hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ケアマネジメントのためのチームマップ開発に関する研究

ケアマネジメントを行う多職種チームのチームアプローチ促進のためにはチームが「共有メンタルモデル」を獲得する必要がある。そのための手法として「チームマップ」を考案し、東京都内の3ヶ所の地域包括支援センターの協力を得て試行的研修を実施した。その結果、チームアプローチ促進のためチームマップを使用することの有用性は確認できたが、実際に使用するためには更なる改良が必要であることが示唆された。なお、「チームマップ」という用語については商標登録を行った。介護保険法により制度化されたケアマネジメントを適切に行うためには、介護支援専門員の資質向上だけでなく、多職種チームによるチームアプローチが適切に行われる必要がある。本研究においては、主に米国において研究されているチーム研究に基づき、チームパフォーマンス向上の簡便な手段として「チームマップ」を研究開発することを目的としている。チーム研究によると、チームパフォーマンス向上のためには「チームコンピテンシー」の一つである「共有メンタルモデル」をチームが獲得する必要がある。共有メンタルモデルは、チームの協働・連携の基盤となる最も重要なものであり、これがチームに獲得されるとチームパフォーマンスが向上すると考えられている。また、そのためのチームトレーニングに関する研究も行われている。チームトレーニングは、本来は専門職の養成段階、すなわち、卒前教育において行うべきことであると考えるが、そのような教育が行われていない現状を考慮すると、現任教育の中で行う必要がある。そのためには、多忙な現場職員が簡単に習得でき、かつ、使用できるものが求められる。そのため、チームが共有メンタルモデルを獲得するための手法として「チームマップ」の原案を研究開発した。これは福祉分野で用いられる「エコマップ」に類似しているが、チーム構成員が、各々のチーム構成員の役割とその全体配置、業務の実施手順、チーム構成員間の情報・資源・バックアップ行動等を確認していくための様式類である。これらを用いることにより、チームが共有メンタルモデルを獲得しチームパフォーマンス向上に資することができると考える。チームに関する先行研究において、チームアプローチ促進のための要件である「チームコンピテンシー」が明らかにされている。その中で特に重要であると考えられるのが「共有メンタルモデル」である。そのため、チームアプローチ促進にはチームが「共有メンタルモデル」を獲得する必要があると考えられる。本研究は、ケアマネジメントを行う多職種チームが共有メンタルモデルを獲得するための具体的な手法として「チームマップ」を研究開発することを目的としている。平成20年度には東京都内の3ヶ所の地域包括支援センターの協力を得て、チームマップを用いた試行的研修(講義編2時間と演習編2時間の計4時間)を実施した。なお、試行的研修の実施にあたっては、研究代表者の所属機関に設置された倫理委員会に研究計画を提出し承認を受けた。講義編では共有メンタルモデルの理解と、共有メンタルモデルを獲得するために必要な知識に関して講義を行った。また、演習編では介護支援専門員から相談があったという設定で事例を用意し、事例を使用して実際にチームマップに記入してもらい、演習後にアンケートに回答してもらった。多忙の業務の中で介護支援専門員からの相談に応じられるのは最大でも1時間程度であり、その時間で話を聞いて記入できるものである必要がある。今後は、アンケート結果を参考にしてチームマップの改良を行う予定である。なお、「チームマップ」という用語は、研究代表者の所属機関が商標登録を行った。
人工分子で捉えて観る、タンパク質輸送機械の輸送発動の瞬間

生物がつくるタンパク質輸送装置は、極めて精巧な生体分子機械である。その動作機序の解明は、新たな分子機械創成の合理的設計指針を与え、ナノバイオテクノロジーの発展に貢献する。これまでの研究から、タンパク質輸送装置の動作機序に関して多くのことが分かってきた。しかし、「タンパク質輸送装置がその内部で、前駆体タンパク質をどう輸送しているのか?」は、未だ解明に至らないブラックボックスである。そこで本研究では、研究代表者独自のアプローチによって、前駆体タンパク質が輸送装置の内部を通る瞬間を捕捉し、その構造をX線結晶構造解析によって観察することで、タンパク質輸送装置の動作機序におけるブラックボックスを開く。
保健指導技術実践のためのSPを導入したOSCE教育プログラム

