hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
慢性咳嗽の病態解明に基づく診断・治療法の開発

1.咳喘息モデルの作成とアトピー咳嗽モデルとの比較1)能動感作モルモットに抗原を吸入負荷し、その72時間後に抗原を再度吸入負荷することによって、気管支拡張薬が咳嗽を抑制する咳喘息モデルを作成した。2)この咳喘息モデルでは、システニイル・ロイコトリエンが重要であるが、神経ペプチドは関与せず、明らかにアトピー咳嗽モデルとは異なることが示された。2.咳感受性に与える気道への機械的ストレスの影響予備実験によって、咳発作を想定した気道への圧負荷は、咳感受性を亢進させ、さらに気道への好中球浸潤を招来する可能性、すなわち、咳嗽の悪循環回路の存在が示唆された。そこで、平成16年度には、定量的圧負荷装置を用いた本実験を計画した。II.臨床的研究1.アトピー咳嗽の疾患概念の確立従来からの臨床研究によって明かとなっているアトピー咳嗽の生理学的・病理学的病態に加えて、長期予後に関する研究成績の一部が明かとなった。すなわち、1)アトピー咳嗽は喘息に移行しない。この成績(Thorax 2003年1月号掲載)によって、アトピー咳嗽は新規疾患概念として国際的にも認知されるに至った。2)アトピー咳嗽患者の経年的呼吸機能の低下は、正常者のそれと差と認めない。2.咳喘息の病態と長期予後1)吸入ステロイド療法は、咳喘息から喘息への移行を阻止できる。2)咳喘息からの喘息発症の危険因子は、気道過敏性亢進の程度である。3)吸入ステロイド療法を実施しなければ、気道過敏性亢進は改善しない。I.基礎的研究平成14年度、平成15年度の成績に加え々下記の成績が得られた。1.咳感受性に与える気道への機械的圧ストレスの影響1)咳発作を想定した気道への圧負荷を定量的圧負荷装置を開発して検討した。その結果、気道への圧負荷は、負荷の強度依存性に咳感受性を亢進させ、さらに気道への好中球浸潤を生じた。すなわち、咳嗽発作が咳感受性性をさらに亢進し、好中球性気道炎症を惹起することによって、咳嗽と咳感受性亢進に増幅回路(悪循環回路)が形成されることが明かとなった。2)アトピー咳嗽の動物モデルに圧負荷を加えると、抗原誘発咳感受性亢進はさらに増強された。すなわち、アトピー咳嗽において、咳発作は咳感受性をさらに亢進させ、咳発作を増強するため、抗炎症療法に加えて咳嗽を止めることが治療に重要であることが示唆された。2.咳感受性と気管支平滑筋収縮による咳嗽の関係アトピー咳嗽では咳受容体を介して咳嗽が発症し、咳喘息では気管支平滑筋収縮がトリガーとなって咳嗽が発症する。健常者を対象としてカプサイシン咳感受性とメサコリン誘発気管支平滑筋収縮時の咳嗽の関係を検討したところ、両者の間には逆相関がみられた。気道の咳感受性と平滑筋収縮に対する知覚神経の感受性は逆方向に調節されている可能性が示唆され、今後の重要な研究課題をなった。II.臨床的研究1.慢性咳嗽の原因疾患の頻度生理学的・病理学的病態と長期予後の成績によって新規疾患単位として確立したアトピー咳嗽の頻度について、多施設共同前向き研究によって検討した結果、慢性咳嗽の三大原因疾患は咳喘息、アトピー咳嗽、副鼻腔気管支症候群であることが明らかとなった(わが国における最初のエビデンスであり、Respirologyに掲載予定)。このことにより、アトピー咳嗽の概念は、慢性咳嗽の診療において不可欠であることが示された。
心・血管系細胞における各種イオン動態制御の経時的変化とその異常

心・血管系細胞(心筋、平滑筋、内皮細胞)の機能(収縮、弛緩、活性物質産生、増殖)制御に細胞質Ca濃度([Ca]i)の変動が重要な役割を演じている事は良く知られている。しかしながら、細胞分化・増殖・肥大に伴う[Ca]i制御機構の変化を検討した研究は少ない。本研究では、心・血管系細胞の中でも、先ず血管平滑筋細胞の細胞周期回転(増殖)に伴う電位依存性Caチャネルの発現様式や特性変化を検討した。ラット大動脈培養平滑筋細胞の2種類(L型、T型)Ca電流をwhole cwll voltage clamp法を用いて記録し、その後各々の細胞について細胞周期特異的核抗原の蛍光染色を行った。(1)G0期、M期の細胞では、全てL型Ca電流のみが記録された。G1期37%、S期の86%にT型Ca電流が記録された。(2)単位面積当りの電流密度はL型Ca電流:G1>S>G0>M、T型Ca電流:S>G1>G0=M。(3)L型Ca電流の電流電圧曲線、活性化曲線、不活性化曲線やBay K8644によるL型Ca電流増強硬化は各周期間で差が無かった。(4)各周期の細胞において、各種セカンドメッセンジャー(C-kinase,cyclic AMP,cyclic GMP)のL型Ca電流に対する硬化には差が無かった。この結果、2種類の電位存在性Caチャネルの発現様式が細胞周期依存性であることが明らかとなった。しかしながら、各細胞周期の細胞において、L型Caチャンネルの電気生理学特性やセカンドメッセンジャーによる制御様式に差は無かった。
複雑形状CFRP部品の微視構造を考慮した応力集中部強度予測手法の確立

