hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Si系酸化薄膜抵抗変化材料における欠陥分布の高感度計測および精密制御

低消費電力化・高集積化可能なナノスケールメモリデバイスの創製を目指し、既存のSiプロセスと親和性が高いSi酸化膜を抵抗変化誘起材料に用いた抵抗変化型メモリを探求した。その成果として、真空準位を基準として3eVから10eVまでの幅広いエネルギー帯を分析可能な光電子収率分光(PYS)システムを構築し、Si酸化膜のエネルギーバンドギャップ内に存在する電子占有欠陥密度を高感度に定量した。また、Si酸化膜をNi電極で挟み込んだダイオードを作製し、電気抵抗スイッチング動作およびその高性能化を調べた。特に、Tiナノドットの埋め込みによる導電性パスの制御に力点を置き研究を進めた。本研究では、半導体表面および絶縁薄膜のエネルギーバンドギャップに相当するエネルギー位置に存在する欠陥準位密度を高感度に定量するために、光源の増築や測定環境雰囲気の制御を行い、真空準位より3eVから9eVまでの幅広いエネルギー帯を分析可能とする光電子収率分光(Total Photoelectron Yield Spectroscopy : PYS)システムを構築することを第一の目的とする。また、その分析手法を用いて、酸化膜中および電極との界面近傍に存在する欠陥密度分布を高精度に評価し、得られた知見を基に、Si酸化膜の酸素組成制御や元素添加を行い、電圧印加によって生じる電気化学反応を制御し、Si酸化膜中の導電性パス形成・消滅の繰り返し動作に対する高い再現性を実現することを目指す。平成27年度は、既存のPYSシステムに、5eVから9eVのエネルギー範囲を測定可能とする重水素ランプを増設し、キセノンアークランプ(測定エネルギー範囲3eVから6eV)を加えた2種類の光源を同一の分光器で単色光にするシステムの構築を行った。また、X線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy : XPS)により、電子占有欠陥のエネルギー分布を議論する際に必要となる電子親和力や価電子帯上端位置等のエネルギーを定量する方法を探究した。並行して、導電性パスの制御による抵抗変化動作の安定化を目指し、酸素との反応性が大きいTiを材料に用いたナノドットの形成とそれを埋め込んだSiOxの抵抗変化特性を評価した。平成27年度は、既存のPYSシステムに重水素ランプを増設し、キセノンアークランプを加えた2種類の光源を同一の分光器で単色光にするシステムを構築した。しかしながら、PYS測定を行うには、大気中の水分などによる短波長(高エネルギー)領域の光強度の減衰を抑える必要があり、分光システムから試料までの光路の環境・雰囲気を制御しなければいけないことが分かった。また、電子占有欠陥のエネルギー分布を議論するに必要となる電子親和力や価電子帯上端位置等のエネルギーをXPS分析により定量する方法を探究した。具体的には、水素終端したSi表面や熱酸化SiO2を用いて、励起光のエネルギーと、二次光電子信号および価電子帯信号のエネルギー位置より、価電子帯上端位置が評価可能であり、光電子エネルギー損失信号により実測するエネルギーバンドギャップを用いることで電子親和力を定量できることを示した。並行して、導電性パスの制御による抵抗変化動作の安定化を目指し、酸素との反応性が大きいTiを材料に用いたナノドットの形成とそれを埋め込んだSi酸化膜の抵抗変化特性を評価した。Ti薄膜に表面保護膜としてGe膜を積層し、リモート水素プラズマ処理を施すことにより、Tiナノドットを高密度に一括形成できた。Si酸化膜中にTiナノドットを埋め込み、Ni電極を用いたMIMダイオードで抵抗変化特性を調べた結果、動作電圧のばらつきが低減し、ON/OFF抵抗比が増大したスイッチング動作が得られた。これらの結果はTiの酸素との反応性とナノドットの形状と起因した電界集中効果によるものと考えられ、Tiナノドットの導入は、メモリ動作の安定化に対して有効であることを見出した。平成28年度は、目的の一つに設定した真空準位より3eVから9eVまでの幅広いエネルギー帯を分析可能とする光電子収率分光(PYS)システムを構築した。具体的には、前年度に準備した重水素ランプとキセノンアークランプの2種類の光源を同一の分光器で単色光にするシステムと、分析試料までの光学経路を密封し、その環境を窒素雰囲気に置換することで、大気中に存在する酸素やオゾン・水などによる照射する紫外光の吸収を抑制した。これにより、入射エネルギーが7eV以上の領域においても集光した単色化紫外光(サイズ:直径およそ2mm)を試料表面に照射することができ、PYS測定を可能とした。また、構築したPYSシステムを、既存のXPS装置に接続し、真空一環でPYSによる欠陥準位密度分布評価とXPSによる化学結合状態・化学組成分析を行う環境を整えた。構築したPYSシステムを用いて、単結晶Si(100)や4H-SiC、熱酸化SiO2などのSi系材料の基礎データの収集を行った。さらに、電子ビーム(EB)蒸着法で形成したSi酸化膜では、同等の膜厚の熱酸化SiO2と比較し、真空準位より47eVのエネルギー領域で、1桁以上高い電子占有欠陥が存在することを明らかにした。また、このEB蒸着法により形成した厚さ10nmのSi酸化膜とNi電極を用いたMIMダイオードにおいて、ユニポーラ型の電気抵抗スイッチングを観測した。このとき、低抵抗および高抵抗状態のどちらでも、1000時間経過しても抵抗状態を保持することが分かった。

