hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ねじり試験による大変形塑性理論の実験的検証

鋼,Al-Mg合金,純銅試験片による反転および繰り返し大ひずみねじり試験を行い,大ひずみ領域での金属の力学的挙動を調べた.その結果,50%を越えるひずみ領域ではいわゆるバウシンガー効果はほぼ消滅することを確認した.また,軸方向伸びを許した試験では,ねじり方向反転直後に試験片の縮みが生じるという,Swift[Engineering,1947]の実験結果の再現性を確認した.また,軸方向伸びを完全に拘束した試験では,初期ねじりによって生じる圧縮の軸力は,ねじり方向反転後,引張に転じた後再び圧縮に移行することを確認した.これらの実験事実より,大ひずみ領域では塑性異方性の発達が無視し得ず,異方性の強さのみならず異方性軸の回転も重要な要因であるとの洞察を得た.これに基づいて,異方性軸の発達および回転の法則を陽な形で含む新たな塑性論を提案した.具体的には,異方性降伏曲面,塑性スピンによる異方性主軸回転則,連合流れ則の3要素からなる比較的簡明なモデルである.この単純ではあるが大ひずみ領域に於ける現象を表すに足る要素を取り込んだ材料構成式は,上記の種々の実験事実を明確に説明しうることを示した.また,発達する異方性の一つの表現方法として従来移動硬化則が用いられてきたが,同硬化則は大ひずみ領域においては許容しがたい矛盾を含むことを示した.さらに変形理論,コーナー理論の類も従来用いられてきたままの形式では,大ひずみ領域において,特に反転載荷を含む場合には使用できないことも明示した.(これらの理論的検討と数値例はInt.J.Plasticity誌に掲載決定.)鋼,Al-Mg合金,純銅試験片による反転および繰り返し大ひずみねじり試験を行い,大ひずみ領域での金属の力学的挙動を調べた.その結果,50%を越えるひずみ領域ではいわゆるバウシンガー効果はほぼ消滅することを確認した.また,軸方向伸びを許した試験では,ねじり方向反転直後に試験片の縮みが生じるという,Swift[Engineering,1947]の実験結果の再現性を確認した.また,軸方向伸びを完全に拘束した試験では,初期ねじりによって生じる圧縮の軸力は,ねじり方向反転後,引張に転じた後再び圧縮に移行することを確認した.これらの実験事実より,大ひずみ領域では塑性異方性の発達が無視し得ず,異方性の強さのみならず異方性軸の回転も重要な要因であるとの洞察を得た.これに基づいて,異方性軸の発達および回転の法則を陽な形で含む新たな塑性論を提案した.具体的には,異方性降伏曲面,塑性スピンによる異方性主軸回転則,連合流れ則の3要素からなる比較的簡明なモデルである.この単純ではあるが大ひずみ領域に於ける現象を表すに足る要素を取り込んだ材料構成式は,上記の種々の実験事実を明確に説明しうることを示した.また,発達する異方性の一つの表現方法として従来移動硬化則が用いられてきたが,同硬化則は大ひずみ領域においては許容しがたい矛盾を含むことを示した.さらに変形理論,コーナー理論の類も従来用いられてきたままの形式では,大ひずみ領域において,特に反転載荷を含む場合には使用できないことも明示した.(これらの理論的検討と数値例はInt.J.Plasticity誌に掲載決定.)
歯の形成異常と変色・着色の実態とその治療

変色歯,着色歯について国内における分布状況を調査した.また年齢,テトラサイクリン系抗生物質の生産量の推移との関係についての調査を行った.この結果より分布範囲については受診した258名の患者について地域差は認められなかった.テトラサイクリンの隼産量が多い1960年後半に出生した患者が多く,生産量と患者年齢分布が一致していることが判明した.テトラサイクリンの使用は歯の変色の原因であると言われていたが、テトラサイクリン溶液をハイドロキシアパタイトに作用させることにより,アパタイトに吸着することが明らかになった.さらにテトラサイクリン吸着試料に紫外線照射することにより,アパタイトの明度の低下が有意に認められたことが判明した.さらに永久歯の変色についてゼーマン原子吸光光度計で分析を行ったところ,鉄(Fe),およびマグネシウム(Mg)が減少し,亜鉛(Zn)が有意に増加していることがわかった.また,エナメル質表層の着色部,透明部とに分けたアミノ酸分析の結果は,Glu, Ala, Tyr等のアミノ酸組成が異なり,また細菌由来のD体が占める割合が多く,細菌叢の違いが着色に関与していることが判明した.変色歯・着色歯の表層を削去,修復するラミネート修復は,変色歯に対して箔圧接法および築盛・焼成法によりラミネートベニア修復を行った臨床例の経過観察、評価を行い,ラミネートベニアの10年経過例はおおむね良好であることが分かった.変色歯の実態調査で得た結果より変色歯の色調分類を行い、その色調を模型材に再現し、色調を加味した模型材を背景色としてCAD/CAMシステムで作製したベニアによる色遮蔽効果について評価を行った。変色歯の色調と一体化した自然な色調を表現する上で,本法の有用性は極めて高く,変色歯の持つ部分的な着色や微妙な色調の濃淡を再現するには,着色した耐火模型に耐熱性の色鉛筆で修飾する方法を組み合わせることによって細かい着色が可能となり,色調表現が更に容易になることが判明した.変色歯,着色歯について国内における分布状況を調査した.また年齢,テトラサイクリン系抗生物質の生産量の推移との関係についての調査を行った.この結果より分布範囲については受診した258名の患者について地域差は認められなかった.テトラサイクリンの隼産量が多い1960年後半に出生した患者が多く,生産量と患者年齢分布が一致していることが判明した.テトラサイクリンの使用は歯の変色の原因であると言われていたが、テトラサイクリン溶液をハイドロキシアパタイトに作用させることにより,アパタイトに吸着することが明らかになった.さらにテトラサイクリン吸着試料に紫外線照射することにより,アパタイトの明度の低下が有意に認められたことが判明した.さらに永久歯の変色についてゼーマン原子吸光光度計で分析を行ったところ,鉄(Fe),およびマグネシウム(Mg)が減少し,亜鉛(Zn)が有意に増加していることがわかった.また,エナメル質表層の着色部,透明部とに分けたアミノ酸分析の結果は,Glu, Ala, Tyr等のアミノ酸組成が異なり,また細菌由来のD体が占める割合が多く,細菌叢の違いが着色に関与していることが判明した.変色歯・着色歯の表層を削去,修復するラミネート修復は,変色歯に対して箔圧接法および築盛・焼成法によりラミネートベニア修復を行った臨床例の経過観察、評価を行い,ラミネートベニアの10年経過例はおおむね良好であることが分かった.変色歯の実態調査で得た結果より変色歯の色調分類を行い、その色調を模型材に再現し、色調を加味した模型材を背景色としてCAD/CAMシステムで作製したベニアによる色遮蔽効果について評価を行った。変色歯の色調と一体化した自然な色調を表現する上で,本法の有用性は極めて高く,変色歯の持つ部分的な着色や微妙な色調の濃淡を再現するには,着色した耐火模型に耐熱性の色鉛筆で修飾する方法を組み合わせることによって細かい着色が可能となり,色調表現が更に容易になることが判明した.1.平井・牛木は、変色歯に対して箔圧接法および築盛・焼成法によりラミネートベニア修復を行なった臨床例の経過観察、評価を行なった。2.川上・金子は、過炭酸ナトリウムを応用し、変色無髄歯の漂白効果を明度回復率から評価検討した結果、漂白回数を重ねるごとに明度回復率は上昇し、より安全な無髄歯漂白法となりうることが示唆された。3.福島は、CEREC2システムを用いて、テトラサイクリン変色歯にラミネートベニア修復を行ない、製作するうえでの問題点とその対応策について検討を行なった。4.加藤は、松風ハイライトの歯髄刺激性について,カニクイザル歯髄組織の病理組織学的検索を行なった結果、本材料の歯髄刺激性はないものと考えられた。5.高水は、抜去歯のエナメル表面から各種漂白剤を作用させ、色の変化を測定した。今後は、漂白歯の表面、断面を分析していく予定である。6.山口は、変色歯の漂白法を確立する目的で、テトラサイクリン(TC)を石灰化組織に定量的に吸着させるin vitro実験系を作製した。今後、吸着したTCを溶出する実験を試みる予定である。7.新谷は、ビタシェードを用いて中・高等学校生の上顎中切歯色調の調査を行った。2247歯中最も多かったのはA2、ついでA3で、明らかな変色歯は2歯のみであった。