ナイロン樹脂を母材とする一方向炭素繊維強化熱可塑性プラスチック(CFRTP)のチョップドテープを用いて加熱プレス成形により短冊形状の曲げ試験片を製作して,テープ長及び試験片幅が曲げ弾性率及び曲げ強度に与える影響について検討した.テープ長が長くなるにつれて曲げ弾性率及び曲げ強度がともに増加し,テープ長が30 mm程度でほぼ一定値に収束した.従って,テープ長が30 mmであれば,本材料としての力学特性が十分に発揮されることを示した.また,曲げクリープにおける時間ー温度依存性についても調査した結果,ナイロン樹脂単体の場合と比較するとチョップドテープ材ではクリープ変形が大幅に抑制され,織物のCFRTPに近い傾向を示した.更に,アレニウスの時間ー温度換算則が成立することを明らかにし,高温加速試験により曲げクリープ変形の長期予測が可能であることを示した.このテープ長が30 mmのチョップドテープを用い,複雑形状部品の加熱プレス成形における成形に依存した材料特性の変化について検討を行った.チョップドテープの加熱プレス成形により小型のバスタブ形状部品を製作して,この部品から異なる曲率を有する角部を複数切り出して試験片とした.この角部試験片の曲げ試験を実施して,曲げ剛性及び曲げ強度を測定した.また,上述の短冊形状試験片から取得した材料試験の結果をもとに,有限要素解析を用いて角部試験片の曲げ試験に関する数値シミュレーションを実施した.これらの結果を比較することにより,短冊形状試験片を用いて測定したチョップドテープ材成形品の材料特性では,複雑形状部品を成形した後の材料特性を求めることができないことを示した.本成形方法による部品設計のためには,加熱プレス成形時のチョップドテープの流動などを考慮に入れた材料特性の予測が必要である.平成30年度の研究計画として,応力集中部近傍の断層画像をX線CT装置により撮影し,応力集中部近傍の繊維配列状況と強度低下率との関連性を明らかにすることにしていた.しかしながら,X線CT装置の利用の制約により,応力集中部近傍の断層画像の取得が完了しておらず,平成31年度で実施する予定となっているモデル化のための十分なデータが得られていない.そのため,平成31年度も継続して,X線CT装置による断層画像の取得を進める.一方で,チョップドテープのテープ長を変化させて短冊形状試験片を成形することにより,テープ長が成形品の力学特性に与える影響について検討した.これよりテープ長が30 mm程度以上であれば,本材料としての力学特性が十分に発揮されることが明らかとなったため,このテープ長のチョップドテープにより成形した短冊形状試験を用いて,曲げクリープ試験を実施した.これよりチョップドテープ材による成形品の時間ー温度依存性について明らかにした.また,このテープ長のチョップドテープを用いて小型のバスタブ形状部品を製作し,角部試験片を切り出して実施した曲げ試験結果と,有限要素解析による数値シミュレーション結果とを比較した結果,加熱プレス成形中に材料特性が大きく変化していることを確認した.平成30年度に実施予定であった応力集中部近傍の断層画像の取得について完了していないため,継続して実施する.これらの取得した断層画像より繊維1本1本をモデル化した3次元有限要素モデルを構築して,応力集中部の微視的な応力分布を数値シミュレーションにより求め,材料の不均質性を考慮した曲げ強度の予測を行う予定である.また,複雑形状部品の加熱プレス成形においてチョップドテープの再配列や繊維蛇行などにより応力集中部で強度低下が生じると,応力集中部の厚肉化が必要になるため,部品の重量が増加する.そこで,本研究成果を応用して,重量増を導かずに応力集中部での破壊を生じにくくするための適切な形状などを検討し,複雑形状のCFRTP部品の高強度化手法を検討する.炭素繊維強化熱可塑性プラスチック(CFRTP)は,加熱により軟化し,再度冷却すると硬化する性質があることから,生産性に優れたリサイクル可能な材料である.成形性を高めるために長さが数十mmの長繊維を用いるが,この場合のCFRTP成形品の力学特性は,炭素繊維の分布や配向に強く依存する.このCFRTPを用いて複雑形状部品を成形する場合には,特にリブなどの曲がり部で,形状や成形条件に依存した樹脂流動により繊維分布や配向が変化して,局所的に材料特性が変化する.そこで,CFRTPの微視的な不均質性を考慮に入れた応力集中部の強度予測手法を確立して,今後応用分野が広がると予想される複雑形状CFRTP部品の構造信頼性に資することを目的としている.平成29年度ではまず,ナイロン樹脂を母材とする一方向CFRTPプリプレグシートを切断したチョップドCFRTPテープを準備した.このチョップドCFRTPテープを用いて加熱プレス装置により,JIS K7164に準拠した短冊試験片を成形して,引張試験を実施することで引張特性を取得した.その後,チョップドCFRTPテープを用いて複雑形状部品の応力集中部を模擬したT型試験片も加熱プレス装置により成形した.このT型試験片のリブ曲げ試験を実施して,剛性及び強度を測定した.以上の結果をもとに,有限要素解析を用いてT型試験片をモデル化し,引張試験から得られた材料特性を割り当ててリブ曲げ試験の数値シミュレーションを実施した.その結果,解析により得られたT型試験片の剛性及び強度と,実験により得られたT型試験片の剛性及び強度とが大きく異なることが明らかになった.

このことは引張試験片から得られた材料特性に対して,T型試験片ではCFRTPの微視構造の変化により見かけの材料特性が変化したことを示しており,形状の異なる基準試験片を用いて測定した材料特性をもとに,複雑形状部品の力学特性を直接的に求めることができないことを明らかにした.平成29年度の当初の研究計画としては,複雑形状CFRTP部品の応力集中部を模擬するT型試験片を提案して,成形条件に依存した微視的な不均質構造に起因する強度低下率の範囲を実験的に明らかにすることであった.これに対して,本年度に実施した内容は下記の通りである.(1)複雑形状CFRTP部品の応力集中部を模擬するためのT型試験片の提案.(2)チョップドCFRTPテープからT型試験片を製作して,そのリブ曲げ試験を実施.(3)チョップドCFRTPテープから規格に準拠した短冊形状試験片を製作し,引張試験を実施して材料特性を取得.(4)引張試験から得られた材料特性を用い,有限要素解析により算出したT型試験片の剛性と強度とを実験結果と比較することにより,形状や成形条件に依存した材料特性の変化について検討.以上より,研究は概ね順調に進んでいる状況である.ナイロン樹脂を母材とする一方向炭素繊維強化熱可塑性プラスチック(CFRTP)のチョップドテープを用いて加熱プレス成形により短冊形状の曲げ試験片を製作して,テープ長及び試験片幅が曲げ弾性率及び曲げ強度に与える影響について検討した.テープ長が長くなるにつれて曲げ弾性率及び曲げ強度がともに増加し,テープ長が30 mm程度でほぼ一定値に収束した.従って,テープ長が30 mmであれば,本材料としての力学特性が十分に発揮されることを示した.また,曲げクリープにおける時間ー温度依存性についても調査した結果,ナイロン樹脂単体の場合と比較するとチョップドテープ材ではクリープ変形が大幅に抑制され,織物のCFRTPに近い傾向を示した.更に,アレニウスの時間ー温度換算則が成立することを明らかにし,高温加速試験により曲げクリープ変形の長期予測が可能であることを示した.このテープ長が30 mmのチョップドテープを用い,複雑形状部品の加熱プレス成形における成形に依存した材料特性の変化について検討を行った.チョップドテープの加熱プレス成形により小型のバスタブ形状部品を製作して,この部品から異なる曲率を有する角部を複数切り出して試験片とした.この角部試験片の曲げ試験を実施して,曲げ剛性及び曲げ強度を測定した.また,上述の短冊形状試験片から取得した材料試験の結果をもとに,有限要素解析を用いて角部試験片の曲げ試験に関する数値シミュレーションを実施した.これらの結果を比較することにより,短冊形状試験片を用いて測定したチョップドテープ材成形品の材料特性では,複雑形状部品を成形した後の材料特性を求めることができないことを示した.本成形方法による部品設計のためには,加熱プレス成形時のチョップドテープの流動などを考慮に入れた材料特性の予測が必要である.
走化性方程式系の解構造に関する新展開

