hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハンドバイクにおける駆動フォームの定量的評価手法に関する研究

来年度では、歪み計測用回路の開発を継続して行う予定であるが、歪み計測用回路の開発が成功しなかった場合に備えて、角速度のみを用いてパワーを算出するために、クランクの慣性モーメントの計測も行う予定である。車椅子型ハンドバイクでは、固定システムの構築及びその後の振動によりパワーメータの動作が不安定になることの原因究明に時間を要した。そのため、本来ならば、被験者を対象とした計測を起こっている予定であったが、被験者を対象とした計測まで至らなかった。リカンベント型ハンドバイクでは、歪み計測用回路の開発が難航し、本年度での完成には至らなかった。来年度も歪み計測用回路の開発を継続しなければならない。また、歪み計測用回路が完成しなかった場合に備えて、角速度のみでもパワーを算出するために、新たにクランクの慣性モーメントの計測を行うことが必要となっている。このように、研究計画よりも進捗状況は遅れている。ハンドバイクは手で漕ぐ自転車といえ、その形状は車椅子型とリカンベント型に大別される。本研究の目的は、ハンドバイク競技者の競技力向上を支援するために、ハンドバイクのセッティングが競技者の発揮する力に及ぼす影響を明らかにすることである。本研究ではこの研究目的を達するために、被験者が発揮した力の計測が可能なハンドバイクを製作する。研究初年度である平成27年度では、主軸位置やバックレストの角度などが調整できる車椅子型ハンドバイクに市販されている自転車用のパワーメータを組み合わせることで、被験者が発揮した力の計測が可能な計測用車椅子型ハンドバイクを製作した。製作した計測用車椅子型ハンドバイクは1漕ぎで進む距離が長いため、室内での計測は困難であった。そのため、研究次年度となる平成28年度では、室内での計測を行うために、計測用車椅子型ハンドバイクに自転車用の固定ローラ台を取り付ける改修を実施した。また、リカンベント型ハンドバイクについてもバックレストの調整が可能なリカンベント型ハンドバイクを購入し、固定ローラ台を取り付ける改修を実施した。リカンベント型ハンドバイク用として、利便性向上と詳細なデータ収集を目的に、本研究用パワーメータの開発を開始したが年度内に完成しなかった。最終年度となる本年度でも、パワーメータの開発を継続していたが、我々の想定よりも課題が多く開発が難航した。そのため、リカンベント型ハンドバイクについても、車椅子型ハンドバイクに用いた市販品を活用するように研究計画を修正した。その結果、リカンベント型ハンドバイクについても計測システムは構築できたが、十分な計測を行うことができなかった。本研究は本年度をもって完了する予定であったが、研究期間を1年間延長し、来年度に計測を行う予定である。本研究の目的は、ハンドバイクのセッティングが競技者の発揮する力に及ぼす影響を明らかにすることである。本研究は計測システムの開発と開発した計測装置を用いた計測の2つに大きく分けることができる。
静圧気体軸受および静圧気体潤滑案内面の精度設計法に関する研究

1.真円度誤差を有する軸が静圧気体ジャーナル軸受で支持されている場合の軸の静的回転精度特性について実験的に検討した。真円軸の周の一部に数箇所の平面研削加工を施すことによって軸に確実な形状の真円度誤差を与えた。平面研削個所の個数(軸真円度誤差形状のlobe数に相当)、軸受すきまの影響、軸に作用する荷重の影響等に注目して実験を行い、いずれについても、理論と実験結果はよく一致することを確認した。2.静圧気体ジャーナル軸受のすきま内の気体の流れを単純かつ精度よく把握できる解析モデルを適用することによって、軸の真円度誤差と回転精度特性との関係をより明確に理解できるようになった。3.点状給気孔からの周方向流れ成分が軸の回転精度特性に大きく影響するとの理論的考察結果の基づき、給気孔出口に周方向溝を設けた軸受形式を提案し、このような軸受で支持された軸の回転精度特性について実験的ならびに理論的に検討し、この軸受が軸回転精度特性からみてよりよい形式であることを確認した。4.静圧気体潤滑案内面について、軸受すきま内流れをモデル化して考察することによって、軸受パッドの運動精度特性を支配する形状誤差要因を形状特性量の形で抽出した。5.静圧気体ジャーナル軸受および静圧気体潤滑案内面において、軸あるいは案内レール面上の形状誤差が統計的な性質をもって分布しているときの、軸あるいは軸受パッドの運動精度特性を理論的に明らかにした。6.以上の結果により、運動精度特性からみた、静圧気体潤滑支持機構の精度設計法の基礎指針の理論的な背景の確立に資することができた。1.自成絞り静圧気体ジャーナル軸受の回転精度特性の実験的検討静圧気体ジャーナル軸受で支持された真円度誤差を有する軸の静的回転精度特性について実験的に検討した。確実な誤差形状を得るため、真円軸の周の一部に数箇所平面研削加工を施すことによって軸に真円度誤差を与えた。このような軸断面形状の場合には、軸心の振れ曲線が極めて特異な形となることが理論的に予測されていたが、実験結果は、理論結果と定性的・定量的によく一致し、理論解析手法の妥当性を確認できた。2.多数給気孔静圧気体ジャーナル軸受の回転精度特性を支配する因子の抽出軸受すきま内の気体の流動を単純にかつ精度よくモデル化して把握することによって、軸断面形状真円度誤差の各成分が回転精度特性に及ぼす影響を検討し、回転精度特性を支配する形状誤差要因を抽出することを試みた。これによって、軸受の設計あるいは製作の段階で、必要な回転精度を達成するための公差基準を明かにできると考えられる。理論的検討の結果、少なくとも定性的には軸心の振れ特性を説明できる形状誤差特性量を得たが、定性的にはまだ問題を残した結果となり、次年度、引き続いて検討を加えることとした。3.静圧気体潤滑案内面の運動精度特性の解析従来は案内レール面上の形状誤差を規則的な正弦波曲線で仮定し、その上を載物台パッド軸受が移動するときの軸受パッドの運動精度特性を対象にして検討を行ってきた。本研究課題では、この成果の上に立って、レール面の凹凸が統計的な性質をもって分布しているとしたときの軸受パッドの運動精度特性について検討し、統計的な視点での静圧気体潤滑案内面の運動精度特性を明かにした。

