hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バングラデシュにおける河川堤防の機能と保全に関する調査研究

バングラデシュのシラジホンジュ市、マニクゴンジュ市、ラジシャヒ市の道路堤防、ジャムナ川、パッダ川、マヌ川の河川堤防を訪問の際には堤防破壊に関する現地調査、情報収集と共に、現場から土を採取し、基本的物理性試験および締固め試験、透水試験、一軸圧縮試験、三軸圧縮試験等のせん断試験などによって土質性状を求めた。解析によって各地区におけるパラメータ特性の評価行った。ラジシャヒ市ゴダガリ地区の盛土堤防法面保護における実証実験を行い、現地に適した経済的に安価で土砂災害に強い盛土堤防を作り上げる新工法を提案した。東南アジアではモンスーンによる毎年の洪水に悩まされている地域が多い.特にバングラデシュでは,雨期に80%の降雨が集中し,さらにこの時期にヒマラヤ山脈南方斜面からの融雪を伴う大量の雨水が大規模に流下することで,集水域内での洪水,土の流亡など深刻で危険な状態をしばしば引起こし,毎年のように耕作期の農地のほぼ20%から40%が毎年甚大な被害を受けている.この洪水被害から人命,農作物を守るために,堤防の建設が進められている.しかし,現地での施設は十分精査した設計・施工に基づいたものが少なく管理も十分ではないため,毎年部分的な破損や,場合によっては完全な崩壊が数多く発生している.本研究では,バングラデシュにおいて下記の事項の検討を行う.i)破壊した堤防,フィルダムの土質力学性状,土壌特性を調べる.ii)堤防の破壊に対する社会的経済的側面の情報収集iii)河川流域の水理学的パラメータ,および地域の流出特性を調べる.iv)現地調査,並びに浸透,流出,安定解析により破壊原因を究明してその対策法を提案する.v)生態系及び環境保全を考慮に入れた,破壊を抑止できる経済的でかつ現地で使えるリサイクル材料を用いた補強工法の検討を行うvi)斜面における土壌浸食のメカニズムを解明して,環境を考慮した盛土の保全方法を確立する.バングラデシュのシラジホンジュ市、マニクゴンジュ市、ラジシャヒ市の道路堤防、ジャムナ川、パッダ川、マヌ川の河川堤防を訪問の際には堤防破壊に関する現地調査、情報収集と共に、現場から土を採取し、基本的物理性試験および締固め試験、透水試験、一軸圧縮試験、三軸圧縮試験等のせん断試験などによって土質性状を求めた。バングラデシュでの堤防破壊調査結果では、断面の設計において安全率が不足していることが明らかとなった。堤防のすべり破壊に対する安全性評価の欠落、締固め不足,使用材料の低品質などであった。また、堤防崩壊の原因として1)洪水期の水理的設計パラメータが過大であること,2)波浪とその作用による上流側斜面の浸食、3)不十分な断面規模と管理基準を下まわる施工,4)通年の組織的維持管理の欠如と5)隣接構造物の影響に対する検討の不十分さ、などを確認した。洪水期の土粒子の移動による水理的破壊に対する抵抗力が低下していることが明らかとなった。補強土構造の全体的な性状は言うに及ばず土中に埋め込んだ補強材の引き強度に対して土の含水比が重要な影響を与えることはよく知られている。土補強材間の相互作用と含水比との関係を知るために、垂直応力を変化させた一連の引き抜き実験を行った。補強材の引き抜き強度に関するパラメータとして土の粘着力とせん断抵抗角を測定した。結論として、補強材の引き抜き強度と土の含水比との間に強い相関性が見られ、含水比の増加とともに粘着力、せん断抵抗角成分が減少していく傾向が明らかとなった。フィルダムのような不均質材料で構成される盛土斜面の安定解析法としては、すべり土塊をn個の細片に分割し、各細片の力の釣り合い関係と土塊全体のモーメントの釣り合いから安全率を算出するのが一般的である。しかし細片相互に作用する内力を考慮に入れると、条件式の数n-2個不足する不静定問題となるため、なんらかの仮定を導入して静定化する解析法がこれまで種々研究されてきたが、いずれにしても近似解法である。本研究では釣り合い式の誘導に若干の工夫を加えることにより、静定化された斜面安定解析法を提案したとともに、簡便法、Bishop法、提案法に関していくつかの計算例を実施しその相違を比較検討した。2008年度にはバングラデシュのMangroveやパドマ川河川堤防における現地調査を実施し、種々の河川堤防の破壊メカニズムについて検討を行った。その結果、毎年バングラデシュの河川堤防の設計、施工や改修に重大な費用を使用されているにも関わらず、毎年のように社会経済的に多大のダメージを与える決壊が発生している。破壊原因としては、不適切な設計法および材料で建設されることだけではなく、堤防のすべり破壊に対する安全性評価の欠落、締固め不足,使用材料の低品質なども起因することが明となった。また、この崩壊によって新たな問題、例えば、集水域内での洪水,土の流亡など深刻で危険な状態も起こっている。バングラデシュにおける河川堤防の全体的な状況を考慮し、本研究は洪水被害から人命、農作物を守るために、堤防の建設に関して新工法を提案し、今後はこの新技術を現地で実施する予定である。また,土の特性を改善する目的で,ソイルセメント工法が広く使用されてきていることから、ソイルセメントに関する研究も実施した。

これまでのセメント混合による土層改良に関する研究では,セメントの混合比が4%から14%以上と比較的混合比が大きい場合がほとんどで,経済性および環境問題を考えると,少量のセメント混合による土の特性変化について研究することが必要である。そこで,本研究では,混合比が0.6%までの少量のセメントを粘性土に添加することにより,支持力比(CBR値),一軸圧縮特性,および透水性がどのように変化するかについて検討を行った。その結果,少量のセメント添加であっても,セメント混合比の増加に伴い,支持力比,一軸圧縮強度,変形係数および透水係数は増加することが明らかとなった。2009年度にはバングラデシュのマニクゴンジ市ハリラムプル地区の盛土堤防における現地調査及び法面保護の実証実験を実施した。堤防材料の土質特性は河川堤防の安定や管理について重要な役割を果たすことを念頭において、現地調査や土質試験によってJamuna川河川堤防とPadma川河川堤防の土質特性と破壊状況について調べた。その結果、堤防材料は粘性土を含むシルト系であることが分かった。含水比の増加にともなって堤防材料の強度や透水性が減少し、河川堤防の崩壊の原因となるものである。崩壊プロセスは主に、亀裂発生や転倒によるものであることが分かった。また,三重大学生地域保全工学講座は法面保護に関して5種類の新工法を研究しており、その実証実験をバングラデシュのラジシャヒ市ゴダガリ地区の盛土堤防に活用した。この新工法は、ワイヤメッシュを使用するために引張り力に強く地すべりに効果が高く、土セメントを使うため経済的にも安価で、土砂災害対策に適している。土、セメント及びメッシュの3素材の相乗作用によって、引張り力を補い、表面の土に摩擦力を与え、土砂災害に強い基盤を作り上げる。今回は高さ8.0m、幅1.2m程度の法面で施工し、今後も異なる工法の現地実験を行っていく予定である。平成22年度はバングラデシュのシラジゴンジュ地区における堤防盛土材料の土質特性及びパドマ川河川堤防における土質特性と破壊状況について研究を行った。崩壊した堤防盛土から直接撹乱土を採取し、JIS・JGS基準に基づき基本的物理性、締固め、変水位透水、一軸圧縮の各試験を行った。試験結果により、シラジゴンジュ堤防盛土は、粒度が無く、透水係数が大きく(含水比(w)が24%で、最小透水係数(k_<min>)1.29×10^<-5>cm/s)、一軸圧縮強度が低く(含水比(w)が19.6%で(w_<opt>=21.2%)、最大一軸圧縮強度(q_<umax>)51.8kN/m^2)、かつ含水比によって大きく強度が低下する土質特性を有していた。パドマ川河川堤防における土質特性と破壊状況について,現地調査および土質試験から調査を行った。その結果、堤防材料はシルト系細粒土であり,含水比の増加にともなって強度が大きく低下(280KN/m^2から153KN/m^2)するとともに透水性は大きくなることが示され,これらが洪水時に河川堤防崩壊の発生要因となると考えられた。また,堤防崩壊プロセスは主に、亀裂発生およびトップリング破壊によるものであることが分かった。また、バングラデシュのモウロビバザル市マヌ川堤防における浸透解析を行い、マヌ河川堤防の安全率を求めた。その結果、堤防の安全率は22-30%程度上回り施工であったことが分かった。
金属表面機能開拓のための酵素/ナノポーラス金属電極の創製

