hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
尿管ステント内における結石形成過程に関する基礎研究

既存の尿管ステント形状を模擬した試験装置を設計製作し,結石形成に対するステントに設けられた小孔形状の効果を評価するとともに流れ場のCFD解析結果との比較検討を行った.その結果,尿管内流れのような低レイノルズ数条件では流れ場に対して大きな影響を与えないことが確認された.しかしながら,結石形成実験においてはある程度の差が認められた.ファイバーレーザーを用いた結石破砕に関する検討も行った.ファイバーレーザー誘起気泡のレーザー照射条件の変更時の気泡観察および壁面近傍の気泡観察を行い,特徴的な挙動および壁面衝撃特性を得た.平成25年度は透明アクリル樹脂を用いた2次元尿管ステントモデルを作成し,内部の流動状況の把握を行った.特に,尿管と尿管ステントの関連を模擬できるように工夫された流路形状を作成し実験を行った.尿管ステントには側壁に微細孔が設けられており,その近辺に結石形成が多く確認できることを実験後観察より把握できたので,ステントに設けられた孔形状の効果を調べた.しかし,実際のステント材料のポリウレタンは非常に軟質で加工が難しく,十分な形状が実現できなかった.また,ある程度加工ができたサンプルにて実験を行い,何らかの加工を施したステント条件で結石形成が抑制できることを示した.CFDによる流れの検討を行ったが孔の形状は流れ場に対して大きく影響を与えている結果は得られていない.結石の抑制につながった原因をさらに追究する必要がある.また,今後へチャレンジとして超音波を利用した微細粒子の挙動を把握するための基礎実験を行った.超音波の音響放射力により液中の微粒子の集合挙動を確認した.この効果を比較的低レベルの体外超音波照射によって結石形成を抑制できないか検討してゆきたい.既存の尿管ステント形状を模擬した試験装置を設計製作し,結石形成に対するステントに設けられた小孔形状の効果を評価するとともに流れ場のCFD解析結果との比較検討を行った.その結果,尿管内流れのような低レイノルズ数条件では流れ場に対して大きな影響を与えないことが確認された.しかしながら,結石形成実験においてはある程度の差が認められた.ファイバーレーザーを用いた結石破砕に関する検討も行った.ファイバーレーザー誘起気泡のレーザー照射条件の変更時の気泡観察および壁面近傍の気泡観察を行い,特徴的な挙動および壁面衝撃特性を得た.本研究では,人体内の腎盂と膀胱を接続する尿管疾患者に留置される尿管ステント内に形成される結石の形成過程を明らかにすることを目的としている.人体内の流れを模擬した試験装置を用いて,結石形成過程をモデル試験,流れ場計測およびCFD解析から明らかにすることを目的としている.平成24年度は、平成23年度から引き続き行っている尿を模擬した溶液による結石形成模擬実験を行い,尿管ステントに設けられた小孔近傍に結石形成が多く見られることを明らかにした.また小孔を模擬した透明アクリル樹脂製2次元試験部流路を設計・製作し,矩形断面の流れ場における流量計測,PIVによる流速分布を計測し,汎用コードを用いたCFDとの比較を行った.ここで,孔形状について検討を行うため,面取りを施した形状についいても検討を行った.その結果,1PIV計測とCFD結果は比較的よい一致を示した.2面取りを施すことによって,主管内の流れ場に大きく影響を及ぼすことはなかったが,3小孔内の流れ場において流れ場(よどみ)の状況を変更することができことをCFDにより明らかにした.当初の計画では結石形成実験の効率化のための新たな装置設計および製作を行う予定であった.模擬実験および数値解析による孔形状の検討を優先したことと同時に,従来の装置に改良を加えることである程度の効果を得ることができる判断したため,次年度以降に行うこととした.また,国際会議などへ参加し,結石制御に関連する超音波を用いた粒子および気泡挙動に関する研究報告をするとともに,流体力学の利用応用への動向を調査し,超音波や気泡の医療への応用へ向けた最新研究の情報収集を行った.本研究では,人体内の腎盂と膀胱を接続する尿管疾患者に留置される尿管ステント内に形成される結石の形成過程を明らかにすることを目的としている.また,形成された結石の破砕に関する基礎研究を行った.尿管に関する疾患として,尿管結石があげられる.尿の排出を行うためにはステントを留置し,膀胱への排出を促す処置を行う必要がある.しかし,排尿時の膀胱昇圧時に,膀胱から腎盂へ向かう流れの発生が予測される.さらにはステントにも結石が付着し,2,3か月に一度交換する必要があり,患者への負担が大きい.このようなことから,1尿管内の流れ現象の把握,2結石形成位置の把握を行いながら3結石形成を抑制できるステント開発が待たれる.また,結石治療として内視鏡およびファイバーレーザーを用いた治療が行われている.レーザーによって形成された気泡の崩壊時の衝撃によって破砕が行われいる.しかし医療現場ではこのような高速現象を肉眼でとらえることができず,医師の経験と勘で治療が行われているなどまだ検討不十分な点がある.まず結石形成過程について,新たなステント設計および流れ場の把握を目的として,人体内流れ,特に腎盂から膀胱までの配管系を模擬できる試験装置を設計・製作し,ステント留置時の流れ現象を実現した.