本研究では、走化性による粘菌の挙動を記述する走化性方程式系を研究対象とする。走化性方程式系は複数の偏微分方程式の連立系として表され、単独の偏微分方程式とは異なる独特な数理構造・解の挙動をもつことが知られている。単独の偏微分方程式と連立系の数理構造の違い・共通部分を解の爆発現象に着目して解明する。解明の過程で、連立系と単独方程式の関係を明らかにする。また、連立系の独自の数理構造に主眼を置き、その一般化・高次元化である方程式系の解構造を解明する。
新しい電解酸化水のう蝕予防に関する実験的・臨床的研究

本研究は、う蝕予防剤の開発にかんがみ、殺菌消毒作用を有する新しい弱酸性電解酸化水(EOW:松下電工社製)に着目し、このEOWがう蝕予防の洗口剤として有用であるか否かを、(1)in vitro実験、(2)動物う蝕実験、(3)臨床試験を通して検討したものである。1.EOMは弱酸性(pH:5.1前後)であるため、in vitro実験においてEOWに牛歯エナメル質を浸漬したときのエナメル質の溶解および脱灰の度合を調べた。その結果、EOWは溶解作用、脱灰作用のいずれも弱く、1分以内の浸漬時間(洗口に要する時間)では脱灰を起こさないことが明らかとなった。2.動物う蝕実験では、S.sobrinus接種ラットを用いて、これにう蝕誘発性飼料および飲料水としてEOWを与えて54日間飼育したときの歯面付着S.sobrinus菌数、プラーク付着量、う蝕罹患度等について調べた。その結果、EOM群のラットではS.sobrinusの歯面付着が少なくなり、プラーク形成が抑制されてう蝕の発生が約50%抑制されることが明らかとなった。3.臨床試験では、EOWを洗口液としてヒトに4日間(15回)適用したときの唾液中細菌量およびプラーク付着率を調べた。その結果、EOW洗口群では口腔内の総細菌量・mutans streptococci量、プラーク付着率のいずれにおいてもわずかな減少にとどまった。4.以上の成績から、EOWは、洗口液として使用しても脱灰の心配がないこと、またラットのう蝕を明らかに抑制する効果をもつことが示されたが、ヒトのプラークに対する有効性が判然としなかったので、う蝕予防の洗口剤となり得る可能性は低いと考えられた。新開発の電解酸化水装置(松下電工社製)で製造した弱酸性電解水(EOW)の洗口剤としての有用性を検討する目的で、EOWの歯エナメル質に対する脱灰の有無を市販洗口剤と比較した。被験液としてはEOW、市販洗口剤めネオステリングリーン(NG)、BUTLER ORAL RINSE D(BOR)、薬用リステリン(LS)、イソジンガーグル(IG)、および無脱灰対照液(0.9%NaCl)、有脱灰対照液(10mM HCl)の計7種とした。試料としては牛抜去前歯の歯冠中央部を1×1×0.5cmのプロツク塊に切り出し、その中央部(直径8mm)を除いて表面をマニキュアで完全に被覆したものを用いた。試料を被験液2mlを入れた試験管内に投入し、5、10、30分間の浸漬ののち、試料を取り出し直ちに水洗し、自然乾燥を行った。各浸漬液中のCaと無機Pを比色定量し、試料のエナメル質の状態を走査型電子顕微鏡(SEM)により観察した。3.浸漬試料の5分時におけるSEM像からはBOR、LS、IGではHClに比べ軽度の脱灰が認められたが、EOW、NG、NaClでは脱灰は認められなかった。10分時および30分時の場合は5分時に比べてNaCl、BORを除き、脱灰の程度が漸次、進行するのが観察された。EOWにおける脱灰の様相はNGのそれと類似していた。以上より、EOWのエナメル質溶解作用はLSと同様に弱く、またエナメル質脱灰作用もNGと同様に弱いことが示され、EOWは通常の洗口時間では脱灰を起こさないと判定された。抗菌作用を有する新開発の弱酸性電解酸化水(EOW)がう蝕の予防に有用であるか否かを検討する目的で、う蝕誘発性飼料で飼育するS. sobrinus6715

株接種ラットに、EOW(EOW群)または水道水(Cont.群)をそれぞれ飲料水として54日間給与するう蝕実験を行い、両群におけるプラーク付着量とう蝕罹患度を比較した。1.Swab法により経日的に検査したS.sobrinus菌の歯面付着度は、Cont.群に比べEOW群では試験中期および後期のいずれの時期においても約1/3と少なかった。2.試験最終日に屠殺し、解離した上下顎をRED-COTE^<【○!R】>染色して調べたプラーク付着量は、咬合、頬側および舌側の各歯面のいずれにおいてもCont.群よりEOW群が少なかった。3.プラーク検査を終えた上下顎をムレキシド染色し、Keyes法により検査したう蝕罹患度は、平滑面、隣接面および裂溝部の各部位のいずれにおいてもCont.群よりEOW群が低頻度であり、また、これらの各部位の罹患度を総和して臼歯全体でみると、Cont.群のう蝕発生に対し、EOW群では約50%のう蝕抑制が認められた。4.ラット1匹当たりの1日平均飲水量は、Cont.群で24.2ml、EOW群では25.8mlであり、EOWを違和感なく摂取していた。EOW群のラットではCont.群と同様、外観観察、行動、体重増加の推移、さらに剖検等において異常は認められなかったので、本実験条件下ではEOWの経口毒性はないものと思われた。以上の成績から、EOWはう蝕病原菌の歯面付着を少なくしてプラーク形成を抑制することにより抗う蝕効果を発揮したものと推察され、う蝕予防効果が期待できる洗口剤などとしての利用の可能性が考えられた。15年度は、ヒトに対するEOWの洗口試験を行い、唾液中細菌量やプラーク付着量等について調べる。本研究は、動物う蝕実験においてう蝕抑制効果が確認されている新開発の電解酸化水(EOW)について、これがヒトのプラークに対して有効な洗口剤となるか否かを臨床試験を行い検討したものである。実験方法は次の通りである。被験者は、被験歯(上顎前歯3+3)が健全な学生16名を対象とした。試験群は、生食水で洗口するCont.群(8名)とEOWで洗口するEOW群(8名)の2群とした。試験期間は4日間とし、初日の洗口開始前に被験者から非刺激混合唾液を採取し、次いで上顎の歯面清掃を行った。これ以降、被験者に対して朝食前、毎食後、就寝前に洗口を行わせ、同時に口腔内清掃を禁止した。最終日には再び唾液を採取し、次いで被験歯を歯垢染色して付着状況を診査したのち、口腔内を写真撮影した。唾液中の細菌量は唾液を適宜希釈したのち、2種類の寒天培地でそれぞれ培養後、コロニー数を計測してCFUに換算した。1.Cont.群被験者における洗口終了後の唾液中細菌量は、洗口開始前に比べ、総細菌量、mutans streptococci量のいずれも増量傾向を示した。これに対して、EOW群での細菌量は洗口終了後において減少傾向を示した。2.両群被験者のプラーク付着率は、O'Learyの方法ではCont.群で97%、EOW群で89%であった。他方、被験歯唇側面の写真から計測した付着面積の比率ではCont.群で43%、EOW群で29%であった。いずれの付着率においてもEOW群の被験者が低かったが、Cont.群との間には有意差は認められなかった。3.洗口終了後のEOW群被験者の口腔内状態(粘膜・舌・歯肉等)には特に異常はみられなかった。4.以上の成績から、EOWは、ヒトの口腔細菌に対する抗菌作用が弱く、またプラーク形成抑制作用も弱いことが示され、う蝕予防の洗口剤となり得る可能性は低いと考えられた。
β型Ti合金における特異な{332}双晶変形の前駆現象解明と力学特性制御への応用