酵素をナノポーラス金属に固定し、酵素/ナノポーラス金属電極を作製した。ナノポーラス金に固定された酵素は、固定されていない酵素に比べ高い耐熱性を有していた。ナノポーラス金の表面を自己組織化単分子膜(SAM)で修飾すると、さらに高い耐熱性や耐久性を示した。SAM修飾した酵素/ナノポーラス電極では、SAM修飾していないものに比べ電解液との電子授受が促進された。これらをもとにバイオ燃料電池を試作し、動作を確かめた。まず酵素を固定するナノポーラス金属基板創製のために、金属表面にナノポーラス構造を構築する手法を確立した。Au板表面にAg箔、Pt板表面にCu箔を積層して熱処理を行うことで表面を合金化し、そこからHNO_3あるいはH_2SO_4中での電解(もしくは自然腐食)によりAgおよびCuを溶解除去した。この手法により、孔径550nmのナノポーラス構造をAuおよびPt板表面に構築した。表面積をAuで約90倍、Ptで約170倍に拡大できたことが、H_2SO_4中でのサイクリックボルタンメトリ測定により明らかになった。次に、汎用性の高いナノポーラスAu上に酵素を固定した。酵素としてラッカーゼを用い、固定はラッカーゼを含む緩衝溶液中に孔径約40nmのナノポーラスAuを保持することで行った。この際、自己組織化単分子膜(SAM)により修飾したナノポーラスAuについても同様の処理を行った。ラッカーゼの耐熱性を評価するため、ジメトキシフェノールの分解反応の温度依存性を調べた結果、ナノポーラスAuに固定したラッカーゼは未固定のラッカーゼに比べより高い温度でも活性を保持していた。さらに、SAM修飾をしたナノポーラスAuに固定したラッカーゼでは、繰り返し使用に対する耐性も高くなった。このことから、40mmの孔径を有するナノポーラスAu中にラッカーゼが固定され、ラッカーゼの構造が安定化したこと、またSAM修飾によりその構造安定化がより促進されたことが推測された。それぞれのpH耐性も測定し、pH耐性の向上にもSAM修飾が有効であることをつきとめた。自己組織化単分子膜(SAM)修飾を施したナノポーラスAu上に酵素(ラッカーゼおよびグルコースオキシダーゼ)を固定し、これらの酵素の電気化学的安定性をサイクリックボルタンメトリにより測定した。その結果、まずSAMそのものが平滑面Au板に比べナノポーラスAuにより安定に吸着することがわかった。また、SAM修飾のないナノポーラスAuに比べ、SAM修飾を施したナノポーラスAuでは固定した酵素のより多くの部位での酸化還元反応を促進できる可能性が示された。金(111)表面にチオール分子を吸着させた原子モデルを用いた第一原理計算の結果、ナノポーラスAu表面の原子オーダの欠陥が電子の授受に影響し、SAMが安定化し、さらには酸化還元反応が促進されていることが示唆された。さらに、上記二種の酵素固定化SAM修飾ナノポーラスAuを電極として用い酵素燃料電池を試作し性能評価を行った。試行段階の実験により、作動電圧0.21Vで最大出力0.052mW/cm2を得た。これは他の酵素燃料電池と比べ高い性能ではない。しかし、ナノポーラスAuは孔径や層厚等が自在に調節できる。これを鑑みれば、孔径やSAM分子種、ポーラス層厚の最適化によりもっと高い性能を発揮できると期待される。以上を総括し、大表面積ナノポーラスAuが酵素固定基材として有用であり、酵素の熱・pH耐性を向上できること、またその固定特性にSAMによる表面修飾が大きく影響すること、さらには電子授受を伴う用途での酵素固定電極としてナノポーラスAuが有望であることを明らかにした。
光学的方法による単一心筋細胞内遊離Ca濃度測定と興奮-収縮連関機構の解明

心筋細胞内Caと収縮との定量的関係を明らかにする目的で、心筋細胞内にエクオリンを圧注入し、細胞内Caと張力を同時に記録した。心筋は多細胞標本であるので乳頭筋や肉柱を用いる時には多くの表層細胞内にエクオリンを注入しなくてはならない。50-100個の表層細胞内にエクオリンを注入し、張力と同時にエクオリンの光信号を記録した後、正常タイロード氏液中でいろいろな頻度で刺激を行うと光信号と張力は並行して変化する。しかし、高Ca溶液中で刺激頻度を増したり、Na欠除液に入れると光信号に振動性変化が出現し、それに伴ない微小な張力変化が出現する。高濃度カテュールアミンが作用した時にも、弛緩期に自発的な光信号の増減が出現する。このような光信号の振動性変化は、筋小胞体からのCa遊離を抑制するリアノジンにより抑制をうけるので筋小胞体からのCa遊離がこの自発性細胞内Ca濃度変化に関係しているものと考えられた。このような細胞内Ca濃度変化の不均一性があると、細胞内Caと張力との関係を求めることは極めて困難である。そこで、我々は、1-5μΜのリアノジン存在下で心筋に強縮をおこさせ、その時の細胞内Ca濃度と収縮張力の関係を求めた。収縮張力は細胞内Caが約0.5μΜで最大に達っし、従来、スキンドファイバーで得られたpCa-張力関係よりも急峻であった。この方法を用いて、イソプロテレノールの効果と検討すると、イソプロテレノールは細胞内Ca濃度-張力関係を右方移動させた。イソプロテレノール存在下ではアセチルコリンが著明にこの関係を左方に移動した。イソプロテレノールが存在しないと、アセチルコリンの効果は顕著でなかった。心筋細胞内にCaが過負荷になった時には3-4HZの光信号の振動性変化が認められる。この細胞内Caの振動性変化の空間的分布を調べるために、エクオリンの光信号の画像性を行なうことを計画している。
死後の処置時の体験から新人看護師が抱く感情とその支援に関する研究