また,実際の尿を模擬した懸濁液を用い,結石形成に関する実験的研究を行うとともに,CFDを用いた流れ場予測を行った.次に結石破砕について,本研究ではレーザ治療に用いられるHo:YAGファイバレーザにおいて発生する気泡挙動とその固体境界へ衝撃計測を行った.尿管結石症治療における最適レーザ照射条件を明らかにするため,レーザ照射条件(ファイバ径および出力)および固体境界の影響(壁面までの距離および壁面の硬度)について検討した.その結果,特徴的な挙動および壁面衝撃特性を明らかにした.流体工学尿管内および尿管ステント内流れを模擬できる試験装置の作成を行うとともに実際のステントを留置して結石形成実験を行える流路作成を行った.結石形成実験を行い,尿管ステントの側壁に設けられた孔付近で多く結石形成が確認できた.また,尿管ステントの側壁に設けられた孔形状を変化させた実験において結石形成が抑制される傾向が見られた.これらの実験と並行して,CFDにより尿管および尿管ステントをモデル化し,解析的な検討を行ったが,孔形状の変化に対して大きな変化は見られなかった.上記のように、何らかの要因によって結石形成が抑制されたが,そのメカニズムは分かっていない.最終年度により良いステント孔形状を提案できるよう研究を進めてゆきたい.当初の計画では結石形成実験の効率化のための新たな装置設計および製作を行う予定であったが,必要部品を準備するまでの状況である.模擬実験および数値解析による孔形状の検討を優先したことと同時に,従来の装置に改良を加えることである程度の効果を得ることができる判断したため,次年度以降に行うこととした.本年度優先して行った研究の主要な成果は以下のとおりである.2次元流路を作成し,ステントに設けられた孔まわりの流れ場を模擬し,実験および数値解析しながら孔の形状について検討を行った.さらには発展的なテーマとして,超音波による結石挙動制御および結石付着の抑制のための超音波洗浄に関する検討を行った.粒子や泡の挙動をとらえることができた.2次元ポリウレタン流路を作成し,結石形成過程の詳細な観察を行う.これまで実際の尿管ステントを試験装置に留置し,実験後のみの観察を行っていた.しかし,位置の特定や3次元性の問題より,その位置特定や結石形成の特定までには至っていない.本研究の最終年度において,結石形成過程(特に結石形成のきっかけとなる最初の結石付着やその大規模化)を明らかにする.また,治療および予防の手法について検討を行う.結石形成実験と同時に外乱(とくに超音波)の効果を検討する.比較的低レベルの超音波により結石形成が抑制できないか検討する.またファイバーレーザーによる結石破砕についても検討を行う.医療現場で行われているファイバーレーザーの使用法は経験的なものが多く,結石破砕メカニズムも明らかになっていない.そこで,水中でのレーザー照射と対象物への衝撃状況の把握を行う.前年度行った解析および模擬実験のデータをもとに,実際の尿管ステントの小孔に改良を加え,模擬溶液を用いた結石形成実験を行う.流れ場と結石形成位置の関係を対応付けし,PIVによる流れ場計測およびCFD解析を継続して行いながら,より効果的なステント形状の提案を行う.同時に外乱因子が結石形成に及ぼす影響を明らかにするため,超音波を用いた微粒子の制御に関する基礎的な検討を行う.事務処理上,2月中旬までの決算額が記載されており,年度切り替え時の3月に使用する予定分および急きょ必要となる分も含めて次年度へ繰り越しした.(全体額に対し数万円程度と大きな額ではない.)
一酸化窒素による神経軸索投射経路の記憶機構の解析

発生中の神経軸索先端部に現れる成長円錐は,外界の微小環境を受容しその運動性を臨機応変に変化させることで軸索を正確な標的へと牽引する。生理活性物質である一酸化窒素は,成熟脳における学習・記憶等の脳機能に深く関与していることがよく知られているが,神経発生期における役割については不明の点が多い。本研究では,成長円錐の旋回運動に対する一酸化窒素の役割を解明し,神経軸索投射経路を細胞レベルで記憶する分子機構の一端を明らかにすることを目的としている。平成18年度までの研究では,ケージドカルシウム光解離法により誘発された成長円錐の反発性旋回運動に対する一酸化窒素-cGMP経路の関与を,各種薬剤および遺伝子欠損マウスを用いて明らかにした。平成19年度は,一酸化窒素感受性蛍光色素DAFを用いて,鶏胚培養脊髄後根神経節細胞の成長円錐における一酸化窒素の発生を解析した。我々は過去の研究により,成長円錐の旋回方向の決定における基質依存性を明らかにしている。すなわち,ラミニン基質上に培養した成長円錐は,成長円錐局所カルシウムシグナルに対して反発性旋回を呈し,一方Ll基質上の成長円錐は誘引性旋回を呈する。そこでラミニンおよびL1基質上の成長円錐をDAFにより蛍光染色したところ,ラミニン基質上の成長円錐では強い蛍光が検出されたが,その一方でL1基質上ではほとんど検出されなかった。すなわち,反発性旋回誘発条件下において実際に一酸化窒素が成長円錐内で発生していることが証明された。平成18年度および19年度の結果から,発生期の脊髄後根神経節細胞の反発性軸索ガイダンスには,一酸化窒素-cGMP経路の活性化が必要であることが証明された。さらに一酸化窒素-cGMP経路は,cAMP経路と拮抗的に働くことで成長円錐の旋回方向(誘引/反発)の決定に関与することが強く示唆された。発生中の神経軸索先端部に現れる成長円錐は,外界の微小環境を受容しその運動性を変化させることで軸索を正確な標的へと牽引する。標的までの経路を正しく選択するために,成長円錐には過去に辿った経路や受容した刺激に応じて同一のガイダンス因子に対する応答性を切り替える能力が備わっているが,このような成長円錐の可塑性・記憶を司るシグナル分子の実体およびその作用機序については不明である。生理活性物質である一酸化窒素は,成熟脳において学習・記憶等の脳機能に深く関与しているが,神経発生期における役割については不明の点が多い。本研究では,成長円錐運動の可塑性制御機構における一酸化窒素の役割を解明し,神経軸索投射経路を細胞レベルで記憶する分子機構の一端を明らかにすることを目的としている。平成18年度は,成長円錐の反発性旋回運動に対する一酸化窒素-cGMP経路の関与を解析した。まず鶏卵胚培養脊髄後根神経節細胞の成長円錐に対してケージドカルシウム光解離法を適用し,成長円錐の反発性旋回運動を誘発した。この皮発性旋回運動は,一酸化窒素合成酵素阻害剤・一酸化窒素消去剤・可溶性グアニル酸シクラーゼ阻害剤処理により誘引に変化した。同様に,一酸化窒素合成酵素遺伝子欠損マウスから摘出した成長円錐においても,反発性旋回は誘発されなかった。続いて,生理的なガイダンス分子の濃度勾配により誘発される成長円錐反発性旋回に対する一酸化窒素の関与も明らかにした。さらには,エンザイムイムノアッセイにより細胞内cGMP濃度を定量したところ,反発性旋回運動を呈する細胞の細胞質中には比較的高濃度のcGMPが含まれていることが示された。以上の結果から,発生期の脊髄後根神経節細胞の反発性軸索ガイダンスには,一酸化窒素-cGMP経路が深く関与していることが証明された。
リンパ球ホ-ミングにおける接着カスケードの解明とその制御