1)SP(模擬患者<住民>)の教育プログラムの開発と実践:模擬患者の養成を行い、臨地の場で学生が想起できる環境について高められるように模擬患者の教育実践・プログラム作成を行った。内容は、模擬患者とは、自分を知る、イメージ作り、演じてみる、伝えてみる、振り返りとまとめについてのテーマで実施した。2)OSCE(保健指導技術)の構成(方法の開発):保健指導技術の中より臨地で活用度の高い技術を考慮し、評価対象技術の選定を行った。実際に保健指導技術力、保健指導における判断力、コミュニケーション力、ケアリングなどの項目が選定された。3)OSCEの教育評価:学習者が模擬患者に保健指導を行い、教育プログラムの評価の検証を行う。教育プログラムの評価については、評価の妥当性や信頼性を上げるために、本来評価すべき点を適切にはかっているのかどうかの評価項目の検討、および評価者によって正確に、さらに客観的に評価がなされているかどうかの検討を行った。4)OSCEガイドラインの作成:学生用OSCEガイドラインと評価者用OSCEガイドライン、教員用OSCEガイドラインの作成を行った。学生用OSCEガイドラインの項目には、OSCEについての説明、スケジュール、実際の流れなどを含めていて、学生がOSCEを受ける目的や意味を理解できる内容とした。評価者用OSCEガイドラインには、学生用OSCEガイドラインの項目と役割分担とその内容、フィードバックの目的や方法、評価方法について加えたものを作成した。2008年4月から特定健診・特定保健指導が実施されることになり、保健指導者個人のスキルアップが保健師にとって急務となっている。これまでにも生活習慣病の増加、医療費の増大これらを受けた健康増進法の施行などにより、保健指導の重要性が高まり、その内容の充実が求められてきていた。しかし、保健指導が長年ブラックボックス化したまま、中身を問われることがなかった。同様に教育現場においても、保健師の保健指導における明確なプログラムがないままに教育がされてきた現状がある。そこで本研究では、OSCEを用いて保健師(学生)の保健指導技術実践教育プログラムの開発を目指し、保健指導技術向上を図ることを目的とし今年度には、訓練された一般市民ボランティア(以下ボランティアとする)と学生や教員の行う標準模擬患者について、特にボランティアの標準模擬患者は、臨場感がありリアリティーある対象である。また、ボランティアの標準模擬患者からのフィードバックは、患者の気持ちや自己のコミュニケーションを再認識できる欠点としては、評価の公平性の問題がある。これは、標準模擬患者が概略評定を主体とするため、標準模擬患者と受験者が面識のない方がよいことを指摘している。特に、態度の評価を主体とする医療面接、説明・指導系の課題には、ボランティアの標準模擬患者の参加が必要である。また、標準模擬患者の調達に向けた努力を続けつつ、標準模擬患者が手軽に調達できない現状では、十分な模擬患者の標準化が必要である。1)SP(模擬患者〈住民〉)の教育プログラムの開発と実践:模擬愚君の養成を行い、臨地の場で学生が想起できる環境について高められるように模擬患者の教育実践・プログラム作成を行った。
複数搬送手段を含む災害時の傷病者搬送システム評価に関する研究

集団災害時には、救急車だけでなくヘリコプターなどの複数の搬送手段で傷病者を速やかに搬送することが望まれる。本研究では、複数搬送手段による傷病者搬送システムおよびそれを支援する社会インフラを評価するモデルを構築した。具体的には、震災時に医療機関に来院する傷病者数の予測、医療チーム連携のための道路ネットワークや耐震化のあり方、ヘリコプターの参加する救援活動シミュレーション、ヘリポートの立地条件等について考察した。災害医療活動においては、医療スタッフの現場への搬送や傷病者の広域搬送などが不可欠である。そこで本研究では、様々な種類の搬送手段による搬送システムを構築するためのシミュレーションモデルの構築等に努めた。まず、大規模災害を想定した研究として、震災が発生した場合の傷病者の流動を予測するモデル構築し、ケースステディとして愛知県に適用した。どの地域からどの医療圏へ傷病者が集まる可能性が高いか予測し、傷病者搬送に重要な道路網、ヘリコプター搬送する場合の重要なルート等を示すことができた。次に、車両とヘリコプターの結節点となるヘリポートの評価指標の提案を行い、立地条件や状況に応じて使い分ける必要性を指摘した。すなわち、災害用臨時ヘリポートの周辺地区の被害予測、医療機関等が隣接しているか、アクセス道路はあるか、等を勘案して、災害医療活動に重要で早期に開くべきヘリポート、物資輸送に特化してもかまわないヘリポート等を、関係者が簡易に分けられるような手法を提案した。