険/大切に扱っていない/壊れる/紛失しやすい/本来の使い方で使用すべき/園のルールで禁止されている/その他)を尋ねた。その結果、全般的にNZの方が認める割合が高く、想定外の使い方に寛容であることが見出された。日本・NZ双方において、「箱に入ってすべり台をする」という比較的リスクの高い遊び以外は、「認めない」よりも「代替提案」をするという回答が多かった。対応の理由も「子どもの発想尊重」「子どもの発達において重要」が選択されることが多く、想定外の使い方がそのままでは認められなくとも、何らかの形で子どもの発想を生かした遊びを展開していくための配慮がなされていることが示唆される。また、NZの方がより想定外の使い方を子どもの発達や学びにおいて重要であるとみなし、想定外の使い方を保育者が提案することがあるなど、想定外の使い方に対して積極的な意義を見出していた。一方で、日本の方が想定外の使い方を認めるか否かにおいて葛藤することが多く、安全性確保への懸念が高かった。さらに、NZの方がリスクを伴う遊びは子どもの発達のために重要であり、子どもの遊びにおいて多少のけがはあり得る、リスクを伴う遊びについて保護者の理解を得られていると回答することが多かった。以上より、想定外の使い方に積極的な意義を見出していることや、リスクを伴う遊びを重視し推奨していること、安全性の確保にかかわる環境のあり方等が、NZにおいて想定外の使い方に対して寛容である要因の可能性として示唆される。日本における縦断的観察調査を継続し、事例の収集および観察記録の作成と保育現場へのフィードバックを行った。NZにおける観察調査(9園+小学校1園)を実施し、そのうち2017年度観察調査園(5園、小学校1園)を含み、継続的な観察調査を実施することができた。日本における保育者に対する質問紙調査(認定こども園3園、保育所1園、計4園、94通回収)を実施した。その質問紙の英訳版についてNZで質問紙調査を実施した(保育所4園、幼稚園7園+α〔幼稚園協会を通してメールにて配信し、任意の匿名回答分が含まれるため正確な園の数は不明〕、計11園以上、77通回収)。その質問紙調査結果について、2019年5月にポスター発表を行い、来場者との質疑応答により研究への重要な示唆を得た。想定外の使い方に関する内容も含めたテキストを3冊執筆し、学生向けに分かりやすい表現を用いて研究成果を公表することができた。一方で、NZにおける観察調査に関するデータの分析が予定より遅れており、最終年度に取り組んでいく。日本における観察調査を継続し、事例の収集と分析を継続する。NZにおける観察調査データを分析し、考察を深める。これまで2年間の観察調査・面接調査・質問紙調査結果の分析をもとに、総合的考察と理論化を進める。本研究は、若手研究(B)「子どもの遊びを育む保育環境ー想定外を生かす環境構成」(課題番号25750379、20132015年度)を基盤として発展を目指したものである。したがって、それら双方の結果と考察をを合わせて理論化を進め、NZの保育を取り巻く状況も網羅した報告書の作成と論文の執筆に取り組む。本研究は、保育における想定外の使い方に寛容なニュージーランド(以下NZと表記)と日本の比較検討により、「想定外の使い方と、子どもの発想力や遊びの発展との関連性を捉える枠組みの構築」「想定外の使い方が生まれやすい環境要因を特定」「想定外の使い方に寛容であることを支える要因の明確化」「リスク・ベネフィットアセスメントを盛り込んだ、想定外を生かして子どもの遊びを育む環境構成や援助のための具体的な指標作成」を目的としている。本年度は、日本とNZの保育現場における観察調査、NZの保育者に対する面接調査を実施した。その結果、「想定外の使い方」について、以下3点が見出された。(1)NZでは「外に持ち出すことを禁止しているのはパズルとガラス製品のみ」など室内外を問わずどこでもものを使用できる環境にあり、遊びの発展につながる可能性がある。(2)用途が定められていないものが豊富に用意され、元より多様な想定外の使い方を意図して置かれていた。それらの特徴や使われ方、保育者の意図等を日本とNZにおいて吟味していく必要がある。