本研究の目的は、死後の処置時の体験から新人看護師が抱く感情・思いからその支援を明らかにすることである。結果、死後の処置時、新人看護師は、「死に慣れたくない」「悲しい」「切ない」などの思いを抱いていた。また、死後の処置回数を重ねることで「生前に提供した看護を思い出す」「患者が元気だった時の姿を思い出す」「悔いる」「回避したい・やりたくない」が増加する傾向がみられた。自己の提供した看護を振り返るなかで悔い、死を回避しないような支援が必要である。本研究課題は、死後の処置場面において、新人看護師の抱く感情がどのように看護行為へ影響しているのかを明らかにし、看取りの看護提供者への支援体制のあり方を検討することである。今年度は死後の処置時における支援体制のあり方を検討するために都内A大学病院に勤務し、初めて新人教育を行なっている看護師(プリセプター)6名に対し、看取りに対する支援の現状に関する予備調査を実施した。また、死後の処置経験を積むことが、看護師として成熟する過程にある新人看護師の思いにどのような影響を及ぼしているのか実態を明らかにし、継続する思いとの関連を追求した上で支援体制を構築するため、初めて総合病院に勤務する新人看護師9名を対象に入職時、入職6か月経過時、入職1年6か月経過時の3回にわたり、初めての死後の処置場面において生じた思いとその後の思いについて実施した縦断的調査を再分析した。結果、初めての死後の処置時には、目の前で起きた生体反応の変化に伴う現象に対する思いにとどまっていること、抱いた思いは《否認》《恐怖》《悲歎》《驚愕》《放心》に関するものであることが明らかになった。また思いに影響を及ぼしている要因は、(1)看取り経験の希薄さ、(2)実施介入状況、(3)実施時期、(4)死後の処置内容、(5)職業規制、(6)先輩看護師の態度、(7)死生観、が得られた。これらを踏まえ、第1回質問紙調査票を作成した。現在、B県内355病院のうち本研究に同意が得られた66病院に、平成21年4月新人看護師として就職する予定である626名を対象に、就職時の死後の処置に関する基礎教育での学習状況、看取り経験および死生観などに関する自記式質問紙調査を実施している。今後は現在回収中である、第1回調査の結果を踏まえて、第2回調査を実施する予定である。本研究の目的は、初めての死後の処置場面において個人の内面に生じた感情と現在死後の処置場面において生じている感情を明らかにし、死後の処置体験が新人看護師に与える影響から死後の処置を行なう新人看護師への支援について検討することである。今年度は前年度実施した調査結果を基に、A県内57病院に勤務する新人看護師を対象に死後の処置に関する看護基礎教育における学習状況、死別体験0初めておよび現在の死後の処置時に個人の内面に生じた感情、死生観などについて入職時(21年4月)および入職後1年時(22年23月)に自記式質問紙調査を実施した。結果、入職時の調査対象者は530名、年齢は25.23±6.73歳であった。死別体験者は47%であり、死別者との続柄は祖父、祖母の順に多く、半数を占めていた。看護基礎教育における死後の処置教育について、死後の処置に関する授業を受けたと回答した者は63%であり、教育方法は、講義51.1%、VTR視聴17.0%、演習13%、臨地実習中に実施3.8%、臨地実習中に見学3.0%(複数回答)であった。死後の処置に関する学習内容(複数回答)については死後の処置実施方法、家族への対応、死の3徴候、エンゼルメイクなどの順に多かったが霊安室での対応についての学習経験者は10%に満たないことが明らかになった。今後は他の質問項目と合わせて、更に分析を進めていく予定である。入職後1年については、現在データ回収および分析中である。一方で、死後の処置に関する看護基礎教育の実態を把握するため1260校(准看護師養成学校を含む)を対象に「死後の処置に関する授業に関する実態調査」を平成22年4月に実施し、現在、質問紙回収中である。今後は、実施した調査、全てについて、スーパーバイズを受けながら分析を行い、結果の公表に向けて準備、随時発表予定である。本研究の目的は、新人看護師が死後の処置場面において個人の内面に生じた感情と現在、死後の処置場面において生じる感情を明らかにし、死後の処置を行なう新人看護師への支援を検討することである。今年度はA県病院に入職後1年経過した看護師を対象に初めておよび現在の死後の処置時の状況および個人の内面に生じた思いなどについて自記式質問紙調査を実施した。結果、対象者は382名、年齢は26.19±7.031歳であった。

死後の処置経験は83.5%にあり、入職後3か月間に47.2%が実施していた。初めて死後の処置を行なった時の思い(複数回答)は、「死に慣れたくない」73.7%(74.3%)、「悲しい」72.5%(78.1%)、「切ない」70.2%(722%)などであり、初めての死後の処置と現在の思いは大きな変化がなかった(カッコ内は現在の思い)。また、死後の処置を重ねることで「先輩に言われるがまま」「家族への声掛けできない」「死の実感がない」「業務に慣れることで精いっぱい」の思いは減少し、「生前の看護を思い出す」「元気だった時の姿を思い出す」「悔いる」「回避したい・やりたくない」が増加する傾向がみられた。一方で、死後の処置に関する看護基礎教育の実態を把握するため1192校(准看護師養成学校を含む)を対象に自記式質問紙調査を郵送法にて実施した。結果、451校(回収率37.8%)中、死後の処置を教授している教育機関は75.2%、教授方法は「講義」99.4%、授業時間「90分以内」が多く、教員が基礎教育において死後の処置を教授することに約半数が困難感を抱いていた。また死後の処置時に看護師に生じる可能性のある思いについては、「悲しい」81.6%、「敬度」80.7%、「涙があふれる」76.6%の順に予測して教授していたが、実際には、「敬度」「涙があふれる」については、新人看護師の思いと乖離していることが明らかになった。今後は、他の調査結果をあわせて支援について多角的に再検討を行ない、結果公表に向けた準備をする。
岩石中の亀裂分布・断層形成時の応力条件が断層の透水性におよぼす影響の解明

地下の岩盤の中には,岩盤がずれてできた割れ目(せん断割れ目,あるいは断層)が多く存在する.一般に断層すべり面の周辺には,すべるときにできた割れ目のネットワークがある.この割れ目のネットワークは,状況によっては地下水の通り道になる.そのため,断層周辺の割れ目のネットワークがどれくらい密に存在し,どのように連結しているかや,どれほど水を透すのか,ということについて調べることは,地下水の流れを知る上で重要である.本研究では,断層を作る実験を通して,条件によって断層周辺の割れ目のネットワークがどのようにできるか,どれくらい水を透すのか,ということについて調べる.地下の岩盤の中には,岩盤がずれてできた割れ目(せん断割れ目,あるいは断層)が多く存在する.一般に断層すべり面の周辺には,すべるときにできた割れ目のネットワークがある.この割れ目のネットワークは,状況によっては地下水の通り道になる.そのため,断層周辺の割れ目のネットワークがどれくらい密に存在し,どのように連結しているかや,どれほど水を透すのか,ということについて調べることは,地下水の流れを知る上で重要である.本研究では,断層を作る実験を通して,条件によって断層周辺の割れ目のネットワークがどのようにできるか,どれくらい水を透すのか,ということについて調べる.
教育空間におけるモノとメディア――その経験的・歴史的・理論的研究