平面研削箇所の個数(軸真円度誤差のlobe数に相当)、軸受すきまの影響、軸に作用する荷重の影響などに注目して実験を行い、いずれについても、理論と実験結果はよく一致することを確認した。2.理論結果によれば、静圧気体ジャーナル軸受において給気孔が「点状」であることが軸心の振れをもたらす要因の1つとなっている。そこで、逆に、点状ではない給気形式として給気孔出口に周方向溝を設けた軸受形式を提案し、このような軸受で支持された軸の回転精度特性について実験的ならびに理論的に検討し、この軸受が、軸回転精度特性からみてよりよい形式であることを確認した。3.多数給気孔静圧気体ジャーナル軸受および静圧気体潤滑案内面のそれぞれについて、軸受すきま内の気体の流動を単純にかつ精度よくモデル化して把握することによって、軸あるいは案内レール面の形状誤差の各成分が運動精度特性に及ぼす影響を検討し、運動精度特性を支配する形状誤差要因を形状特性量の形で抽出した。4.軸あるいは案内レール面上の形状誤差が規則的な統計的な性質をもって分布しているとしたときの、軸あるいは軸受パッドの運動精度特性の検討結果を含め、静圧気体潤滑支持機構(軸受あるいは案内面)の設計あるいは製作の段階で、必要な運動精度を達成するための公差基準の与え方に対する理論的な基本指針を明らかにした。
確率推論様式の認知発達－認知発達的観点に基づくバイアス出現メカニズムの解明－

1.「心理学評論」の岡崎論文の前半では「主観量の評価ツール」が提案されているが,心理学に対しては「幼児に対するスティーブンス流精神物理学は可能か?」という問いを発しているように思われる。後半は「概念モデル可視化による評価ツール」の紹介であるが,心理学に対しては「可視化」と「不定形の評価」の可能性について問いかけるものになっていると考える。これらをふまえ,工学と心理学のクロスオーバーを目指して,認知発達心理学の知見から岡崎論文にコメントを行った。2.自然頻度表記を用いれば子どもでもベイズ型推論課題が解けるというZhu & Gigerenzer (2006)の結果は,自然頻度表記版課題の構造が絶対数表記版課題の構造と区別されず,絶対数表記版課題と同じ考え方(基本的な1次的量化)に従って解答したからではないかと思われる。中学生を対象とした調査の結果から,ベイズ型推論課題は本来3次的量化操作を要求する課題であるにもかかわらず,自然頻度表記に書き換えることによって,基本的な1次的量化課題として解けるようになるために,見かけのうえでベイズ型推論が可能であるように見えるのではないかという点について論じた。3.くじびき課題および3囚人問題に取り組む前に問題演習を行うという変更を行った上で実施した,寺尾・伊藤(2012)と同様の実験の結果から, 3囚人問題は困難であるが,問題表象の構築を図的に援助すれば,かなり高い正答率に達することを明らかにした。これは寺尾・伊藤(2010, 2011, 2012)で得られた知見と一致すること, 3囚人問題の難しさは問題表象の構築にあると言えること,くじびき課題での不正解者でもその多くが3囚人問題に正解できた理由については今後の検討が必要であること,などについて論じた。これらの研究は,認知発達的観点に基づいている点で,意義および重要性をもっていると考える。(抄録なし)本研究では,認知発達的観点に基づいて確率推論におけるバイアスの出現メカニズムを解明することを目的とする。当該年度に実施した研究の具体的内容は,以下の通りである。(a)発達的な問題意識に基づき,課題解決者のコンピテンスという観点から,ベイズ型推論課題における推論様式の発達を説明する理論を構築し,ベイズ型推論課題の難しさの根本的要因を解明した。(b)ベイズの定理を学習した後での「3囚人問題」への大学生の解答を分析し,「3囚人問題」の難しさの理由,図による問題表象構築支援の効果などを検討した。(c)幼児,小学生,中学生,大学生を対象に,ランダム事象系列を与え,起こりやすさに関する質問を行った研究から,何に基づいて起こりやすさを判断するのかは発達的要因の影響を受けることを明らかにした。(d)条件文p→qの真偽判断課題における結果から,1次検証例pqの有無,あるいは,1次検証例と2次検証例の交換によって,真偽判断が変わることが示された。事例pqの認知的プレグナンスの効果によって,これを説明した。(e)中学生と大学生を対象に行った研究から,たとえ正判断を求める際に必要な確率が課題の中で与えられていたとしても,条件付確率課題に正判断することは難しいこと,誤判断の水準は年齢によって異なることなどを明らかにした。確率推論におけるバイアスを扱うこれまでの研究は,大人を対象に行われることが多く,発達的視点に乏しかったと考えられるが,本研究は,認知発達的観点から,確率推論などの推論における様々なバイアスを包括的に扱う点において,意義および重要性をもっていると考えられる。当該年度の主な研究の具体的内容は,以下の通りである。(a)確率量化を必要としない課題に見られる反応を発達的観点から分析し,形式的操作期に到達していないと考えられる年齢の子どもにおいても,確率的な考え方の萌芽が見出された。(b)中学生と大学生を対象に出題した,全事象の確率を考慮する必要がある課題の分析結果から,本課題は,特に中学生にとって難しい課題であることが明らかになった。(c)起こりやすさを判断する課題において,大学生は,幼稚園児や小学生と異なり,認知的撹乱要因に引きずられることなく規範解を求められることが示された。(d)問題解決に使用する図を参加者(大学生)が選択できるという変更を行った上で,「3囚人問題」の難しさの理由,図による問題表象構築支援の効果を検討した。(e)通常型「4枚カード問題」と変形型「4枚カード問題」の結果を分析し,論理的ステータスが同じであるカードqも,その周辺にカードpが存在するか否かに応じて,心理的ステータスが変わることなどを明らかにした。(f)中学生のデータを分析し,論理的推論における様相分化が始まる時期が14,15歳頃であることを明らかにした。(g)大学生を対象に出題した直観的確率課題の分析結果から,基準率と尤度の両者に基づいて直観的確率判断が行われていることが示された。(h)小学5年生が起こりやすさを判断する場合には,物理的特性に比べて正当世界信念の影響を受けやすいこと,幼い子どもが起こりやすさを判断する場合には,物理的特性の影響も,正当世界信念の影響も受けやすいことが示された。これまでの確率推論研究は,大人を対象に行われることが多く,発達的視点に乏しかったように思われる。本研究は,認知発達的観点から,確率推論などの推論における様々なバイアスを包括的に扱っている点において,意義および重要性をもっていると考えられる。