8.二階堂は、コンポジットレジンベニア修復の基礎実習において、実習所用時間、修復物の形態、適合性、表面性状などの項目について評価し、検討を行った。9.松成は、小窩裂溝の着色とカリエスの関連を検討するため各被験者に対してのカリエスリスクテストを始めとする広範な調査を開始した。10.真鍋・前田は、エイジングによって着色した象牙質と非着色象牙質中の水溶性タンパクを比較した結果、着色歯の方が多種のタンパクを含有していることが明らかとなった。また、トランスフェリンを定性及ぴ定量したところ、有意な識別はできなかった。1.平井・牛木は、変色歯に対して箔圧接法および築盛・焼成法によりラミネートベニア修復を行った臨床例の経過観察、評価を行った。2.川上は、有髄歯の変色・着色歯に対しオフィスブリーチング法により漂白処置を行い、観察評価した結果、軽度から中程度の変色歯には明度の回復があり効果を認めた。3.福島は、変色歯を有する患者の心理状況についてアンケート調査を行い、原因と治療法に関する情報不足と周囲の人々の誤解によって具体的な解決法を見いだせない状態にあることが明らかとなった。4.加藤・山田は、松風ハイライト^<【○!R】>の漂白効果について3刺激値を測定、検討した結果、L^*は白色側へ、a^*は緑色側へ、b^*も-の青色側へ変化し、歯の色が白く改善される傾向があった。後戻り現象がある場合、漂白前の値に戻る傾向にあった。5.高水は、ヒト抜去歯を変色の程度により分類した。エナメル表面から各種漂白剤を作用させ色の変化を色差計で測定し、効果を評価した。6.山崎は、ハイドロキシアパタイト顆粒が変色する実験系を作成した。変色した顆粒に紫外線を照射すると試料の明度が有意に減少することを明らかにした。7.新谷は、CAD/CAMベニア(A2)を作製し、模型材上にて色調測定を行った。黄色模型ではA2程度の色調を示したが、赤褐色模型ではC1C2程度を示し、背景色の影響を強く受けることが示唆された。8.二階堂は、学生基礎実習においてコンポジットレジンベニア修復後の歯牙を評価し、問題点と今後の教育方法について検討した。9.松成は、臼歯咬合面の着色を視診とDIAGNOdentとで比較し、非脱灰切片をレーザー共焦点顕微鏡により観察評価を行った。10.真鍋・前田は、ヒト抜去変色歯および非変色歯の象牙質中無機質成分を原子吸光光度計にて分析した結果、Fe、Mg、Alには有意な差は観察されなかったものの、Znは非変色歯に有意に多く検出された。1.平井・高瀬は、変色歯に対して箔圧接法および築盛・焼成法によりラミネートベニア修復を行った臨床例の経過観察、評価を行った。2.川上は、無髄変色歯に対して低濃度過酸化水素水と二酸化チタン光触媒を用いた結果,明度の上場と色差の変化が大きくなり,従来の高濃度過酸化水素水を用いる方法に比較し安全性の高い方法であることがわかった.3.福島は、新潟大学歯学部病院変色し外来に来院した患者258名の生まれ年,出身地を調査し,1960年後半に多く,テトラサイクリンの生産量と一致していることが判明し,地域による差はみとめられなかった.4.加藤・山口はで、松風ハイライトの臨床評価を行った.口腔内色差計の測定結果は、L*の上昇、b*は減少するも,a*の変化はみとめられなかった.またラミネートベニアの10年経過例はおおむね良好であった.5.高水は、Power Gel,過酸化水素を塗布しアルゴンレーザーを照射することにより漂白作用が確認できた.
学校の「自己評価」機能を促進する組織的要因に関する研究