また、災害医療活動に欠かせないドクターヘリコプターの普及が我が国では遅れていることから、全国展開に向けた課題整理等を行った。ロジスティック回帰分析を用いて要因を分析した結果、自治体の財政力指数が大きく影響することが明らかとなり、財政上の支援、合同運行などが必要であることを述べた。以上の通り、災害医療活動を支える搬送システムについて、多角的に評価することが出来た。今後は搬送活動を包括的にみた場合のボトルネックの発見や、対策案と見込まれる効果について評価をすることが課題といえる。災害医療活動においては、医療スタッフの現場への搬送、傷病者の被災地からの移送が極めて重要であり、ヘリコプター、車両などの様々な手段による搬送活動を大きなひとつのシステムとして捉えて考えることが必要である。そこで、以下の災害事例を取り上げて研究を遂行した。1.高速道路での多重事故を想定したシミュレーションプログラムに構築し、事故発生から各機関の連絡、出動、現着、傷病者搬送といった流れを組み込んで、待ち時間、到着時間、搬送隊の到着間隔などを出力するとともに経済的視点からの評価を試みた。その結果、ヘリコプターが参加することで死亡リスクが低減され、大きな経済的効果が期待されることが明らかとなった。2.国内空港における航空機事故における傷病者搬送活動についても、搬送時間や待ち時間などから、傷病者の抱えるリスクについて定量的に評価することを試みた。その結果、国内空港においては、市街地から離れ、かつ大型機の離発着が多い空港のリスク低減に、ヘリコプター搬送は有用であることが示された。3.災害時においては、市民自らによる搬送活動が行われることが多いが、場合によっては一部の医療機関への過度な集中が生じ、適切な医療を受けられなくなる恐れがある。これを予測するモデルを構築し、傷病者の集中が発生しそうな医療機関を示すとともにその軽減方法について考察した。また、ドクターヘリコプターが普及していくための社会的要因についても考察した。その結果、各県の財政力が要因として大きく利いており、ヘリコプター救急を全国に展開させるためには県の枠組みを超えた取り組みが必要であることを述べた。これらの内容は、土木・交通工学と災害医学・航空医療の、両分野の学会等での発表を行った。災害医療活動においては、医療スタッフの現場への搬送、さらに傷病者の被災地からの移送が極めて重要であり、搬送活動をシステムとして捉えた社会基盤整備が必要である。そこで、医療分野の視点・ニーズを十分に捉えつつ、防災工学や交通工学のもつシステム評価手法をベースとして、複数搬送手段の参加する災害・救急医療活動によって期待される効果とその程度を定量的に明らかにする手法を確立することを本研究の目的とした。本年度は米国ケンタッキー大学に研究拠点を置き、米国における調査研究に重点を置いた。まず、米国ケンタッキー州における震災時における道路ネットワークと緊急システムについて、特に、ケンタッキー大学で開発された震災時における橋梁の早期損傷診断および情報収集システムによる道路ネットワーク仮復旧までに期待される時間短縮効果を求めた。西ケンタッキー地域に適用した場合、通常の点検では全橋梁の点検終了までに70時間以上を要するところを事前点検と組み合わせた戦略により約5時間には緊急車両の徐行での通行が可能であることを示した。したがって初期の5時間には空路による搬送を中心に議論すべきと考えられる。あわせて、米国における広域避難についての調査研究を進めた。ハリケーンなどによる大きな災害が予想される際には、被害が発生していない段階からの避難が開始される。この際の交通規制の手段、道路交通の確保、交通機関との連携などについてレビューを行った。今後はこれらの成果を我が国に適用した場合に期待される点や問題点を明らかにし、具体的な防災計画へ適用していくことが大きな課題である。
マイクロRNA前駆体におけるRNA編集部位の解析

miRNA前駆体の網羅的な発現解析は、miRNA前駆体と全長が近いsnoRNAが細胞内に大量に存在するために困難となっている。ヒト脳サンプルを用いたmiRNA前駆体の次世代シーケンシング解析において、新規のDNA/LNAオリゴを用いることによりsnoRNAの割合を低下させることができ、miRNA前駆体リード総数を増やすことができた。その結果miRNA前駆体上に生じたRNA編集部位を複数箇所発見することができた。さらに、let-7ファミリーを特異的に減弱できるDNA/LNAオリゴを作製して次世代シーケンス解析を行ったところ、let-7ファミリー以外のmiRNAリードカウントを上げることができた。