理論的研究においては、「モノ」という視点が、現代的条件のもとで「経験」の可能性を構想し、ドイツ語圏の教育思想が構想してきた人間形成(Bildung)を起動させる上で、有効な手がかりとなることを確認した。経験的研究においては、現代美術と子どもたちとの関わりのなかで、既成の意味に解消できないような対象の物質性(「モノ」)が浮上する可能性があること、また、そのようなモノの次元は、それを意味の次元に還元しがちな鑑賞の場面でよりも、美的な制作の場面で経験される可能性が高いことを明らかにした。以上の研究成果は、海外研究者8人を含む17人が寄稿した研究成果報告書(全355頁)にまとめた。今年度は研究会を中心に進めた。以下に発表者の名前のみを掲げるが、これらの研究会を通して、テーマについての理解を深めるとともに、内外の研究者とのネットワークを築くことができた。10月に奈良女子大学で開催された教育哲学会第58回大会にて、渡辺哲男氏(立教大学)を研究代表者とする科研「『言語活動の充実』の具体化のための教師教育のあり方に関する研究」と共同でラウンドテーブル「教育活動における言葉とモノ」を企画・実施した。今井が司会を担当し、本科研からは小松が「美術制作行為におけるモノ(もの)と人との関係」と題して、眞壁が「“あいだの世界"の心理学ーヴェルナー『シンボル形成の心理学』をシンボル論的陶冶理論として読む」と題して報告を行い、山名がコメンテータとして参加した。多くの参加者を集め、活発な議論を展開することができた。この他、今年度は東京都現代美術館の郷泰典氏の協力を得て同美術館との研究協力を進めた。2月26、27、29日の3日間、大学院生十数名の協力を得て同美術館の鑑賞教育に参加した小学生2,000名以上の感想文についての調査を行いデータベースにまとめた。このデータベースを足がかりとして、同美術館をフィールドとした研究をさらに進める予定である。「研究実績の概要」で述べたように、東京都現代美術館との研究協力が予想外に進展した。当初の計画では、慶應義塾アートセンターにおける展示をフィールドとして調査を行う予定であったが、東京都現代美術館に蓄積されてきた小学生の感想文の調査を行うことができ、これ基盤とすることで、当初の計画以上に充実した経験的調査を行える目処がついた。第2年度には東京都現代美術館での展示をフィールドとした経験的調査を行う予定である。本年度前半は、昨年度末に行った東京都現代美術館における感想文調査をもとに、現代美術館および台東区立蔵前小学校・江東区立元加賀小学校におけるフィールドワークを行った。われわれが注目したのは、現代美術館において行われた企画展「紙の仕事」である。まず両小学校6年性のクラスによる同企画展の鑑賞授業を観察し、その上で、この鑑賞教室の体験に触発された「紙の仕事」の制作を行う図工の授業をそれぞれのクラスで行ってもらい、その授業を数回にわたって観察した。そして、このフィールドワークにおいて収集された資料(ビデオ映像、アンケート、感想文、等)を分析するためのワークショップを2回開催するとともに、その成果を16年10月に東京大学で開催された教育哲学会第59回大会のラウンドテーブルで報告した。本年度後半の活動は、17年3月11日に予定された国際シンポジウムに向けての準備が中心となった。今井が9月にドイツに出張して招聘予定のコラー教授(ハンブルク大学)とノール教授(ヘルムート・シュミット大学)を訪ね、シンポジウムに向けての打ち合わせを行った。また、2月にはヴルフ教授(ベルリン自由大学)の講演会を東京藝術大学にて開催しプロジェクトの理論的基盤を検討する機会を持った。国際シンポジウムは予定どおり3月11日に、上記2人に加えてヘルナンデス教授(バルセロナ大学)を招き、「Meaning of Things in Educational Space」をテーマに慶應義塾大学で開催した。ゲスト3人に加えて科研プロジェクトのメンバー5人全員が英語で発表を行い、研究テーマについて考察を深め国際的な研究交流を行うことができた。予定通り国際シンポジウムを開催し研究の中間まとめを行うことができた。当初予定の美術展の開催は見送らざるをえなくなったが、それに代わる研究成果の視覚化とその展示の計画が進行中である。今年度は、日本教育学会大会(於:桜美林大学)および美術教育研究大会(於:東京藝術大学)において3年間の研究を総括する発表を行い、年度末に報告書「教育空間におけるモノとメディアーその経験的・歴史的・理論的研究」(A4版・355頁)を刊行した。日本教育学会大会では第1日(2017年8月26日)のラウンドテーブル「教育空間におけるモノとメディア」を企画し5人の科研メンバーが主に現代美術館・蔵前小学校でのフィールドワークを踏まえた研究発表を行った。発表テーマは以下のとおり:今井康雄「「いつもとちがう風景」をめぐる考察」/小松佳代子「美術制作におけるモノの質的変容」/眞壁宏幹「紙で遊ぶ子どもたちー台東区立蔵前小学校6年生の制作活動」/山名淳「美術制作と「コミュニケーション的記憶」ー創作活動における想起の位置価に関する覚書」/池田全之「子どもの制作における事物の脱文脈/再文脈化過程から考えるーデカルトの機械論的身体観と道徳の可能性」美術教育研究大会では、2017年11月12日に東京藝大美術学部第6講義室にて、これまでのヴィジュアル化プロジェクトを踏まえた展示発表を3つのグループに分かれて行った。

この展示発表について理論的に総括するために、2018年1月21日に討論会「制作から始まり制作に帰る?ー展示発表の経験から」を開催した。討論の模様はテープ起しして報告書に組み込んだ。理論的研究においては、「モノ」という視点が、現代的条件のもとで「経験」の可能性を構想し、ドイツ語圏の教育思想が構想してきた人間形成(Bildung)を起動させる上で、有効な手がかりとなることを確認した。経験的研究においては、現代美術と子どもたちとの関わりのなかで、既成の意味に解消できないような対象の物質性(「モノ」)が浮上する可能性があること、また、そのようなモノの次元は、それを意味の次元に還元しがちな鑑賞の場面でよりも、美的な制作の場面で経験される可能性が高いことを明らかにした。以上の研究成果は、海外研究者8人を含む17人が寄稿した研究成果報告書(全355頁)にまとめた。「現在までの進捗状況」で述べたとおり、東京都現代美術館での経験的調査を行う。また、これを素材として、10月に東京大学で開催される教育哲学会大会でラウンドテーブルを企画する予定である。さらに、年度末にはドイツから複数の研究者を招いて国際シンポジウムを開催する予定にしている。今年度は、最終年度であり、これまでの研究をまとめた報告書を作成する予定である。また、美術展の開催に代わる研究成果の視覚化の試みを進める予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。教育哲学・教育思想史29年度が最終年度であるため、記入しない。
工業高等専門学校における語彙学習のためのタスクベースカリキュラム開発と効果検証