本研究では、単結晶を用いた手法と中性子回折を含むマルチスケールその場観察を駆使することで、β型チタン合金における特異な変形機構である{332}双晶変形の『前駆現象』および『力学特性上の特徴』を明らかにする。また、これらの理解に基づき、{332}双晶変形の発現制御による力学特性制御の実現を目指す。
高精度データ同化システムの開発による大気微量成分の濃度予測可能性の検証

最先端の数理統計手法であるアンサンブル・カルマン・フィルターを用いて大気微量成分のデータ同化システムを新規開発した。データ同化とは観測結果とモデルシミュレーション結果を融合する技術である。そのシステムを使って成層圏オゾンおよび対流圏エアロゾルの濃度解析値を作成し、その解析値を予測計算の初期値として利用した。その結果、数時間数日後のオゾン層および黄砂エアロゾル濃度予測精度が劇的に改善されることが確認された。気象研究所開発の全球オゾンモデルと気象庁数値予報課開発の4次元局所アンサンブル変換カルマン・フィルタを組み合わせて成層圏オゾンデータ同化システムを開発した。人工衛星によるオゾン全量観測値をデータ同化することによって、3ヶ月間のオゾン全量解析値を作成した。気象庁現業(紫外線予測)で使用されている簡便なデータ同化手法(ニュートン緩和法)による解析結果と比較して、オゾン全量の解析精度に大幅な改善が見られることを確認した。オゾン全量すなわち成層圏オゾンをアンサンブル・カルマン・フィルタによってデータ同化する試みは世界でも稀であり、その実験結果は国際学会(SPARC2008,イタリア)にて発表された。気象研究所開発の全球エアロゾルモデルと気象庁数値予報課開発の4次元局所アンサンブル変換カルマン・フィルタを組み合わせて対流圏エアロゾルデータ同化システムを開発した。人工衛星搭載のライダー装置で測定した大気の減衰後方散乱係数をデータ同化することによって、1ヶ月間のダスト/海塩/硫酸エアロゾルそれぞれの解析値およびダスト発生源推定値を作成した。人工衛星によるエアロゾルのライダー観測値をデータ同化する試みに成功したのはこれが世界初であり、今回作成したエアロゾルの解析値は現時点において世界で最も詳細かつ高精度なものであろう。この実験結果は国際学会(IGAC2008,フランス)および国内学会(大気化学討論会,横浜)において発表され、ヨーロッパ地球科学連合(EGU)の査読付き英文論文誌に掲載された。これらオゾン全量および各種エアロゾルの解析値は高精度な予測計算の初期値として使用可能であり、本研究の目的である大気微量成分の濃度予測可能性の検証に必要不可欠なものである。今後は、解析値を作成するにあたってアンサンブル・カルマン・フィルタにより導出された解析誤差情報も詳細に検証し、予測実験の準備を行う。成果:1.前年度の当研究課題において開発した対流圏エアロゾルデータ同化システム(ベースは気象研究所開発の全球エアロゾルモデルと気象庁数値予報課開発の4次元アンサンブル・カルマン・フィルタ)の改良を進めた。それによって、人工衛星搭載ライダーの観測のみでなく地上設置ライダー等の様々な種類のエアロゾル観測をすべて同時にデータ同化することが可能となった。さらに、モデルバイアス(=系統誤差)の動的推定モジュールをシステムに組み込んだことによってデータ同化解析精度、特に黄砂の地表面放出量の解析精度が向上した。このシステムを用い、2007年3-5月のダスト及び硫酸エアロゾルの全球アンサンブル解析値を作成した。2.上記のダストエアロゾル解析値を予測初期値として用い、東アジアにおける黄砂濃度のハインドキャスト実験(=過去の現象の予測計算を行い、その結果を既知の独立観測によって採点する予測検証手法)を行なった。実験は未だ最適パラメータ設定などの技術情報を収集する予備的段階であるが、予測値とSYNOP(WMO地上実況気象通報)観測との比較によって、解析値の改善が予測精度の向上に繋がっていることを確認している。意義・重要性:上記の成果は大気微量成分データ同化システムの開発として世界最先端の水準であるが(Sekiyama et al. 2010)、そのプロダクトである解析値やモデルバイアス値も気候変動予測の研究あるいは中長期気象予報の改善に必須の情報として活用できる。また、当研究課題の研究目的である大気微量成分予測技術の基礎確立に向けてもダストエアロゾル予測精度を向上させる初期値およびモデル誤差情報を入手できた意義は大きい。成果:研究開始から2年間をかけて開発改良を進めた高精度データ同化システム(全球エアロゾルモデルおよび4次元アンサンブル・カルマン・フィルタのカップリング)を用いて、黄砂エアロゾルと硫酸エアロゾルの解析値(2007年春季)を作成した。観測データには、人工衛星CALIPSOに搭載されたライダー装置によって得られた大気の光学的情報を利用した。ライダー観測は鉛直解像度と時間解像度が極めて高いが水平視野が極端に狭いという特徴があり、その観測データの利用方法が難しいのだが、我々のデータ同化解析によって最大限にその観測情報を活用することが可能となった。この解析値には黄砂および硫酸エアロゾルの大気中濃度分布のほかに、黄砂エアロゾルの発生源(砂漠などの乾燥地表面)における放出強度の推定値も含まれている。この放出強度情報は高精度データ同化システムによる逆解析によって初めて広範囲に得られるようになったものである。このエアロゾル解析値(大気中濃度および地表面放出強度)を予測初期値として用い、東アジアにおける黄砂分布のハインドキャスト実験(=過去の現象の予測計算を行い、その結果を既知の観測によって採点する予測検証手法)を行なった。この予測結果を独立観測値と比較することによって、初期値の改善が予測精度の著しい向上に繋がることを確認した。