リンパ球ホ-ミングの最も重要な段階であるリンパ球のリンパ節高内皮細胞(HEV)との相互作用には複数の接着分子を会して接着カスケードが存在することがこれまでの研究から強く示唆される。本研究ではこの接着カスケードのイニシエーター分子と考えられるL-セレクチンとそのリガンドについて主に研究をすすめた。その結果、次のようなことが明らかになった。(1)可溶性組み替えL-セレクチンを用いてラットのリンパ節可溶化物からL-セレクチン結合物質を探索したところ、CD34(90kDa),GlyCAM-1(50kDa)のような既知のL-セレクチン・リガンドの他に180kDaの分子サイズをもつ未知のものと思われる物質の存在が確認された。(2)この物質を大量精製し、そのアミノ末端のアミノ酸配列を決定したところヒト肺胞マクロファージ由来のマンノースレセプターと90%以上の相同性が認められた。(3)得られた180kDaの物質は抗マンノースレセプター・ポリクローナル抗体と反応したが、この抗体はラット・リンパ節のHEVには反応せず、新しいL-セレクチン・リガンドとして同定された物質はHEV以外の部位に存在することが強く示唆された。(4)現在、この物質とL-セレクチンの相互作用の生物学的意義について検討中であるが、残念ながらその存在部位から考えて、リンパ球-HEV相互作用におけるカスケード反応には関与しない分子であると考えている。このほかに、L-セレクチンを介するシグナル伝達について解析を行い、L-セレクチンを介して細胞内に特異的なシグナルが伝達されることを確認している。この分子は細胞内にわずか17アミノ酸残基しか持たないことから、シグナル伝達に必要な会合分子の存在が強く示唆される所見である。リンパ球ホーミングは、免疫反応の増幅、伝播、メモリーの成立に必須の機構であるが、その分子機構には不明な点が多い。近年、L-セレクチン、CD44などにホーミングレセプターという名称が冠され、あたかもこれらの分子がリンパ球ホーミングのすべてを司どるかのように理解されていることが多い。しかし、これらの分子はホーミング現象に重要な関与はしているものの、リンパ球のみが行うホーミング現象の特異性を説明できない。最近われわれを含めいくつかのグループが、リンパ球ホーミングはリンパ球のローリング、接着、血管外移動という多段階から成立ち、この各々のプロセスはお互いに個となる分子により仲介されること示し、これがコンセンサスになりつつある。すなわち、リンパ球ホーミングには多数の接着分子が関与し、その特異的な接着カスケードの成立によりリンパ球ホーミングが行われるという考え方である。本研究では、特にこの接着カスケードについて解析した。まず、接着カスケードの最初に働くと考えられる分子L-セレクチンを選択的に刺激した時にどのような変化が細胞内に誘導されるかについて検討した。その結果、L-セレクチンの架橋により持続的、かつ特徴的な細胞内カルシウムイオンの上昇が誘導された。これはL-セレクチンが細胞内にシグナルを伝達しうるという最初の実験的証拠である。現在、これが次に働くべき接着分子インテグリンの活性化につながるのかについて検討をすすめている。リンパ球ホ-ミングの最も重要な段階であるリンパ球のリンパ節高内皮細胞(HEV)への接着を司るL-セレクチンとそのリガンドについて主に研究をすすめた。まず、(1)L-セレクチンにはCD34,GlyCAM-1などの既知のリガンドの他に、異なる分子サイズをもつ160kDaの糖蛋白質が新しいリガンドとして存在する、

(2)糖鎖合成阻害剤を用いて解析からこの160kDa蛋白質へのL-セレクチンの結合はO型糖鎖を介する、(3)160kDa蛋白質へのL-セレクチンの結合はカルシウムイオン依存性であり、レクチンドメインへのリガンド結合を阻害する抗L-セレクチン中和抗体によりその結合が阻害されることから、このリガンドはCD34、GlyCAM-1と同様の部位に結合すると考えられた。現在、この分子の大量精製を行ない、そのアミノ酸配列の同定を試みている。これとは別に、L-セレクチンを介して細胞内にシグナルが伝達されるかについて解析した。その結果、L-セレクチンに対するアゴニスティック抗体を用いることにより、細胞内カルシウムイオンの上昇が見られることが明らかになった。しかし、上昇のパターンは抗原刺激などで見られる場合とは大きく異なり、きわめて緩徐かつ持続的であることが判った。ただ、これがL-セレクチンを介した刺激に特有なことなのか、あるいは接着分子に共通に見られることなのかについては不明である。今後さらに解析を続ける予定である。リンパ球ホ-ミングの最も重要な段階であるリンパ球のリンパ節高内皮細胞(HEV)との相互作用には複数の接着分子を会した接着カスケードが存在することがこれまでの研究から強く示唆される。本研究ではこの接着カスケードのイニシエーター分子と考えられるL-セレクチンとそのリガンドについて主に研究をすすめた。その結果、次のようなことが明らかになった。(1)可溶性組み替えL-セレクチンを用いてラットのリンパ節可溶化物からL-セレクチン結合物質を探索したところ、CD34(90kDa),GlyCAM-1(50kDa)のような既知のL-セレクチン・リガンドの他に180kDaの分子サイズをもつ未知のものと思われる物質の存在が確認された。(2)この物質を大量精製し、そのアミノ末端のアミノ酸配列を決定したところヒト肺胞マクロファージ由来のマンノースレセプターと90%以上の相同性が認められた。(3)得られた180kDaの物質は抗マンノースレセプター・ポリクローナル抗体と反応したが、この抗体はラット・リンパ節のHEVには反応せず、新しいL-セレクチン・リガンドとして同定された物質はHEV以外の部位に存在することが強く示唆された。(4)現在、この物質とL-セレクチンの相互作用の生物学的意義について検討中であるが、残念ながらその存在部位から考えて、リンパ球-HEV相互作用におけるカスケード反応には関与しない分子であると考えている。このほかに、L-セレクチンを介するシグナル伝達について解析を行ない、L-セレクチンを介して細胞内に特異的なシグナルが伝達されることを確認している。この分子は細胞内にわずか17アミノ酸残基しか持たないことから、シグナル伝達に必要な会合分子の存在が強く示唆される所見である。
ケミカルプローブを用いた植物発熱装置の分子同定