miRNA前駆体の網羅的な塩基配列解析に関する研究は、miRNA前駆体から成熟miRNAへの発現制御機構を理解するために重要な知見を与えてくれるのにも関わらず、その技術的困難さから現在までほとんど報告がない。本研究では、次世代シーケンサーを用いて、miRNAの前駆体であるpre-miRNAを効率よく網羅的に塩基配列決定するための技術を活用し、RNA編集活性が高いことが知られているヒト脳細胞におけるpre-miRNA中に生じるRNA編集部位の同定を行うことを目指している。1高出現RNAと相補的なLNA/DNAオリゴの設計・合成購入したヒト脳細胞(胎児、成人、老人を各一人ずつ)の全RNAサンプルを用いて約50から90塩基RNAの次世代シーケンス配列解析を行った。この結果を基に、出現頻度ランクtop100リストを作成し、出現頻度の高いrRNA断片やsnoRNAに特異的に結合するLNA/DNAオリゴを設計した。2小分子RNA (cDNA)ライブラリーの作製およびライブラリー作製プロトコールの改善新規に設計・合成したLNA/DNAオリゴを用いて、各ヒト脳細胞の全RNAサンプル由来のcDNAライブラリーの作製を行った。この際、効率良くライブラリー作製が行えるようにプロトコールの改善を行った。3生命情報科学的シーケンスデータ解析およびRNA編集を受けている(pre-)miRNAの解析一連の次世代シーケンスデータ解析を研究協力者と共同で行った。以前にHeLa細胞を用いて行ったpre-miRNA解析では発見することができなかったA-to-I RNA編集部位の候補を複数同定することができた。候補部位が転写後に編集されていることを確かめるために、ライブラリー作製に用いた同じ細胞・組織サンプルから回収したゲノムDNAを用いて塩基配列を決定してRNA編集を確認した。成人および胎児の脳細胞全RNAサンプルを用いて行った次世代シーケンシング解析を進めた。配列データを用いて、snoRNAおよび成熟型miRNAの分類と頻度を調べ、各サンプルにおいて顕著な差異があるmiRNAを探索した。さらに、脳で高発現しているlet-7ファミリーの読み取りを特異的に減弱できるDNA/LNAオリゴを用いてライブラリーを作製し、次世代シーケンシング解析を行ったところ、各サンプルにおいて優位にlet-7ファミリーの出現を低下させることができた。生命情報科学的解析により、pre-miRNA上のRNA編集部位のみならず、snoRNAおよび成熟型miRNAの発現プロファイルを効率よく調べることができた。申請者が独自に開発した、let-7ファミリーmiRNA出現を特異的に減弱させる方法を用いて、脳で高発現しているlet-7ファミリーの出現頻度を低下させることができ、その他のmiRNAリードカウントを上げることにも成功した。今年度は、DNA/LNAオリゴを次世代シーケンシングsRNAライブラリー作成時に使用した場合と使用しなかった場合での、pre-miRNAライブラリーと成熟型miRNAライブラリーにおけるmiRNA出現頻度を生命情報科学解析により調べた。pre-miRNAライブラリー作成においてDNA/LNAオリゴを用いた場合はpre-miRNAと成熟型miRNAの出現頻度は用いなかった場合に比べて各約5倍、約1000倍多かった。成人(82歳男性)および胎児(29週齢男性)の脳細胞全RNAサンプルにおいて顕著な差は認められなかった。成熟miRNAライブラリー作成においてDNA/LNAオリゴを用いた場合はpre-miRNAの出現頻度は用いなかった場合に比べて約2倍多かった。しかし、成熟型miRNAの出現頻度は用いなかった場合に比べて顕著な差はみられなかった。成人および胎児の脳細胞全RNAサンプルにおいて比較したところライブラリー間で顕著な差は認められなかった。次に、各ライブラリーにおけるゲノムへのリードタグマップ率を調べた。DNA/LNAオリゴを用いたpre-miRNAライブラリーでは約35%、DNA/LNAオリゴを用いてないpre-miRNAライブラリーでは0.04%だった。また、成熟型miRNAライブラリーでは、DNA/LNAオリゴの有無に関わらず約70%だった。これらのことから、DNA/LNAオリゴを用いると、pre-miRNAライブラリーにおいてはpre-miRNAおよび成熟型miRNAの出現頻度を上昇させ、マップ率が約900倍改善されることがわかった。さらに、DNA/LNAオリゴを用いた場合と用いなかった場合で、個々の成熟型miRNAリードの出現頻度の比較を行ったところ、相関係数が成人サンプルでは0.9878、胎児サンプルでは0.8791になった。