(3)NZでは「使い方のルールは安全性を確保するもののみ」など、安全であれば多様な使い方が認められる可能性が高い。「NZの厳しい基準の下で環境自体が安全に作ってあり、危険なことはあまり起きない」という見解もあり、日本とNZの設置基準を比較検討する必要がある。「遊びにおけるリスク」について、以下3点が見出された。(1)どの保育者も子どもの発達におけるリスクの重要性を即答した。(2)子どもの学びのために遊びのリスクを推奨し支援する保育者の役割について語られた。(3)リスクが重要な理由や、安全確保のための園の取り組みについて、保護者とのコミュニケーションが図られていた。今後さらにNZでリスクに積極的になれる背景や、保護者とのコミュニケーションの内容等を比較検討していく必要がある。国内における観察調査を実施し、事例の収集を行った。

ニュージーランドにおける観察調査(就学前施設5園、小学校2校)、および、保育者に対する面接調査(園長2名、主任3名、保育者1名、元保育者1名、計7名)、小学校教員(校長1名、元校長かつ現職教員1名、計2名)を実施した。以上の調査データをもとに分析を行い、その結果と考察について、2018年5月にポスター発表を行う予定である。本年度は、日本とニュージーランド(以下NZと表記)の保育現場における観察調査および質問紙調査を実施した。質問紙調査において、保育環境の想定外の使い方16例について、どのような対応(認める/条件を付けて認める/代替の物や活動を提案する/認めない/その他)をするか、またその理由(子どもの発想を尊重/子どもの発達において重要/安全/危険/大切に扱っていない/壊れる/紛失しやすい/本来の使い方で使用すべき/園のルールで禁止されている/その他)を尋ねた。その結果、全般的にNZの方が認める割合が高く、想定外の使い方に寛容であることが見出された。日本・NZ双方において、「箱に入ってすべり台をする」という比較的リスクの高い遊び以外は、「認めない」よりも「代替提案」をするという回答が多かった。対応の理由も「子どもの発想尊重」「子どもの発達において重要」が選択されることが多く、想定外の使い方がそのままでは認められなくとも、何らかの形で子どもの発想を生かした遊びを展開していくための配慮がなされていることが示唆される。また、NZの方がより想定外の使い方を子どもの発達や学びにおいて重要であるとみなし、想定外の使い方を保育者が提案することがあるなど、想定外の使い方に対して積極的な意義を見出していた。一方で、日本の方が想定外の使い方を認めるか否かにおいて葛藤することが多く、安全性確保への懸念が高かった。さらに、NZの方がリスクを伴う遊びは子どもの発達のために重要であり、子どもの遊びにおいて多少のけがはあり得る、リスクを伴う遊びについて保護者の理解を得られていると回答することが多かった。以上より、想定外の使い方に積極的な意義を見出していることや、リスクを伴う遊びを重視し推奨していること、安全性の確保にかかわる環境のあり方等が、NZにおいて想定外の使い方に対して寛容である要因の可能性として示唆される。日本における縦断的観察調査を継続し、事例の収集および観察記録の作成と保育現場へのフィードバックを行った。NZにおける観察調査(9園+小学校1園)を実施し、そのうち2017年度観察調査園(5園、小学校1園)を含み、継続的な観察調査を実施することができた。日本における保育者に対する質問紙調査(認定こども園3園、保育所1園、計4園、94通回収)を実施した。その質問紙の英訳版についてNZで質問紙調査を実施した(保育所4園、幼稚園7園+α〔幼稚園協会を通してメールにて配信し、任意の匿名回答分が含まれるため正確な園の数は不明〕、計11園以上、77通回収)。その質問紙調査結果について、2019年5月にポスター発表を行い、来場者との質疑応答により研究への重要な示唆を得た。想定外の使い方に関する内容も含めたテキストを3冊執筆し、学生向けに分かりやすい表現を用いて研究成果を公表することができた。一方で、NZにおける観察調査に関するデータの分析が予定より遅れており、最終年度に取り組んでいく。
植物生産システムの高度化を目的とする熱・物質輸送プロセスの評価と応用