本研究では、植物の発熱装置の同定とその機能構築を、網羅的な遺伝子発現解析法やケミカルプローブを用いて明らかにすることを目的とした。寒冷地に生息する発熱植物「ザゼンソウ」を用いて解析した結果、ザゼンソウの発熱時期にはミトコンドリアタンパク質をコードする遺伝子や呼吸機能に関わる遺伝子が高発現していることが判明した。さらに、発熱が終了する時期には液胞に局在するプロテアーゼが高発現することも明らかになった。以上の結果から、植物発熱装置の実体として、呼吸やミトコンドリア機能に関わる遺伝子群や老化・ストレス応答に関与する遺伝子群の関与が強く示唆された。体温を一定に保つ「恒温性」は哺乳動物や鳥類、そして一部の高等植物にみられる特徴であり、ミトコンドリアを介した機構により発熱が誘導されていると考えられている。しかしながら、脱共役タンパク質UCPやシアン耐性呼吸酵素AOXによる発熱分子モデルはピーター・ミッチェルの化学浸透圧説をベースとした理論モデルであり、実験的な証明には至っていない。そこで申請者らは、ケミカルバイオロジーやオミクス解析などのアプローチを用いて、植物における発熱分子機構の理解を目指すこととした。まず、発熱植物ザゼンソウを用いて、トランスクリプトーム解析により発熱時期特異的に発現している遺伝子を探索した。その結果、発熱時期においてはミトコンドリアタンパク質をコードしている遺伝子の発現が上昇していることが明らかになった。一方、発熱が終了した時期においてはプロテアーゼ遺伝子が高発現していることも明らかになった。以上のように、発熱時期特異的に発現しているタンパク質群には特徴があり、これらが発熱装置の実体を構成している可能性が示唆された。さらに、同定した候補遺伝子の遺伝子構造を明らかにするため、ザゼンソウの発熱組織から得られたmRNAを用いてEST解析を行った。得られたデータを解析した結果、発熱部位で発現する多数の遺伝子の構造を明らかにすることができた。今後はケミカルプローブとこれらの遺伝子との相互作用を調査する予定である。また、発熱の消失と関係が深いと考えられるシステインプロテアーゼ遺伝子(SrCPA)の全長をクローニングし、その発現解析を行った。その結果、SrCPA遺伝子は発熱の終了する時期に高発現していることが明らかになった。体温を一定に保つ「恒温性」は哺乳動物や鳥類、そして一部の高等植物にみられる特徴であり、ミトコンドリアによる発熱が関与している。動物では脱共役タンパク質UCP、植物ではシアン耐性呼吸酵素AOXが電子伝達鎖上の余剰エネルギーを解消して、その過程で熱を出すと考えられている。しかしながら、UCPやAOXによる発熱分子モデルはピーター・ミッチェルの化学浸透圧説をベースとした理論モデルであり、実験的な証明には至っていない。本年度はまず、発熱植物ザゼンソウを用いて、トランスクリプトーム解析により発熱時期特異的に発現している遺伝子を探索した。また、ザゼンソウの発熱は花が密集している「肉穂花序」で観察されることが知られているため、非発熱植物のシロイヌナズナの花序における遺伝子発現プロファイルとザゼンソウのものとを比較した。その結果、シロイヌナズナの花序ではミトコンドリアタンパク質をコードしている遺伝子は高発現しておらず、ザゼンソウの花序における遺伝子発現パターンとは大きな違いが見られた。以上の結果から、発熱時期特異的に発現しているタンパク質群には特徴があり、これらが発熱装置の実体を構成している可能性が示唆された。当初計画ではケミカルバイオロジーを前面に出したが、東日本大震災により東北地区でのザゼンソウサンプリングが困難な状況になった。そのため、オミクス解析により候補遺伝子を同定し、それらを再構成するという方法で対応することにした。その結果、細胞内の発熱部位であると考えられているミトコンドリアに局在するタンパク質の中から、実際に発熱に関係あると思われる遺伝子を多数同定できた。発熱装置のin vivo及びin vitro再構成に向けたタンパク質発現系の構築も順調に進んでおり、総合的に見れば当初計画で期待された成果が得られている。今年度は、前年度に同定した発熱時期特異的タンパク質を詳細に解析し、実際に発熱装置として機能するかを調査する。まず、大腸菌内で目的タンパク質を発現させ、精製する。さらに、精製したタンパク質を用いて当該タンパク質に対する抗体を作製する。さらに、精製タンパク質をリポソームに組み込み、実際に発熱が検出できるか調べる。申請時に比べると当該分野の研究が大きく進展し、最近の文献によると温度プローブも開発されつつある。したがって、当初提案に固執することなく、新しい知見も取り入れながら研究を行っていく。また、現在までに同定した発熱時期

特異的遺伝子の解析をさらにラージスケールで行う。具体的には次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析により、発熱時期特異的な遺伝子を網羅的に同定する。これらの遺伝子の共発現解析を行い、発熱装置候補分子のin silicoでの同定を試みる。研究補助員の雇用費として1,000千円を計上する。また、消耗品費として750千円を計上する。消耗品費は主に分子生物学関連の試薬や、プラスチック消耗品の購入に使用する。大型の設備備品はすでに現在の研究機関に備わっており、これらを活用する。また、サンプル採取のための旅費を200千円程度計上する。これは、ザゼンソウのサンプリングのために岩手県などの群落地に出張に行く必要があるためである。加えて、研究代表者が国内での学会発表に参加するための費用を100千円予定している。
小売企業にみる商品調達ネットワークの戦略的マネジメント

以下に述べるように,平成19年度は,平成17年度および平成18年度の研究結果を踏まえて,次の作業に取り組んだ。4月から文献レビューを実施した。そして8月より,ある小売企業についてインタビューを実施した。ヒアリング対象となった小売企業では,新しい小売フォーマットの開発に際して,革新的商品調達が実施された。それは,個店による商品調達という形態での新規取引先の開拓であった。この商品調達が導入された目的は,革新的な商品調達行動を組織的に刺激することであった。つまり,チェーン・ストア全体の取引量や意思決定スピードといった制約を理由に開拓できなかった取引先や商品を探索し,それらとの取引関係を構築することで,将来的に有望な商品調達ルートを確立することであった。本研究は,この小売企業から積極的な調査協力を得られたことをリサーチ・チャンスととらえ,以後の実施計画を修正してヒアリング調査期間を延長し,この小売企業の革新的な商品調達をヒアリングにより調査した。本研究では,その担当者に対して,次の3点にフォーカスしたヒアリング調査を行った。(1)本部商品部での商品調達の経験が生かされたかどうか,(2)革新的な商品調達において,薪たに求められた技術や知識は何か,(3)それら新たな技術や知識は,本部商品部において習得・形成可能か。これらの3点についてヒアリング調査を行った結果,小売企業は,商品調達部門で,高い不確実性をともなう革新的商品調達に必要な能力を形成し維持させるためには,本部商品部と独立して商品調達を実行する場を作り出す必要がある,という知見を得た。今回の研究成果は,小売企業における商品調達能力の形成において,組織的に意図した計画のもとで,革新的商品調達能力を育成する必要性を示したといえるだろう。まず以下に述べるように,今年度は商品調達において2つの商品調達行動が存在し,その商品調達行動においてバイヤーに求められる能力には違いがあるという仮説を発見した.ひとつは選択的商品調達行動である.もうひとつは革新的商品調達行動である.前者の選択的商品調達行動とは,市場取引を通じた商品調達にみられる.バイヤーは複数の選択肢の存在を前提として,ミッションを達成しうる選択を行う.このときバイヤーに求められる能力とは,商品調達ネットワークに生じるパワーバランスのコントロール能力である.このパワーバランスのコントロールにおいて,バイヤーは高い情報処理能力を求められる.高い情報処理能力がミッション達成を可能とし,さらにバイヤーの情報処理能力に対する取引先の依存度がパワーバランスの維持に影響する.そして後者の革新的商品調達行動とは市場取引ではなく,信頼をベースとした長期的な取引関係を前提とする商品調達にみられる.もはやバイヤーはパワーバランスのコントロールを期待されない.バイヤーにとって商品調達先は信頼関係にあるパートナーのみであり,前提となる選択肢はない.そのパートナーとの共同作業を通じて,共有目標の達成を目指して努力するしかない.ゆえにバイヤーに求められる能力は信頼関係を維持し,さらには高度化するために必要なコミュニケーション能力である.バイヤーはパートナーとの間で「組織間関係の連結者」となると同時に,内部組織の関連諸部門の間に立ち,「部門間関係の連結者」となる.この連結活動においてバイヤーには,高いコミュニケーション能力が求められる.次に以上の仮説についてヒアリング調査を実施した.このヒアリング調査は現時点において継続中である.まず以下に述べるように,今年度は,昨年度発見した商品調達において2つの商品調達行動が存在し,その商品調達行動においてバイヤーに求められる能力には違いがあるという仮説を検証した。2つの商品調達行動とは,つぎのものである。ひとつは「選択的商品調達行動」である。もうひとつは「革新的商品調達行動」である。前者の選択的商品調達行動とは,短期的な関係を前提とする市場取引を通じた商品調達行動にみられる。バイヤーは複数の選択肢(商品)の存在を前提として,予算制約のなかで目標を達成しうるように調達する商品を選択する。このときバイヤーに求められる能力とは,複数の商品を商品する調達ネットワーク関係を前提としたパワーバランスの統制能力である。このパワーバランスの統制能力は,バイヤーの情報処理能力に依存する。情報処理能力が高いほど,目標を達成する可能性の高い商品調達ネットワークの構築・維持を可能とする。特に重要な点はバイヤーの情報処理能力に対する取引先の依存度であり,これがパワーバランスめ維持に影響する。そして後者の革新的商品調達行動とは短期的な関係を前提とする市場取引ではなく,信頼をベースとした長期的な取引関係を前提とする商品調達行動にみられる。もはやバイヤーはパワーバランスの統制を期待されない。バイヤーにとって商品調達先は信頼関係にあるパートナーであり,その商品調達の前提となる代替する選択肢は他にない。問題のバイヤーはそのパー,トナーとの共同作業を通じて,共有する目標の達成を目指して努力するしかない。ゆえにバイヤーに求められる能力は信頼関係を構築し維持し,さらにはその信頼関係を高度化するために必要なコミュニケーション能力である。バイヤーはパートナーとの間で「組織間関係の連結者」となると同時に,内部組織の関連諸部門の間に立ち,「部門間関係の連結者」となる。この連結活動においてバイヤーには,高いコミュニケーション能力が求められる。次に以上の仮説について本年度はヒアリング調査を実施した。このヒアリング調査は現時点において継続中である。ヒアリング調査の過程で,つぎのような興味深い発見があった。選択的な商品調達と革新的な商品調達では,その担当者の経験値が異なる。革新的な商品調達を行う担当者には経験値(担当経歴)が高い傾向がある。また複数の部門(営業部門におけるフロアマネジャーなど)を経験している傾向がある。