エアロゾル予測の場合、その予測誤差は主に発生量の推定誤差であり、その推定誤差は気象要素(大気中の物質の流れを支配する風向風速)の予測誤差に比べて桁違いに大きいことが確認された。意義・重要性:上記の成果は大気微量成分のデータ同化実験として世界最高水準の技術力であり、そのプロダクトであるエアロゾル解析値は気候変動予測の研究あるいは中長期天気予報の改善に必須の情報である。また、黄砂分布の予測誤差の原因を定量的に把握できたことは黄砂現象の科学的理解に対して大きな貢献となった。
難治性がん性疼痛患者におけるくも膜下モルヒネ鎮痛法の費用対効果

平成24年度は、合計5例のがん性疼痛患者のデータを取得できた。対照(C)群3例、くも膜下モルヒネ投与(M)群は2例であった。C郡の3症例は、胆管がんによる腹膜播種、腸管閉塞を来した症例、膵臓がんによる腹膜播種、腰椎転移を来した症例、腎臓がんによる肋骨転移を来した症例であった。M郡の2症例は、肺癌(パンコースト腫瘍)による腕神経叢、肋骨浸潤を来した症例と、同様に肺癌による胸椎転移、広範囲胸膜浸潤を来した症例であった。1日当たりの塩酸モルヒネ投与量はC郡305mg/日、M郡340mg/日、疼痛評価の尺度(VAS)はC郡85、M郡91であった。毒性指標(National Cancer Institute-Common Toxicity Criteria[NCI-CTC])の有害事象17項目の内、平均Gradeが3以上であったのは、両郡とも疲労・倦怠感、食欲不振、便秘、体重減少であった。包括的尺度である機能主義的QOL調査票(SF-8)は、両郡とも全項目で10%以下であった。1週間後の1日当たりの塩酸モルヒネ投与量はC郡350mg/日、M郡11mg/日、VASはC郡75に対してM郡25と著減した。NCI-CICは、C郡で新たにGrade3以上の項目として意識レベル低下、人格・行動が新たに加わり、M郡では食欲不振と便秘がGrade3以上の項目から外れた。SF-8はC郡では全項目で10%以下であったが、M郡では全項目で数10%改善した。1ヶ月後の1日当たりの塩酸モルヒネ投与量はC郡550mg/日、M郡21mg/日、VASは、C郡45、M郡16であった。NCI-CTCは、C郡で新たにGrade3以上の項目として記憶障害、めまい・ふらつきが新たに加わり8項目となり、M郡ではGrade3以上の項目に変動はなかった。1週間後のSF-8は、C郡では全項目で10%以下であったが、M郡では全項目で数10%改善したままだった。以上より、がん性疼痛患者に対してくも膜下モルヒネ鎮痛法を導入する事により、明らかな鎮痛状態の改善、1日当たりの塩酸モルヒネ投与量の減量、副作用の改善、身体的精神的状態の改善が得られた事が示唆された。当然の事ながら、くも膜下モルヒネ鎮痛法の費用対効果も優れている事が示唆された。本研究の目的は、難治性がん性疼痛患者に対するクモ膜下腔モルヒネ投与による鎮痛法のQOLおよび本邦の医療保険制度上における費用対効果を明らかにし、WHO3段階ラダーを超えた第4段階目の鎮痛方法の一つになり得るかを検証することにある。当院のがん性疼痛患者を対象に、包括的がん疼痛治療として、塩酸モルヒネ経口投与の1日量が240mg以上、静脈内投与が120mg以上、オキシコンチン1日量が160mg以上、フェントステープ8mg以上、フェンタニル静脈内投与が2.4mg以上、のいずれかに該当し、Visual Analogue Scale(VAS)が5以上の患者を本研究の登録対象とする。疼痛緩和および毒性(副作用)に与える影響を、疼痛評価の尺度(VAS scale、NRS)と毒性指標を用いて比較検討する。QOLに与える影響を、包括的尺度である機能主義的QOL調査票(SF-8)を用いて比較検討する。在宅医療へ移行可能までの期間、生存期間を比較検討する。がん性疼痛の治療に関わる直接医療費、一日あたりの直接医療費(直接医療費/生存日数)、疼痛緩和とQOLの改善における費用対効果比を比較検討する。現在までに、6名の患者が本研究に登録し、3名の患者が上記くも膜下塩酸モルヒネ鎮痛法を受けた。3名の患者は、パンコースト腫瘍の腕神経叢浸潤、肺がん脊椎転移、甲状腺がんの腕神経叢浸潤によりそれぞれ大量塩酸モルヒネ持続静注を受けたにもかかわらず、鎮痛困難、副作用出現により疼痛コントロールに難渋した症例である。3症例とも、くも膜下塩酸モルヒネ鎮痛法開始後より速やかな除痛が得られ、さらに眠気、便秘等の副作用も軽減した。くも膜下塩酸モルヒネ鎮痛法の鎮痛効果、副作用軽減効果は劇的であり、難治性がん性疼痛に対する治療法として極めて有効であると考えられる。本研究の意義、重要性をあらためて確認した。

毒性指標(National Cancer Institute-Common Toxicity Criteria[NCI-CTC])の有害事象17項目の内、平均Gradeが3以上であったのは、両郡とも疲労・倦怠感、食欲不振、便秘、体重減少であった。包括的尺度である機能主義的QOL調査票(SF-8)は、両郡とも全項目で10%以下であった。1週間後の1日当たりの塩酸モルヒネ投与量はC郡350mg/日、M郡11mg/日、VASはC郡75に対してM郡25と著減した。NCI-CICは、C郡で新たにGrade3以上の項目として意識レベル低下、人格・行動が新たに加わり、M郡では食欲不振と便秘がGrade3以上の項目から外れた。SF-8はC郡では全項目で10%以下であったが、M郡では全項目で数10%改善した。1ヶ月後の1日当たりの塩酸モルヒネ投与量はC郡550mg/日、M郡21mg/日、VASは、C郡45、M郡16であった。NCI-CTCは、C郡で新たにGrade3以上の項目として記憶障害、めまい・ふらつきが新たに加わり8項目となり、M郡ではGrade3以上の項目に変動はなかった。1週間後のSF-8は、C郡では全項目で10%以下であったが、M郡では全項目で数10%改善したままだった。以上より、がん性疼痛患者に対してくも膜下モルヒネ鎮痛法を導入する事により、明らかな鎮痛状態の改善、1日当たりの塩酸モルヒネ投与量の減量、副作用の改善、身体的精神的状態の改善が得られた事が示唆された。当然の事ながら、くも膜下モルヒネ鎮痛法の費用対効果も優れている事が示唆された。震災の影響による研究開始の遅れ、さらにスミスメディカル社製硬膜外ポートの一部製品トラブルにより平成23年11月より同製品の納入が不可能になった為、患者登録数が予定より遅れている。現在までの登録患者数は6名、内くも膜下鎮痛法郡は3名である。スミスメディカル社からの報告によると、平成24年5月には同製品の納入が再会される見込みである。研究推進に必要なミスメディカル社製硬膜外ポートが納入可能になり次第、研究を再開する。24年度中の研究登録患者数は、従来の予定通り約20名(くも膜下鎮痛法郡:10名)を目標とする。平成23年度の研究登録者予定数に満たなかった分は平成25年度に遂行する予定である。23年度から25年度にかけて総計50名を目標にしている。24年度の研究遂行は予定通り行う。23年度の研究登録者の予定数に満たなかった分は25年度に遂行するため、23年度分の未使用研究費は25年度に使用する予定である。
同時ドーピング強磁性半導体の作製と新規素子開拓