本研究は、「学校の自律性」確立の意味を学校内部の組織機能という側面から捉え、そうした組織機能の中でも鍵を握ると考えられる「自己評価」機能に焦点を当て、各学校において、自らの教育活動をふり返り、改善課題を明確化するという「自己評価」機能を促進させるために有効な組織的要因を解明することを目的とした。具体的には、継続的に教育活動の改善を行っているとみられる小学校で一定期間にわたる観察調査およびインタビュー調査を実施し、「学校の共有ビジョン」の形成を重視しそれを意図した教職員間のコミュニケーションの展開を貫く校内研修の展開のもとで、校長の学校経営ビジョンおよびそれに基づく経営実践と個々の教師によってなされる教育実践との連結が実現されていたことを明らかにした。学校組織の特性についての諸議論にかかわる内外の文献を収集し、その研究成果と課題状況について明らかにした。1990年代以降のアメリカの学校組織・経営研究において活性化している、「学習する組織」という概念は近年の日本における組織・経営論においても数多く用いられるようになっており、学校改善の過程を組織的観点から捉える上で有効性をもつことを確認した。また、学校改善過程についてのケーススタディをレビューしながら、学校の「自己評価」機能に関連する諸要因をどのようにして把握できるかについて検討した。以上の作業と並行して、事例調査にあたっての分析枠組みを検討して、これまですでに学校改善に取り組んできている学校での観察・インタビュー調査を実施した。また、過去1年間に急激に進展する学校評価システムに関する諸政策に関する資料を収集し、そこでの議論の全体像についても把握した。学校訪問による調査では、各学校において学校改善の中心的役割を担った教員及び管理職へのインタビューとともに、一部の学校では校内研究での継続的な観察調査を実施した。また、文部科学省が作成した「学校評価ガイドライン」に基づく学校評価の実践研究指定校においても校長・教頭・教務主任へのインタビューおよび教育委員会指導主事への継続的なインタビュー調査を実施した。学校調査では、学校の自己評価として行われていることの内容がアンケート調査という単一手法にとどまる傾向があることと同時に、それが学校の改善に対する取り組みに必ずしもつながっていない状況をうかがい知ることになった。このことについては、さらに調査を継続して実態を明らかにしたいと考えている。また、以上の実態を形成する一因として、学校の自己評価という行為が、教員各自の授業に対する取り組みとの間に齟齬をきたしていることが考えられる。それは、校内研究のなかで行われている教育活動の「振り返り」行為が学校の自己評価の一深として認識されていない状況からもうかがわれる。こうした点について、さらに調査を継続していきたいと考えている。本研究は、各学校において、自らの教育活動をふり返り、改善課題を明確化するという「自己評価」機能を促進させるために有効な組織的要因を解明することを目的としている。本年度は、学校改善に関する従来の研究のレビューを行い、それらの中からとくに学校改善過程のケーススタディに注目して、学校の「自己評価」機能促進要因を捉えるための視点や方法について分析を行った。そのうえで、昨年度から継続的に調査を行っている学校において訪問・観察調査を行い、学校改善を推進しているキーパーソンにインタビュー調査を実施した。様々な立場で学校改善に関与してきた教員各自の語りをそれぞれ文字に起こした上で、学校改善の過程を記述し、そこに学校の自己評価機能とその促進に関わる組織的要因がどのように見出されるかについて検討を行った。また、事例校を増やすために、数年間にわたって教育活動の継続的改善が進められていると認められる学校を新たに訪問して観察調査を実施した。それらの学校については引き続きインタビュー調査に着手するべく準備を進めている。こうした調査結果に基づいて学校改善が進行する具体的な過程を描き出し、そこにおける組織的な要因を導き出すことが次年度の課題となる。このように継続的な事例調査に基づく学校の自己評価機能に関する研究はこれまで十分に行われておらず、重要な意義を有している。本研究は,近年の教育改革で最重要課題とされている「学校の自律性」確立の意味を学校内部の組織機能という側面から捉え,各学校が独自に目標を設定してその実現のための方法を考えて実行し,それを継続的に改善していくためにはどのような組織的要因が必要であるかを解明することを目指した。そうした組織機能の中でも鍵を握ると考えられる「自己評価」機能に焦点を当て,各学校におい.て,自らの教育活動をふり返り,改善課題を明確化するという「自己評価」機能を促進させるために有効な組織的要因を解明することを目的とした。具体的には、特色ある教育活動を創出しているか,あるいは継続的に教育活動の改善を行っているとみられる学校(小・中・高等学校)を事例として,それらの組織活動について一定期間にわたる観察調査およびインタビュー調査を実施することを試みた。

このうち小学校の事例分析を通じて,「学校の共有ビジョン」の形成を重視しそれを意図した教職員間,のコミュニケーションの展開を貫く校内研修の展開のもとで,校長の学校経営ビジョンおよびそれに基づく経営実践と個々の教師によってなされる教育実践との連結が実現されていたことを明らかにした。従来、学校改善プロセスについての研究は十分でない。本研究は,とくに「自己評価」機能がどのような要因で促進されるかについて事例をもとに実証的に明らかにしたところに意義を有する。
実験動物に感染する百日咳菌の作製

ヒトのみに特異的に感染する百日咳菌の病原性を解析できる感染動物モデルを作製するため、百日咳菌と同属細菌で遺伝子の多くを百日咳菌と共有し、かつ種々の実験動物に感染する気管支敗血症菌のゲノム断片を百日咳菌に導入して、実験動物に感染する百日咳菌を作出することを計画した。本課題では、その第一段階として百日咳菌で安定維持される人工染色体の作製を試みた。百日咳菌由来のプラスミドを改変する方法と、大腸菌人工染色体を改変する方法の、2種の方法で作製したベクターはいずれも百日咳菌中で安定に維持されたが、長鎖DNA断片(30 kbp )の挿入効率が低かった。現在この点について、改良を試みている。本研究の目的は、実験動物に感染する百日咳菌を作出することである。気管支敗血症菌のゲノムにはその広範な宿主域を成立させる因子が含まれると考えられる。そこで、気管支敗血症菌の様々なゲノム断片を百日咳菌に導入し、あるゲノム断片によってラットに感染可能になった百日咳菌に着目することにより、宿主域を決定する因子を同定することが可能になると考えた。平成25年度は、長鎖のゲノム断片の導入を可能とする百日咳菌人工染色体ベクター(BpBAC)の作出を試みた。人工染色体ベクターは低コピーであり、安定に維持されることが重要である。百日咳菌BP136株より分離されたpBP136プラスミドは、低コピーでありながら、50世代以上に渡って安定維持される。我々は、その遺伝子群の中から低コピーに関わる領域とプラスミドの安定維持に関わる領域を予測した。pBP136に遺伝子改変を施し、それらの低コピー領域と安定維持領域のみを残したベクターであるpMIN136を開発した。さらに、百日咳菌へ効率良くプラスミド導入を行うために、ヘルパープラスミドによる接合伝達を可能としたpMIN136Tの開発を行った。pMIN136およびpMIN136Tの百日咳菌体内における一世代あたりのプラスミド保持率は約99%であった。以上のことから、pMIN136系ベクターは、百日咳菌における人工染色体ベクターの候補になりうることが明らかになった。百日咳類縁の気管支敗血症菌のゲノムにはその広範な宿主域を成立させる因子が含まれると考えられる。そこで、気管支敗血症菌のゲノム断片を百日咳菌に導入することによってラットに感染可能になる百日咳菌を作出するため、サイズの大きなゲノム断片を挿入できるベクターの開発を行った。1.pMIN136ベクターによるゲノムライブラリー作製前年度に作製したpMIN136系ベクターを用いて気管支敗血症菌のゲノムライブラリーの作製を試みた。パルスフィールド電気泳動によって調製した気管支敗血症菌の長鎖ゲノム断片をpMIN136に挿入し、平均長20kbの挿入配列を含むゲノムライブラリーを得た。この導入効率は、pMIN136の改変前プラスミドであるpBP136と比較して33倍向上した。さらに、このライブラリー中の30kbの挿入配列を持つプラスミドは、百日咳菌のin vitro培養およびin vivo感染中に安定維持されることがわかった。2.大腸菌BACベクターを改変した新規の百日咳人工染色体ベクター(BpBAC)の作製大腸菌BACベクターは大腸菌内コピー数が1であり、大きなDNA断片の導入に適している。BACの一つであるpBeloBAC11に安定維持のためのtoxin-antitoxinsystem (parDE)と複製起点oriVを導入し、BpBACを作製した。さらにoriVと相互作用する複製因子であるtrfAを発現する組換え百日咳菌(Bp-trfA)を作製した。BpBACとBp-trfAを組み合わせることによって、本プラスミドに挿入された長鎖DNA断片を百日咳菌でも複製・維持させることができた。さらに、BpBACを用いて、前項と同様に気管支敗血症菌ゲノムDNAライブラリーを作製することに成功した。細菌学ボルデテラ属菌における人工染色体ベクターであるpMIN136系ベクターの開発は、当初計画の重要課題を達成しているといえる。また、pMIN136系ベクターはボルデテラ属菌における発現ベクターとしての有用性も明らかになった。pMIN136系ベクターを用いて、長鎖のゲノム断片の導入を試みる。さらに、様々なゲノム断片を含むベクターを用いて百日咳菌を形質転換し、ラットへの感染を行う。
硫酸化ジェラン線維性素材を用いた生理活性コイルの開発研究