1.「心理学評論」の岡崎論文の前半では「主観量の評価ツール」が提案されているが,心理学に対しては「幼児に対するスティーブンス流精神物理学は可能か?」という問いを発しているように思われる。後半は「概念モデル可視化による評価ツール」の紹介であるが,心理学に対しては「可視化」と「不定形の評価」の可能性について問いかけるものになっていると考える。これらをふまえ,工学と心理学のクロスオーバーを目指して,認知発達心理学の知見から岡崎論文にコメントを行った。2.自然頻度表記を用いれば子どもでもベイズ型推論課題が解けるというZhu & Gigerenzer (2006)の結果は,自然頻度表記版課題の構造が絶対数表記版課題の構造と区別されず,絶対数表記版課題と同じ考え方(基本的な1次的量化)に従って解答したからではないかと思われる。中学生を対象とした調査の結果から,ベイズ型推論課題は本来3次的量化操作を要求する課題であるにもかかわらず,自然頻度表記に書き換えることによって,基本的な1次的量化課題として解けるようになるために,見かけのうえでベイズ型推論が可能であるように見えるのではないかという点について論じた。3.くじびき課題および3囚人問題に取り組む前に問題演習を行うという変更を行った上で実施した,寺尾・伊藤(2012)と同様の実験の結果から, 3囚人問題は困難であるが,問題表象の構築を図的に援助すれば,かなり高い正答率に達することを明らかにした。これは寺尾・伊藤(2010, 2011, 2012)で得られた知見と一致すること, 3囚人問題の難しさは問題表象の構築にあると言えること,くじびき課題での不正解者でもその多くが3囚人問題に正解できた理由については今後の検討が必要であること,などについて論じた。これらの研究は,認知発達的観点に基づいている点で,意義および重要性をもっていると考える。確率推論などの推論における様々なバイアスの出現メカニズムの解明と,その研究成果の公開がおおむね順調に進展しているため。認知発達的観点に基づいて,発達的調査を実施し,分析を行う。調査では,Heuristics & Biases approachによって挙げられた代表的なバイアスが出現するとされる課題を出題する。研究成果は,国際会議,国内学会,査読有り学術雑誌論文などで発表する。認知発達的観点に基づいて実施した発達的調査のさらなる分析を行い,第1年度および第2年度に得られた研究成果との統合,総括を行う。(抄録なし)
社会的不利環境下にある銅山労働者の自主的安全・保健予防行動の促進要因

ザンビア国内において銅山労働者は収入面において比較的優遇された状況にあると言えるが、従事している作業内容や労働環境・条件のリスクの高さを考慮した場合、ILOが推奨するディーセントワークの達成には、労働時間、勤務中の休憩時間、粉塵・騒音等の作業環境、職場内の暴力等、様々な課題があることが示唆された。一方、330人の銅山労働者から回答を得た無記名自記式質問票による調査からは、少なくとも週1回以上運動をしている者は204人(61.8%)、週2回以上運動をしている者に限定しても159人(48.2%)であり、一般的な日本人の運動習慣保有率(30%未満)よりも比較的高いことが示された。【ザンビア国における鉱山労働者の安全と健康に関する現状と課題】銅山労働に係る関係機関より、本研究実施に係る情報収集を行った。Workers' Compensation Fund(鉱山労働部門)によると、いずれかの鉱山でほぼ毎日補償の対象となるような労働災害が発生しており、インシデント件数としては20ー30件の事故が発生している。最も頻繁にみられる事故は、岩盤の崩落であり、死亡以外の傷病として補償対象になるものとしては筋骨格系の被害が一般的である。労働者の安全と健康確保については、労働省ならびに鉱山省によるInspectionの下、各鉱山企業において対策が講じられていることになっているが、大企業と中小企業では対策内容に差があることが指摘されている。2014年12月に訪問したA企業含め大企業では、年間30日程度の有給休暇の他、必要に応じて傷病休暇も保障されており、必要な治療も企業コンパウンド内の病院/診療所で無料あるいは企業保険によって受けられるシステムになっているが、中小企業の実態については不明である。鉱山労働者を対象とした労働組合(Mineworkers Union of Zambia)には、現在、約2万人の組合員がおり、正規労働者および非正規労働者(日雇い、パートタイム等)も対象としている。労働組合では、労働省や鉱山省等との協働による労働安全に関する研修開催、労働者の労働上および生活上の各種相談に応じる等の活動を実施している。労働組合によると、労働者の疾病として問題になるのは結核とのことであった。【ザンビア国における共同研究体制】共同研究者の所属先であるザンビア大学自然科学部ならびにコッパーベルト大学医学部と研究計画および倫理審査申請について協議を行った。ザンビア国Copperbelt州の銅山会社に勤務する労働者に対し、無記名自記式質問紙を用い、労働条件・環境について調査を行い、76人から有効回答が得られた。男性63人(82.9%)、一人を除き全員ザンビア人であり、73人(96.1%)が中等教育以上の学歴を有していた。ザンビア全体の識字率が、男性70%、女性58%(2013年)であることを考慮すると、銅山労働者は高度な教育を受けた人材であることがうかがえる。49人(64.5%)が正規雇用職員であり、55人(72.4%)は採掘・非採掘作業員として地下労働に従事していた。地下労働に従事している者の内、正規雇用職員は67.3%であった。平均金年数は10.5年、平均月収は4139クワチャ(約45,000円)であり、地下労働者か否かによる差は認められなかった。銅山労働者の平均月収は、ザンビアの一人当たりGross National Incomeの約4分の1に相当し、国内の平均的収入を考慮するとかなり優遇されていると言える。一方、40時間/週以上勤務し、夜勤および残業もあり、また勤務時間中に1ー3時間毎の定期的な休憩時間が保障されていると回答した者は28名(36.8%)、残業手当が保障されていると回答した者は47人(61.8%)であった。年間に認められている有給休暇は平均19.1日であり、平均取得有給日数は19.3日、19人(25.0%)は疾病のために有給休暇を取得したと回答した。これまでに傷病休暇取得経験がある者は38人(50%)であり、そのうち57.9%は最近6ヶ月以内に取得していた。平均傷病休暇取得日数は9.3日であり、80.0%は何らかの病気が理由であった。62人(81.6%)は、過去1年以内に健康診断の機会があったと回答した。労働条件や休暇取得について、非正規雇用職員に対しては整備されていない傾向にあった。ザンビア大学倫理審査会からの承認を得るまでに予定よりも時間を要してしまい、データ収集開始時期が当初予定よりも遅れてしまったため、2015年度中に得られたサンプル数は目標サンプル数の10%程度である。また、2015年10月以降、特に国際的な銅価格の下落により、ザンビアの銅山会社の経営状況が厳しくなり、閉山に追い込まれる銅山も出てきている。そのため、当初予定されていたMineworkers Unionによる研修会も中止される等、データ収集機会として想定していた機会が限られてしまったこともデータ収集が当初予定よりも遅れている要因である。ザンビア国コッパーベルト州およびノーザンウェスト州の銅山会社に勤務する労働者に対し、無記名自記式質問紙を用い、労働条件・環境等について調査を実施した。