さらに、let-7ファミリーを特異的に減弱できるDNA/LNAオリゴを作製して次世代シーケンス解析を行ったところ、let-7ファミリー以外のmiRNAリードカウントを上げることができた。ヒト脳サンプルを用いたpre-miRNAの次世代シーケンシング解析によって得られたデーターを使用して生命情報学的解析を行った結果、新規にデザインしたDNA/LNAオリゴを用いることによりsnoRNAの割合を大幅に減らすことができた。これにより予想通りpre-miRNAの総数を増やすことができ、その中に含まれるpre-miRNA上に生じたRNA編集部位を生命情報学的な解析により複数箇所発見することができた。生命情報学的解析により発見したRNA編集部位およびサンプル間での発現頻度を実験的に検証する。得られた結果を論文としてまとめ投稿する。この研究をさらに発展させるために生命情報科学やRNA編集分野の研究者と交流を深め、共同研究に発展させる。分子生物学次世代シーケンス解析によって得られたヒト脳サンプルRNA塩基配列データは、生命情報科学解析の専門家と共に引き続き解析を行う。新規の小分子RNAやマイクロRNA上での編集部位を見つけることができれば、実験によって検証を行う。また、この研究を発展させるために次世代シーケンス解析やRNA編集解析分野の研究者と交流を深め、共同研究に発展させていきたい。検証実験に用いる実験試薬およびオリゴ合成にかかる費用が当初の予定よりも低くなったため。当初予定していたよりも効率良く実験を行うことができたために研究試薬およびオリゴ合成にかかる費用が低くなった。また、ヒト脳細胞サンプルを用いた初期解析において、申請者が既に得ているデーターを用いて生命情報学的解析を行うことができために塩基配列決定にかかる費用も使用予定額より少なくなった。検証実験に使用する試薬および論文投稿費として使用する予定。初期解析の結果を基に必要があれば新たなサンプルを用いてさらに次世代シーケンシングを行う。また、解析結果を実験的に検証する為に必要な機器を購入する予定である。
ウサギ骨壊死モデルによる骨壊の死病因・発生機序の解明

ウサギ血清病モデルを利用した非外傷性の骨壊死モデルでは、馬血清を3週間の間隔で2回静脈内投与すると、2回目投与後1週から3週で骨髄壊死と骨梁壊死が大腿骨近位骨幹端部を中心に発生する。このモデルに対し骨壊死の病態解明及び早期診断の手段として、Gd-DTPA造影を含むin vivo MRIを施行した。無処置の群(正常コントロール群)及び、2回目馬血清投与後1週群(A群17羽)と3週群(B群13羽)に大腿骨のMRI冠状断像を撮像し、屠殺して大腿骨を摘出し組織学的に検討した。正常コントロール群では、T1強調、T2強調、脂肪抑制T1強調画像で均一な信号を呈し、Gd-DTPA造影効果がなかった大腿骨をnoenhancement patternとした。またGd-DTPA造影後は中心静脈のみ造影される大腿骨をvenous enhancement patternとした。これら2つを正常パターンと定義した。馬血清投与群ではT1強調、T2強調、脂肪抑制Tl1調画像で骨幹部のみに部分的異常像を検出できたが(A群24壊死領域中6領域、B群18壊死領域中16領域)、Gd-DTPA造影T1強調及び脂肪抑制T1強調画像では骨端部、骨幹端部、骨幹部すべての壊死領域に造影効果がみとめられ、赤血球の漏出による循環障害が骨壊死発生機序と考えられた。造影MRIでのfocal homogeneous enhance patternは骨壊死および骨髄壊死の領域と一致していた(A群24壊死領域中22領域、B群18壊死領域中18領域)。造影領域の境界はT1強調よりも脂肪抑制T1強調画像の方が明瞭であった。Gd-DTPA造影脂肪抑制T1強調画像は早期の壊死検出という点で、今回の撮像法の中では最も感度及び特異度が高く、臨床例における早期壊死の検出にも役立つ可能性があると考えられた。【目的】我々は、馬血清2回静脈内投与によるウサギ血清病モデルの大腿骨近位骨幹端に骨壊死が発生することを報告して以来、その病態解明に努めてきた。本モデルにおいては、馬血清1回投与のみでは骨壊死は発生せず、馬血清を3週間の間隔で2回静脈内投与すると、2回目投与後1週間で骨髄壊死と骨梁壊死が発生し、その骨壊死周辺には赤血球の漏出と細動脈内血栓の遺残が併存する。また、2回目投与後72時間以内の早期には、大腿骨骨髄内類洞への赤血球の漏出と細動脈内血栓などの早期微小循環障害が高頻度に発生し、骨壊死発生に深く関与することが示唆されている。さらに、血液学的検討によると、本系の早期病態において血小板の活性化が惹起されていることも推測されている。本研究の目的は、血小板活性化因子(PAF)の阻害剤(抗PAF剤)により2回目投与後早期に惹起される血小板活性化を抑制し、骨壊死や微小循環障害の頻度が減少するか否かを明らかにすることである。【考察】本系は、馬血清の1回目投与により血中に増加した馬血清に対する抗体と2回目に投与された馬血清とが反応することで免疫複合体を誘導する古典的な血清病モデルであり、腎臓糸球体に免疫複合体の沈着が認められる。