植物生産システムの高度化を目的として,熱・物質輸送プロセスの評価と応用に関する3つの研究課題に取り組んだ.1つ目の課題では,温室内の蒸散要求度が定量的に解析され,その植物水分動態への影響も示された.2つ目の課題では,夏期において生育中果実の高温回避を行うことで,とくに果実外縁部の糖度が高い高品質果実生産が可能であることが示唆された.3つ目の課題では,地中貯水パイプシステムの改良・応用によって,冬期の温室の暖房用石油消費量の47%の削減を達成した.植物生産システムの高度化を目的として,熱・物質輸送プロセスの評価と応用に関する3つの研究課題に取り組んだ.1つ目の課題では,温室内の蒸散要求度が定量的に解析され,その植物水分動態への影響も示された.2つ目の課題では,夏期において生育中果実の高温回避を行うことで,とくに果実外縁部の糖度が高い高品質果実生産が可能であることが示唆された.3つ目の課題では,地中貯水パイプシステムの改良・応用によって,冬期の温室の暖房用石油消費量の47%の削減を達成した.本研究は,植物生産システムの高度化を目的として,(1)施設内蒸散要求度の確立による栽培管理性の向上,(2)収穫対象器官の局所温度制御による高品質化,(3)地中貯水パイプ蓄放熱シズテムの改良・応用による施設暖房の省エネルギー化の3課題に取り組んでいる.(1)の研究に関しては,施設内植物群落に対する蒸散要求度を理論的に定義するために,Kitano et al.(1990)が提案した個葉に対する蒸散要求度のスケーリングアップを検討した.さらに,温室内に設置可龍である小型・高精度パン蒸発計を設計・自作し,温室内の蒸発速度の日変化のモニタリングを開始した.(2)の研究に関しては,地中貯水パイプ蓄放熱システムを,生育中スイカ果実の局所温度制御(高温回避)に応用した.ハウス内の日中の最高気温は約40°C程まで上昇したが,果実にはシステムによって得られた空気(日中の最高気温は30°C以下)を,ダクト等を利用して送風した.それによって,とくに日中の果皮内の温度は約45°C低下した.9月下旬に収穫した果実は,糖度(Brix)が局所温度制御によって上昇し,とくに果実の中心部よりも果皮に近い外側の部位において顕著な上昇が見られた.(3)の研究に開しては,温室の保温性を強化するために,内張りの空気膜化を新たに施し,地中貯水パイプシステムとの組み合わせによる省エネルギー施設加温を試みた.その結果,石油暖房機を使用せずとも,外気温(0°C付近)より湿室内気温は78°C程度高く推移し,省エネルギー施設加温システムの有用性を示唆した.本研究は,植物生産システムの高度化を目的として,課題1:温室内蒸散要求度の解析とその植物水分動態への影響の評価,および課題2:地中貯水パイプ蓄放熱システムの改良・応用による温室暖房の省エネルギー化の2課題に取り組んでいる.課題1の研究に関しては,新たに開発した超音波式小型パン蒸発計の特性試験として,温室内の蒸散要求度の指標となるパン蒸発速度Epanの特徴を解析し,またトマト植物の蒸散速度Trとの関係を比較した.Epanは1時間毎の評価が可能となり(日変化評価),気象要素に対するEpanの感度も解明された.さらに,1時間毎のEpanとTrとの間には正の相関がみられた.これらの結果から,新規開発した超音波式パン蒸発計は,温室内蒸散要求度の動態解析や植物の蒸散速度の推定に有用であることが示唆された.課題2の研究に関しては,前年度に確立した温室保温性を強化するための内張り空気膜と地中貯水パイプシステムとの組み合わせによる省エネルギー温室加温を試みた.その結果,石油暖房機を使用せずとも,外気温(0°C付近)より温室内気温は7°C程度高く推移した.また,石油暖房機の夜間設定温度を10°Cとした場合には,隣接する対照区ハウスと比較したところ,約47%の石油使用量を削減できた.これらの結果から,地中貯水パイプ蓄放熱システムによる省エネルギー温室暖房の有意性が示唆された.以上のように,本研究で実施した植物生産現場における熱・物質輸送プロセスの評価と応用の一連の研究成果は,植物生産システムの高度化へ寄与するものと考える.