脳動脈瘤コイル塞栓術後の再開通予防を目的に、テネイシンC担持硫酸化ジェラン加工糸プラチナコイルを作成し、ウサギエラスターゼ動脈瘤モデルを用いて、実際の血管内治療に即した方法で、コイル塞栓術を行った。その結果、テネイシンC担持硫酸化ジェラン加工糸プラチナコイルは、通常用いられるプラチナコイルよりも、動脈瘤頚部の新生内膜の形成、瘤内の器質化促進作用が有ることが分かった。さらにそのメカニズムに、TGFーβ、テネイシンC、MMP-9が関連することも分かった。脳動脈瘤に対する血管内治療は、安全性・操作性の改善と、低侵襲治療への要望の高まりとともに、多数の症例に適応されるようになってきた。しかし、術後に再開通を来すこともあり、再治療を要することも少なくない。そこで、脳動脈瘤コイル塞栓術後の再開通率を下げ、安全・確実な脳血管内治療を行うために、従来にはない新しい発想のデバイスを開発する必要がある。本研究では、ヘパリンと同様のリガンドをもつ硫酸化ジェランという機能性生体材料を繊維状に加工しプラチナコイルの中空糸として用い、細胞外マトリックスであるテネイシンCという機能蛋白質を結合させることにより、動脈瘤内の血栓器質化すなわち組織修復を促進する効果に優れた新しい生理活性コイルの開発をめざす。前年度までの成果として、ウサギのエラスターゼ動脈瘤モデルを安定して作成できるようになった。また、硫酸化ジェラン加工糸入りコイルの作成が可能となり、血栓の器質化を促進させるための硫酸化ジェラン加工糸入りテネイシンCコイル作成における至適条件を決定した。さらに本年度は、以下の検討を行った。ウサギのエラスターゼ動脈瘤モデルにおいて、プラチナコイル(A群)、硫酸化ジェラン加工糸入りコイル(B群)、硫酸化ジェラン加工糸入りテネイシンCコイル(C群)の3群にわけて動脈瘤コイル塞栓術を行い、2週間後に組織学的評価を行った。その結果、A群に比較し、B群では瘤内の血栓器質化促進効果を持つことが分かった。さらに、C群では、B群と比較し、さらに強い瘤内の血栓器質化促進効果を持つことが明らかとなった。B群、C群における器質化促進効果のメカニズムを明らかにするため、TGFーβ、テネイシンC、MMP-9抗体を用いた免疫組織化学的検討を行った。その結果、A群と比較し、B、C群でTGFーβ、テネイシンC、MMP-9抗体陽性細胞が中膜平滑筋層、器質化部分で多く認めることが分かった。しかし、脳動脈瘤コイル塞栓術後の再開通により再治療を要することも少なくない。そこで、脳動脈瘤コイル塞栓術の再開通率を下げ、安全かつ確実な脳血管内治療を行うために、従来にはない全く新しい発想のデバイスや治療法を開発する必要がある。本年度は、以下の検討を行った。硫酸化ジェラン加工糸を、臨床で用いられている動脈瘤塞栓用コイルの中空に留置し、硫酸化ジェラン加工糸入りコイルを作成した。次にウサギのエラスターゼを使用した動脈瘤モデルに実際の血管内治療に即した方法で、コイル塞栓術を行い、2週間後に摘出し、動脈瘤頚部の新生内膜の形成、動脈瘤内部の器質化につき、組織学的検討を行った。その結果、プラチナコイル(A群)、硫酸化ジェラン加工糸入りコイル(B群)、硫酸化ジェラン加工糸入りテネイシンCコイル(C群)において、動脈瘤の大きさ、塞栓率は3群とも同等であったが、瘤内器質化面積はC群で有意に大きかった。加えて、硫酸化ジェラン加工糸がコイルの操作性に干渉しないことも確認できた。以上のことから、硫酸化ジェラン加工糸入りテネイシンCコイルが血栓器質化促進効果を持つことが明らかとなった。