また、電子占有欠陥のエネルギー分布を議論するに必要となる試料のエネルギーバンド構造評価において、前年度に示したXPS分析による絶縁膜の電子親和力の定量方法を活用することで、異種材料界面の電位変化やダイポールを定量できることや、光電子エネルギー損失信号の解析より誘電関数や光学定数を定量できることが明らかにした。平成28年度は、目的の一つに設定した真空準位より3eVから9eVまでの幅広いエネルギー帯を分析可能とする光電子収率分光(PYS)システムを構築することができた。しかしながら、Si基板上に形成した膜厚の異なるSi酸化膜などの基礎データとなる試料の解析を通して、PYSスペクトルから電子占有欠陥を定量するには、電子占有状態にある欠陥準位および価電子帯の状態密度から放出される光電子の平均自由工程の運動エネルギー依存性や、光イオン化断面積、照射する紫外光による試料内の透過や反射、キャリア励起等を取り入れることが必要であることが分かった。そのため、最終年度では、その解析方法を確立することに注力する。また、当初は計画していなかったが電子占有欠陥のエネルギー分布を議論するに必要となる試料のエネルギーバンド構造評価において、前年度に示したXPS分析による絶縁膜の電子親和力の定量方法を活用することで、異種材料界面の電位変化やダイポールを定量できることや、光電子エネルギー損失信号の解析より誘電関数や光学定数を定量できることが分かった。また、構築したPYSシステムの基礎データの収集を行うことに加えて、抵抗変化誘起層として用いた電子ビーム(EB)蒸着法で形成したSi酸化膜では、同等の膜厚の熱酸化SiO2と比較し、真空準位より47eVのエネルギー領域で、1桁以上高い電子占有欠陥が存在することを明らかにできた。最終年度は、前年度までに構築した真空準位より3eVから10eVまでの幅広いエネルギー領域を測定できる光電子収率分光(PYS)システムを用いて、半導体および絶縁薄膜のギャップ内準位の定量精度の向上に取り組んだ。異なる厚さの熱酸化SiO2/Si構造からの光電子放出を系統的にすることで、紫外光エネルギーが6から8eVの領域で、その光電子脱出深さは約2.4nmであることが分かった。さらに、PYS分析によりみつもった欠陥準位密度はバンド端近傍のエネルギー領域において、電気特性から見積もられる欠陥密度と良い一致を示すことが分かった。また、Si酸化膜の電気抵抗スイッチングを引き起こす鍵となる電極間の導電性パスの形成と消失を高精度に制御することを目的とし、Si酸化膜をNi電極で挟んだMIMダイオードにおいて、定電圧および定電流の印加による電気抵抗変化を調べた。また、抵抗変化層であるSi酸化膜よりも比誘電率が20倍程度大きいTi系酸化物のナノドットををSi酸化膜への埋め込み、抵抗変化動作に寄与する導電性パスの制御を行った。定電圧印加によるSET動作(高抵抗化)と、定電流印加によるRESET動作(低抵抗化)を組み合わせることで、3桁程度の抵抗比を有する電気抵抗のスイッチングが繰り返し認められた。また、印可する定電流値もしくは定電圧値を増大することで、応答速度が短縮した。さらに、Tiナノドットを用いた場合では、SET動作に要する時間が大幅に減少することから、Tiナノドットによる電界集中に起因し、導電性パス形成が促進したと考えられる。
基底膜プロテオグリカンによる歯の形成メカニズムの解明

基底膜は、組織構築に必須の分子膜であり、細胞の分化や機能維持に重要な役割を演じている。本研究では、歯の発生過程において、基底膜の主要構成成分であるヘパラン硫酸プロテオグリカン(パールカン)の分子機能を明らかにすることが目的である。基底膜分子で唯一その機能が明らかになっていなかったパールカンの解析は、きわめて重要な位置づけと考えられる。パールカンを対象とした研究は、現在まで機能的な解析はほとんど行われておらず、その組織内発現を免疫組織学的に解析したものがほとんどであった。それは、個々のパールカン関連遺伝子が、他の分子群と比較して巨大であること、またそれぞれの欠損マウスが胎性致死であることから、組織発生学的な解析が困難であったことが挙げられる。そこで本研究では胎生致死である当遺伝子欠損マウスを、世界的にも新しい手法でレスキューしたマウスを用いて、今までブラックボックスであった分子機能の同定を行うことを目的とする。さらに、本手法を用いた解析により、歯髄幹細胞(歯原性間葉細胞)の調整に有効な基底膜分子の同定と機能解析を行う。さらに、パールカン分子の歯胚発生過程における役割を明らかにし、本分子を用いた歯髄幹細胞の大量調整法開発を試みる。これらの知見を用いて新しい歯の再生法の開発を試みる。これらの結果により、歯胚由来細胞の適切な培養に必要なスキャフォード(足場)の構築を行うことができ、さらに再生・歯科両方への応用を目指すことで再生・歯科医療の発展へ大きく貢献できることが期待される。
部分転位の相関を考慮した拡張転位の挙動のシミュレーション

半導体結晶中の転位は拡張していることが知られているにもかかわらず、その降伏現象には交差すべりが伴うことが実験的に確かめられている。降伏応力、すなわち転位の長距離の運動を可能にする応力は、転位がパイエルス・ポテンシャルの尾根を乗り越えるために必要な応力である。このとき転位線はその全体が一気に尾根を越えるのではなく、一部分が弓形に張り出して尾根の向こう側に届き、他の部分がそれに追従して乗り越えると考えられている。この弓形の部分をキンク対という。我々の興味は、ある応力下で熱振動によりキンク対が形成され、キンク対エネルギーの鞍点を越えてその幅を無限にまで広げられるかにある。従来、体心立方金属やイオン結晶のように転位が拡張しない物質では、キンク対エネルギーは線張力近似を用いて求められ、降伏応力の温度依存性などを十分に説明してきた。ところが、積層欠陥エネルギーの低い半導体や面心立方金属中の転位のように2本の部分転位に拡張している場合には、部分転位間の相互作用を考慮しなければならないために、もはや線張力近似は使えない。本研究では部分転位のキンク対の形状を簡単な形状で近似し、転位の各部分間の相互作用を考慮してキンク対エネルギーを求め、応力下での拡張転位の挙動を調べる。平成11年度は各々の拡張転位上に三角形近似したキンク対を配置し、鞍点でのエネルギーを求めた。鞍点においては各部分転位上のキンクの形状はほぼ合同であることがわかった。鞍点エネルギーの外力依存性は、半導体結晶の降伏応力の温度依存性曲線を定性的に再現した。降伏応力、すなわち転位の長距離の運動を可能にする応力は、転位がバイエルス・ポテンシャルの根を乗り越えるために必要な応力である。このとき転位線はその全体が一気に尾根を越えるのではく、一部分が弓形に張り出して尾根の向こう側に届き、他の部分がそれに追従して乗り越えると考えられている。我々の興味は、ある応力下で熱振動によりキンク対が成され、キンク対エネルギーの鞍点を越えてその幅を無限にまで広げられるかにある。従来、体心立方金属やイオン結晶のように転位が拡張しない物質では、キンク対エネルギーは線張近似を用いて求められ、降伏応力の温度依存性などを十分に説明してきた。ところが、積層欠陥エネギーの低い半導体や面心立方金属中の転位のように2本の部分転位に拡張している場合には、部分転間の相互作用を考慮しなければならないために、もはや線張力近似は使えない。平成10年度は転位形状の自由度を少数に制限して予備計算を行った。少数自由度では物理的に意味ある鞍点に到達できないことがわかった。自由度を大きくすると鞍点探索が難しくなる。これを適当なパラメータ変換とアルゴリズムの工夫で解決する必要がある。
従業員の主観的キャリアの構築に着目した新たな職業性ストレスモデルの定量的評価

仕事や職場環境に由来する様々なストレス要因(仕事の量的負担や裁量の自由度など)は、従業員のストレス、ひいてはメンタルヘルスの低下につながることが明らかになっている。しかし、従業員のキャリアの中で発展的に形成されていく「仕事の捉え方や意味づけ」によって、ストレス要因の影響がどのように異なるのかは解明されていない。したがって、本研究では、従業員による「仕事の捉え方や意味づけ」が形成されていく段階ごとに、ストレス要因と本人のメンタルヘルスの関連を定量的に明らかにすることを目指す。
抗真菌剤の活性発現における活性酸素の役割