平成30年度の研究では、平成29年度の研究で明らかにできなかった、語彙の出現頻度の違いによって、高専における工学系語彙学習がどのように影響を受けるのかを明らかにした。半年に渡る実践研究の結果、高専生の語彙学習では、出現頻度が低い語彙学習について繰り返して学習すると、学習の成果が大きく現れることが明らかとなった。高専の工学系語彙学習のために用いられている教材をどのような順番で取り扱っていくのか、考察することができた。研究目標である語彙学習を促進するタスクベースカリキュラムの開発に向けて、どのような順序で語彙を扱っていくのか示唆を得ることができ、次年度のタスクベース語彙学習の指導計画作成に向けた準備を行うことができたと考える。昨年度は実践研究を行うためのフィールドから研究者が離れてしまったことにより、研究の進捗に遅れが出てしまったが、本年度はその遅れの分を勘案しながら研究計画を修正し、研究実施をすることができた。平成31年度では、タスクベース語彙学習のための指導案作成と指導方法の確立を目指し、まずニーズ調査を行う。研究協力を依頼できる高専において質問紙調査を行い、タスクベースの指導法を探り、31年度下半期において、その指導法を実践しながら、有用性を検証していく。本研究課題である「高専における語彙学習を促進するタスクベースカリキュラムの開発」を目的とし、平成29年度は「タスクの理論的枠組の提唱」を目標に文献研究や国内外の調査を行った。語彙学習に関しては、瀬川・山本・岩崎・荒木・小澤(2018)などの実証研究を行った。タスクの理論的枠組みに関しては、藤田(2017)や杉浦(2009)のように高専におけるニーズ分析を行う必要性を本研究に組み込むことを確認し、次年度実施するよう計画している。当初計画に加えて研究推進のための手法が増えたものの、本研究は概ね順調に進行している。平成29年度は文献研究と調査を主とした研究計画を立てた。実践研究により高専における英語語彙学習状況の確認等を行うことができ、また文献研究によりニーズ分析によりタスク選定を行う必要性を明らかにし、次年度にその調査を行うよう計画している。平成30年度はタスクベース語彙指導法の開発のため、指導案の試案を作成し、効果検証を行う計画となっている。しかし、平成29年度の研究によりニーズ分析の必要性があるため、指導案試案の作成の前に、ニーズ分析のための調査を行うよう計画を変更する。平成30年度では、この使用額を用いて他の国際学会にて成果報告を行い、国際紙に投稿を行う予定である。
皮膚バリアー機能の回復機構に対する数理モデル化とその計算機支援解析

昨年度に引き続き,皮膚バリアー機能を担っている角質層が破壊されたとき,角質層がどのような過程で急速に回復するのかを数理モデルの視点から解明することを目的として遂行してきた.実験において,角質層が正常な皮膚ではカルシウムイオンが表皮組織中で深さ方向に局在しており,角質層が破壊されるとカルシウムイオンが局在しなくなり,表皮組織の内部に向かってカルシウムイオンが伝播する現象が知られている.この事実から,最初にカルシウムイオンの局在化と伝播現象を再現するための数理モデル化を行った.ここでは,カルシウムイオンの興奮・振動現象を記述する常微分方程式系のモデル方程式がすでに提出されていることから,このモデル方程式を反応拡散方程式系に拡張することで数理モデル化を行った.この数理モデルを十分広い区間(境界の影響を受けない)で数値計算すると,あるパラメータに依存してカルシウムイオンが空間非一様な振動をする解とカルシウムイオンが空間的に局在する解を得ることができた.次にカルシウムイオンの局在化がより角質層に近いところで起こる現象の再現を数理モデル化した.この現象を再現するために表皮細胞の老化を考慮した.老化現象によって細胞間でのカルシウムイオン伝播の伝播係数が異なる場合と細胞の興奮性が異なる場合が考えられるが,どちらにおいても老化した表皮細胞付近に局在化するような現象を再現できた.この事実から,表皮細胞の老化現象がカルシウムイオンの局在化に影響していることがわかった。また,カルシウムイオンの局在化から非一様な振動現象への分岐現象を解析するための数値計算プログラムを開発した.これにより境界の影響を受けない局在解から進行パルス解に分岐することがわかった.このプログラムは一般の反応拡散系モデルにも拡張可能であり,実際に発熱反応拡散方程式においても適用し,同様に局在解から進行パルス解への分岐現象および進行パルスの解構造を数値的に求めることに成功した.本研究では,皮膚バリアー機能を担っている角質層が破壊されたとき,角質層がどのような過程で急速に回復するのかを数理モデルの視点から解明することを目的として遂行してきた.角質層が正常な皮膚ではカルシウムイオンが表皮組織中で深さ方向に局在しており,角質層が破壊されるとカルシウムイオンが局在しなくなり,表皮組織の内部に向かってカルシウムイオンが伝播する現象が知られている.角質層の状態変化がカルシウムイオンの状態変化を引き起こしていることから,最初に,カルシウムイオンの局在化と伝播現象を再現するための数理モデル化を行った.ここでは,カルシウムイオンの振動現象を記述する常微分方程式系のモデル方程式がすでに提出されていることから,このモデル方程式を反応拡散方程式系に拡張することで数理モデル化を行った.この数理モデルを十分広い区間(境界の影響を受けない)で数値計算すると,あるパラメータに依存してカルシウムイオンが空間非一様な振動をする解とカルシウムイオンが空間的に局在する解を得ることができた.次に,角質層の変化を数理モデルの中に取り入れることを研究した.ここでは,角質層の状態変化を数理モデルの境界条件として与えることを考えた.現在,カルシウムイオンの局在化現象と表皮組織中を伝播する現象を境界条件の変化によって与えることができるかどうかを研究中である.今後は境界条件に依存したカルシウムイオンの状態変化の数理モデルが完成したのち,表皮細胞から角質化細胞への細胞分化の数理モデル化を行う予定である。また,カルシウムイオンの局在化から非一様な振動現象への分岐現象を解析するための数値計算プログラムを開発した.これにより境界の影響を受けない局在解から進行パルス解に分岐することがわかった.このプログラムは一般の反応拡散系モデルにも拡張可能であり,実際に発熱反応拡散方程式においても適用し,同様に局在解から進行パルス解への分岐現象および進行パルスの解構造を数値的に求めることに成功した.
TEMオペランド観察と第一原理解析にもとづく時間緩和型酸化物メモリスタの機構解明

時間に依存した新奇なメモリスタ特性(電圧印加により誘起される不揮発的な電気抵抗変化)を示す金属酸化物(SrTiO3,TiO2)ベースの抵抗変化材料に関して、電気特性評価、高分解能その場透過型電子顕微鏡観察、第一原理理論計算を連携した解析を行う。実験および理論的解析により得られた緩和型メモリスタ特性の微視的メカニズム(原子欠陥の移動・集散に伴う局所状態変化)の知見から、多様で動的なシナプス様特性を示すメモリスタの制御と設計につながる指針を獲得する。
英語授業内における訂正フィードバック指導モデルの構築