本研究では、ヘパリンと同様のリガンドをもつ硫酸化ジェランという機能性生体材料を繊維状に加工しプラチナコイルの中空糸として用い、細胞外マトリックスであるテネイシンCという機能蛋白質を結合させることにより、動脈瘤内の血栓器質化すなわち組織修復を促進する効果に優れた新しい生理活性コイルの開発をめざす。前年度までの成果として、ウサギのエラスターゼ動脈瘤モデルを安定して作成できるようになり、また、硫酸化ジェラン加工糸入りコイルの作成が可能となった。これらの成果をもとに、最終年度では、テネイシンC担持硫酸化ジェラン加工糸プラチナコイルを作成し、ウサギエラスターゼ動脈瘤モデルを用いて、実際の血管内治療に即した方法で、コイル塞栓術を行った。その結果、テネイシンC担持硫酸化ジェラン加工糸プラチナコイルは、通常用いられるプラチナコイルよりも、動脈瘤頚部の新生内膜の形成、瘤内の器質化促進作用が有ることが分かった。さらにそのメカニズムに、TGFーβ、テネイシンC、MMP-9が関連することも分かった。現在、これらの成果について論文を作成し、投稿中である。医歯薬学1)硫酸化ジェラン加工糸を動脈瘤塞栓用コイルの中空に留置し、硫酸化ジェラン加工糸入りコイルを作成できた。2)ウサギのエラスターゼ動脈瘤モデルを安定して作製することが可能となった。3)血栓の器質化を促すための硫酸化ジェラン加工糸入りテネイシンCコイル作成における至適条件が決定できた。4)ウサギエラスターゼ動脈瘤モデルに対して、実際の血管内治療に即した方法で、コイル塞栓術を行うことが可能となった。5)ウサギエラスターゼ動脈瘤モデルにおいて、硫酸化ジェラン加工糸入りテネイシンCコイルが瘤内の器質化促進効果があることを証明できた。6)硫酸化ジェラン加工糸入りコイルおよび硫酸化ジェラン加工糸入りテネイシンCコイルのよる瘤内の器質化促進効果に、TGFーβ、テネイシンC、MMP-9が関与する可能性が示された。本年度は、以下の理由によりおおむね順調に進展していると考える。1.硫酸化ジェラン加工糸を動脈瘤塞栓用コイルの中空に留置し、硫酸化ジェラン加工糸入りコイルを作成できた。2.ウサギのエラスターゼ動脈瘤モデルを安定して作製することが可能となった。3.ウサギエラスターゼ動脈瘤モデルに対して、実際の血管内治療に即した方法で、コイル塞栓術を行うことが可能となった。4.以上の技術的成功により、ウサギエラスターゼ動脈瘤モデルにおいて、硫酸化ジェラン加工糸入りコイルが瘤内器質化を促進するかを評価することができた。1)前年度に引き続き、硫酸化ジェラン加工糸入りコイルを用い、ウサギエラスターゼ動脈瘤モデルに実際の血管内治療に即した方法で、コイル塞栓術を行い、2週間後に摘出し、動脈瘤頚部の新生内膜の形成、動脈瘤内部の器質化につき、組織学的検討を行う。さらに、4週間、8週間、12週間の長期留置群で過剰な組織反応が見られないことを確認する。2)6ヶ月、12ヶ月の長期留置群における変化を確認し、将来の臨床応用への安全性と有効性を検討する。3)さらに条件を変えて作成した硫酸化ジェラン加工糸入りテネイシンCコイルについて、その物性や安全性、血栓器質化促進効果を調べ、さらに優れた性質をもつコイルが作成できないか検討する。
自己組織化の癌治療への応用

c-mycは肝臓がんのドライバー遺伝子でもあるが、c-mycは肝がん細胞の未分化維持に重要であることがわかった。c-mycを抑制すると有意な増殖抑制効果を示したが、悪性度のマーカーであるAFPには大きな影響を与えなかった。細胞骨格遺伝子であるbeta-actinはがんの治療標的になることが知られている。c-mycとbeta-actinを同時に抑制すると、アルブミンの発現量の上昇とAFPの発現量の減少が同時に観察され、分化の促進と悪性度低下の両方を誘導することが示唆された。さらに、3次元培養でもスフェアーの数がc-myc単独の抑制よりも減少したことから、腫瘍原性も強く抑えることが示唆された。正常細胞は胚細胞から細胞分裂を繰り返した後、自己組織化により機能的な組織を形成する。一方、癌細胞は組織幹細胞が遺伝子異常により脱分化しているため、細胞間コミュニケーションが極度に低下し、通常組織を形成することはない。我々は以前、乳癌細胞株で細胞寿命を決定するテロメアを強制的に伸長させ、この細胞をマウスに移植すると粘液を分泌する腺管形成が促進される事を報告した。ゲノムの安定化が細胞間コミュニケーションを亢進させ、自己組織化が回復するのではないかと推察した。今回、新たな試みとして、癌細胞の失われた自己組織化能の回復、つまり癌細胞による再組織化を目指して、癌の自己組織化を阻害している分子の同定とそのメカニズムを解明する。さらに自己組織化を応用した新しい癌治療法の開発を行う。がん細胞株のうち生理的条件下において分化し、正常細胞と同様の機能を発揮する分化型肝がん細胞を入手した。現在、この細胞を様々な条件下で培養し、分化を生じる条件、または逆にがん化する条件を調べている。また、既にTransformation能を有することがわかっている肝がん細胞株、Huh-7細胞と上記の分化型肝がん細胞を同一の条件下で培養し、Huh-7細胞のみが発現している遺伝子群を網羅的遺伝子発現解析を用いて同定している。以前の研究の追加実験、論文作成、リバイス対応に想定外に時間がかかり、本研究の開始が遅れたこと。ES細胞やiPS細胞は細胞をバラバラにすると死んでいくが、がん細胞は1個から元の細胞集団を形成することができる。よって、がん細胞は細胞認識能力や細胞間の情報交換メカニズムが欠如しており、単細胞でも生存できる能力を有していると考えられる。また、がん細胞は正常の分化した細胞よりも未分化な細胞であり、さらに正常な分化プロセスから脱分化した細胞でもある。よって、がん細胞に分化誘導をかけると分化はするが、正常組織へ分化することはない。よって、がん細胞をもとの正常分化プロセスに戻すためには、細胞間情報伝達の回復と未分化維持機構の抑制が必要と思われる。細胞が外部環境や細胞自身のプログラムにより自発的に組織化する現象を自己組織化(self-organization)と呼ぶ。自己組織化を制御する遺伝子はまだ明らかではないが、細胞が2次元から3次元構造をとる際に必要な遺伝子と思われる。我々は肝臓がんの細胞株であるHuh-7を用いて、3次元培養を行うと、肝前駆細胞が分化した際に発現が上昇するアルブミンなどの遺伝子の発現が促進されることがわかった。さらに、これらの3次元培養では細胞数が多いほど分化が促進されたことから、3次元培養というなかば強制的な細胞間接着においても細胞分化が促進される可能性がある。iPS細胞の作製に有効ながん遺伝子であるc-mycの発現を抑制すると、SOX2, Nanog, KLF4などの他の幹細胞性維持に関わる遺伝子の発現上昇が見られた。また、c-mycとKLF4を同時に抑制するとSOX2, Nanogの発現はさらに上昇した。これらの事実は、ES細胞などの多能性幹細胞と同様にがん細胞にも未分化状態を維持するための強固なネットワークが存在する可能性がある。これらの未分化性を維持している遺伝子ネットワークを阻害することにより、がん細胞の分化が促進されるのかどうか検証中である。前回の研究テーマである「新規アンドロゲン合成機構」の投稿論文で査読者より追加実験を求められたため、本研究テーマと同時並行で行わざるを得なくなった。乳腺の組織幹細胞から3次元培養により形成される乳腺組織のモデル(Shackleton M et al, Nature 2006)などを参考にして、肝がん細胞を用いて立体細胞の作成を試みる。分化型がん細胞と非分化型がん細胞による立体細胞の遺伝子発現パターンと正常肝細胞が発現する分子(マーカー)の発現を比較し、肝細胞の機能性に影響を与える責任分子を同定する。2次元培養と3次元培養の比較による網羅的遺伝子発現プロファイルを調べ、自己組織化に関わる遺伝子の候補を同定する。また、遺伝子発現の抑制により、Huh-7の細胞分化を最も促進する遺伝子を同定する。