以下に述べるように,平成19年度は,平成17年度および平成18年度の研究結果を踏まえて,次の作業に取り組んだ。4月から文献レビューを実施した。そして8月より,ある小売企業についてインタビューを実施した。ヒアリング対象となった小売企業では,新しい小売フォーマットの開発に際して,革新的商品調達が実施された。それは,個店による商品調達という形態での新規取引先の開拓であった。この商品調達が導入された目的は,革新的な商品調達行動を組織的に刺激することであった。つまり,チェーン・ストア全体の取引量や意思決定スピードといった制約を理由に開拓できなかった取引先や商品を探索し,それらとの取引関係を構築することで,将来的に有望な商品調達ルートを確立することであった。本研究は,この小売企業から積極的な調査協力を得られたことをリサーチ・チャンスととらえ,以後の実施計画を修正してヒアリング調査期間を延長し,この小売企業の革新的な商品調達をヒアリングにより調査した。本研究では,その担当者に対して,次の3点にフォーカスしたヒアリング調査を行った。(1)本部商品部での商品調達の経験が生かされたかどうか,(2)革新的な商品調達において,薪たに求められた技術や知識は何か,(3)それら新たな技術や知識は,本部商品部において習得・形成可能か。これらの3点についてヒアリング調査を行った結果,小売企業は,商品調達部門で,高い不確実性をともなう革新的商品調達に必要な能力を形成し維持させるためには,本部商品部と独立して商品調達を実行する場を作り出す必要がある,という知見を得た。今回の研究成果は,小売企業における商品調達能力の形成において,組織的に意図した計画のもとで,革新的商品調達能力を育成する必要性を示したといえるだろう。
心筋細胞への新しい遺伝子導入法

心臓における遺伝子治療の重要な問題点として、遺伝子導入効率の低いことがあげられる。そこでこれまで用いられていたリン酸カルシウム法やリポフェクション法よりも導入効率の高い方法の確立を目指し、研究をおこなった。まず培養細胞株で高い導入効率を示すことが報告されているアデノウイルス-DEAEdextran法が心筋細胞でも可能か否かを検討した。その前段階としてCOS細胞を用いて至適条件の決定のために、βガラクトシダーゼおよびルシフェラーゼの遺伝子をアデノウイルスとDEAE dextranを用いて試験管内で架橋させた後、細胞導入し、βガラクトシダーゼおよびルシフェラーゼ活性を測定した。この結果得られた至適条件下で、培養心筋細胞にβガラクトシダーゼおよびルシフェラーゼの遺伝子を導入した。通常のリン酸カルシウム法やリポフェクション法では心筋細胞への遺伝子導入効率は1%以下であるが、この方法により10%近くの細胞に導入することが可能であった。またルシフェラーゼの遺伝子を導入した細胞から細胞抽出液を取り、ルシフェラーゼ活性を測定して、リン酸カルシウム法やリポフェクション法で遺伝子導入した場合と比較したところ数十倍の値が得られた。今後、新たな心不全の治療法として心筋組織内への遺伝子導入法が期待される。そこで至適導入方法を調べるために、βガラクトシダーゼ遺伝子をアデノウイルスを用いて直接ラットの心臓に注入し、その発現効率をプラスミドDNAを注入した場合と比較した。アデノウィルスを用いることによりプラスミドDNAよりは広い範囲にわたって遺伝子導入が可能であった。
大原三千院所蔵の典籍文書の調査研究

本研究は、三千院(京都市右京区大原)所蔵の古代から近世に及ぶ典籍文書のすべてについて、詳細かつ多角的な調査研究を実施し、1点ごとの資料価値を明らかにし、あわせてそれらの総合のうえに、三千院・比叡山ないしは天台宗教団の形成した文化圏の具体相を明らかにするという目的のもとに昭和59年度より61年度までの3年計画で実施された。その結果、3013点の典籍文書のすべての調査を完了し、各年度の調査成果は「三千院円融蔵典籍文書目録」全3冊(第1冊昭和60年3月,第2冊昭和61年3月,第3冊昭和62年3月、それぞれ編集・印刷し、各方面に配布した)としてまとめた。以上の成果を総括して、次のような諸点を明らかにすることができた。(1)各時代にわたる三千院の声明(ショウミョウ)・懺法(センポウ)関係の記録・文書が多数存し、中世から近世に及ぶその歴史的経過を跡づけることができる。(2)天台宗関係の記録・系図・血脈類に学界未紹介のものが多く、それらを利用して天台教団活動について明らかにできる点が多い。(3)中世から近世にかけての、和歌・連歌を中心とする文学資料が多く原本の形で伝来しており、各時代の宮中・門跡寺院の文学活動に新しい知見を加えることができる。(4)寛文より慶応に至る詳細な寺の日記が存し、近世における門跡寺院の活動を具体的に知ることができる。以上のように三千院典籍文書の全容をほぼ明らかにできた現在、これらの資料の個別的かつ有機的な評価・位置づけが今後展開すべき研究のあり方として確認できる。
先進炭化珪素基複合材料の破壊抵抗評価試験法の高度化