本研究は,抗真菌剤作用における活性酸素の関与を明らかにすることを目的とした.研究には正常な呼吸活性をもつCandida albicansの親株(K)とこの親株から誘導した呼吸欠損変異株(KRD-19)を用いた.活性酸素産生剤として知られるパラコート(PQ)は,親株の呼吸鎖に働いて活性酸素(スーパーオキシド)の産生を促進することが,MCLAをプローブとした化学発光法およびH_2DCF-DAをプローブとした蛍光プレートリーダ法で確かめられた.しかし,呼吸欠損変異株ではまったく促進効果を示さなかった.'そこで,寒天培地ディスク法および液体培地法で,各種抗真菌剤の増殖抑制効果に対してPQがどのような効果を示すか調べた.その結果,amphotericin B (AmB)の活性は親株で著名に増強された.しかし,呼吸欠損株ではこのような増強効果は認められなかった.放射性アミノ酸を使っての漏出実験から,PQはAmBがもつ細胞膜破壊活性そのものを増強しているのではないことがわかった.一方,4種のアゾール系抗真菌剤で,A血Bと同様の実験をおこなった.しかし,寒天培地法でketokonazole, miconazole, itraconazoleで弱い促進が見られたが,液体培地法でははっきりした促進は見られなかった.化学発光法および蛍光発光法でも,アゾール系抗真菌剤に対するPQの効果は確認できなかった.しかし,アゾールによるエルゴステロール合成阻害で産生される可能性のあるfarnesol(FOH)は,親株のみならず呼吸欠損株に対しても活性酸素産生を促進した.したがって,FO麗は呼吸系以外の部位に作用して活性酸素を産生していることが推定され,PQと使い分けることにより,今後アゾール類における活性酸素関与解明の手段となることが期待される.本研究は,抗真菌剤作用における活性酸素の関与を明らかにすることを目的とした.研究には正常な呼吸活性をもつCandida albicansの親株(K)とこの親株から誘導した呼吸欠損変異株(KRD-19)を用いた.活性酸素産生剤として知られるパラコート(PQ)は,親株の呼吸鎖に働いて活性酸素(スーパーオキシド)の産生を促進することが,MCLAをプローブとした化学発光法およびH_2DCF-DAをプローブとした蛍光プレートリーダ法で確かめられた.しかし,呼吸欠損変異株ではまったく促進効果を示さなかった.'そこで,寒天培地ディスク法および液体培地法で,各種抗真菌剤の増殖抑制効果に対してPQがどのような効果を示すか調べた.その結果,amphotericin B (AmB)の活性は親株で著名に増強された.しかし,呼吸欠損株ではこのような増強効果は認められなかった.放射性アミノ酸を使っての漏出実験から,PQはAmBがもつ細胞膜破壊活性そのものを増強しているのではないことがわかった.一方,4種のアゾール系抗真菌剤で,A血Bと同様の実験をおこなった.しかし,寒天培地法でketokonazole, miconazole, itraconazoleで弱い促進が見られたが,液体培地法でははっきりした促進は見られなかった.化学発光法および蛍光発光法でも,アゾール系抗真菌剤に対するPQの効果は確認できなかった.しかし,アゾールによるエルゴステロール合成阻害で産生される可能性のあるfarnesol(FOH)は,親株のみならず呼吸欠損株に対しても活性酸素産生を促進した.したがって,FO麗は呼吸系以外の部位に作用して活性酸素を産生していることが推定され,PQと使い分けることにより,今後アゾール類における活性酸素関与解明の手段となることが期待される.呼吸で消費される酸素の2%ほどは、活性酸素に変換される。活性酸素は化学反応性が高く、DNA,たんぱく質、脂質などに作用して、細胞にさまざまな障害を引き起こすことが知られている。また、抗真菌剤の活性発現との関連性も示唆されている。本研究は、病原性真菌カンジダ・アルビカンスにおける抗真菌剤の活性発現と活性酸素の関係を明らかにすることを目的とする。平成16年度においては、カンジダ細胞からの活性酸素の産生を測定・観察する方法の検討を行うとともに、抗真菌剤の作用発現における活性酸素の関与を明らかにした。1.活性酸素の測定カンジダ細胞が産生する活性酸素の測定には、化学発光法を用いるのが有用である。そこでいろいろな活性酸素発光剤についてルミノメータ法で調べた。その結果、ウミホタルルシフェリン類似体(MCLA)が優れていることがわかった。また、活性酸素により蛍光体に変る色素(DCFH-DA)を用いた蛍光プレートリーダ法で、細胞内で産生される活性酸素を測定することができた。2.超高感度CCDカメラによる画像記録MCLAを使いCCDカメラにより、カンジダ・コロニーから活性酸素が産生される様子を、画像として捉えることに成功した。活性酸素はパラコートを作用させると旺盛に産生され、superoxide dismutaseで消去されるのでスーパーオキシドであることがわかった。3.抗真菌剤アムフォテリシンB(AmB)作用とスーパーオキシドAmBの抗真菌活性は、活性酸素産生剤であるパラコートにより増強されるた。その作用は、AmBの作用である細胞膜の破壊とはことなることが示唆された。好気的生物にとって酸素は必須である.

しかし,酸素のもたらす問題として活性酸素があげられる.すなわち,呼吸に消費された酸素の2%はスーパーオキシド,過酸化水素などの活性酸素に変換される.活性酸素は生体成分に作用して細胞障害を起こし,老化や疾病の原因となっている.その一方で活性酸素は,細胞内でのシグナル伝達因子として重要な働きもしている.本研究は,病原性真菌カンジダ・アルビカンスにおける抗真菌剤の活性発現と活性酸素の関係を明らかにすることを目的としている.1.エルゴステロール代謝と活性酸素活性酸素の関与が示唆されたアゾール系抗真菌剤に関連して,エルゴステロール産生阻害と活性酸素産生を調べた.ここで,ファルネソール(FOH)に注目した.FOHはエルゴステロール合成経路から分岐して作られる.すなわち,アゾール系抗真菌剤を作用させたカンジダ細胞では,エルゴステロールの合成が阻害されてFOHが蓄積されることが考えられる.このFOHが活性酸素産生に関与しているのではないかと推定した.活性酸素検出は,蛍光色素(DCFH-DA)を用い蛍光プレートリーダ法でおこなった.その結果,FOHはカンジダ細胞における活性酸素産生を促進していることが明らかになった.この活性酸素産生は抗酸化剤で抑制された.これらの結果は,アゾール系抗真菌剤作用における活性酸素産生促進のひとつの原因は,FOHの蓄積による可能性が示唆された.2.カンジダ細胞の二形性と活性酸素産生カンジダ・アルビカンスは,通常の条件下では酵母形態であるがヒト感染部位では菌糸形態になる,いわゆる二形性真菌である.カンジダ細胞からの活性酸素産生を,超高感度CCDカメラにより撮影できたので,両形態の細胞の活性酸素産生を調べたところ,菌糸形態の方が高かった.このことは,(1)感染部位での病原性発現と活性酸素の間には何か関連性があるのではないか,(2)FOHはクオルムセンシング活性ももっているので二形性と活性酸素との関連性にあたらしい問題を提起している.病原性真菌に対する抗真菌剤作用時おける活性酸素の関与を調べてきた.活性酸素の関与がもっとも顕著に観察されたのはアムフォテリシンB(AmB)であった.AmBの成果を基にアゾール系抗真菌剤でさらに検討をした.活性酸素産生剤であるparaquat(PQ)とPQによる活性酸素の産生促進がみられる親株と,PQに無反応な呼吸欠損変異株を用いて実験を進めた.寒天培地でのディスク法で5種のアゾールの抗菌活性がPQで促進されるかどうかをみた.アゾールの中では,ketokonazole(Kcz),itraconazole(lcz),miconazole(Mcz)でPQによる抗菌活性促進がわずかにみられた.しかし,AmBの場合のようなはっきりした促進ではなかった.液体培養法では,どの抗真菌剤の場合もPQの効果は不明瞭であった.化学発光試薬MCLAを用いての化学発光法および蛍光試薬H_2DCF-DAを用いてのプレートリーダ法で活性酸素産生に対するアゾール類の効果を見たが,特別の効果は示さなかった.したがって,アゾール系抗真菌剤における活性酸素の関与については,さらに実験条件を検討する必要がある.次にアゾール類の阻害部位が細胞膜成分エルゴステロールであることに着目し,farnesol(FOH)について調べた.FOHはエルゴステロールの前駆体であるラノステロールから作られることから,アゾール添加により蓄積することが考えられる.
独創的３次元血管内イメージング流体解析による急性冠症候群発症機序解明と治療法開発