非磁性ドナー元素Liを共添加した(Ga,Mn)Asの結晶成長を分子線エピタキシ法により行った。1%以上のLiを共添加することにより、(Ga,Mn)As中でのMnの固溶度が増加することを明らかにした。Mnを15%、Liを1%添加した(Ga,Mn)As:Liにおいて、(Ga,Mn)Asに対するこれ迄の最高値である140 mTの磁化を観測し、このことから大部分のMnは格子位置を置換していることを明らかにした。更に、(Ga,Mn)As:Liは顕著な面内磁気異方性を示し、異方性の方向が温度に依存するという興味深い現象を観測した。代表的な強磁性半導体である(Ga,Mn)Asの磁気特性向上に向けて、ドナーを同時添加(ドーピング)した(Ga,Mn)Asの作製を行った。磁性元素Mn間の相互作用をキャリアである正孔が媒介することにより、(Ga,Mn)Asの強磁性秩序は発現する。強磁性秩序に寄与する格子位置Mn組成と正孔濃度の増加により、その磁気特性の向上が期待される。しかし、(Ga,Mn)As中に大量のMnを導入しようとすると、一部のMnは格子間位置に入るようになる。格子間Mnは格子位置Mnと反強磁性的に結合すること及びドナーとして働くことから、格子間Mnの形成を抑制して格子位置へのMnの固溶度を増やす必要がある。これに対する有効な手法として非磁性ドナーの共添加が理論計算により提案されていたが、実験的な検証はなかった。本研究では、非磁性ドナー元素としてLiを採用し、Liを共添加した(Ga,Mn)Asの結晶成長を分子線エピタキシ法により行った。Mnを15%、Liを1%添加した(Ga,Mn)As:Liにおいて、(Ga,Mn)Asに対してはこれまでの最高値である140 mTの磁化を観測し、このことから大部分のMnは格子位置を置換していることを明らかにした。一方で、熱処理後のキュリー温度はLiを含まない(Ga,Mn)Asのものと大差なく、これはLiを熱処理により除去できないことを示唆している。工学
内分泌攪乱物質による数種の下等動物各臓器への影響の比較解析

環境汚染物質が高濃度に濃縮されているであろう土壌を住環境としている動物は、これらの物質による生理的攪乱作用を受けやすいと考えられ、絶滅に瀕している動物種も多いと予想される。その土壌上を這い廻る陸棲軟体動物ナメクジは雌雄同体であり、しかも雌性細胞と雄性細胞とが生殖腺内に共存する。また、表皮はヒト消化管上皮と類似の構造を持つ。よって環境汚染物質の影響を他動物よりも高頻度で受ける可能性がある。そこでエストラジオール様作用をもち、精子形成の減少を含むマウス成熟雄の生殖能力に対する影響で知られるビスフェノールA(BPA)をヤマナメクジとフツウナメクジに投与して、1)BPAの感受性の存否とその濃度、2)蓄積器官の存否、3)マクロファージ機能への影響、について短期間曝露実験を行って調べた。BPAの投与はコーンオイル又は生理食塩水に溶解後に注射、あるいはBPA-アセトン溶液で処理した濾紙上で動物を飼育する方法によった。その結果、1)両性輸管は雄性期にもかかわらず、BPA投与30日後の光顕像では、雌性期初期の様相を呈した。2)フツウナメクジを100mg/LBPA-アセトン処理した濾紙上で30日間飼育した時、BPAの皮膚濃度は餌と同程度であり、中腸腺を含む消化器官はそのおよそ15倍であった。3)BPAは陸棲軟体動物では消化管、および皮膚において外環境から体内に取り込まれ、中腸腺等に蓄積されると考えられる。4)本実験のELISA測定法によれば、検体100mg以上に対して、BPA濃度0.1mg/kg以上(通常感度法)、あるいは0.01mg/kg以上(高感度法)での測定が可能であり、環境汚染レベルの濃度測定ができることが分かった。5)マクロファージの認識能に顕著な有意差は現時点では認められていないが、更なる検討を進めている。以上により本テーマに関する実験系を確立することができた。
スーパーフィブロネクチンによる肝硬変症・肝癌の予防

肝硬変症はウイルス肝炎、アルコール性肝炎等における肝線維化の終末像であり、我が国における一大国民病であることは衆知の事実である。従って肝硬変症の予防・治療は極めて重要な課題である。肝線維化の中心的役割を果たしているのが肝伊東細胞である。本研究においては、フィブロネクチンIII1-Cフラグメント、スーパーフィブロネクチン(フィブロネクチンとIII1-Cフラグメントとの重合物)、RGDペプチド(インテグリン結合モチーフ)を各々作製し、伊東細胞の活性化、増殖、コラーゲン産生等に対する抑制効果を検討し、肝線維化・肝癌に対する予防・治療の効果及び肝線維化の機序を検討した。III1-Cフラグメント、RGDペプチドを添加すると用量依存的に肝伊東細胞の増殖、I型コラーゲンの産生、RT-PCRによるI型コラーゲンmRNAの発現の抑制がみられ、さらにインテグリンからのシグナル系に重要な働きをFAKのリン酸化が抑制された。また、細胞内骨格ストレスファイバーの発現の低下をもたらした。スーパーフィブロネクチンの作製に関しては、種々の条件下での実験を重ねたが、定量的に作製するのは困難であり、現在まだ作製中の段階である。一部作製できたスーパーフィブロネクチンを用いた実験ではIII1-Cフラグメントと同様に伊東細胞の増殖抑制、I型コラーゲンの産生の抑制を認めた。これらの結果はRho-ROCK系が肝線維化に重要な役割を果たしているこを示唆しており、肝伊東細胞におけるRho-ROCK系について検討した。Rhoの特異的阻害薬であるボツリヌス毒素C3、及びROCK阻害薬Y27632は肝伊東細胞の増殖、I型コラーゲンの産生を抑制した。同時にストレスファイバーの抑制・消失をもたらした。更に、Y27632に添加時、MAPkinaseであるErkのリン酸化が抑制され、ROCKの下流にMAP kinaseが存在する可能性が示唆された。更に、ジメチルニトロサミン肝線維化モデルラットにおいてRGDペプチド、Y27632の効果を検討した。両者ともに肝線維化(率)、肝ヒドロキシプロリン含量を著明に抑制した。ジメチルニトロサミンによる体重減少、肝重量の減少も抑制された。肝におけるI型コラーゲンの発現も著明に抑制された。いずれも単独では肝障害等の明かな副作用は認められなかった。更に、RGDペプチド投与により肝組織中のコラゲナーゼ活性の有意な上昇が認められた。今後Rho-ROCK系が肝線維化・肝癌治療の新たなる標的となるものと考えられた。スーパーフィブロネクチンはフィブロネクチンが高度に重合したのので、具体的にはフィブロネクチンのC末部分のTypeIIIリピートの一部をリコンビナントに作製したもの(III1-C)を仲介としてフィブロネクチンをin vitroにS-S結合により高度重合させた人工細胞外マトリックスである。