外科手術用の高強度魚ゼラチン接着剤開発

物質材料研究機構において開発された魚ゼラチンとポリエチレングリコールを用いた新規開発接着剤を用いて実験を進めている。新規開発接着剤のゼラチンの濃度およポリエチレングリコールの分子量を調整し、接着剤の硬化時間おより接着力の強化等の最適化を行った。製品化に向けてガンマ線および電子線滅菌を条件を変えて行い、滅菌と接着力の保持が両立することを確認した。またゼラチンの炭素長による接着力の強度も評価し、C10が最適と判断した。豚摘出肺にて胸膜欠損部の耐圧強度を測定し、現在臨床にて用いられているフィフリン系接着剤と比較した。次に豚摘出肺の胸膜に直径10mmの胸膜欠損を作製し、開発品の接着剤を噴霧し人工呼吸器に接続し耐圧強度を測定した。胸膜欠損部が接着剤にて均一に被覆され、開発品は高い接着強度に加え膨張する肺表面への追従性が高く、少量の空気漏れが発生するleakpressure、接着剤が剥がれてしまうBurst pressure共に有意に高い耐圧能力を示した。また膨張・収縮する肺胸膜表面に対して2.5倍以上の良好な追従性を示した。ゼラチンとポリエチレングリコールの2剤を術野にて均一に噴霧するデバイスを改良し、目標であった40cmH2Oを遥かに超える70cmH2Oの高い耐圧強度を達成した。これらの結果をAnnals of Thoracic Surgeryに投稿しAcceptされた(Novel Alaska Pollock Gelatin Sealant Shows High Adhesive Quality and Conformability:Ann Thorac Surg 2019, in press)。また全身麻酔下に片肺換気し、人間の手術中をモデルとした、豚を用いた急性期試験も現在施行中であり、摘出肺と同様の耐圧強度を示すことが確認できている。物質・材料研究機構で開発された魚ゼラチンとポリエチレングリコールを用いた新規開発接着剤を用いて実験を進めている。・新規開発接着剤のゼラチンの濃度およびPh、ポリエチレングリコールの分子量を調整し、接着剤の硬化時間おより接着力の強化等の最適化を行った。また、製品化に向けてガンマ線および電子線滅菌を条件を変えて行い、滅菌と接着力の保持が両立することを確認した。まず、ブタ胸膜に対する耐圧強度をASTM-F2392-04(Standard Test Method for Burst Strength of Surgical Sealants)に従って評価した。開発品は40cmH2O超の高い耐圧強度を示した。次に、豚摘出肺にて胸膜欠損部の耐圧強度を測定し、現在臨床にて用いられているフィブリン系接着剤と比較した。胸膜欠損部か接着剤にて均一に被覆され、開発品は高い接着強度に加え膨張する肺表面への追従性か高く、少量の空気漏れが発生するleak pressure、接着剤か剥がれてしまうBurst pressure共に有意に高い耐圧能力を示した。また膨張・収縮する肺胸膜表面に良好な追従性を示した。また全身麻酔下に片肺換気し、人間の手術中をモデルとした、豚を用いた急性期試験も施行し、摘出肺と同様の耐圧強度を示すことが確認できている。ゼラチンとポリエチレングリコールの2剤を術野にて均一に噴霧するデバイスが必要であり、細部の改良を重ねている。ゼラチンとポリエチレングリコールの2剤を術野にて均一に噴霧するデバイスを開発中であり、接着できる段階にきている。しかし、噴霧する霧の粒子が一定しない、2剤が同心円状に噴霧されない等の問題があり、細部の改良を重ねている。