急性冠症候群(ACS)の主因は、冠動脈粥腫の破綻とそれに伴う血栓形成であるとされているが、逆に冠動脈粥腫の破綻が必ずしもACSを発症するわけではない。本研究ではACSを発症する粥腫の破綻と発症しない破綻との間でどのような違いがあるのかを検討した。3D血管内エコー法による検討により、血管長軸に沿って長細く広がり、かつ末梢側に線維性被膜の断端が残存する破綻であるほどACSが発症しやすいことがわかった。流体力学的シミュレーションの結果、そのような破綻は、そうでない破綻に比し、有意に血流の乱れが生じ、引き続いて起こる血栓形成が形状的にも流体力学的にもより起こりやすい可能性があることが示唆された。本研究におけるH25年度の研究目的の概要は血管内イメージングにより急性冠症候群(ACS)を発症した患者とそうでない患者の冠動脈粥腫の破綻の3次元的特徴を比較し、ACSの発症規定因子を抽出し、効果的な分類法を確立することであった。そして、その研究計画の概要は、実際に破綻した粥腫の力学的構造や組織性状の実データを血管内イメージングを用いて収集(最低100例以上)し、その3次元立体構成を行って、破綻という力学的プロセスを詳細に解明するとともに、ACSを発症したものとそうでないものとを区別する効果的な鑑別分類法を発見する。またそのために客観的指標の構築と生体イメージング解析技術開発の基礎検討を開始するということであった。そして、あらかじめ同意をとった心臓カテーテルを行う患者や剖検患者の冠動脈の破綻粥腫や未破綻粥腫を用いて、血管内イメージングを行ってデータを収集し、これらの3次元構造データを使用して、流体力学的解析を行うようなソフトのプログラミングや整備を行うことであった。その中で、H25年度において、99症例にわたる血管内エコーにおけるプラーク破綻像の収集を終え、その3次元画像の立体構成を行った。その結果、ACSを発症したものとそうでないものとの間における相違について模索を重ね、その立体的特性を種々の角度から解析した後に、ACSに繋がる立体幾何学的特徴を発見した。これを学会で発表した他、年度末の時点で、論文投稿準備中である。また、さらに次年度において予定している流体力学的シミュレーションを行うための高速コンピュータシステムの導入し、次年度に向けてデータを移行し、円滑に利用できるように習熟準備中である。H26年度の研究目的の概要は、H25年度でえられた基礎データとその解析結果をふまえつつ、血管内イメージングでえられた急性冠症候群(ACS)を発症した患者とそうでない患者の冠動脈プラーク破綻の3次元的特徴を比較し、ひいてはACSの発症メカニズムの一端を解明するものであった。すなわち、破綻したプラークの中でACSを発症したものと、そうでないものの間にはどのような違いがあるかを比較検討した。その間には一定の違いがあることを定性的にはH25年度に発見したわけであるが、H26年度は、より定量的にそれを検証したわけである。その結果、ACSが発症したプラーク破綻の形状には、ある一定の定量的特殊性があることが判明した。すなわちACS発症には、プラーク破綻が血管長軸に対して縦長に進展しているタイプであり、かつそこで血液の流れが乱される構造物(flow disturber)の存在の有無が重要な決定因子であることが判明した。Flow-disturberとは、主として遊離線維性被膜がプラーク破綻口の下流に存在するタイプのことである。遊離端が下流側にあると、血流がその遊離端が存在しているために翻転したり淀んだりして撹乱されることが容易に想像できるため、Flow disturberと名付けたわけである。このことは多変量解析によっても有意であることが定量的に立証された。この結果は現在論文投稿中である。この事実をさらに理論的に解釈するため、H26年度はその形状を高速コンピュータ上にある流体力学的シミュレーション解析ソフトに入力し、血流の淀みがそれぞれの形状でどう異なるのかの解析を始めた。そしてFlow disturberによる血流撹乱の大要が定性的に明らかとなり、その中間的成果については学会でも報告した。これらの検討をより定量的に進め、研究の総括を行うべくH27年度に向けて研究を継続していく予定である。<H27年度(最終年度)の成果>本研究の最終年度に当たるH27年度は、H25,26年度に2年間にわたって行ってきた、血管内イメージングでえられた急性冠症候群(ACS)を発症した患者とそうでない患者の冠動脈プラーク破綻の3次元的特徴を比較し、H25年度には定性的に、H26年度は定量的にその違いを検証して得られた知見を元に、その成果に対して流体力学的な理論的検証を行い、研究成果全体を総括することを目的として研究を行った。H25,26年度に収集したプラーク破綻の実データとして3次元座標の集合からなる3次元形状データを、流体力学的ソフトに移行し、そのプラーク破綻部周辺における冠動脈血流の流速分布のシミュレーションを行った。その結果、ACSを発症した破綻は、無症候性に終わった破綻に比べて、流速分布のばらつきが有意に大きいことがわかった。すなわち流速のばらつきが大きいことで、血流にムラが生じ、冠動脈の閉塞を来しやすい血栓ができやすくなることが推察された。なお、本研究に付随してACS患者のプラークの組織性状の特徴やプラークの安定化について調べた研究論文を発表した。<研究期間全体を通じた成果