有効回答が得られた330人中、男性305人(92.4%)、ザンビア国籍324人(98.2%)、中等教育修了以上の学歴を有している者273人(82.7%)であった。平均月収は4,321クワチャ(約52,000円)であり、地下労働者(4,624クワチャ)か非地下労働者(4,158クワチャ)で統計的有意差は認められなかったものの(t検定、P=0.143)、地下労働に従事する者は比較的高い収入を得ていた。しかしながら、正規雇用者(4,727クワチャ)と非正規雇用者(3,679クワチャ)では平均月収に統計的有意差が認められた(t検定、P=0.001)。労働形態に関わらず28.1%の労働者は、粉塵、騒音、作業場の高気温、工場内の不衛生な飲料水等の理由で労働環境の安全性が確保されていないと回答した。また、29.7%の労働者は、落盤、爆発、作業機械の不具合・誤作動等の作業中の事故を経験していた。11.5%の労働者は、労働安全衛生に関する研修を受けた経験がないと回答した。加えて、43.9%の労働者は上司から、26.7%の労働者は同僚から、なんらかの身体的・精神的・性的暴力を受けた経験があると回答した。ザンビア国内において銅山労働者は収入面において比較的優遇された状況にあると言えるが、従事している作業内容や労働環境・条件のリスクの高さ、労働安全衛生教育機会、労働者の権利保障といったことを考慮した場合、ディーセントワークの達成には様々な課題があることが示唆された。ザンビア国内において銅山労働者は収入面において比較的優遇された状況にあると言えるが、従事している作業内容や労働環境・条件のリスクの高さを考慮した場合、ILOが推奨するディーセントワークの達成には、労働時間、勤務中の休憩時間、粉塵・騒音等の作業環境、職場内の暴力等、様々な課題があることが示唆された。一方、330人の銅山労働者から回答を得た無記名自記式質問票による調査からは、少なくとも週1回以上運動をしている者は204人(61.8%)、週2回以上運動をしている者に限定しても159人(48.2%)であり、一般的な日本人の運動習慣保有率(30%未満)よりも比較的高いことが示された。これまでザンビアにおいては、HIV/AIDSならびに結核といった感染症対策および母子保健/リプロダクティブヘルスに関する研究実績は一定程度蓄積されているものの、比較的経済的に安定している鉱山労働者の安全と健康については、研究対象として注目されてこなかったために研究実績が限られている。そういった現状ではあるが、関係機関ならびにザンビア側の共同研究者らと研究計画について合意できた。特に、保健省ならびにザンビア大学医学部よりも、労働省と鉱山省、鉱山地域住民の化学物質汚染による健康被害に関する調査を実施しているザンビア大学自然科学部および鉱山(銅山)地帯にあるコッパーベルト大学医学部において、本研究テーマの重要性について共通認識を持つことができた。2016年度は、Copperbelt州の他に北西部州の銅山会社勤務の労働者ならびに銅山会社付属病院来院者らにも調査対象を拡大し、目標サンプル数からのデータ収集を目指す予定である。国際保健学現在、調査実施に先立ち、倫理審査申請中であり、承認が得られ次第、データ収集を行う予定である。調査対象者として大企業勤務労働者のみならず、中小企業勤務労働者や非正規雇用労働者も含められるよう、Mineworkers' Unionとも協力し、多様な背景をもつ労働者からデータ収集を行えるように調整をする。
感性の育成を目指すマルチメディア芸術の授業モデルの開発と試行

本研究は、マルチメディアを活用し、映像と音楽を融合したマルチメディア芸術表現の授業モデルを開発することが目的である。平成14年度の研究では、その授業モデルのパターンを考案し、それを検証するための授業実践を行った。作品の一部はホームページとしての公開を試みた。代表的な授業モデルとして、次の3つのモデルをあげた。○コンピュータで描く静止画+静止画のイメージに合う音楽小・中学校の児童・生徒を対象としている学校向けのグラフィックとミュージックの機能を兼ね備えたソフトウェアを活用する。限られた時間の中で誰もが簡単に制作できること、さらにネットワークを通じた鑑賞活動できることは成果であった。○紙に描く静止画+静止画のイメージに合う音楽画用紙に描いた絵をスキャナで読み込み、そのイメージに合わせて音楽を制作する。美術の時間に制作した作品をそのまま使用することができるが、限られた台数のスキャナで読み込むため、作業時間がかなりかかってしまった。さらに画像データ処理の問題もあるが、子どもたちの豊かな感性をそのまま表現できるというメリットがある。○ビデオカメラで撮影した動画+動画に合わせた音楽風景を中心とした動画を素材とし、それに合わせて音楽を制作する。デジタルビデオや動画処理ソフトの台数が限られていること、動画の取り込みに時間がかかること、さらにデータが重くなってしまうこと等の問題点があるため、一部の生徒での実践を試みた。動画に合わせて音楽を制作することの難しさもあったが、生徒たちは意欲的に取り組んでいた。平成13年度の研究成果は主として以下の3つの内容にまとめることができる。1.マルチメディア芸術の授業モデルの開発マルチメディア芸術はマルチメディアを活用した芸術表現であり、音声と画像を融合した表現である。このような活動を平成14年度から完全実施される「総合的な学習の時間」に位置付けていくことができる。音楽や美術の基礎技能、コンピュータ操作の基礎知識が必要となることから、当面は音楽科・美術科・情報教育の担当教諭が連携し授業を構成していくことが望ましい。2.マルチメディア芸術に有効なソフトウェアの検討学校教育現場で子どもたちが扱いやすいミュージックソフトウェアおよびグラフィックソフトウェアの検討を行った。小学校では操作が容易なミュージックおよびグラフィック等の機能が統合されている教育用ソフトウェアを活用することが望ましい。動画編集ソフトは操作が容易とはいえないため現段階では小・中学校の一般の授業に組み込んでいくことは難しい。3.小学校における事例研究小学校5年生の児童を対象として教育用統合ソフト「ハイパーキューブネット」を活用した授業研究を行った。最初に絵を描き、それにふさわしい音楽を作曲するという授業を行った。絵を描くことによりイメージが鮮明となり、音楽的にもレベルの高い曲を完成させる児童が多かった。教室内のネットワークで作品を公開することができるため、友達の作品を自由に鑑賞することができることも成果となった。今後もこのような事例研究を積み重ねることにより、マルチメディア芸術表現の授業モデルを構築していきたい。
年縞堆積物の高時間分解の花粉化石データを用いた過去１万年間の定量的な古気候復元