我々は、大腿骨の骨髄内類洞や細動脈内にも免疫複合体が沈着し、その免疫複合体の沈着と大腿骨髄内の赤血球漏出や細動脈内血栓などの早期微小循環障害とに有意な相関関係があることを明らかにした。免疫複合体は、補体などを介して血小板などを活性化することにより血管内皮細胞の透過性を亢進させて血球成分の血管外への漏出を助長したり、血小板や好中球の活性化により血管内皮細胞の障害や血栓形成を促したりすると考えられている。血液学的観点からみた本系の早期病態の特徴は、馬血清2回目投与後24時間以内に発生する血小板数の持続的な減少、血小板凝集能やTXB2の一過性増加であり、これらの変化は、本系において血小板の活性化が惹起されていることを示唆するものである。特発性大腿骨頭壊死症は副腎皮質ステロイドの投与に関連したものが多い。特発性大腿骨頭壊死症の病因病態解明のための実験的研究で、多くの研究者は主として副腎皮質ステロイドをウサギに投与するという動物実験を行って、脂肪塞栓、脂肪細胞の肥大、骨細胞の脂肪変性などの観察をしたが、いずれの報告でも典型的な広範な骨壊死像を観察するにはいたっていない。これらの研究は、ステロイドの慢性的投与ないし蓄積による慢性的な病理学的変化が大腿骨頭壊死症を生じるのではないかというアプローチであった。一方、副腎皮質ステロイド剤が普及する以前には、ステロイド投与暦のないSLE患者に大腿骨頭壊死症が発症したとういう報告が散見される。また、SLEやその他の膠原病、腎臓などの臓器移植患者での大腿骨頭壊死症はステロイド投与開始後半年から1年以内に発生し、1年以後にはステロイド投与が継続されても、大腿骨頭壊死症を発生しないことが報告されている。また、大腿骨頭壊死症は70%以上が両側発生とされるが、片側発生例では、ステロイド投与が継続されても、反対側には大腿骨頭壊死症が発生しないことも報告されている。従ってステロイド関連の大腿骨頭壊死症の発生には、ステロイド投与の背景にある免疫学的異常反応が直接かかわっている可能性がある。そこで、われわれは、馬血清2回静脈内投与によるウサギ血清病モデルで、骨壊死発生の可能性を探り、大腿骨近位骨幹端に骨壊死が発生することを発見し、この骨壊死モデルで大腿骨頭壊死症の予防法を探ってきた。このモデルで免疫学的異常反応を抑制することでの骨壊死発生抑制を検討したが、ステロイドは骨壊死発生頻度を変えず、タクロリムスの骨壊死発生予防効果が示唆された。ウサギ血清病モデルを利用した非外傷性の骨壊死モデルでは、馬血清を3週間の間隔で2回静脈内投与すると、2回目投与後1週から3週で骨髄壊死と骨梁壊死が大腿骨近位骨幹端部を中心に発生する。このモデルに対し骨壊死の病態解明及び早期診断の手段として、Gd-DTPA造影を含むin vivio MRIを施行した。無処置の群(正常コントロール群)及び、2回目馬血清投与後1週群(A群17羽)と3週群(B群13羽)に大腿骨のMRI冠状断像を撮像し、屠殺して大腿骨を摘出し組織学的に検討した。正常コントロール群では、T1強調、T2強調、脂肪抑制T1強調画像で均一な信号を呈し、Gd-DTPA造影効果がなかった大腿骨をnoenhancement patternとした。またGd-DTPA造影後は中心静脈のみ造影される大腿骨をvenousenhancement patternとした。これら2つを正常パターンと定義した。馬血清投与群ではT1強調、T2強調、脂肪抑制T1強調画像で骨幹部のみに部分的異常像を検出できたが(A群24壊死領域中6領域、B群18壊死領域中16領域)、Gd-DTPA造影T1強調及び脂肪抑制T
抗原タンパク表層ディスプレイ型ビフィズス菌を用いた慢性肝炎経口治療ワクチンの開発