>冠動脈の破綻粥腫の血管内イメージング画像を収集し、ACSを発症したものとそうでないものとの間における相違について模索を重ね、その立体的特性を種々の角度から解析した後に、ACSに繋がる立体幾何学的特徴を発見した。すなわちACS発症には、プラーク破綻が血管長軸に対して縦長に進展しているタイプであること、かつそこで血液の流れが乱される構造物(flow disturber:遊離線維性被膜片がプラーク破綻口の下流に存在するタイプ)の存在の有無が重要な決定因子であることが多変量解析で判明した。これらのH25,26年度に得られた成果に基づいて、上記のH27年度の成果が得られたわけである。急性冠症候群(ACS)の主因は、冠動脈粥腫の破綻とそれに伴う血栓形成であるとされているが、逆に冠動脈粥腫の破綻が必ずしもACSを発症するわけではない。本研究ではACSを発症する粥腫の破綻と発症しない破綻との間でどのような違いがあるのかを検討した。3D血管内エコー法による検討により、血管長軸に沿って長細く広がり、かつ末梢側に線維性被膜の断端が残存する破綻であるほどACSが発症しやすいことがわかった。流体力学的シミュレーションの結果、そのような破綻は、そうでない破綻に比し、有意に血流の乱れが生じ、引き続いて起こる血栓形成が形状的にも流体力学的にもより起こりやすい可能性があることが示唆された。99例の症例につき、当初の予定の100例以上のデータをほぼ満たしており、データ数においてはほぼ目的は達せられている。またACSを発症するプラーク破綻とそうではない破綻を区別する因子について、より詳細に、かつ多変量解析を用いてより精緻に規定因子が同定できた。またその因子は流体力学的に血流の淀み発生に密接に関連している可能性が高く、流体力学的にACS発症機序を解明する当初の目的の成就に迫るものである。循環器内科学H27年度においては、H25,H26年度でえられたデータを用いて、血流の淀みという観点から、どのような形状がACS発症の重要な規定因子なのかをシミュレーションを用いてより実証主義的に検討して、本研究を総括していく予定である。シミュレーションには一例の計算だけで数時間かかるために、できるだけ高速に計算処理をする必要があり、そのために十分なPCのスペックを有しておく必要がある。ハードウェア、ソフトウェアの整備とともに、当初の研究全体の目的である(1)急性冠症候群発症となるプラーク破綻の特徴抽出とそのメカニズム、(2)十分な血栓を惹起しうるプラークの破綻形状を明確にしめす画像化、(3)最終的にACSの発症を予測しうる包括的定量システムと治療法開発の糸口を見いだしていく。データ数について99症例であったが、当初の予定である100例以上という数にほぼ到達したこと、また1例につき画像構築に数時間を要するために、99例であっても相当の情報量であり、一定の成果を得たと言える。またACSを発症する破綻とそうでない破綻の違いを見出し、それを鑑別する分類法も概ね見出すことができ、学会に発表し、かつ論文作成が可能となったことから、おおむね順調に進展していると判断した。ただ、3次元的画像における幾何学的パターンというのは、定量性に欠けるために、それを科学的にアプローチすることにまだまだ思った以上に限界があり、次年度に向けて課題を残しているため、当初の計画以上に進展しているとは判断しなかった。
学校教育における博物館利用を促進させるための教員支援ツールの開発

理科教育において学校・博物館連携を促進することを目的として,貸し出し教材の開発,貸し出し方法の検討,教材の効果の分析を行った.以下の知見を得た.1)ニワトリの骨格標本を用い,標本,ワークシート,指導案,教師用資料をセットにした貸し出し教材を完成させた.2)学習の方法と内容をともに複線化した.学習の方法は,教師主導型と子ども中心型の2つの展開を用意した.学習の内容は,児童生徒の実態や時間数にあわせて,選択できるものにした.3)研修を位置づけた教材貸し出しシステムを考案した.4)今回完成した貸し出し教材を用いた授業により,児童・生徒,教員の博物館に対する興味関心が向上することを見出した.学校・博物館連携の困難さとして,「近くに博物館がない」,「交通費や見学料などの費用が確保できない」,「博物館へ行く時間がない」などがあげられる.これらを解決する手立てとして,学芸員が標本を持って学校へ出向く訪問授業が考えられる.しかし,学芸員の多忙さから訪問は困難である.そこで,標本のみを学校へ貸し出す,貸し出し標本に着目した.三重県立博物館と共同して,貸し出し標本を製作した.貸し出し標本はニワトリの骨格標本とし,小学4年「人の体のつくりと運動」,中学2年「動物の生活と生物の変遷」に位置づけた.また,貸し出し標本を用いた授業を行うための教材パッケージを開発した.教材パッケージは,貸し出し標本,指導案,ワークシート,教師用資料の4つで構成した.授業を実施し,授業後に子どもと教師にアンケートを実施した.子どもの博物館に対する興味・関心,理科に対する興味・関心の高まリが確認できた.一方,教師から,(1)多様な子どもの実態に対応するためには,何種類かのワークシートが必要,(2)指導案や教師用資料を読む時間がないので,興味のある教師しか借りない,という指摘が得られた.これらの指摘をふまえ,教材パッケージを改善した.(1)の指摘より,ワークシートを,教師主導型(Aタイプ)と子ども中心型(Bタイプ)に複線化し,子どもの実態に合わせて教師が選択できるようにした.(2)の指摘より,次の研修システムを考えた.まず,博物館関係者は,教師に対して,貸し出し標本を用いてできる具体的な活動を紹介する研修会を実施する.博物館は,研修した教師に対して標本を貸し出す.教師は子どもにに対して,貸し出し標本を用いた授業を実施する.このシステムにより,貸し出し標本を用いた活動が行いやすくなる.平成26年度は,複線化したワークシート,研修システムを導入した実践を行い,この効果を検討する.学校・博物館連携の活性化を目的として,教員支援ツールの開発を行っている.三重県立博物館と共同して,貸し出し標本(ニワトリの骨格),貸し出し標本を用いて授業を行うための教材パッケージ(貸し出し標本,指導案,ワークシート,教師用資料の4つで構成した)を作成した.授業実践し,子どもと教師にアンケートを実施した.子どもの博物館に対する興味・関心,理科に対する興味・関心の高まリが確認できた.一方,教師から,(1)多様な子どもの実態に対応するためには,何種類かのワークシートが必要,(2)指導案や教師用資料を読む時間がないので,興味のある教師しか借りない,という指摘が得られた.これらの指摘をふまえ,教材パッケージを改善した.(1)の指摘より,ワークシートを,教師主導型(Aタイプ)と子ども中心型(Bタイプ)に複線化し,子どもの実態に合わせて教師が選択できるようにした.(2)の指摘より,次の研修システムを考えた.まず,博物館関係者は,教師に対して,貸し出し標本を用いてできる具体的な活動を紹介する研修会を行う.博物館は,研修した教師に対して標本を貸し出す.教師は子どもに対して,貸し出し標本を用いた授業を実施する.平成26年度,教員研修を導入した授業実践を行った.実践結果の分析から,教材,および,教員研修を導入した授業実践方法の効果を検証することができた.また,貸し出し教材を活用した授業により,授業直後の児童・生徒,教員の博物館への興味・関心が高められることを明らかにした.平成27年度は,教材と実践方法のさらなる改善に取り組むとともに,教材や実践方法の効果を長期的な視点から分析することを目的として,これまでに行った授業実践から約1年後の,児童・生徒,教員,保護者を対象とした追跡調査を行う.長期的な視点から,貸し出し標本を活用した授業が,児童・生徒,教員,保護者に及ぼす影響を検討する.学校・博物館連携の活性化を目的として,教員支援ツールの開発を行っている.これまでの検討を通して,以下の成果をあげた.1.三重県立博物館と共同して,貸し出し標本(ニワトリの骨格),貸し出し標本を用いて授業を行うための教材パッケージ(貸し出し標本,指導案,ワークシート,教師用資料の4つで構成した)を作成した.2.授業実践,実践後の子どもと教師へのアンケートを通して,子どもの博物館に対する興味・関心,理科に対する興味・関心の高まりが確認できた.3.実践を通して,教師から,(1)多様な子どもの実態に対応するためには,何種類かのワークシートが必要,(2)指導案や教師用資料を読む時間がないので,興味のある教師しか借りない,という指摘が得られた.4.3の指摘をふまえ,教材パッケージを改善した.(1)の指摘より,ワークシートを,教師主導型(Aタイプ)と子ども中心型(Bタイプ)に複線化し,子どもの実態に合わせて教師が選択できるようにした.(2)の指摘より,次の13の手順による研修システムを開発した.1博物館関係者は,教師に対して,貸し出し標本を用いてできる具体的な活動を紹介する研修会を行う.2博物館は,研修した教師に対して標本を貸し出す.