ブタ胸膜に対する耐圧強度をASTM-F2392-04(Standard Test Method for Burst Strength of Surgical Sealants)に従って評価した。次に、豚摘出肺にて胸膜欠損部の耐圧強度を測定し、現在臨床にて用いられているフィフリン系接着剤と比較した。胸膜欠損部か接着剤にて均一に被覆され、開発品は高い接着強度に加え膨張する肺表面への追従性か高く、少量の空気漏れか発生するleakpressure、接着剤か剥がれてしまうBurst pressure共に有意に高い耐圧能力を示した。

噴霧する粒子の径は一定となったが、2剤が同心円状に噴霧されない、どの粒子径が最適か等の問題があり、細部の改良を重ねている。物質材料研究機構において開発された魚ゼラチンとポリエチレングリコールを用いた新規開発接着剤を用いて実験を進めている。新規開発接着剤のゼラチンの濃度およポリエチレングリコールの分子量を調整し、接着剤の硬化時間おより接着力の強化等の最適化を行った。製品化に向けてガンマ線および電子線滅菌を条件を変えて行い、滅菌と接着力の保持が両立することを確認した。またゼラチンの炭素長による接着力の強度も評価し、C10が最適と判断した。豚摘出肺にて胸膜欠損部の耐圧強度を測定し、現在臨床にて用いられているフィフリン系接着剤と比較した。次に豚摘出肺の胸膜に直径10mmの胸膜欠損を作製し、開発品の接着剤を噴霧し人工呼吸器に接続し耐圧強度を測定した。胸膜欠損部が接着剤にて均一に被覆され、開発品は高い接着強度に加え膨張する肺表面への追従性が高く、少量の空気漏れが発生するleakpressure、接着剤が剥がれてしまうBurst pressure共に有意に高い耐圧能力を示した。また膨張・収縮する肺胸膜表面に対して2.5倍以上の良好な追従性を示した。ゼラチンとポリエチレングリコールの2剤を術野にて均一に噴霧するデバイスを改良し、目標であった40cmH2Oを遥かに超える70cmH2Oの高い耐圧強度を達成した。これらの結果をAnnals of Thoracic Surgeryに投稿しAcceptされた(Novel Alaska Pollock Gelatin Sealant Shows High Adhesive Quality and Conformability:Ann Thorac Surg 2019, in press)。また全身麻酔下に片肺換気し、人間の手術中をモデルとした、豚を用いた急性期試験も現在施行中であり、摘出肺と同様の耐圧強度を示すことが確認できている。上記噴霧デバイスの改善と慢性実験による体内での反応性および炎症・癒着等の評価を遂行する予定である。上記噴霧デバイスを改善し、ブタを用いた急性実験を行い、また慢性実験による体内での反応性および炎症・癒着等の評価を遂行する予定である。研究及び実験はほぼ順調に進んでおり、少し剰余金が生じただけである。噴霧デバイスの開発が若干遅延しており、ブタ急性実験が予定通りに遂行できなかったため。次年度最初から実験を行うため、そのための試薬を購入予定である。
フォト・メカノ応答性を示す革新的発光性金錯体材料の開拓

本研究では、申請者が過去に発光性メカノクロミック材料の開発手法で培ってきた知見を、革新的で多様な刺激応答性材料の開発手法へと適用を試みる。具体的には、1単結晶ー単結晶相転移のメカニズムの詳細解析、2可逆的相転移と発光スイッチングが可能な新奇光応答性結晶材料の開発、3機械的刺激や光照射により微細な電気伝導材料の作成、などを試みる。