青森県小川原湖の年縞堆積物における花粉化石データから過去1万年間の気温と降水量を定量的に復元し,数十年千年規模の気候変動の特徴を明らかにし,その原因や伝播過程を検討した。その結果,1)小川原湖において1020年精度の花粉化石データを構築した,2)花粉化石データを基に気温と降水量を定量的に復元し,この復元から過去1万年間で10回の寒冷期が存在した,3)気温変動は宇宙線生成核種の変動と一致することから,太陽活動が影響している可能性が高いことが明らかとなった。本研究による過去1万年間の定量的な古気候復元には,数十年千年規模の気候変動の特徴や伝播過程を明らかにする上で重要な情報になる。今年度は研究の1年目として,過去1万年間の年縞堆積物が確認される青森県小川原湖の既存ボーリングコア試料から,1cm毎に花粉分析用のサブサンプリングを行った。また,サブサンプリングによって得られた試料について花粉分析を重点的に行った。花粉分析試料のうち,2014年3月までに約500試料について花粉分析を終了することができた。この分析成果により,現在では過去1万年間の気候変動を約70年毎で解析できる時間分解能を持った花粉化石データセットの作成に成功した。この花粉化石データセットは,低時間分解能ながらも,東アジアにおける長期的な気候変動の周期性を把握する上で極めて有効なデータとなる。今年度の研究成果については,明治大学リバティアカデミー後期講座「花粉化石からみた過去1万年間の気候変動」において,一般市民を対象に講演した。一方,地域比較による気候変動の特異性と共通成分を把握するためには,高時間分解能の花粉化石データの作成と並行して,比較材料となる低時間分解の花粉化石データの整備と蓄積が必要である。そのため,これまで申請者が蓄積した東日本各地の花粉化石データについて学会や学術誌において積極的に公表した。論文では,吉田・鈴木(2013)により過去2000年間の宮城県多賀城跡の花粉化石データが季刊地理学の第64巻4号に掲載された。また,部分的ではあるが,吉田ほか(2014)により鳥海山における完新世初頭の花粉化石データが植生史研究の第23巻第1号に掲載される予定である。今年度までに得られた研究成果は,古気候や古植生などをはじめして,地理学や地質学,さらには人文社会科学の幅広い分野に貢献できるものであり,過去1万年間の気候変動に関する研究は着実に進展している。特筆すべきは,吉田・鈴木(2014)の論文が高く評価され,東北地理学会2014年度研究奨励賞(長谷川賞)を受賞した。本年度は作業の遅れを取り戻し,気温・降水量の定量的復元に必要となる高時間分解の花粉化石データを構築するため,青森県小川原湖の年縞堆積物の花粉分析を重点的に行った。1cm毎にサブサンプリングした試料のうち,1000試料の処理と分析を終了できた。この成果により,現在は過去1万年間の気候変動を十数年精度で解析できる時間分解能の花粉化石データセットを作成した。この花粉分析データセットは,当初の目的であった時間分解能よりも僅かに劣るものの,2030年規模の微小な気候変動を検出できる能力がある。本研究の成果は,明治大学リバティアカデミー「過去3万年間の環境変動と人類活動の繋り」で一般市民を対象にした講演を行った。また,国際第四紀学会の支援を受けて開催された若手研究者国際ワークショップで講演した。総合地球環境学研究所の小規模経済プロジェクトでは研究成果の講演を行い,日米英の研究者から高い評価を頂いた。国内では,日本植生史学会で青森県小川原湖の花粉化石データを用いた気温・降水量の復元結果を公表した。また,これまで申請者が蓄積した日本各地の花粉化石データについて国内外の学術誌で積極的に公表した。吉田ほか(2014)により鳥海山における完新世初頭の花粉化石データが植生史研究に掲載された。Yoshida et al. (2015)により長野県中部高地における過去3万年間の花粉化石データがVegetation History and Archaeobotanyで掲載予定である。旧石器研究の招待論文として,日本列島の花粉分析における近年の研究動向や特徴をまとめた総説論文が掲載予定である。このように本研究の成果は国内外の研究者から高く評価され,地理学や地質学だけでなく,人文社会科学の幅広い分野に貢献している。また本研究による過去1万年間の気候変動に関する研究は着実に進展していると確信している。本研究の目的は,過去1万年間の気温と降水量を定量的に高時間分解で把握し,これを基に日本における数十年千年規模の気候変動の特徴と原因を検討することである。そのため,本研究計画は,正確に年代決定できる青森県小川原湖の年縞堆積物について高時間分解で花粉分析を行い,この花粉化石データから気温と降水量を定量的に復元する。さらに,復元結果の地域比較や時系列解析を行うことで,数十千年規模の気候変動の特徴と原因を検討する。本年度は昨年度までに構築した青森県小川原湖の年縞堆積物における約1,200試料の花粉化石データについて,過去1万年間の気温と降水量を定量的に復元した。また,これまで申請者が東北地方で構築した低時間分解の花粉化石データを援用し,これを基に気温と降水量を定量的に復元し,小川原湖の復元結果と相違点や類似点を比較した。さらに,小川原湖における高時間分解の復元結果の時系列解析を行い周期性や他地域の古気候データとの比較を行った。