3教師は子どもに対して,貸し出し標本を用いた授業を実施する.実践を通して,教員が貸し出し標本を活用した授業を行うためには,研修システムが必要であり,有効であることを明らかにした.5.長期的な視点に立った貸し出し標本を活用した授業の効果を分析するために,授業実践から約1年後に,子どもを対象として追跡調査した.1度の授業実践では,博物館への興味・関心の高まりは持続しないことが明らかになった.子どもの博物館への興味・関心を長期的に高めるためには,学校と博物館との継続的な連携が必要であると結論した.日本科学教育学会の年会発表賞を受賞(2015年8月)する等,研究は順調に進んでいる.*受賞発表論文:貸し出し教材で学校と博物館をつなぐ,第38回年会論文集,pp.185-188,2014(東垂水琢哉・平賀伸夫)昨年度に実施できなかった海外の博物館の視察,ワークシートの入手を達成することができた.また,貸し出し標本の授業利用による,子どもの博物館に対する長期的な興味・関心の変化を分析することができた.学校・博物館連携の活性化を目的として,教員支援ツールの開発を行っている.三重県立博物館と共同して,貸し出し教材(ニワトリの骨格標本,ワークシート,指導案,教師用資料から構成)を開発した.開発した教材を用いた授業実践の結果をふまえ,次の二つの特徴をもつ教材に改善した.特徴の一つは学習の方法と内容の複線化(方法:教師主導型と子ども中心型の2つの展開を用意,内容:子どもの実態や時間数にあわせて内容の選択が可能)であり,もう一つは教材貸し出しシステム(1博物館関係者は,教員に対して,貸し出し標本を用いてできる具体的な活動を紹介する研修会を行う.2博物館は,研修した教員に対して標本を貸し出す.3教員は子どもに対して,貸し出し標本を用いた授業を実施する.)であった.平成28年度は,改善した教材を用いた授業実践の結果を分析し,子どもと教員のそれぞれについて,教材の効果を分析した.その結果,以下の知見を得た.1.子どもを対象とした調査により,授業後の子どもの博物館に対する興味・関心の向上を明らかにした.この向上は,教師主導型,子ども中心型のどちらの展開についても同様にみられた.一方,この向上は,教材貸し出しシステムを用いた場合のみにみられた.貸し出し教材を用いた授業により,子どもの意識はいつでも変化するというわけではなく,研修を受けた教員が貸し出し教材を用いた授業を行うという条件の下で,子どもの博物館に対する興味・関心は向上することを見出した.2.教員を対象とした調査の結果,学習の方法と内容の複線化,および,教材貸し出しシステムについて,ともに良い評価を得た.また,博物館活用に対する意欲の向上を見出した.上記の成果は,日本科学教育学会誌『科学教育研究』に投稿(投稿日:平成28年12月9日)し,採録(採録日:平成29年3月22日),印刷中(掲載号:41-2号)となっている.日本科学教育学会の年会発表賞を受賞(平成27年8月),同学会『科学教育研究』への論文投稿,採録決定(平成29年3月)する等,研究は順調に進んでいる.
超音波放射圧による金属ナノ粒子の周期構造化と局在表面プラズモンの励起