我々はRT-PCR法によりIII1-CcDNAをクローニングし、His-Tag・Ni-NTA法によりIII1-Cを調整した。また、コントロールとして同様にIII11を調整した。また、フィブロネクチンを日赤より提供されたクリオ分離後血清をもとにイオン交換カラムを用いて精製を試みたが、完全な精製は困難であった。また、半精製フィブロネクチンと調整したIII1-Cを用いてスーパーフィブロネクチンの既報による作製は困難であり、現在検討中である。本研究のもう一つの目的である伊東細胞を用いた肝線維化のメカニズムはRho、細胞内骨格、インテグリン、FAK等に注目して解析を行い、これらの抑制が肝線維化抑制につながることを見出した(Iwamoto et al.Dig.Dis.Sci.in press,Iwamoto et al.J.Lab.Clin.Med.in press,Kato et al.J Hepatol.in press)。また、動物モデルとして、ジメチルニトロサミンを用いて肝線維化モデルを作製し、肝組織をMassonトリクロムで染色し、肝線維化の程度を画像定量的に解析している。今後、スーパーフィブロネクチンの合成を引き続き試みるが、昨年III1-cそのものが、Rhoを抑制し、Cdc42を活性化することが報告されており(J.Cell Biol.1998;143:267-276)、調整したIII1-cそのものを用いて伊東細胞に対する効果を観察予定である。スーパーフィブロネクチンはフィブロネクチンが高度に重合したもので、具体的にはフィブロネクチンのC末部分のtypeIIIリピートの一部をリコンビナントに作成したもので(III1-c)を仲介としてフィブロネクチンをin vitroにS-S結合により高度重合させたもので、細胞の遊走を抑制する人工細胞外マトリックスとして報告された。我々は既報に従い、RT-PCRにより肝伊東培養細胞よりIII1-cのcDNAを得て発現ベクターに挿入後大腸菌にて発現させ、そのリコンビナントCIII1-cをHis-Tag・Ni-NTA法により精製した。このCIII1-cを用いてフィブロネクチンと重合させスーパーフィブロネクチンを作製した。この作製期間中、CIII1-cフラグメントそのものも線維芽細胞の増殖、遊走能を抑制するとの報告があった為に、スーパーフィブロネクチンの実験と平行してCIII1-cフラグメント単体による実験もおこなった。まず、肝線維化において中心的役割を果たす伊東細胞の初代培養にIII1-cフラグメントまたはスーパーフィブロネクチンを添加し、細胞外マトリックス(I型コラーゲン等)産生、細胞遊走能、細胞増殖能を検討した。、現在のところ、III1-cフラグメント、スーパーフィブロネクチンともにこれらを抑制する結果を得ている。次に、細胞の形態変化を位走査顕微鏡、細胞内骨格(ストレスファイバー、α-smooth muscle actin等)の変化を検討中であり、これら細胞骨格蛋白の発現や重合も抑制している結果得ている。その作用機序としてインテグリンを介したFAK、Rho-ROCK、ERKの細胞内シグナル伝達系を抑制していると考えられ現在検討中である。本実験と平行してこれらの細胞内伝達系が肝伊東細胞の増殖・細胞外マトリックスの産生に重要な役割を果たしているか否かを検討するために、インテグリンの活性化を阻害するRGDペプチド、Rho
二次支持を有する反発型磁気浮上系のパラメーター最適化と制御に関する研究

磁気浮上車両の浮上方式には吸引型と反発型があるが,反発型磁気浮上方式は浮上ギャップ間の減衰力が小さく直接制御できない問題点が存在する.この減衰力不足の問題を解決するために,車両構造上の一対策として台車と車体間に二次支持系を設けアクティブ制御する提案がある.しかし,二次支持系に制御を加える前に車両構造上の最適パラメーターを見つけることはより効果的な制御装置を設計するのに必要不可欠であると考えられる.本研究は,このような二次支持系をもつ反発型磁気浮上車両を2自由度振動系と見なし,基礎の変位励振(軌道不整に相当)による系の振動特性を解析し,系が最も安定となる最適パラメーターの解明と制御法の開発を目的としている.平成13年度は,昨年度開発した数値計算アルゴリズム/プログラムの改良及びそれを利用して得た数値解析結果についての詳細な分析や検討を行い,また,実験装置の製作調整や最適パラメーター関係式に基づく制御方法の検討も行った.それらの結果は2001年9月米国機械学会(ASME)主催の国際会議2001ASME Design Engineering Technical Conferences(18th Biennial Conference on Mechanical Vibration and Noise)にて公表しました.今後は最適パラメーター関係式に基づく制御(所謂ダイナミクスベースト制御)に必要な実時間パラメーター同定法や磁気力の非線形性の最適パラメーター関係式への影響についても調べていく予定である.本研究は,反発型磁気浮上車両の浮上ギャップ減衰不足問題を解決するために台車と車体間に二次支持系を設置した車両システムを2自由度非線形振動系と見なし,基礎の変位励振(軌道不整に相当)による系の振動特性を解析し,系が最も安定となる最適パラメーター組(台車・軌道間の磁気反発力によるばね定数,台車・軌道間の極めて小さい減衰係数,車体・台車間の支持ばね定数,車体・台車間の減衰係数,車体と台車との質量比,軌道の不整度など)の解明とその応用を目的としている.平成12年度は,本研究専用の数値計算アルゴリズム/プログラム(特に振動状態安定判別法の2自由度非線形振動系への拡張など)を開発し,それらを利用した数値シミュレーションを行い,磁気力を線形的に近似した場合と磁気力の非線形性を考慮した場合に分けて,系の各パラメーターがその振動特性に与える影響を総合的に調べ,最適なパラメーターの存在を解明した.その成果の一部は日本機械学会第9回交通物流部門大会(TRANSLOG2000)にて公表している.主な結論は次の2点である.(1)台車と車体の質量はなるべく同程度にすべきである.一方的に車体だけを軽くしたら逆に振動が大きくなる.(2)台車と車体の質量比が1より大きい場合と1より小さい場合にはそれぞれ最適パラメーター式は異なる.また,学術雑誌への投稿論文は現在作成中で,近い内に投稿する予定である.そのほか,平成12年度に予定していた実験装置製作準備(備品や部品の購入製作など)もほぼ完了した.来年度は,実験装置を完成させ解析結果を実験的に検証するとともに,最適パラメーターを利用した制御方法の開発も試みる予定である.磁気浮上車両の浮上方式には吸引型と反発型があるが,反発型磁気浮上方式は浮上ギャップ間の減衰力が小さく直接制御できない問題点が存在する.この減衰力不足の問題を解決するために,車両構造上の一対策として台車と車体間に二次支持系を設けアクティブ制御する提案がある.しかし,二次支持系に制御を加える前に車両構造上の最適パラメーターを見つけることはより効果的な制御装置を設計するのに必要不可欠であると考えられる.本研究は,このような二次支持系をもつ反発型磁気浮上車両を2自由度振動系と見なし,基礎の変位励振(軌道不整に相当)による系の振動特性を解析し,系が最も安定となる最適パラメーターの解明と制御法の開発を目的としている.平成13年度は,昨年度開発した数値計算アルゴリズム/プログラムの改良及びそれを利用して得た数値解析結果についての詳細な分析や検討を行い,また,実験装置の製作調整や最適パラメーター関係式に基づく制御方法の検討も行った.それらの結果は2001年9月米国機械学会(ASME)主催の国際会議2001ASME Design Engineering Technical Conferences(18th Biennial Conference on Mechanical Vibration and Noise)にて公表しました.今後は最適パラメーター関係式に基づく制御(所謂ダイナミクスベースト制御)に必要な実時間パラメーター同定法や磁気力の非線形性の最適パラメーター関係式への影響についても調べていく予定である.
顎顔面形態異常を合併する患者の周術期管理