SiC/SiC複合材料の破損評価のための破壊抵抗試験法の高度化を目的に、破損エネルギーに占める非可逆エネルギーの寄与を分離・定量化する解析法を新たに考案し、正味の破壊抵抗を算出することに成功した。特に、亀裂進展挙動の評価により、SiC/SiC複合材料のノッチ鈍感性を特定し、応力とエネルギーの相関関係を明らかにした。さらに、本手法を適用することで、非主軸試験から主軸強度を予測する方法に一定の見通しを得た。セラミックス基複合材料の性能は繊維マトリックス界面の特性に強く依存する。しかしその重要性に反し、従来の破壊抵抗評価においては複合材料をあたかも均質体のように取り扱い、必ずしも界面特性の寄与を考慮した評価法が確立されているわけではない。本研究は複合材料の亀裂進展のに係る閾エネルギーとしての破壊抵抗を定義し、その定量化への道筋を確立することを主目的とする。具体的には、原子力用構造材料として開発が進む先進SiC/SiC複合材料を対象に、各々の破損過程において破損エネルギーに占める非可逆エネルギーの寄与を分離・定量化する方法を検討した。特に今年度は、初期検討として機械加工により導入した片側または両端ノッチ試験片を使用し、破壊抵抗のノッチ感受性の評価を実施した。複合材料の破損過程はレプリカ法を用いた組織観察によって特定し、1)初期の微細亀裂の発生、2)巨視亀裂の進展、3)界面摩擦と繊維の累積破断による擬延性過程の大きく三段階に分類することができた。除負荷ヒステリシス解析を適用することで、微視亀裂の発生に伴う非可逆エネルギーと正味の亀裂進展エネルギーを分離・評価することに成功し、SiC/SiC複合材料の亀裂進展に係る正味の破壊抵抗を導出した。一方で、試験片サイズによらないノッチ鈍感性を確認した。つまり、複合材料の破壊抵抗はノッチの有無、深さに関わらず一意的に定まることが明示した結果であり、複合材料の破損を考える上で応力基準のみ評価することで十分であることを意味する。本結果は、亀裂進展制御に優れるノッチ試験片を用いた微小試験片法の開発に向けて極めて重要な成果である。次年度において、ノッチ形状の効果、織物構造の影響を明らかにし、非線形破壊力学を基盤とする複合材料の破壊抵抗評価手法を確立する。セラミックス基複合材料の性能は繊維-マトリックス界面の特性に強く依存する。本研究は複合材料の設計基準として重要となる損傷開始強度に関して、複合材料独特のクラック進展挙動の解析から複合材料の破壊抵抗を定義し、定量化することを目的とした。平成19年度では、損傷蓄積過程における不可逆エネルギーの寄与を分離・定量化する方法を提案した。平成20年度は本手法を活用し、主として複合材料の破壊抵抗に及ぼす織物構造の寄与を評価した。ナノインフィルトレーション遷移共晶相で作製されたSiC/SiC複合材料のノッチ鈍感性はすでに報告したが、さらに検討を重ねた結果、適切な界面制御を施すことで界面での亀裂の分岐を誘発することが可能な場合に限り、主軸引張強度特性のノッチ鈍感性が得られることが判明した。一方で、強固な界面構造を有する場合では、脆性セラミックスと同様に著しいノッチ感受性を示すことがわかった。さらに非主軸引張負荷条件でのノッチ感受性を評価したところ、ノッチ深さに依存した傾向を示すことが明らかとなった。エネルギー解析結果によると、初期リガメント幅が大きい場合は、面内剪断強度に依存して亀裂進展が生じるのに対し、初期リガメント幅が小さい条件では、主軸試験のエネルギーと同等となり亀裂の生成機構が主軸試験と非主軸試験で同等であることが示唆された。本結果より、複雑な破壊機構のセラミックス基複合材料の破壊エネルギー評価の基盤が築くことができた。また二次的に、グリップ法など従来試験技術的に困難な主軸強度評価を、ノッチ試験片を用いた非主軸試験によって達成可能となった。
25(IV)鎖遺伝子全エクソンの解析によるアルポート症候群の分子遺伝学的研究

【背景】アルポート症候群の大部分はX連鎖型で、X染色体上に存在するIV型コラーゲンα^5遺伝子の変異により起こると考えられている。これまでゲノムDNAを用いたSSCP法にて遺伝子解析がされているが、変異の検出率は50%以下である。この低検出率の原因として、ゲノムDNAレベルでは検出困難な変異の存在とSSCP法の感度の低さが考えられる。【目的】mRNAレベルでのダイレクトシークエンス法による遺伝子解析法を開発し、X連鎖型アルポート症候群の遺伝子診断法を確立する。【対象・方法】糸球体・皮膚基底膜α^5鎖蛋白の異常を認めたX連鎖型アルポート症候群22家系22例(男児13例、女児9例)を対象とし,末梢血白血球からRNAを抽出しRT-PCR・ダイレクトシークエンス法によりIV型コラーゲンα^5鎖全遺伝子を解析した。【結果・考察】RT-PCR・ダイレクトシークエンス法によりIV型コラーゲンα^5鎖mRNA全域の解析が可能であった。その結果、男児は13例全例(100%)、女児は9例中7例(78%)で遺伝子変異がみつかり、全体の検出率は91%と極めて高率であった。変異の発見できなかった女児では、正常なRNAのみがPCRで増幅された可能性が考えられ、再検中である。【結論】RT-PCR・ダイレクトシークエンス法によるRNAレベルでの遺伝子解析は、X連鎖型アルポート症候群の遺伝子診断法として高感度で実用的な方法である。アルポート症候群においては、IV型コラーゲンの異常が腎炎の原因になっていることは今日ではほぼ決定的で、現在、本症候群の病因、病態を総合的に理解するべき状況にある。これまでアルポート症候群における遺伝子の異常は報告されているが、全15エクソンの遺伝子解析はされていない。アルポート症候群の遺伝子異常は特定のエクソンに集積しておらず、本症の病因、病態の解明には全エクソンの遺伝子解析を行なう必要があるが、これまでは一部のエクソンの解析しか行われていない。本研究の目的は(1)IV型コラーゲンα5鎖遺伝子の全エクソンの遺伝子解析を行い、(2)アルポート症候群におけるα5鎖遺伝子の異常と臨床病理所見との関係を明らかにすることである。これまでに腎生検、皮膚生検組織の免疫病理学的検索によりIV型コラーゲンα5鎖蛋白の異常を認めた伴性遺伝型アルポート症候群患児を対象に、患児のIV型コラーゲンα5鎖遺伝子の全51エクソンをRT-PCR法により増幅し、MDEゲル法により遺伝子異常の有無を検討してきた。そして、末梢血白血球よりRNAを抽出し、IV型コラーゲンα5鎖遺伝子をRT-PCR法により増幅することに成功し、免疫組織学的にIV型コラーゲンα5鎖蛋白の発現に異常を認めた伴性遺伝型アルポート症候群の1家系で、これまでに報告されていない新しい遺伝子異常を発見した。【背景】アルポート症候群の大部分はX連鎖型で、X染色体上に存在するIV型コラーゲンα5鎖遺伝子の変異により起こると考えられている。【対象・方法】糸球体・皮膚基底膜α5鎖蛋白の異常を認めたX連鎖型アルポート症候群22家系22例(男児13例、女児9例)を対象とし,末梢白血球からRNAを抽出しRT-PCR・ダイレクトシークエンス法によりIV型コラーゲンα5鎖全遺伝子を解析した。【結果・考察】RT-PCR・ダイレクトシークエンス法によりIV型コラーゲンα5鎖mRNA全域の解析が可能であった。