本研究においては,今後の日本の中学校,高等学校段階における英語授業において必要とされる英語教師の英語によるティーチャートーク(teacher talk)の中でも,特に,学習者の発話の誤りに対する訂正フィードバック(corrective feedback,以下,CF)に焦点を当てることで,(1)日本の英語教育での教室場面におけるCFの出現頻度および種類(調査研究)と(2)英語学習者の第二言語発達を促進するCFの効果を明らかにする(実験1)とともに,(3)ピア学習者の観点から検証(実験2)を行うことで,教員養成や教員研修の際に有効な教育的指導モデルを確立することを目的としている。本年度においては,調査研究として,中学校でのCFの現状把握を目的に,授業観察および録画データのうち教授者の授業内での英語使用割合および学習者の英語使用機会の点から,約100の授業に注目して分析を行った結果,学習者の誤りを含んだ発話に対する教授者のCFの提供の有無とともに,学習者のそのCFに対する反応に関しても特徴が明らかとなった。また,実験1として,英語学習者の第二言語習得を促進するCFの効果検証を目的として,日本人中学生英語学習者を対象に,疑問文の発達段階を焦点に,実験を行った。各実験協力者の疑問文における発達段階を特定した後,英語母語話者とのインフォメーションギャップ課題を与え,学習者の疑問文に関する誤りに対して,CFのうち,特にリキャストを与える個別実験を行った結果,学習者の発達段階に応じて,CFの効果が異なることが明らかとなった。これらの研究結果に関しては,2019年度に開催される学会において報告予定である。本研究課題の進捗状況に関しては,当初の計画通り,進められている。本研究は,今後,調査研究および実験1の学会等での報告を行うとともに,その後,当初の計画通り,(2)ピア学習者のCFに対する気づきによるCFの効果(実験2,研究代表者および分担者担当)を明らかとし,(3)「教育的応用段階」において,上記より明らかとなった結果を基礎的データとして,今後の日本の英語教育の教授,学習の両視点から教育的示唆を導き出すこととなる。その際,効率的に研究を進めるための研究協力者からの支援として,専門的知識の提供に関しては,学会等において研究成果の発表を行うとともに,第二言語習得研究および英語教育研究の研究者からの専門的知識の提供を受け,教育現場よりの実践的知見の提供として,中学校英語教員からの教育実践に関する知見の提供を受けることとする。当初計画における動画の書きおこしおよび分析に関して,業者への発注および納品が当該年度に間に合わなかったため,次年度使用額に含めることとした。
振動ポラリトン状態を利用したコヒーレント光反応制御

振動ポラリトン状態の実現へ向けて、試料の作成と実験光学系の製作を行った。試料の作成に関しては、石英窓板に薄く金を蒸着したキャビティ用ミラーの作成を行った。これまでの予備実験で、保護膜を成膜せず金の薄膜を張っただけの状態では、液体試料を流すとすぐに金薄膜が剥がれてしまい、実用に耐えない状態であったため、外部の業者に依頼して保護膜付きの金蒸着ミラーを製作した。向かい合わせにしたミラーの間に厚さ13μmのスペーサーを挟み、外部のサーキュレータと接続することで、連続的に液体試料を循環させることに成功した。試料の粘度によって困難が生じる可能性もあるが、アルコール系の溶媒では問題なく循環ができている。光学系については、波長38μmあたりの中赤外光を発生させるため、フェムト秒チタンサファイア再生増幅光源からの出力をOPAでシグナル光、アイドラー光の近赤外光に変換したのち、さらに両者の差周波をAgGaS2で発生させた。空気中の水分の影響を大きく受ける波長領域であるため、実験光学系は窒素で充填できる密閉性の良いケース内に作成し、ケース内部で差周波発生から試料の透過、その後の分光器による計測までを行えるように設計した。現在、波長6μmにおいて5mW程度の出力を得ており、今後の実験に十分な強度を確保することができた。H30年度の予算からMCT検知器を購入し、分光器の検出ポートに固定することで、中赤外光を検出できることも確認した。ディテクタが1チャンネルであるため、スペクトルの測定には分光器のグレーティングを回転させて測定を行う必要があるため、LABVIEWによるプログラムを作成しスペクトルの計測が自動で可能となるようにした。実際に6μm周辺での中赤外スペクトルをMCT検知器によって測定し、水の吸収を確認することができた。10μm程度の薄い厚さを持った液体用マイクロキャビティの製作とその試運転に成功した。測定に利用する波長可変中赤外光発生装置を自ら設計し、シグナル光とアイドラー光のタイミングをピエゾアクチュエータで制御することで、十分な強度の中赤外光を発生させることに成功した。また、中赤外光の検出に用いるMCT検知器と分光器を組み合わせ、自動的にグレーティングの角度を掃引できるプログラムを作成し、中赤外領域の吸収スペクトルを測定できる光学系の作成を完了した。以上のことは全て、これから取り掛かるポラリトンの評価実験に必要な要素であり、それらの全てを短期間の間に立ち上げることができた。新年度において、強結合振動ポラリトン状態を検出するための準備が整ったということができる。新年度には、まず振動バンドの強結合形成による分裂構造を観測する。入射角度を掃引することで、反交差型の分散スペクトルが得られるはずであり、その解析からポラリトンの生成を確認する。下枝及び上枝ポラリトンが観測された場合には(1)時間分解アップコンバージョンによる時間ダイナミクス計測、(2)中赤外光をダブルパルスにすることで、下枝及び上枝ポラリトンのラムゼイフリンジ計測の実施の二つを目標に実験を試みる。どちらもこれまでに報告のない新しい手法であり、今後の振動ポラリトン研究に重要であると考えている。現在行われている振動ポラリトンの研究では、FTIR光源のような弱い光を利用した実験が多数を占めているため、フェムト秒の高出力中赤外レーザーを利用できる私の装置では、高振動量子数状態の生成など、独自性の高い研究を行える利点があるため、そのような研究にも挑戦していきたいと考えている。

測定に利用する波長可変中赤外光発生装置を自ら設計し、シグナル光とアイドラー光のタイミングをピエゾアクチュエータで制御することで、十分な強度の中赤外光を発生させることに成功した。また、中赤外光の検出に用いるMCT検知器と分光器を組み合わせ、自動的にグレーティングの角度を掃引できるプログラムを作成し、中赤外領域の吸収スペクトルを測定できる光学系の作成を完了した。以上のことは全て、これから取り掛かるポラリトンの評価実験に必要な要素であり、それらの全てを短期間の間に立ち上げることができた。新年度において、強結合振動ポラリトン状態を検出するための準備が整ったということができる。新年度には、まず振動バンドの強結合形成による分裂構造を観測する。入射角度を掃引することで、反交差型の分散スペクトルが得られるはずであり、その解析からポラリトンの生成を確認する。下枝及び上枝ポラリトンが観測された場合には(1)時間分解アップコンバージョンによる時間ダイナミクス計測、(2)中赤外光をダブルパルスにすることで、下枝及び上枝ポラリトンのラムゼイフリンジ計測の実施の二つを目標に実験を試みる。どちらもこれまでに報告のない新しい手法であり、今後の振動ポラリトン研究に重要であると考えている。現在行われている振動ポラリトンの研究では、FTIR光源のような弱い光を利用した実験が多数を占めているため、フェムト秒の高出力中赤外レーザーを利用できる私の装置では、高振動量子数状態の生成など、独自性の高い研究を行える利点があるため、そのような研究にも挑戦していきたいと考えている。(理由)強結合状態の観測を行い、ポラリトンの相互作用パラメータを見積もった上で、現在のより金薄膜の厚さを厚く、または薄くしたキャビティミラーを設計して外注する予定であるため、そのための予算として414,551円を翌年度分に請求した。(使用計画)2種類の異なる厚さのキャビティミラー(各10枚)を発注する予定である。そのための窓板購入費及び成膜外注費用として計上する。
荒瀬ダム撤去に着目した大規模土砂かく乱と干潟生態系の応答