現在、世界中で約1億7千万人のHCVキャリアーが存在し、インターフェロンや抗ウイルス薬によりC型慢性肝炎の治療成績は向上したものの、その根治率は未だ満足のいくものではない。HCVウイルスの排除にはHCV非構造タンパクNS3に対する細胞性免疫が大きな役割を果たしていることが報告されている。今回、我々は、プロバイオティクスであるビフィズス菌の表層に、HCVのNS3タンパクのCD4およびCD8エピトープを複数含んだポリペプチドをディスプレイした新しいC型慢性肝炎経口ワクチンを作製し、マウスを用いた動物実験により、本ワクチンがNS3特異的細胞性免疫を誘導できることを確認した。「研究概要」:現在、世界では約1億7千万人のC型肝炎ウイルス(HCV)キャリアーが存在していると推測され、我が国での感染者数も100万200万人にのぼる。また日本では、肝炎ウイルスの持続感染による慢性肝炎さらには肝硬変を発生母地として生じる肝細胞癌の80%弱がHCV抗体陽性との報告もある。C型慢性型肝炎の治療にはインターフェロンや抗ウイルス薬(リバビリン)の併用療法の確立などで治療成績が向上しているが、日本ではインターフェロンが効きにくい1b遺伝子型が約70%を占め、その根治率は約50%にとどまる。現在、C型慢性肝炎の治療成績を向上させる新規抗ウイルス薬や治療ワクチンの開発が強く望まれている。HCVの非構造タンパクNS3(nonstructural protein 3)は宿主タンパクとの相互作用により、HCVの増殖、持続感染に関与している。ヒト臨床検体やチンパンジーを用いた実験などにより、HCVの制御と排除にNS3特異的細胞性免疫が重要な役割を果たすことが判明している。今回の研究では、プロバイオティクスの代表的存在であるビフィズス菌の表層にNS3をディスプレイした全く新しいC型慢性肝炎経口治療ワクチンの研究開発を計画した。「平成24年度の研究目標」:平成23年度に作製したNS3のCD4、CD8反応エピトープ領域を表層発現するビフィズス菌の評価を実施していく。「平成24年度の実績」:NS3の一部エピトープタンパクの発現をWestern Blotting法にて、局在については蛍光顕微鏡にて確認した。また本ビフィズス菌をマウスに投与することにより、NS3特異的血清IgG抗体の産生と脾臓より抽出したリンパ球のNS3特異的細胞性免疫反応を確認した。現在、世界中で約1億7千万人のHCVキャリアーが存在すると推定され、インターフェロンのペグ化や抗ウイルス薬(リバビリン)の併用などによりC型慢性肝炎の治療成績は大幅に向上したものの、その根治率は未だ満足のいくものではない。HCVの制御あるいは排除にはHCV非構造タンパクNS3に対する細胞性免疫が大きな役割を果たしていることが示唆されており、今回の研究では、プロバイオティクスの代表的存在であるビフィズス菌の表層にNS3をディスプレイした全く新しいC型慢性肝炎経口治療ワクチンの研究開発を計画した。研究当初にHCVのNS3タンパク全長のビフィズス菌への導入、表層発現を試みたがうまくいかなかったので、HCVのNS3タンパクのCD4およびCD8エピトープを複数含んだポリペプチドをビフィズス菌表層ディスプレイに適した形にデザインし、NS3表層ディスプレイ・ビフィズス菌をC型慢性肝炎治療ワクチンとして作製した。さらに本ワクチンをマウスに投与する動物実験で、NS3特異的IgG抗体の産生とTh1反応の誘導、およびワクチン後のマウスの脾臓細胞をNS3タンパクで刺激することによりINF-γ発現CD4陽性リンパ球ならびにCD8陽性リンパ球の誘導をフローサイトメトリーで確認した。以上の結果により、本ワクチンの経口投与によりNS3特異的な細胞性免疫の誘導が確認され、本ワクチンについて臨床応用に向け今後も研究を継続する価値が十分にあることがか確認された。「研究概要」:現在、世界中で約1億7千万人のHCVキャリアーが存在すると推定され、インターフェロンのペグ化や抗ウイルス薬(リバビリン)の併用などによりC型慢性肝炎の治療成績は大幅に向上したものの、その根治率は未だ満足のいくものではない。「平成23年度の研究目標」:平成23年度は、HCVのNS3特異的な細胞性免疫を有効に誘導する遺伝子組み換えNS3表層ディスプレイ型ビフィズス菌の作製を具体的な研究目標とした。「平成23年度の実績」:大腸菌ービフィズス菌シャトルベクターpJW245に、GL-BPとHCVのNS3遺伝子を結合した抗原タンパク表層ディスプレイ・カセットを組み込み、pJW245-GLBP-NS3プラスミドを作製。