金属ナノ粒子の周期構造の局在表面プラズモンを調べるために,金属ナノ粒子クラスタの2次元周期構造による光散乱問題の多重極展開法による数値解法を導き,各粒子に励起する局在表面プラズモンの集団的励振によるCollective Plasmon Resonanceを数値的に確かめた.また,金属ナノ粒子を含む液体中に超音波の定在波を形成し,その放射圧により金属ナノ粒子を周期的に配置することを試みたが,まだ周期構造による回折光は確認できていない.金属ナノ粒子の周期構造の局在表面プラズモンを調べるために,金属ナノ粒子クラスタの2次元周期構造による光散乱問題の多重極展開法による数値解法を導き,各粒子に励起する局在表面プラズモンの集団的励振によるCollective Plasmon Resonanceを数値的に確かめた.また,金属ナノ粒子を含む液体中に超音波の定在波を形成し,その放射圧により金属ナノ粒子を周期的に配置することを試みたが,まだ周期構造による回折光は確認できていない.本申請課題では、ナノ金属粒子の列(集まり)の周期的な配置における局在表面プラズモンの振舞いと機能性を調べることを目的として,初年度の平成22年度は下記の研究を行った:A.超音波放射圧によるナノ金属粒子列の周期構造形成のためのデバイス製作(A1)LiNbO_3圧電単結晶基板を研磨することで、高周波のトランスジューサを作製した。インピーダンス特性からトランスジューサの動作を確認し2μm以下の厚さまで薄く研磨することで中心周波数2.1GHzのトランスジューサを得た。(A2)水中に放射した超音波によって作製される定在波によって、微小粒子を周期的に配列する実験を行った。基礎実験として光学顕微鏡で観察可能な40μmのナイロン球での実験を行い、周期構造が得られていることを確認した。ナノ粒子の周期構造については実験を継続中である。B.ナノ金属粒子の周期構造からの平面波回折問題の数値解析(B1)ナノ金属粒子列からの平面波回折問題を数値解析にGeneralized Multipole Technique(GMT)を適用した。この数値解析のアルゴリズムでは,ナノ金属粒子数の増加とともに解くべき連立一次方程式のサイズが大きくなり数値処理量が膨大となることから、マルチコアプロセッサによる並列計算を導入し、粒子数が10個程度までの解析を可能とした。また、本手法による解析結果を他の数値解法(FDTD)により得られる解析結果と比較し、妥当性を検証した。(B2)(B1)で開発したプログラムを用いて、金でできたナノ粒子1個またはその複数個の集まりからの可視光散乱を解析し、局在プラズモンが1次と-1次の多重極により構成されていることを数値的に示した。また、近年話題になっているナノ金属粒子の6角形配置で発生するFano resonanceについても本プログラムを用いて追試した。本申請課題では、ナノ金属粒子の列(集まり)の周期的な配置における局在表面プラズモンの振舞いと機能性を調べることを目的として,デバイス製作とシミュレーションから平成23年度は下記の研究を行った:A.超音波放射圧によるナノ金属粒子列の周期構造形成のためのデバイス製作と測定LiNbO_3圧電単結晶基板を研磨して作製した高周波の超音波デバイスで液体中に目的の定在波分布を形成できたか判定するため、回折光の測定を行っているが、0次光との分離に工夫が必要であり現在実験を継続中である。今までは主として入射角度と波長を変えたときの回折強度特性を測定する実験を行っていたが、偏光状態を観察することで回折光の検出を試みている。B.ナノ金属粒子の周期構造からの平面波回折問題の数値解析初年度(平成22年度)は、ナノ金属粒子列からの平面波回折問題を数値解析にGeneralized Multipole Technique(GMT)を適用し、数値計算のためのアルゴリズムを導きプログラム作成までを行った。平成23年度は、このプログラムを用いて、ナノ金粒子を複数個配置したナノ金粒子クラスタにおいて、それぞれの粒子に励起される局在プラズモンの相互作用について調べた。粒子数が増えると局在プラズモンの相互作用が複雑になり、データ収集とともに文献調査を行った。特に、近年ナノ金属粒子クラスタで興味を持たれているFano resonanceとの関連について、調べた。また、ナノ金属粒子クラスタを周期的に配置した周期構造からの平面光の回折問題に対してGeneralized MultiDole Technique(GMT)による定式化を行った。本申請課題では、ナノ金属粒子の列(集まり)の周期的な配置における局在表面プラズモンの振舞いと機能性を調べることを目的として,平成24年度は下記の研究を行った。平成23年に引続き、LiNbO3圧電単結晶基板を研磨して作製した高周波の超音波デバイスで液体中に目的の定在波分布を形成できたか判定するため、回折光の測定を行っているが、まだ回折光の観察はできていない。なお、液体中のナノ粒子の光吸収特性を調べるために、その吸光度の波長特性を測定し、吸光度が増大する波長においてナノ金粒子に局在プラズモンが励起していることを実験的に確かめた。そして、その結果を、これまで開発してきた複数個で任意形状を持つナノ金属粒子の集まり(クラスタ)に平面波が照射されたときの回折問題を解析するGeneralized Multipole Technique(GMT)に基づく数値解法によりシミュレーションした結果と比較し、実験値とシミュレーション結果は良く一致してことを確かめ、ナノ金属粒子に励起する局在プラズモンの特性がGMTに基づくシミュレーションにより解析できることを示した。

また、Lattice sumと呼ばれる周期的に配置された無限格子の球ベクトル波動関数が作る電磁界を計算する方法を導入することにより、GMTを複数個で任意形状を持つナノ金属粒子クラスタを周期的に配置した構造に適用できるように拡張した。そして、ナノ金属粒子の周期構造で発生することが知られているCollective Plasmon ResonanceをGMTによるシミュレーションで確認した。以上の結果から、本研究により開発したGMTに基づく数値解法が、ナノ金属粒子クラスタの周期構造の特性解析に有効であることを示した。デバイス作製と測定では、現段階ではまだ回折光が観察されていない。引き続きデバイス構造と検出機構を改良して、検出を試みる。シミュレーションでは、最初にナノ金属粒子クラスタ(集り)について調べ、次に本研究テーマであるナノ金属粒子クラスタを周期構造にする研究計画である。ところが、ナノ金属粒子の数を増やしたときの局在プラズモンの振舞いが非常に複雑であり、その特性把握のためのデータ収集や分析、また文献調査に予想以上に時間を要している。24年度が最終年度であるため、記入しない。局在プラズモンなどナノ金属粒子を用いたデバイス製作においては、設計パラメータの予測や特性評価においてシミュレーションが非常に有効である。特に、ナノ金属粒子クラスタを用いたデバイスでは、ナノ粒子の数が増えたときの局在プラズモンの振舞いは複雑で未解明な部分も多く、粒子数が増えても高精度に特性解析できるシミュレーションソフトが必要とされている。今後の研究では、ナノ金属粒子クラスタを周期構造に対するシミュレーションソフトを開発し、粒子数が増えたときめ精度保証、計算時間短縮、粒子間相互作用の解析に重点を置いて研究をすすめる。
多価イオン照射による固体表面ナノ構造生成過程の研究