顎顔面形態異常を有する患者の周術期管理方法を確立することが本研究の目的である。当院形成外科の予定手術のすべてのうち、顎顔面形態異常を有する患者を対象として、全身麻酔導入時のマスク換気や気管挿管をはじめとする気道管理の難易度を評価しそれを予測する方法を確立することを目的としている。平成26年度までに、セファログラムを用いて、術前の顎顔面形態を複数のパラメータで評価し、気管挿管難易度と一定の相関関係があるという知見を得た。また、術前の睡眠時無呼吸の程度と、各種軌道管理の難易度の相関に関しても研究データを収集し評価を行っている途中である。平成27年度は、産休・育休を取得したため、研究を一時休止した。今後これらの内容を麻酔関連学会等にて報告予定である。顎顔面形態異常を合併する患者の周術期気道管理方法を確立することが本研究の目的である。当院形成外科にて予定手術が行われるすべての顎顔面形態異常合併患者を対象として、全身麻酔導入時の気道管理難易度を評価しそれを予測する方法を確立する〈研究1〉、全身麻酔導入時の筋弛緩薬使用の有用性を検討する〈研究2〉、抜管の安全性を予測する〈研究3〉を予定した。平成25年度は、〈研究1〉〈研究2〉において、それぞれ全身麻酔導入時、抜管後の気道管理困難の危険因子と想定している睡眠時呼吸障害の重症度を評価するsleep studyを対象患者で行い、データの蓄積を開始することができた。さらに、特に〈研究2〉に必要不可欠である全身麻酔導入時の口鼻気道分離換気量測定システムの構築及びデータ測定や管理方法の検討を行い、平成26年度からの研究開始の準備を整えることができた。研究対象の年齢層が乳幼児から10才代まで幅広いため、本研究の対象者の体格のバリエーションに各々適応するサイズのフェイスマスク等の気道確保物品のデザイン及び作成を行った。まだ、学会などで公表できる研究結果を得ていないが、本研究の先行研究である気道異常のない成人での研究結果を第33回日本臨床麻酔学会や第4回Nippon Neuromuscular Meetingで発表した。当院形成外科の予定手術すべてのうち、顎顔面形態異常を有する患者を対象として、全身麻酔導入時のマスク換気や気管挿管をはじめとする気道管理の難易度を評価しそれを予測する方法を確立することを目的としている。本年度は、セファログラムを用いて、術前の顎顔面形態を複数のパラメータで評価し、気管挿管難易度と一定の相関関係があるという知見を得た。また術前の睡眠時無呼吸の程度と、各種気道管理の難易度との相関に関しても研究データを採取している。今後これらの内容を麻酔関連学会にて報告予定である。本研究では、研究概要に提示した内容である術前気道評価に関しては一定の結果が得られているが、別の目標である抜管後の気道管理に関しては十分な研究が進められていない。原因として、研究者が一人であること、また平成26年度は研究者の体調不良により療養休暇を取得していたことがある。平成27年度は産休及び育休取得予定。一旦研究を中断することになるが、平成28年以降は引き続き、全身麻酔導入時の気道管理や、抜管後の気道管理に関し研究を再開する予定。〈研究1〉〈研究3〉では、症例蓄積を開始することができたが、症例数が想定したほど多くない。特に下顎の発育異常を伴う患者が少ないため、上顎異常患者と下顎以上患者を比較することが困難になりつつある。引き続き、対象症例の再検討及び症例数の増加に努める。〈研究2〉では、対象となる患者年齢層が先行研究である成人とは大きく異なり、かつ多様な顔面奇形を有する患者が多いため、確実に口気道と鼻気道を分離できるマスクの作成に難渋した。様々なデザインの口鼻分離マスクを試作し、研究準備完了に留まっているが、適切なマスクが完成すれば研究開始ができるように換気量や気道内圧などの測定システムはすでに構築されている。平成26年度に購入予定であった非侵襲的人工呼吸器を購入しなかったため。小児を含む顎顔面形態異常を有する患者の術前評価から、これらの患者群では閉塞性睡眠時無呼吸症の合併が多く、また重症度にも個人差が大きい傾向であることが得られた。これに関して、術前の解剖学的評価との関連性について検討を進める。〈研究2〉における適切なマスク作成困難は本研究申請時にも想定されていた。

当初の予定通り、未完成のマスクで研究を開始するよりは、口気道と鼻気道を確実に分離できるマスクを用いて着実に研究を進めることとする。平成28年度研究再開後に使用再開予定。睡眠呼吸関連のモニター類等を必要に応じて購入予定。平成25年度に購入予定であった非侵襲的人工呼吸器や、データ管理に使用するコンピュータは本研究に最適の機種を選定することが出来ず、購入しなかったため。平成25年度に引き続き、上記物品の機種の選定を行い、購入予定。