この結果,小川原湖における高時間分解の復元結果は,世界各地の様々な古気候データと共通性を持っているおり,完新世における気候変動のメカニズムや伝播過程を解明する上で重要な成果であることがわかった。また,これまで申請者が蓄積した日本各地の花粉化石データについて国内外の学術誌で積極的に公表した。吉田(2016)Yoshida et al.(2016)では長野県中部高地における過去3万年間の景観変遷と人間活動との関係性についてVegetation History and Archaeobortany誌に掲載された。また,この研究では『長野県中部高地における先史時代人類誌』として報告書を編集・出版すると共に,吉田ほか(2016)などの論文を掲載した。報告書を吉田(2016)では日本列島の花粉分析における研究動向について旧石器研究の総説としてまとめた。青森県小川原湖の年縞堆積物における花粉化石データから過去1万年間の気温と降水量を定量的に復元し,数十年千年規模の気候変動の特徴を明らかにし,その原因や伝播過程を検討した。その結果,1)小川原湖において1020年精度の花粉化石データを構築した,2)花粉化石データを基に気温と降水量を定量的に復元し,この復元から過去1万年間で10回の寒冷期が存在した,3)気温変動は宇宙線生成核種の変動と一致することから,太陽活動が影響している可能性が高いことが明らかとなった。本研究による過去1万年間の定量的な古気候復元には,数十年千年規模の気候変動の特徴や伝播過程を明らかにする上で重要な情報になる。本研究の目的のうち,過去1万年間における高時間分解能の花粉化石データの作成に成功した。しかし,当初の目的である数年精度の花粉化石データの完成は,今年度末までには終了できなかった。また,2015年4月に明治大学から鹿児島大学へと所属機関の変更があり,この移動に伴って研究が一時的に停滞した。以上の点を踏まえ,総合的に見て(2)と判断した。自然地理学、第四紀学当初の目的よりはわずかに劣るものの,十数年精度の高時間分解の花粉化石データを作成することができた。今年度はこの花粉化石データを基に,気温・降水量を定量的に復元し,さらに時系列解析などを用いて過去1万年間における数十百年規模の気候変動の特徴と原因について検討する予定である。また,過去1万年間の気候変動を正確に把握するためには,当初の研究目的で設定した数年精度の高時間分解能を持つ花粉化石データを実現させる必要がある。そこで,最終年度である2015年度の方策としては,今年度までに得られた花粉化石データセットによる古気候の復元結果を基にして,急激な気候変動が検出された時代に焦点を当て,その時代における花粉分析を重点的に行う予定である。そして,過去1万年間の気候変動についてより信頼性の高い復元結果を提供できるようにしたいと考えている。本研究の目的のうち,過去1万年間の低時間分解能の花粉化石データの作成を達成した。しかし,数年精度の高時間分解の花粉化石データの完成については,今年度末までには終了しなかった。現在,これらの試料については,すでに花粉分析を着手しており,完成する見通しが立った。本年度に予定していた海外出張が受入研究者の所属研究機関の変更に伴って,日本国内の出張となった。
マウス及びヒトES細胞・組織幹細胞を用いた網膜再生医療モデルの確立

成体マウスの眼球内へ移植されたヒトES細胞は発生期の眼と非常に類似した三次元構造を形成した。この構造体は、上皮に由来するレンズや角膜を含まないものの、眼胚の特徴である眼胞が陥入した状態に類似した、網膜色素上皮により構成される外層と神経網膜のマーカーを発現する神経上皮層から構成されていた。また、内層の神経網膜はヒトの発生と同じような時間軸に沿って、網膜神経節細胞層と顆粒層に類似した二層構造を分化させた。このような明確な眼様構造は皮下への移植では形成されない。これらの結果は,眼球内に移植されたヒトES細胞が移植された環境に応じて三次元的な分化を行う能力を有することを示すと共に,新しいドナー細胞の供給法を示したと思われる。網膜神経節細胞(RGC)は視覚刺激を脳へ伝えるため視神経乳頭へ軸索を伸長し、脳へ伸びる視神経を形成する。網膜色素上皮細胞(RPE)は光刺激を電気刺激に変換する視細胞の代謝を行う。RGCの軸索が形成する視神経乳頭やRPE(とRPEの機能異常から二次的に変性される視細胞)の変性は、緑内障や加齢性黄斑変性症の原因であり、これらは先進国の主要な失明原因であるが、根治的な治療法はない。こうした完治させる方法のない進行性の変性症に対し、ヒトへの臨床応用につながるようなES細胞・組織幹細胞を用いた網膜再生治療動物モデルを確立する事を目的に、試験管内でマウズES細胞から分化誘導した眼球様の構造(以下、眼様構造)に存在するRGCとRPEが成体マウス、特にこれらの細胞が障害され進行性の網膜変性を示すモデルマウスにおいて、変性を抑制し正常な網膜へ回復させる能力を有するかを形態的・電気生理学的に評価した。まず、RGCに関しては、NMDAによるRGC障害網膜をES細胞由来眼様構造と共培養する網膜器官培養系を用い、眼様構造に存在すRGCの網膜への寄与、特にRGCへの寄与とRGCのマーカータンパクの発現をin vitroで調べ、眼様構造由来RGCが選択的に障害されたRGCに移動、分化する事を観察し、この内容を論文にまとめて報告した。さらに同RGC障害モデルマウスへ眼様構造の移植を行い、眼様構造由来のRGCが障害されたRGCへ寄与する事、ES細胞由来眼様構造に存在するRGCが視神経乳頭へ軸索をのばす事をin vivoで観察した。しかしながら、視神経が脳へ投影されている事を示す活動電位(VEP)は検出されず、機能的な回復を証明するには至らなかったが、これらの内容を論文にまとめて報告した。RPEに関してはRPEやRPEの前駆細胞でGFPを発現するトランスジェニックマウスからES細胞を樹立し、眼様構造を誘導し、GFPの発現を指標にRPEやRPE前駆細胞を単離しているが、移植するに十分量の細胞を得るには至っていない。また、レシピエントとなるRPE変性モデルマウスを導入し、移植のタイミングを決定するために、変性の時期や程度を調べている。
放線菌の二次代謝における真核性物型プロテインキナーゼの調節機能の解析

放線菌における二次代謝産物の生合成遺伝子群はより上位の調節遺伝子の支配下にあり、菌体の生育状況や環境状態に適応した複雑な発現制御を受けていると推測される。本研究では、この制御系におけるタンパク質リン酸化に着目し、放線菌より新たに単離された真核生物型セリン/スレオニンキナーゼ遺伝子の二次代謝産物生産制御系での作用点を解明することを目的として実験を行った。先に、放線菌S.coelicolorA3(2)株よりPCR法を用いてセリン/スレオニンキナーゼ遺伝子pkaBとクローニングし、さらに、その100-bp離れた上流領域に同一の転写方向を有する別のキナーゼ遺伝子pkaAが隣接して存在することを明らかにした。このpkaB遺伝子を破壊した変異株の解析から、このキナーゼが二次代謝産物であるアクチノロ-ジン(act)の生産制御に深く関与していることが示唆された。そこで、本実験においてはpkaB遺伝子との機能上の関連性を予想し、pkaA遺伝子の機能解析を行うべくpkaA遺伝子破壊変異株を作成し、二次代謝産物生産性についての検討を行った。その結果、pkaA-変異株における菌体の生育性や形態分化能に親株との相違は認められず、また、液体培地中のactの生産量も変化が見られなかったが、固体培地上でのact生産性が著しく低下することが確認された。このことは放線菌における二次代謝産物の制御系が複数個存在することを示唆し、培養状態によりその制御系が異なることを意味すると考えられる。さらに、液体培地で生育させた菌体由来の全RNAを解析した結果、pkaA遺伝子のmRNAがほとんど検出されないことから、この遺伝子は固体培養下で特異的に発現し、この条件下でactの生産制御を担っていることが明らかとなった。
動く細胞の詳細を覗く事を可能にするフェムト秒レーザーを用いたバイオチップ作製