本研究では多価イオン源(EBIT)で生成されたイオンを低速で高配向性グラファイト(HOPG)に衝突させた際に形成されるナノサイズの微細構造生成過程の研究を行った。衝突イオン価数を大きくすると生成される突起状構造の直径が大きくなり,その形状はビスマス70価と75価の間でカルデラ状に変化することが確認された。また,入射角度を変化させることで非対称隆起や1個のイオンで複数の表面改質を引き起こしたことを示唆する大変興味深い結果が得られた。本研究では電子ビームイオントラップを用いた低速多価イオン照射による固体表面ナノ微細構造の生成過程について,走査型トンネル顕微鏡(STM)による表面観察以外に放出X線及び電子エネルギー分析,磁場効果等の多角的分析研究を計画していたが,STMの故障による別STMの移設に伴う実験装置の制約の為,入射イオン価数及びポテンシャルエネルギー依存性,入射角度依存性に重点を置いた。多価イオン照射による固体表面ナノ微細構造について,高配向性グラファイト(HOPG)を標的固体として,5075価の多価Biイオンを照射した際に生成されるナノ微細構造の直径及び形状を調べる測定を行った。過去の報告では,50価程度ではHillock構造,73価ではクレーター状の衝突痕観測されており,その中間を補う目的の実験であったが,価数が大きくなるにつれナノ微細構造の直径は単調増加していき,形状の変化は70価と75価の間で起きていることを示唆する結果が得られた。HOPG固体表面への多価イオン照射時に生成されるナノ微細構造の大きさは,イオンの価数に比例するという報告があり今回の結果はそれを支持するものであったが,ポテンシャルエネルギーの差による寄与を検証する為,50価の多価Iイオン照射による実験も行った。ポテンシャルエネルギーが50keV,100keVと倍違うにも関わらず,両者のナノ構造の直径は誤差範囲内で一致した。他の同価数異ポテンシャルエネルギー測定や誤差を小さくすることが今後の課題である。HOPG固体表面への入射角度依存測定では,入射角60°の時に高低差非対称の楕円状の照射痕,入射角30°の時には1回のイオン衝突により2つの衝突痕が観測され,顕著な興味深い入射角度依存性を示唆する結果が得られたが,低解像度観測しか行えていない為,追実験による検証を行う。磁気ボトルを用いた飛行時間型エネルギー分析器は,詳しいシミュレーション計算を行った結果,広角度放出される電子の捕集可能な放出電子エネルギーの上限が想定よりも低いことが判明した。広角度に放出される高エネルギー電子は捕集できないものとして,放出角度を限定したデータとして解析することにする。詳細については現在解析中である。HOPG固体表面への多価イオン照射時に生成されるナノ微細構造の大きさは,イオンの価数に比例するという報告例があり,今回の結果はそれを支持するものであったが,ポテンシャルエネルギーの差による寄与を検証する為,50価の多価Iイオン照射による実験も行った。ポテンシャルエネルギーが50keV,100keVと倍違うにも関わらず,両者のナノ構造の直径は誤差の範囲内で一致した。多価Iイオン照射時の方が値は大きく,誤差が大きい為に一致してしまっている可能性もあるので,誤差を小さくする測定を行うことが今後の課題である。本研究の主装置である走査型トンネル顕微鏡(STM)の不具合で,長期間にわたり固体表面観測を行うことが出来なかった。また,別件で約二ヵ月間海外の研究室に滞在したことも少なからず影響している。走査型トンネル顕微鏡は他研究室から移設予定であり,正常に動作すれば固体表面観測を行うことは可能になる。これに伴い移設する装置に適した測定系を構築する必要があるので,もう一度シミュレーション計算を行い,装置開発及び調整を行う。固体表面からの広角度放出電子の高エネルギー成分の捕集には区切りを付け,放出X線のエネルギー分析,固体表面のナノ構造変化の観測,磁場による影響についての研究に重点を置く。前年度に作製出来なかった飛行時間型エネルギー分析器の開発,移設された走査型トンネル顕微鏡用の各装置の開発及び改良にその費用の大半を使用する。固体標的用試料や実験に伴う寒剤購入。調子の悪いスクロールポンプが故障した際には,その修理費用としても使用する。
障害者に対する歯科医学教育のあり方と可能性

全国歯学部の障害学生の在籍状況と現状での対応、今後の受け入れ方針等に関する書面調査を行った。対象学生15465名のうち障害を有する学生は97名で、全体の0.1%に満たなかった。過去に障害学生の受け入れ経験のある歯学部は23校、障害学生の受け入れが可能と回答したものが17校、受け入れ態勢がなく困難と回答したものが12校であった。今後の受け入れに関しても、現状の結果と同様の回答結果であった。また下肢不自由者に対する歯科医療教育用機器を試作し、技能教育について検討した。その結果、有効であったことが確認された。教育を提供する側の認識により多くの障害学生の受入が可能であることが示唆された。歯科医学教育に関する障害者への状況を調査する目的で、29の歯学部・歯科大学に対し、現在の障害者の在籍状況や、障害の種類、対応等に関するアンケート調査を行い、すべての歯学部・歯科大学より回答が得られた。障害者差別解消法の正式実施に関する意識としては、「よく理解している」と回答した学部・大学が3校、「おおむね理解している」が20校、「あまりよく知らない」が6校、「全く知らない」は0校であった。対象となった総在学生数は15465名で、そのうち障害ごとの在籍者数としては、視覚障害者:0名、聴覚障害者:4名、肢体不自由者:3名、病弱・虚弱者:30名、発達障害者:3名、精神障害者57名、障害を有する学生の総数は97名程度であり、全学生に占める割合としては0.1%に満たない状況であった。過去に受け入れた経験のある学部・大学は23校、障害者の受入れ体制に関しては、障害の種類による可否はあるものの、可能と回答した学部・大学が17校、体性がないとしたものが12校であった。また今後の受入れに関しても現状の受入れ状況とほぼ変わらない結果で、近い将来の積極的な受入れ体制の構築はあまり期待できない状況であった。また歯学部教育の入り口でもある入試の際の扱いに関しては、障害の種類により若干の差異はみられたが、おおむね10の学部・大学において対応しているといった回答であった。以上の結果から、すでに法制化された障害者差別解消法に関してて十分に理解していると考えられる学部・大学は6校程度と少なく、また現状の受入れ状況や、今後の受入れ体制、入学時の対応などの結果から、機会平等の観点にのっとった障害者に対する適切な対応が実施されない可能性も懸念された。申請した通り、27年度は全国歯学部・歯科大学における障害者の受け入れ状況や、今後の対応に関する調査を行い、対象とした29膳学部・大学より回答が得られ、歯学部・歯科大学の障害者に対する取り組みの現状が確認できたところである。平成27年度の研究として、平成28年に施行された障害者差別解消法とその合理的配慮の不提供の禁止の義務化(国公立)と努力義務(私立)に関する、全国29の歯科大学、歯学部の実態を調査した。平成28年度は、歯科医学教育の実際を鑑み、実際の障害学生をシミュレートした実習を想定し、本学学生の協力を得て障害の中の肢体不自由者(下肢不自由者)を対象とした実習を行い調査した。実際には教育用診療ユニットを試作し学生に実際に使用してもらい実習効果を検討した。フットスイッチにあたる部分をすべて机上の装置と連動させ、タービンのスイッチとしては上腕部に巻きつける形のスイッチを用い、脇を占めることでon/offを行うシステムとした。また手用のエンジンも回転数を机上の調節器を使用し、バキュームなども同様に机上のスイッチにて調節した。学生には車椅子にてすべての操作を行わせた。実施内容は、マネキンを用いての窩洞形成や超音波スケーラーによるスケーリング等の実際の歯学部の学生が行うファントーム実習の一部を行わせた。その結果、実習開始当初は若干の使用時の戸惑いのような感はあったものの、機器に馴染むことにより良好に実習が行えるようになった。実際の窩洞形成やスケーリングの状況もフットスイッチを使用した実習内容と比較しても明らかな差異は見られなかった。また実習後のアンケート結果からも、フットスイッチを使用した通常の窩洞形成・スケーリング実習と比較しても、体感的にも大きな差異はなかった。昨年度の調査結果からも、すでに法制化された障害者差別解消法に関して十分に理解していると回答した歯科大学・歯学部は6校と少なく、機会平等の観点に則った障害者に対する適切な対応が実施されない可能性が懸念された一方で、今年度の実施結果が示すように、個々の障害に対する教育の考え、機器の開発が、現状での懸念を解消してくれる可能性も示唆された。27年度の調査結果を踏まえ、実際の教育に関する検討と現状への必要な対応に関し検討する。