球磨川とその派川(前川)に設置した計100ヶ所の定点の底質環境と生物相の変遷を検討した。2012年から17年の6年間、毎年10月に各定点で底質採集と、タモ網・スコップによる生物採集を実施した.底質は礫(> 2 mm)、砂(2-0.063 mm)、泥(< 0.063 mm)に区分し、全量に対する礫・砂・泥の含有率(%)を算出した.出現頻度の高いハゼ亜目魚類、十脚目甲殻類、および二枚貝類、計55種を解析対象とした.生物については、それぞれの種が出現した生息環境を指標に類型化を行い、泥タイプ、砂タイプ、砂泥タイプ、砂礫タイプ、その他、計5つのタイプに55種を区分し、年ごとに各タイプの平均出現種数の比較と生物相の変遷を検討した。底質の変化に着目すると、12年から13年にかけては、平均で約2%砂含有率が増加した。一方で、13年から17年にかけて約3%泥含有率が増加した.つまり、ダム撤去初期に球磨川河口域の底質は砂質化傾向にあり、撤去中期から後期には泥質化傾向にあると考えられる.生物について、泥・砂・砂泥・砂礫タイプの平均出現種数に着目すると、砂質化傾向にある13年と14年では砂質タイプの平均出現種数が高く、泥質化傾向にある15年から17年では泥タイプの平均出現種数が高かった.また、100定点の生物相について、12年には泥質を好む生物相の地点数が29、砂質を好む生物相の地点数が29だったが、撤去初期に当たる14年では、前者が29地点、後者が39地点と砂質を好む生物相の地点数が増加した。そして、撤去後期に該当する16年には前者が35地点、後者が29地点と、泥質を好む生物相の地点数が増加し、砂質を好む生物相の地点数が減少した。これらの結果から、底質環境のかく乱に応じて、河口干潟の生物相は変遷することが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、河口干潟の生物多様性維持機構の解明である。研究達成には大小さまざまな規模の底質かく乱と干潟生物の応答を追跡しなければならない。そこで、申請者は熊本県球磨川のダム撤去によって生じる、干潟域への大規模な土砂供給に着目した。研究初年度は10月と3月の2回、定期調査を実施した。定期調査以外に、(1)球磨川河口域に出現する魚類・甲殻類・貝類の網羅的な生物相把握を目的とした生物調査と(2)生物各種の底質に対する選好性の解明に関する解析を実施した。(1)の調査について、本年度と過去の調査結果から、魚類58種、甲殻類66種、貝類70種、計194種が確認された。このうち、全体の約4割の種が境省レッドリストに希少種として記載されており、球磨川河口域の保全の重要性が再認識された。(2)の解析について、ダム撤去前からダム撤去初期(2011年から2014年)までに集積した生物情報、および塩分・比高・底質などの物理環境情報を用いて、生息地適正モデル(Habitat suitability model: HSM)の構築を試みた。解析の結果、カニ類21種、ハゼ類16種で良好な精度のHSMを構築することができた。底質の変化に対する各種の応答曲線を作図した結果、種ごとにその応答は様々であるが、大別すると「礫を好む種」、「砂を好む種」、「砂泥を好む種」、「泥を好む種」の4タイプとなった。また、ダム撤去前、およびダム撤去初期の春季に実施した104ヶ所の調査定点について、底質を比較した。ウィルコクソンの符号順位検定を行った結果、ダム撤去初期で砂分率が有意に高いことが明らかになった。加えて、アナジャコやハマグリなど砂質干潟に生息する水産有用種の確認地点数の増加も認められた。これらの結果から、ダム堆積土砂によって、干潟の底質が粗粒化し、砂質環境を好む生物が卓越しつつあると考えられる。研究全体の行程として、1球磨川干潟域の生物相を把握すること、2底質かく乱に対して有効な指標種を選出すること、3ダム撤去前、撤去初期、撤去後期の3期について、指標種を用いた群集解析を行い、底質かく乱による生態系変動を解明すること、の3つのステップを経て、河口干潟の生物多様性維持機構の解明を試みる。本年度は1と2のステップを取りまとめる予定であった。本研究調査地は熊本県八代市の球磨川河口域であるため、平成28年熊本地震(4月)の影響が危惧された。本研究では、2016年10月と翌年3月の年2回定期調査を行う予定であったが、交通機関がある程度復旧した2016年6月に、河口域生態系調査を実施した。その結果、地震による生態系かく乱の影響は小さく、当初予定していた計画通りの研究を実施することができた。2012年から17年の6年間、毎年10月に各定点で底質採集と、タモ網・スコップによる生物採集を実施した.

底質は礫(> 2 mm)、砂(2-0.063 mm)、泥(< 0.063 mm)に区分し、全量に対する礫・砂・泥の含有率(%)を算出した.出現頻度の高いハゼ亜目魚類、十脚目甲殻類、および二枚貝類、計55種を解析対象とした.生物については、それぞれの種が出現した生息環境を指標に類型化を行い、泥タイプ、砂タイプ、砂泥タイプ、砂礫タイプ、その他、計5つのタイプに55種を区分し、年ごとに各タイプの平均出現種数の比較と生物相の変遷を検討した。底質の変化に着目すると、12年から13年にかけては、平均で約2%砂含有率が増加した。一方で、13年から17年にかけて約3%泥含有率が増加した.つまり、ダム撤去初期に球磨川河口域の底質は砂質化傾向にあり、撤去中期から後期には泥質化傾向にあると考えられる.生物について、泥・砂・砂泥・砂礫タイプの平均出現種数に着目すると、砂質化傾向にある13年と14年では砂質タイプの平均出現種数が高く、泥質化傾向にある15年から17年では泥タイプの平均出現種数が高かった.また、100定点の生物相について、12年には泥質を好む生物相の地点数が29、砂質を好む生物相の地点数が29だったが、撤去初期に当たる14年では、前者が29地点、後者が39地点と砂質を好む生物相の地点数が増加した。そして、撤去後期に該当する16年には前者が35地点、後者が29地点と、泥質を好む生物相の地点数が増加し、砂質を好む生物相の地点数が減少した。これらの結果から、底質環境のかく乱に応じて、河口干潟の生物相は変遷することが示唆された。研究全体の行程として、1球磨川干潟域の生物相を把握すること、2底質かく乱に対して有効な指標種を選出すること、3ダム撤去前、撤去初期、撤去後期の3期について、指標種を用いた群集解析を行い、底質かく乱による生態系変動を解明すること、の3つのステップを経て、河口干潟の生物多様性維持機構の解明を試みる。28年度は1と2を概ね達成することができた。今後は、3の達成を主目的とした研究を進める。29年度も年2回の定期調査を続行する。2について、甲殻類と魚類の指標種は概ね抽出できたため、29年度は貝類の指標種選定も試みる。そして、2によって選定した指標種を解析対象として、ダム撤去前、撤去初期、撤去後期の生物相の変化を解析し、干潟生態系の種多様性維持機構解明を試みる。29年度が最終年度であるため、記入しない。
冠血行再建術後の再狭窄機序と再狭窄防止の確立