これらの実験から明らかになった遺伝子を同時に抑制し、Huh-7の組織化を確認する。最後に、これらの遺伝子抑制を来す薬剤を検索し、遺伝子発現抑制実験と同様に組織化が生じるかどうかを確認する。腫瘍学
高等学校における水を主題とする地域環境を教材とした指導法の研究

本研究では、水環境問題を中心テーマとし、以下のように研究目的を設定した。「水環境を中心として、環境教育の指導法および実験教材の開発を行い、実践事例を深化・発展させる。」また、研究実績の内容を次の13のように分類した。1. 4テーマを取り上げ、高等学校における化学の授業やクラブ活動等で、水質調査を行う際に必要な実験方法を開発した。特に、蛍光測定による天然水の簡易水質測定の試みでは、2000円余りで紫外線ランプを製作し、しかも簡単に水質を測定できるので、高等学校において実施するには最適である。2.大和川水系をはじめ全部で7テーマを取り上げた。河川を中心とした水質調査を行い、それぞれの測定結果と特徴などを調査した。実際に現地に出向いて調査を行ってみると、データだけではみえないことに気付くことも多く、フィールドワークの重要性が認識できた。3.全部で9テーマを取り上げ、高等学校における水質調査と実践の記録をまとめた。環境学科や環境コースでの実践を含め、水環境を切り口としたテーマも種々の方法があり、それぞれの学校の特色を生かし、創意工夫のある環境教育への取り組みがますます重要なものとなると共に、これらの成果が活用されるものと考えている。また、これらの研究成果の一部は、全国理科教育センター・研究集録や大阪府教育センター・大阪と科学教育に掲載した。さらに、日本化学会、日本理科教育学会、日本環境教育学会等においても口頭およびポスター発表を行った。本年度の研究として、大阪府教育センターでは1.初瀬川(大和川の源流)の水質調査および周辺の環境調査、2.箕面川の生物および化学的水質調査、3.大津川の生活関連および地質関連の水質調査、4.近木川の調査、5.堺市における地域の水環境の教材化などに取り組んでおり、現在継続中である。これらの研究成果として、グローバルな視点から観た環境教育の推進や、総合科学的な教材としての開発を行った。今後、実践を深めて問題点等を探りたい。所外の研究協力者との共同研究として、6.大阪府平野高等学校では、三年の環境コースの水質研究班の授業において、水を主題とする種々のテーマに取り組んでいる。これらの成果として、新しい環境教育教材の実験開発や実践が含まれている。7.大阪府城山高等学校では、溜め池等に生息する水棲昆虫、水生植物及び水質に関する調査として、学校周辺における種々の調査を行っている。これらの成果のいくつかは、学会等でも研究発表を行っている。8.大阪府天王寺高等学校では、大阪府下の河川、池沼の栄養塩類の分布というテーマで、例えば淀川のワンドや溜め池等の調査を継続的に行っている。9.大阪府北淀高等学校では、高校の化学の授業における水質検査の実験開発というテーマで取り組んでいる。これは、平成7年度大阪府教育センターの環境教育プロジェクト・チームにおける研究をさらに発展させたものである。すべて、継続中の研究であるが平成10年度からは、さらに研究協力者を増員して、本研究テーマに添った内容の研究を積極的に進める所存である。特に、蛍光測定による天然氷の簡易水質測定の試みでは、2000円余りで紫外線ランプを製作し、しかも簡単に水質を測定できるので、高等学校において実施するには最適である。

環境学科や環境コースでの実践を含め、水環境を切り口としたテーマも種々の方法があり、それぞれの学校の特色を生かし、創意工夫のある環境教育への取り組みがますます重要なものとなると共に、これらの成果が活用されるものと考えている。また、これらの研究成果の一部は、全国理科教育センター・研究集録や大阪府教育センター・大阪と科学教育に掲載した。さらに、日本化学会、日本理科教育学会、日本環境教育学会等においても口頭およびポスター発表を行った。
新生児・乳児用チャンネル付き極細気管支鏡の開発

気管支鏡は呼吸器疾患に対する診断・治療の上で最も基本的な手技の1つである。しかし、新生児・乳児に使用可能なチャンネル付き極細気管支鏡がなかったため、この分野の気管支鏡を用いた医療は立ち後れていた。そこで我々はオリンパス社と共同開発で試作モデルXPF27を作成し臨床応用を重ねてきた。今回の研究テーマは臨床データに基づいたXPF27の改良である。今回の研究期間中に、試作器を約150例の気管支鏡に実際使用する中で得られた問題点を我々が検討し、それをもとにオリンパスが次の改良機を開発する形で、XPF-28CA、XBF-XP30、XBF-XP30Y3等が生まれた。最終的に要求された性能は、(1)粘稠な分泌物の吸引が可能な内径の内蔵チャンネルを持つこと、(2)外径が3.0mm以下であること、すなわち、3.5mm気管チューブ挿管時にも使用可能であること、(3)新生児の上葉気管支などにも挿入可能な操作性を持つこと、であった。この3条件をクリアする形で生まれたオリンパスXp40は外径2.8mmで3.5mm気管チューブ挿管時にも使用可能である。内蔵チャンネルは内径1.2mmと、市販小児用気管支鏡3Cシリーズと同じチャンネル径を有するため3Cシリーズの鉗子やブラシなどがそのまま利用可能である。視野は3C30と同等ときわめて良好である。彎曲角度もup、downそれぞれ180°、130°である上に、先端部が他動的にも屈曲するため、従来挿入がやや困難であった右上葉気管支などにも容易に挿入可能である。Xp40の市販化により、この分野での気管支鏡の開発に一応の決着を見た。すでに開発済みのフレキシブル極細気管支鏡XPF27にさらに改良を加えた新型フレキシブル極細気管支鏡XBF-XP30Y3をオリンパス社と共同開発し、完成した。主な改良点は(1)チャンネル径が大きくなった。XPF27のチャンネル内径0.8mmからXBF-XP30Y3ではチャンネル内径が1.2mmとなり、吸引の抵抗が半分以下になった。さらに、このチャンネル径に拡大されたことで、オリンパス3Cシリーズ用のブラシなども使用可能であることも大きなメリットといえる。(2)操作性もup180°、down130°と大きく改善された。数値だけでなく体感的操作性も改善された。(3)画像的にも1世代前のオリンパス3Cシリーズと同等の画像が得られ、必要十分である。以上のように、本気管支鏡はオリンパス3Cシリーズを性能・操作性はそのままに、外径を細くしたものと位置づけられる。この新作気管支鏡はすでに臨床応用が開始されている。8人の乳幼児に9回の気管支鏡を行った。対象患者の基礎疾患は生体肝移植術後3名、先天性気道奇形患者2名、胸腔内手術後2名、骨髄移植後1名。気管支鏡を必要とした病態は無気肺3例、気道奇形の評価2例、肺炎・気道出血・低酸素血症各1例である。全例で気管支鏡による観察と気道クリーニングを行い、5例で気管支洗浄を行った。さらに、粘稠な気道分泌物が吸引で摘出できなかった1症例ではチャンネルから挿入した鉗子で分泌物を摘出して無気肺を解消した。別の1例では気道出血に対してボスミン液を散布した。全例において合併症はなく、新型気管支鏡の操作性・解像能は満足すべきものであった。