その結果、男児は13例全例(100%)、女児9例中7例(78%)で遺伝子変異がみつかり、全体の検出率は91%と極めて高率であった。変異の発見できなかった女児では、正常なRNAのみがPCRで増幅された可能性が考えられ、再検中である。【結論】RT-PCR・ダイレクトシークエンス法によるRNAレベルでの遺伝子解析は、X連鎖型アルポート症候群の遺伝子診断法として高感度で実用的な方法である。
反応性膜蛋白質可溶化試薬の開発と革新的膜蛋白質フィルム化への応用

反応性官能基として生体直交性反応の一つとして広く知られるHuisgen環化反応が可能なアルキニル基を導入したalkyne-PG-surfactantの合成を行った。前年度で問題となっていたゲルの柔らかさを解決するために、1分子内に2つアルキニル基を導入したBis-alkyne-PG-surfactantを合成した。これはシアノバクテリアや高等植物の光合成に中心的な役割を果たしている光化学系I(PSI)に対して変性させることなく可溶化することができた。これは膜蛋白質の変性を抑えながら、膜貫通領域に選択的にアルキニル基を集積させていることを示唆するものであった。そこで続いてPSIを可溶化したサンプルに対してBis-Azide-PEG2000を添加し、さらにCu2+イオンとアスコルビン酸を添加することで、PSIのゲル化の検討を行った。その結果、PG-surfactantに導入したアルキニル基を介したPEG鎖によるクロスリンクにより、同様にPSI溶液のゲル化に成功した。ゲルに固定化されたPSIについて、種々の分光学的測定から評価を行ったところ、一連の過程でPSIには全く変性が起きていないことがわかった。最後に上記のHuisgen環化付加反応によりPSIをゲル化させるプロセスと、押出形の3Dプリンターと組み合わせることで、細いゲル繊維を積層することでできる立体格子ゲルの作製を検討した。この格子ゲルの内部に固定化されたPSIに関して、光誘起電子移動活性による機能活性の評価を行ったところ、ゲル内部の試薬の拡散速度に基づく見かけの活性低下は見られたが、85%以上の活性維持が確認された。以上のことから、反応性官能基を保持した膜蛋白質可溶化試薬を用いた、膜蛋白質のゲル内部への固定化手法は、今後様々な膜蛋白質を用いた半人工分子素子の構築に応用できる新手法となることが明らかとなった。28年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は反応性官能基を持つ膜蛋白質可溶化試薬の合成、物性評価、それを用いた膜蛋白質ゲルの作成を行い、その成果を学会にて発表を行った。まず、反応性官能基として生体直交性反応の一つとして広く知られるヒュスゲン環化反応が可能なアルキニル基を導入したalkyne-PG-surfactantの合成を行った。alkyne-PG-surfactantの界面活性剤としての基礎物性の評価(動的光散乱法による水中での会合体形成能評価、臨界ミセル濃度測定)から、2本鎖型のジェミニ型界面活性剤に特徴的な物性をもつことが確認された。そこで次に、膜蛋白質として、シアノバクテリアや高等植物の光合成に中心的な役割を果たしている膜蛋白質である、光化学系I(PSI)を用いて膜蛋白質可溶化試薬としての機能評価を行った。PSIの可溶化を行った結果、PSIには変性が見られなかった。続いて、Huisgen環化反応を介した膜蛋白質ゲルの作成を行った。両末端にアジド基が修飾された高分子であるPoly(ethylene glycol) bisazide(分子量2000)を用い、膜蛋白質同士をalkyne-PG-surfactantを介したヒュスゲン環化反応による架橋によるゲル化を行った。これらの結果より、検討を行っているPG-surfactantに、生体直交性反応の一つとして広く知られるヒュスゲン環化反応が可能なアルキニル基を導入したalkyne-PG-surfactantを用い、二官能性のアジド化高分子を用いることで、膜蛋白質PSIの集合組織化を、蛋白質の変性なしに進行させることが可能であることが確認された。現在、膜蛋白質を変性させることなく膜蛋白質の膜貫通領域に選択的に反応性官能基(ヒュスゲン環化付加反応が可能なアルキニル基)を集積させることに成功している。また、ヒュスゲン環化付加反応を介した高分子材料を架橋することで膜蛋白質を含んだゲルの作成に成功している。また一方で、蛋白質材料を固定化する部材として、ナノファイバーからなる不織布の作成に成功している。以上のことから、膜蛋白質ゲルの作成やフィルム化の部材の作成に成功しており、次年度で行う予定である膜蛋白質のフィルム化の基礎は出来ていると考えている。しかし、可溶化試薬のアミノ酸部分の配列や使用する膜蛋白質など、もう少し大きく振る必要があったと思われる。