組織形成などの初期過程を知ることを目的とした固体境界面における細胞の顕微動態観察が、バイオ医療分野で盛んに行われている。細胞を顕微鏡下で観察する際には、バイオチップが用いられているが、バイオチップ材料にはガラスなどの透明材料が用いられていることから、バイオチップ内(流体)構造境界面において、観察像がぼやけ、影ができる問題があった。よって、本研究では、フェムト秒レーザー3次元加工技術を用いた水の屈折率にほぼ等しい低屈折率フッ素ポリマーを用いたバイオチップ作製を行った。更に、作製したバイオチップを用いることで、流体構造壁面においてユニークな運動をする細胞の鮮明な動態観察に成功した。本研究課題では、水の屈折率にほぼ等しい低屈折率フッ素ポリマーを用いたフェムト秒レーザー微細加工技術開発及び本加工技術を用いた新しい細胞観察用バイオチップの作製を目的とした。更に、作製したバイオチップを用いた細胞観察では、細胞が運動方向を変化させる際の鮮明な顕微鏡像を得ることを目的とした。(昨年度実施した)フッ素ポリマーの(3次元)微細加工技術開発に関しては、フェムト秒レーザーを使用し、対物レンズ(×20, NA : 0.46)を介して、市販されている低屈折率フッ素ポリマーCYTOP基板内部に集光照射し、アブレーション加工を行った。その後、特定のフッ素溶媒を用いたウェットエッチングにより、レーザー照射領域のみを選択的にエッチングする事に成功、その結果、3次元流体構造をCYTOP基板内部に作製した。その後、エッチングによる基板表面粗さの改善を計るため、ガラス転移温度付近での熱処理を基板に施す事で、表面粗さの改善を行った。以上の結果より、フェムト秒レーザーによる低屈折率フッ素ポリマーの3次元微細加工技術の確立を行い、3次元流体構造をフッ素ポリマー内部に作製する事に成功した。後に行ったバイオ観察に関しては、作製したCYTOP及びガラス製バイオチップ内に水棲微生物を封入した際の、それぞれの流路壁面近傍での微生物の顕微鏡像より、CYTOPを用いたバイオチップでは、ガラスバイオチップに比べ、流路壁面において極めて鮮明な顕微鏡像が得られる事を確認した。本研究課題では、水の屈折率にほぼ等しい低屈折率ポリマーCYTOPによる細胞観察用バイオチップを作製することで、これまで得ることが不可能であった細胞の鮮明な動態遷移観察画像を取得することを目的とした。昨年度は、確立を行ったフェムト秒レーザー3次元加工技術によりCYTOP基板内部に流体構造を作製することに成功した。しかしながら、加工技術メカニズムについては不透明な部分が多く、特に、昨年度検討した各種フッ素溶媒により、如何にアブレーションされた領域が、選択的エッチングされるかは解明していなかったことから、そのメカニズム解明を、XPSやRaman分光測定により行った。その結果、アブレーション領域内に形成されたデブリと思われる微小堆積物には、当初、予想していた化学的組成変化は見られなかった。そこで、堆積物表面に着目し、表面が多孔質形状であることから、毛細管現象により、物理的にフッ素溶媒が浸透しやすくなり、選択的エッチングを可能にする、と推測した。本推測を検討すべく、実験ではレーザー照射領域内の吸水性について測定を行い、レーザー未照射領域に比べ、レーザー照射領域は、高い吸水性を有することをつきとめた。また、作製を行ったCYTOP製バイオチップを用いることで、従来バイオチップでは観察することができなかった水棲微生物-固体間の相互作用観察に成功し、固体近傍で一定の距離を保ちながら旋回運動する微生物の運動メカニズムについて検討した。本研究課題では、水の屈折率にほぼ等しい低屈折率紫外透過性ポリマーCYTOPを用いたバイオチップを作製することで、固体近傍における鮮明な細胞の動態観察を試みた。昨年度までは、CYTOP基板のフェムト秒レーザー3次元加工技術開発およびそのメカニズム解明を行い、CYTOP内部への中空流体構造作製に成功した。また、作製したバイオチップを用いて水棲微生物の流体構造壁面における動態観察を行った。その結果、ガラス等の従来バイオチップでは得ることができない固体近傍における鮮明な細胞の動態観察に成功した。本年度は、産業応用を目的とした従来ナノ秒グリーンレーザーによるCYTOP基板の表面微細加工について検討した。実験では1.レーザーアブレーション、2.エッチング、3.熱処理を行うことで、基板表面に流体構造を作製することに成功した。熱処理の際には、フェムト秒レーザー加工で示した熱処理温度よりも高くかつ処理時間を短く設定することで,アブレーションによる加工形状を変化させることなく、かつアブレーションおよびエッチングにより発生した流体構造の表面粗さを改善した。高い熱処理条件は、フッ素ポリマーの多くがその主要骨格をフッ素原子が覆うため低い流動性を示すことに起因しており、またナノ秒レーザーアブレーションおよびエッチングでは表面粗さがフェムト秒レーザー加工に比べ、大きくなることに起因する。また、高速度カメラを用いたCYTOP流体構造壁面における水棲微生物(渦鞭毛藻)のタイムラプス観察も行った。その結果、渦鞭毛藻が固体近傍において一定の距離をとりながら旋回する際には、鞭毛の一部を固体境界面に打ちつけながら旋回することを確認した。