虚血性心臓病患者の生活の質を根本的に改善する手法としてPTCA(経皮経管冠動脈形成術)やCABG(冠動脈バイパス術)が開発された。PTCAは手術侵襲を必要としない利点があり、バル-ンによる開大、レ-ザ-による形成、粥腫切除法と様々の手法が開発されている。いずれの方法も30ー50%の高頻度に再狭窄が生じることから、同一の患者に複数回PTCAが施行される状況に至っている。本研究では再狭窄の出現機序をゲッチンゲン種ミニ豚について検討した。内腔の機能的狭窄と器質的狭窄の経時変化を冠動脈造影法を用いて識別定量化し,以下の成績を得た。(1),冠動脈内膜剥離に伴う血管反応性の変化:ゲッチンゲン種ミニ豚を2%コレステロ-ルとコ-ル酸を含む動脈硬化食で飼育し,1ヶ月後(血清コレステロ-ル値400mg/dl前後),冠動脈にバル-ンカテ-テルを挿入し内膜を機械的に剥離した。漸増する内腔の自発性狭窄が出現し、5分でピ-ク値を、30分後には剥離前の内径に復帰した。本現象はヘパリンやケタンセリンの前投与により60%狭窄から30%狭窄に抑制された。自発性温剰狭窄が自然に寛解した後,30分,1日,1週,2週,4週後に冠カテを行い,ヒスタミンやセロトニンに対する血管反応性を調べた。2週後迄はセロトニンに過剰に反応し8090%の内腫狭窄を生じたが4週後は狭窄反応性が減弱した。(2),X線照射による血管反応性と組織形態の変化:2日後セロトニンに対し過剰に反応し始めその過敏性は数ヶ月持続した。内膜肥厚は4週から認めた(3)PTCAの効果:内膜剥離から3ヶ月後2週間隔で入線(1500ラド)を剥離部に限局照射した。さらに3ヶ月同部に器質的狭窄と過剰反応性があることを確認後PTCAを行った。PTCAによってセロトニン過敏性は減弱した。組織学的には複数の層によって構成される内膜肥厚を認めた。1.内膜傷害後の冠動脈の反応性変化ゲッチンゲン種ミニ豚の左冠動脈内膜をバル-ンカテ-テルで剥離した後、無作為に5群に分け、冠動脈造影法を用いて冠動脈内径の経時変化を評価した。対照群では5分後に56±5%狭窄し約30分で寛解した。ヘパリン3000単位前投与群,アスピリン50mg/日2日間前投与群,ケタンセリン1mg/kg前投与群,アスピリン50mg/日(2日),ヘパリン6000単位ケタンセリン1mg/kg前投与群における自然発生狭窄率はそれぞれ,28±6,23±5,26±7,24±5%と有意に減弱した。以上の成績から,内膜傷害後に生じる冠動脈収縮において,血小板依存性及び非依存性機序が同程度関与していること,血小板による収縮にはセロトニン-2受容体が関与していることが明らかになった。

冠動脈狭窄と血管反応性については傷害前,一週間及び一ヵ月後に検討した。内膜傷害部の狭窄度は一週間後17±2%と増強していたが,一か月後狭窄は消失した。一週間後に認められた狭窄を形態学的に検討した所、内膜と中膜が肥厚していた。一週間後,セロトニンを冠動脈内に注入すると冠攣縮を誘発し得たが,一か月後には同様の現象を認めなかった。すなわち,冠動脈狭窄の進展・消退とセロトニン反応性の消長とは密接に関連していると考えられた。2.器質的冠動脈狭窄部のバル-ンによる拡大と血管反応性の変化ミニ豚を高コレステロ-ル食で飼育し、1か月後左冠動脈の内膜剥離を行い、さらに1か月後同部にX線を照射し器質的狭窄病変を作製した。2か月後冠攣縮部を6気圧(A群)と1気圧(B群)でPTCA(経皮的血行再建術)を行った。A群ではPTCA後セロトニンに対する過剰収縮反応が消失した。B群では血管反応性は温存されていた。これらの成績は高圧によって収縮系に不可逆性の損傷が生じたことを意味する。経皮経管冠動脈形成術(PTCA)は開胸を要することなく短時間に器質的冠狭窄を改善できることから世界的にも急速に普及しつつある。しかしながらPTCA後に再狭窄が3050%の高頻度に生じる。バル-ンカテ-テルで血管を開大した直後に生じる再狭窄と数か月かかって徐々に内腔狭窄が進行する状況は異ると思われる。内膜の機械的損傷の急性期に出現する内腔狭窄機序とX線照射が血管反応性や器質的変化に及ぼす影響は前年度に詳細に検討した。当該年度は冠動脈硬化が既に存在する条件下で機械的内膜剥離をバル-ンカテ-テルで行うとどのような機序で内膜の肥厚病変が進行するかについて検討した。ゲッチンゲン種ミニ豚をコレステロ-ルを2%混入した合成飼料で飼育した。4週後血清コレステロ-ルは最も高い例で632mg/dl,平均437±31mg/dlに上昇した。この時点で内膜をバル-ンカテ-テルで剥離、3カ月後、2週間隔で剥離部にX線を1回当り1500ラド照射した。さらに3カ月後、PTcAカテ-テルを内膜傷害部に挿入し規定の加圧で血管の開大を試み、PTcAから1か月後に内腔狭窄の有無を冠動脈造影法を用いて検討した。実験終了後心臓を摘出し、80mmHgの潅流圧でグルタ-ルアルデハイドを潅流し固定した。X線照射後内膜剥離部はセロトニンによって過剰な内腔狭窄現象が出現し一過性の心筋虚血が生じた。PTcAを行うとセロトニンによる血管の過剰狭窄は消失した。PTcAから1カ月後同様にセロトニンの作用を検討した所、過剰狭窄は再び出現したがその程度はPTcA前に比べ軽度であり心筋虚血の発現頻度は低下した。組織学にPTcA部内膜は複数の層を形成して著明な内膜肥厚を形成していた。従って本モデルはPTcAに伴う再狭窄と同様の現象を再現することが出来た。本現象は攣縮反応と異り、慢性の経過で生じる増殖過程を反映していると考えられる。