ゲルに固定化されたPSIについて、種々の分光学的測定から評価を行ったところ、一連の過程でPSIには全く変性が起きていないことがわかった。最後に上記のHuisgen環化付加反応によりPSIをゲル化させるプロセスと、押出形の3Dプリンターと組み合わせることで、細いゲル繊維を積層することでできる立体格子ゲルの作製を検討した。この格子ゲルの内部に固定化されたPSIに関して、光誘起電子移動活性による機能活性の評価を行ったところ、ゲル内部の試薬の拡散速度に基づく見かけの活性低下は見られたが、85%以上の活性維持が確認された。以上のことから、反応性官能基を保持した膜蛋白質可溶化試薬を用いた、膜蛋白質のゲル内部への固定化手法は、今後様々な膜蛋白質を用いた半人工分子素子の構築に応用できる新手法となることが明らかとなった。今後は、ヒュスゲン環化反応を用いた膜蛋白質ゲルを用いてフィルム化を行っていきたい。現在使用している可溶化試薬には一つアルキニル基が修飾されているが、これでは少しゲルが緩くなってしまいうまくフィルム化することが難しい。このことから、うまくフィルム化を行う際に適用可能な硬さを持つゲルを作成する為、架橋点となるアルキニル基の修飾数を増やすことで、ゲルの粘度や硬さを調節し、最適な膜蛋白質ゲルの作成方法を検討していく。不織布ナノファイバーについては、現状のナノファイバーでは、膜蛋白質のような超分子複合体では、変性してしまうことがある為、不織布の架橋にも生体直交反応を用いることで、膜蛋白質に優しいナノファイバーの作成を行っていく。一方で高分子量化可溶化試薬を作製することで膜蛋白質を変性させにくい環境を作製していく。膜蛋白質をナノデバイス化する際には、可溶化試薬を低濃度条件で扱わなければならない場面も多く、その際には集合組織化の前段階ですでに膜蛋白質どうしの凝集がおこり、精密な配列固定化が困難となることも危惧される。そこで、可溶化試薬を高分子量化することで膜蛋白質との相互作用を強めることで低濃度条件でも可溶化することが可能となると考えられる。これらを達成するために、当研究室ですでに開発しているPG-surfactantをベースとし、柔軟なリンカーペプチドを介した多量化を行うことで、高分子量化可溶化試薬の作製を行う。これにより可溶化試薬の高分子量化による疎水性相互作用の強化が期待され、低濃度でも可溶化試薬が剥がれないと考えられる。以上を組み合わせることで、膜蛋白質を変性させないナノデバイスの作製を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
非接触エネルギー供給システムを用いたマイクロロボットに関する研究

本研究では,PLZT素子(Pb-La-Zr-Ti)を用いて,光によるエネルギー並びに信号の伝達機構の開発に関して研究を行っているPLZT素子は,焦電効果と光圧電効果を持つ機能性材料である.焦電効果は,温度変化に依存して電荷を発生する現象で,光圧電効果は特定波長の光の照射に対して電荷を発生する現象である.PLZT素子の場合は,365nmの波長の紫外光に対して光圧電効果を示す.本年度は,これまでの実験の結果を基に抽出したパラメータを基にしたエネルギー変換モデルの再構築およびシステムの構成の修正を行った.これまで提案していたシステムでは赤外線による焦電効果を用いてエネルギーを,紫外線による光圧電効果により信号を伝達するシステムの構築を行っていたが,信号の伝送レートなどを考え,エネルギーを光圧電効果により,信号を焦電効果により伝達するシステムへ変更した.伝達されるエネルギー量は減少したが,シミュレーションにおいて,信号の伝達レートが1kHz程度まであげることができると結果が出ている.本システムにおいて,実験により基本特性を確認し,素子のみを評価するシステムではなく,エネルギーのバッファをもつ電子回路としてのシステム化を行った.キャパシタンスによる電荷のチャージにより電圧の安定化が可能となったが,信号の分離において,平滑化が起こっているため,今後は,エネルギーと信号の明確な分離技術の開発が課題である.本研究では,PLZT素子(Pb-La-Zr-Ti)を用いて,光によるエネルギー並びに信号の伝達機構の開発に関して研究を行っているPLZT素子は,焦電効果と光圧電効果を持つ機能性材料である.焦電効果は,温度変化に依存して電荷を発生する現象で,光圧電効果は特定波長の光の照射に対して電荷を発生する現象である.PLZT素子の場合は,365nmの波長の紫外光に対して光圧電効果を示す.本年度は,これまでの実験の結果を基に抽出したパラメータを基にしたエネルギー変換モデルの再構築およびシステムの構成の修正を行った.これまで提案していたシステムで赤外線による焦電効果を用いてエネルギーを,紫外線による光圧電効果により信号を伝達するシステムの構築を行っていたが,信号の伝送レートなどを考え,エネルギーを光圧電効果により,信号を焦電効果により伝達するシステムへ変更した.伝達されるエネルギー量は減少したが,シミュレーションにおいて,信号の伝達レートが1kHz程度まであげることができると結果が出ている.現在,これらの現象の確認のための実験システムの構築中である.また,実験システムについても,これまでの素子のみを評価するシステムではなく,エネルギーのバッファをもつ電子回路としてのシステム化を行った.現時点では,エネルギーロスが大きいため,実用的なシステムとしては構築できていないが,この回路を増設したことによって,安定したエネルギー供給が可能になると考えている.本研究では,PLZT素子(Pb-La-Zr-Ti)を用いて,光によるエネルギー並びに信号の伝達機構の開発に関して研究を行っているPLZT素子は,焦電効果と光圧電効果を持つ機能性材料である.焦電効果は,温度変化に依存して電荷を発生する現象で,光圧電効果は特定波長の光の照射に対して電荷を発生する現象である.PLZT素子の場合は,365nmの波長の紫外光に対して光圧電効果を示す.本年度は,これまでの実験の結果を基に抽出したパラメータを基にしたエネルギー変換モデルの再構築およびシステムの構成の修正を行った.これまで提案していたシステムでは赤外線による焦電効果を用いてエネルギーを,紫外線による光圧電効果により信号を伝達するシステムの構築を行っていたが,信号の伝送レートなどを考え,エネルギーを光圧電効果により,信号を焦電効果により伝達するシステムへ変更した.伝達されるエネルギー量は減少したが,シミュレーションにおいて,信号の伝達レートが1kHz程度まであげることができると結果が出ている.本システムにおいて,実験により基本特性を確認し,素子のみを評価するシステムではなく,エネルギーのバッファをもつ電子回路としてのシステム化を行った.キャパシタンスによる電荷のチャージにより電圧の安定化が可能となったが,信号の分離において,平滑化が起こっているため,今後は,エネルギーと信号の明確な分離技術の開発が課題である.
視覚障害者の白杖歩行姿勢の特徴について

本研究の目的は、視覚障害者の歩行時の心理的負荷を軽減するための適切な方策を見出すための基礎的研究として、歩行が点字ブロック上であるか否かによる、白杖の動きの違いを検討することであった。白杖の動きの測定には、ARTIST G120 Intelligent Sensing Device(応用計測研究所製)を用いた。これは、X,Yの二次元座標を毎秒最大60回2チャンネル同時記録できる装置である。具体的には、白杖上に取り付けた、発光点を感知し、その座標を読み取らせた。なお、今回は1チャンネルのみ使用し、サンプリング頻度は毎秒5回とした。点字ブロック上では、1秒間に1往復程度の白杖の動きが、持続している見られた。振れ幅は、個人により異なり、また、体の中心の移動も認められた。通常路(点字ブロックがない)上での白杖の動きの特徴的な点は、振れ幅がかなり大きくなる場合のあることである。探索範囲が、かなり広くなっている。点字ブロックがない場合、コースの確保と、障害物の探索は白杖一本にかかっているわけであり、このことが数値として現れている。今後の検討点として、点字ブロック上での体の移動の様相が第一に挙げられる。