更に、作製したバイオチップを用いることで、流体構造壁面においてユニークな運動をする細胞の鮮明な動態観察に成功した。不透明であったエッチングメカニズムの解明は、当初予想されていたメカニズムとは異なり、他の要因である表面形状の吸水性、であることをつきとめたため。また、従来バイオチップでは観察が不可能であった、細胞-固体表面相互作用観察を作製したバイオチップを用いることで観察可能にし、水棲微生物の固体近傍での特異な運動メカニズム解明を検討することができたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。レーザープロセッシング今後の研究計画としては、引き続き、作製したバイオチップを用いた水棲微生物の運動メカニズム解明を行う。また、作製した流体構造に、同じくフェムト秒レーザーにより作製した光導波路を集積化する技術を確立することで、流体構造内の所望する箇所に微生物を光トラップでできる機能集積型バイオチップを作製する。さらに、本研究課題はフェムト秒レーザーを用いたバイオチップ作製であるが、産業応用を見据えた汎用レーザーによるCYTOP表面加工技術の確立についても検討する。初年度は、フェムト秒レーザーを用いた低屈折率フッ素ポリマーの(3次元)微細加工技術の確立を目標とした。この件に関して、高純度化されたフッ素系ポリマー基板を溶解する溶媒の溶解性やメカニズムについてはいまだ不透明な点が多いことから、当初の予定では、レーザー照射領域のみを選択的にエッチングするための溶媒の選定に時間がかかる事が予想されていた。初年度のうちに本研究で使用したフッ素ポリマーCYTOPを溶かすフッ素溶媒の選定に早い段階で成功した事が、フッ素樹脂加工の技術開発に関する研究を進展させたと考えられる。消耗品として使用する中で、節約して使用することができたため、予定額より少なく済んだ。フェムト秒レーザーによるフッ素ポリマーの3次元加工技術の確立をおこなったわけであるが、今後の推進方策については、フッ素溶媒により、レーザー照射領域のみが選択的に除去できる理由が未だ不透明である事から、XPS分析等を用いたフッ素樹脂加工のメカニズム解明を試みる。更に、レーザー照射領域の濡れ性改善技術についても検討する。バイオ応用に関しては、作製したバイオチップを用いる事で、細胞の運動状態遷移の顕微観察を行い(予備実験については既に成功している)、外部の生物学者との共同研究を視野に入れる予定である。今後の研究の際に生じる急な薬品、試薬等調達に使用する予定27年度が最終年度であるため、記入しない。エッチング溶媒の早期選定に成功し、消耗品として使用するなかで、節約して使用する事ができたため、予定額より少なくて済んだ。今後の研究の際に生じる急な薬品、試薬等の消耗品調達に使用する予定。
空間的ドラッグデリバリーシステムによる成長因子複合移植法の開発

本研究では、歯周組織再生量の増大をはかる目的で、成長因子の担体の構造が歯周組織再生に与える影響及びBMPとFGF、EMDの新規併用法(Double layer method)の有効性を検索した。その結果、内径200400μmのハニカム構造を有するコラーゲンは、トンネル方向が細胞増殖を調整する可能性が示唆された。さらに、BMPとFGFならびにBMPとEMDのDouble layer methodは、混合または単独の場合よりも、新生骨と新生セメント質の形成量の増大がみられ、異常治癒を抑制した。以上の結果から、Double layer methodが歯周組織再生に有効である可能性が明らかになった。1.歯周組織を誘導する成長因子についての解明が進み、Bone Morphogenetic Protein (BMP)、fibroblast growth factor (FGF)、enamel matrix derivative (EMD)などが有効であることが、報告されてきた。これらの成長因子には各々標的細胞があり、誘導組織の検証と同時にその限界も明らかにされてきた。近年、これらを組み合わせることによる相乗効果が期待されている。移植方法としてスペーサー法は、BMPによって生じる異常治癒の抑制方法として、以前我々が考案、提唱したものであるが、これをBMPと、FGFやEMDとを層状に組み合わせて移植する方法に改良してdouble layer constitute method(DL法)を考案した。本研究では、下顎前歯部に4mmの水平性骨欠損を作成した後、移植12週後に病理組織学的に観察して、BMPとEMD、BMPとFGFの混合との比較を行った。DL法は、いずれも根吸収ならびに骨性癒着という異常な治癒は認められず、歯槽骨の再生もBMP単独よりも多かった。さらに混合群では骨性癒着が認められたので、広い歯周組織欠損部に対して成長因子を組み合わせて応用する場合、DL法が有効であることが示唆された。2.一般的に成長因子はバイオマテリアルに配合して用いる。このバイオマテリアルは担体として働く他に、少なくとも再生空間の確保、細胞の足場として働く事が示唆されている。内径300μm前後のトンネル構造が、骨形成期の血管増殖を容易にすることより、本研究では、トンネル構造を維持できる強度を持つbeta tricalcium phosphate(βTCP)を、根分岐部3度のモデルを用いて検証した。移植8週後では顆粒状のβTCPよりも分岐部内の骨再生量が多く、歯根膜の形成も認められた。さらにFGFと配合した場合には、βTCP単独よりもトンネル内及び外側ともに骨再生量が多く、歯根膜の再生も多かった。歯周組織の再生に有効な成長因子は、一般に再生反応の特定の時期に作用するので、もし組織形成に合わせて最も有効な成長因子を次々と作用させることが出来れば、従来の方法よりもより強力に再生反応を促進できるのではないかと発案し、先ず有効な作用期間を過ぎた成長因子を除去する方法を考案した。次に一般に成長因子は標的細胞が多いほど大きな効果を期待できるので、再生に適した細胞を再生スペースにできるだけ多く誘導する方法を考案した。今年度は成長因子を配合する以下の2種類の新規バイオマテリアルの検証を行った。1.温度感応性ポリマーの有効性の検証:温度感応性ポリマーは温度によってゾル・ゲル化する。この温度感応性ポリマーは室温ではゲル状で操作性が良いが、もし生体内でゾル化してスペースを確保し、任意にゲル化し体外へ取り出すことができれば、成長因子の作用期間を調節できる有効性の高い担体に成り得るのではないかと考え、ラットの背部皮下へBMP-2を配合して移植を行った。組織学的観察の結果、移植材周辺に硬組織を形成し、担体としての有効性を示した。さらに摘出した組織からわずかな流水でゲル化した温度感応性ポリマーを取り除くことが可能なことを確認した。2.ハニカム構造の細胞誘導性の検証:内径が300μmと一定なトンネル構造は、内腔で細胞増殖を促進する。このハニカム構造が、ハニカムの入口付近の組織由来の細胞を、選択的にハニカムの内部あるいは出口まで遊走増殖させることが可能であれば、成長因子の標的細胞を選択的に供給する新規バイオマテリアルになるのではないかと考え、ビーグル犬に水平性骨欠損を作成して、ハニカム構造のコラーゲンを移植した。組織学的観察および計測の結果、成長因子を使っていないにも関わらず、本来再生しないはずの新生セメント質の形成量、新生骨形成量が有意に多く認められたことから、ハニカム構造の組織誘導性を確認した。歯周組織を誘導する成長因子についての解明が進み、Bone morophgenetic protein(BMP)、Fibroblast Growth Factor(FGF)、Enamel Matrix Protein(EMD)などが有効であることが報告されてきた。これらの成長因子には、各々標的細胞があり、誘導組織と同時にその限界も明らかにされてきた。我々は成長因子のなかで骨形成誘導能力の高いBMPの誘導能力を調整するため、スペーサー法を考案し、BMPによって生じる異常治癒を抑制することを可能とした。我々はスペーサー法を発展させたDouble Layer法を用いて、平成25年度は、BMPとFGFを組み合わせて犬の下顎前歯部に4mmの水平性骨欠損を作成して移植を行ったところ、骨性癒着を抑制するだけではなく、歯槽骨の再生量をそれぞれの成長因子を単独に移植した時よりも増加させることに成功した。