しかし、新生児・乳児に使用可能なチャンネル付き極細気管支鏡がなかったため、この分野の気管支鏡を用いた医療は立ち後れていた。そこで我々はオリンパス社と共同開発で試作モデルXPF27を作成し臨床応用を重ねてきた。今回の研究テーマは臨床データに基づいたXPF27の改良である。今回の研究期間中に、試作器を約150例の気管支鏡に実際使用する中で得られた問題点を我々が検討し、それをもとにオリンパスが次の改良機を開発する形で、XPF-28CA、XBF-XP30、XBF-XP30Y3等が生まれた。最終的に要求された性能は、(1)粘稠な分泌物の吸引が可能な内径の内蔵チャンネルを持つこと、(2)外径が3.0mm以下であること、すなわち、3.5mm気管チューブ挿管時にも使用可能であること、(3)新生児の上葉気管支などにも挿入可能な操作性を持つこと、であった。この3条件をクリアする形で生まれたオリンパスXp40は外径2.8mmで3.5mm気管チューブ挿管時にも使用可能である。内蔵チャンネルは内径1.2mmと、市販小児用気管支鏡3Cシリーズと同じチャンネル径を有するため3Cシリーズの鉗子やブラシなどがそのまま利用可能である。視野は3C30と同等ときわめて良好である。彎曲角度もup、downそれぞれ180°、130°である上に、先端部が他動的にも屈曲するため、従来挿入がやや困難であった右上葉気管支などにも容易に挿入可能である。Xp40の市販化により、この分野での気管支鏡の開発に一応の決着を見た。
人工骨補填後の矯正治療の可能性に向けて-前臨床試験

1.ラットの矯正学的歯の移動モデルの変更生後10週令オスWister系ラットを用い上顎切歯と第二臼歯間に10gfのNiTi coil springを装着し、第二臼歯を近心移動する系を構築したが、歯に対して装置の牽引力が大きかったため、第一臼歯に装着することに変更した。2.骨欠損部の作製とその部位への人工骨埋入それに伴い人工骨埋入部位も第一臼歯抜歯窩としていたが、第一臼歯近心歯槽骨にバーで欠損部を作製し、当初通りの大きさである直径1mm高さ1mmの円柱状の試料を埋入することとした。挿入後頬粘膜と口蓋粘膜を縫合した。3.人工骨埋入の組織学的検討装置装着後、非脱灰樹脂包埋標本を作製し染色、観察を行ったところ、TRAP染色やアルフォス染色において、非柱状ハイドロキシアパタイトは非柱状β-TCPよりも骨伝導能が優れていることが明らかとなった。また、試料を歯根膜腔に接して埋入した場合、歯根膜腔に接さず完全に歯槽骨内に埋入した場合と比較して、骨伝導能が優れていることが明らかとなった。このことは、臨床において顎骨に人工骨を埋入する際の非常に重要な指標になると言える。4.今後の展望実際の臨床では気孔率が約60%以上の多孔体を使用する。しかし、ラットの顎骨内に同程度の気孔率の試料を使用するには強度不足であるため、β-TCPもハイドロキシアパタイトも気孔率を2%以下とした。このため、より臨床応用を目的とした場合、材料へのさらなる骨進入を意図して新たな材料を開発することも検討している。実験1.ラットの矯正学的歯の移動モデルの確立について生後10週令のオスWister系ラットを用い上顎切歯と第二臼歯間にNiTi coil springを装着し、第二臼歯を近心移動した。装置装着期間が長いため、過去に我々がマウスで用いた方法では装置の脱離が問題となったが、切歯部顎骨と第二臼歯歯冠部に小穴を作製しワイヤーにて装置を固定することにより解決することができた。実験2.骨欠損部の作製とその部位への人工骨埋入上顎第一臼歯を抜歯後、抜歯窩にバーで欠損部を作製し、その欠損部に適合する人工骨を埋入する計画としていたが、適合する人工骨のサイズが予想以上に小さく、強度を持った人工骨を製作してもらうことに大変苦労した。焼結条件を変えて強度向上を図ってもらい、最終的には直径1mm高さ1mmの円柱状の試料を使用することとした。挿入しただけでは人工骨の脱落が認められたが、挿入後頬粘膜と口蓋粘膜を縫合することにより改善することができた。実験3.人工骨埋入の組織学的検討手術後2週24週後に堵殺し手術部を摘出する計画であったが、歯の移動が予想以上に大きく、早期に第二臼歯と人工骨が接することが明らかとなったため、観察期間を28週結果次第では12週までとし、それ以上の長期観察は見送った。新しい実験系を試みているため前準備に多くの時間を費やしたが現在非脱灰樹脂包埋標本を作製し染色、観察を行っている段階である。
2次元反辞書を用いたセンサネットワークにおけるノードの配置支援

ワイヤレスセンサーネットワークにおいては,センサ間の電波干渉や減衰による通信不良を低減するために,与えられた2次元制約(例えば任意の2つのセンサ間の距離が1メートル以上10メートル以下である)を満たすような配置パターンの生成方法とパターンの保存のために符号化方法(データ圧縮)が求められる.本研究では,2次元配列上でのセンサ配置を考える.また,禁止されるセンサの配置パターンを2次元禁止配列と呼び,任意の2次元禁止配列を部分配列として含まないパターンを2次元許可配列と呼ぶ.今年度は,3つのことを行い成果を得た.1つ目は,2次元配列の符号化手法についてである.29年度に与えられた2次元許可配列の効率的な圧縮手法に関しては,サイズが十分大きければ,理論上の最良の圧縮サイズまで圧縮可能な手法を考案していたが,理論的評価について,詳細に解析を行った.その結果については学会誌に論文として投稿し採録された.2つ目は,29年度に考案した2次元配列の高さを固定した場合の圧縮手法について,査読付国際会議に投稿し発表を行った.この成果は,1次元データ圧縮手法の一つである部分列数え上げ符号化法の圧縮率の改良となっている.3つ目は,与えられた2次元禁止配列の集まりに対して,2次元許可配列を配列サイズに対して線形時間で生成する手法を考案した.提案手法は,与えられた2次元禁止配列を部分配列として含まない平坦トーラス状の2次元許可配列の集まりを生成し,この平坦トーラスを連結してに大きなサイズの2次元許可ブロックを生成する.提案手法については,国内のシンポジウムで口頭発表を行い,詳細な評価を行った結果を論文としてまとめて査読付国際会議に投稿中である.本研究の核となる手法は二つあり,一つは与えられた2次元禁止配列に対する2次元許可配列の構築手法の考案であり,もう一つは2次元許可配列を理論上の最良サイズまで圧縮できるデータ圧縮手法の考案である.構築手法については,29年度に考案した2次元禁止配列から2次元反辞書構築手法を逆に用いた2次元許可配列の列挙手法を利用して,与えられた2次元禁止配列から平坦トーラス状の2次元許可配列を生成し,平坦トーラスを連結して配列サイズに対して線形時間で2次元許可配列を生成する手法を考案した.提案手法については,30年度に論文にまとめて査読付国際会議に投稿済みである.データ圧縮手法については,29年度に考案した2次元一般情報源に対して漸近的に最良なデータ圧縮手法の詳細な考察と証明をまとめて論文として投稿し,学会誌で採録されて出版されている.また,提案手法の実装のために,29年度に考案した2次元配列の行数を固定した場合の圧縮手法を論文としてまとめて,30年度に査読付国際会議に投稿し発表を行った.この成果は,1次元データ圧縮手法の一つである部分列数え上げ符号化法の改良となっている.今年度は,最終年度であるのでこれまでに得られたすべての成果を論文にまとめて公表する.まず,固定した2次元禁止配列の集まりに対して,与えられたサイズと個数の2次元許可配列をサイズに対して線形時間で生成する提案手法については,30年度に国際会議に投稿済みであるが,査読結果を反映して,国際会議で発表または学会誌に投稿をする予定である.また,前年度に査読付国際会議で発表した1次元データ圧縮手法の一つである部分列数え上げ符号化法の改良手法については,詳細な考察を行い,論文にまとめて学会誌に投稿する予定である.センサーネットワークにおいては,センサ間の電波干渉や減衰による通信不良を低減するために,与えられた2次元制約(例えば任意の2つのセンサ間の距離が1メートル以上10メートル以下である)を満たすような配置パターンの生成方法とパターンの保存のために符号化(圧縮)が求められる.本研究では,2次元制約パターンを2次元禁止配列と呼び,任意の2次元禁止配列を部分配列として含まないパターンを2次元許可配列と呼ぶ.与えられた2次元禁止配列の集まりに対する2次元許可配列の生成方法に関しては,2次元禁止配列と2次元許可配列をノードに関連付けした木構造を用いて,逐次的に2次元許可配列を列挙する手法を新規開発し,実装・実験評価を行った.この手法は,2次元入力配列から2次元極小禁止配列の集まり(反辞書)を生成する手法をベースに開発を行った.実験から,与えられたサイズの2次元許可配列をすべて列挙することが確認できた.また,与えられた2次元許可配列の効率的な圧縮手法に関しては,サイズが十分大きければ,理論上の最良の圧縮サイズまで圧縮可能な手法を新規考案した.この手法を開発するために,まず1次元入力記号列の反辞書を記号列長が十分長ければ,理論上の最良の圧縮サイズまで圧縮可能な手法を新規考案し,それをベースに2次元への拡張を行った.一方,提案手法は単純な実装が難しいため,簡単な実装手法の考案のために,2次元許可配列の行数を固定した場合の実装手法の新規開発と圧縮率改善の予備的考察を行った.以上のほかに,反辞書を用いたデータ圧縮法と深い関連のある部分列数え上げデータ圧縮法の改良も併せて行った.本研究の核となる手法は二つあり,一つは与えられた2次元禁止配列に対する2次元許可配列の構築手法の考案であり,もう一つは2次元許可配列を理論上の最良サイズまで圧縮できるデータ圧縮手法の考案である.構築手法については,2次元の反辞書構築手法をベースとして,列挙手法の新規考案および実験を行っており,ほぼ計画通りの進捗となっている.また,データ圧縮手法については,計画以上の進展があり,理論上の最良サイズまで圧縮可能なデータ圧縮手法が考案できている.一方で,データ圧縮手法に関しては,ベースとしている

1次元データに対する従来手法(反辞書符号化法と部分列数え上げ符号化法)には,実装に関して改善すべき課題が多くあることが,本研究を進める過程でわかった.このため,現在は,本研究で明らかとなった1次元の従来手法の課題に関して,改善手法の考案とその性能評価のための予備実験を行っている.1次元の従来手法に関しては,本研究により理論的な限界を達成する圧縮手法の考案などいくつかの成果が得られている.ワイヤレスセンサーネットワークにおいては,センサ間の電波干渉や減衰による通信不良を低減するために,与えられた2次元制約(例えば任意の2つのセンサ間の距離が1メートル以上10メートル以下である)を満たすような配置パターンの生成方法とパターンの保存のために符号化方法(データ圧縮)が求められる.本研究では,2次元配列上でのセンサ配置を考える.また,禁止されるセンサの配置パターンを2次元禁止配列と呼び,任意の2次元禁止配列を部分配列として含まないパターンを2次元許可配列と呼ぶ.今年度は,3つのことを行い成果を得た.1つ目は,2次元配列の符号化手法についてである.29年度に与えられた2次元許可配列の効率的な圧縮手法に関しては,サイズが十分大きければ,理論上の最良の圧縮サイズまで圧縮可能な手法を考案していたが,理論的評価について,詳細に解析を行った.その結果については学会誌に論文として投稿し採録された.2つ目は,29年度に考案した2次元配列の高さを固定した場合の圧縮手法について,査読付国際会議に投稿し発表を行った.この成果は,1次元データ圧縮手法の一つである部分列数え上げ符号化法の圧縮率の改良となっている.3つ目は,与えられた2次元禁止配列の集まりに対して,2次元許可配列を配列サイズに対して線形時間で生成する手法を考案した.提案手法は,与えられた2次元禁止配列を部分配列として含まない平坦トーラス状の2次元許可配列の集まりを生成し,この平坦トーラスを連結してに大きなサイズの2次元許可ブロックを生成する.提案手法については,国内のシンポジウムで口頭発表を行い,詳細な評価を行った結果を論文としてまとめて査読付国際会議に投稿中である.本研究の核となる手法は二つあり,一つは与えられた2次元禁止配列に対する2次元許可配列の構築手法の考案であり,もう一つは2次元許可配列を理論上の最良サイズまで圧縮できるデータ圧縮手法の考案である.構築手法については,29年度に考案した2次元禁止配列から2次元反辞書構築手法を逆に用いた2次元許可配列の列挙手法を利用して,与えられた2次元禁止配列から平坦トーラス状の2次元許可配列を生成し,平坦トーラスを連結して配列サイズに対して線形時間で2次元許可配列を生成する手法を考案した.提案手法については,30年度に論文にまとめて査読付国際会議に投稿済みである.データ圧縮手法については,29年度に考案した2次元一般情報源に対して漸近的に最良なデータ圧縮手法の詳細な考察と証明をまとめて論文として投稿し,学会誌で採録されて出版されている.また,提案手法の実装のために,29年度に考案した