本プラスミドをコンピーテント化したビフィズス菌B. longumにエレクトロポレーション法にて遺伝子導入し、スペクチノマイシンにて遺伝子導入菌株をセレクションした。PCRにてNS3遺伝子のビフィズス菌への導入は確認されたが、Western Blotting法と免疫細胞染色によるNS3タンパクの表層発現は確認できなかった。NS3タンパクの表層発現ができなかった理由としてNS3遺伝子全長が長すぎたことが考えられたので、NS3のCD4およびCD8のエピトープ領域を抽出した、より短い遺伝子を導入した遺伝子組み換えビフィズス菌を再度、作製した。平成23年度に作製した、NS3エピトープタンパク表層発現ワクチンがNS3タンパク特異的な免疫反応を惹起できることを動物実験にて確認することができ、研究計画はおおむね順調に進展している。当初、HCVのNS3タンパク全長を表層発現する遺伝子組み換えビフィズス菌を作製したがPCRにてNS3遺伝子のビフィズス菌への導入は確認されたが、Western Blotting法と免疫細胞染色によるNS3タンパクの表層発現は確認できなかった。NS3タンパクの表層発現ができなかった理由としてNS3遺伝子全長が長すぎたことが考えられたので、NS3のCD4およびCD8のエピトープ領域を抽出した導入遺伝子をデザインし、より短い遺伝子を導入した遺伝子組み換えビフィズス菌を再度、作製した。今後、新たにデザイン、作製した遺伝子組み換えビフィズス菌の評価を実施していく。NS3表層発現ビフィズス菌は遺伝子組換え生物(LMO, Living Modified Organism)である。LMO拡散防止の観点から、本遺伝子組換えビフィズス菌の蛋白構造を温存したまま加熱殺菌することができれば、実用化の可能性が大いに高まる。本年度は、ワクチン効果が低下しない加熱条件を検出する予定である。またC型肝炎のマウス実験モデルは現存しないが、本治療ワクチンの有効性の確認手法として、マウスリンパ腫細胞、EL4にHCVのNS3/4A遺伝子を安定導入し、マウス皮下に移植し本ワクチン投与による腫瘍増殖抑制効果を確認する。新しくデザイン、作製したNS3のCD4、CD8反応エピトープ領域を表層発現するビフィズス菌の評価を実施していく。具体的には、NS3の一部エピトープタンパクの発現はWestern Blotting法にて、局在については蛍光顕微鏡およびFACSにて確認する。また本ビフィズス菌のワクチン効果をマウスを用いた動物実験モデルなどにて確認していく。本ワクチンの加熱殺菌条件の特定、NS3発現腫瘍マウスモデルを用いた有効性試験、などに使用する試薬、動物実験費、および成果発表のための論文校正費、学会発表のための旅費などに使用する予定である。作製した遺伝子組み換えビフィズス菌のNS3の一部エピトープタンパクを確認するための試薬費、動物実験に使用する動物の購入費、試薬費などに研究費を使用する予定である。
鉄道車両振動に対する人間の応答特性評価のためのウェアラブル評価システムの開発

日本国内は鉄道網が非常に発達しており、日常生活において利用者は車両からの振動の影響を受けることになる。また、高齢社会にある日本では高齢者の鉄道利用も多く、健常者を含め、転倒予防によるQOLの維持・向上といった安全や快適性への配慮は重要な課題である。そのため、より安全な鉄道車両の利用のために、近年の通信技術や計測技術の向上を考慮し、人の姿勢維持機能や環境からの外乱に対する応答特性といった鉄道利用者である人間の挙動を踏まえた新たな安全指標の開発や利用中の人間の姿勢維持機能を評価し、逐次安全への注意喚起を行うウェアラブルシステムの開発など、人と機械システム双方からの安全への対応が重要になると考える。本研究では、人間の振動に対する立位姿勢維持能力と応答特性を評価する上で、身体のどの部位を計測する必要があるのかを導出し、冗長にならない適切な身体モデルを決定するために、2軸大型振動台と光学式モーションキャプチャシステム、床反力計を使用して「振動外乱の有無に対する人間の立位姿勢維持能力と振動への応答特性の評価」をするための計測実験を行った。床反力計は大型振動台の上に設置されているため、初めに振動外乱による影響の検証実験として、おもりを床反力計の上に設置し、大型振動台による床面の振動外乱を印加した場合としない場合の振動試験を行い、光学式モーションキャプチャシステムと床反力計の応答を計測・分析した。その後、同様に大型振動台による床面の振動外乱を印加した場合としない場合の人間の立位姿勢維持能力の計測実験を行った。当初の予定通り、ウェアラブルセンサによる計測に適した計測箇所の導出のため、大型振動台を使用した振動外乱の有無に対する人間の立位姿勢維持能力と振動への応答特性の評価実験を行った。身体各部位の動揺の計測には光学式モーションキャプチャを使用し、振動台には床反力計を設置した。初めに振動台に設置した床反力計への振動外乱の影響を検討するために、おもりを使用した振動計測実験を行った。床反力計の上に配置した複数の質量のおもりに対して、水平、鉛直それぞれに単振動の振動外乱を振幅,振動数を変化させて印加した場合の応答を計測・分析した。また、同様の実験環境を使用して、床反力計の上に立ったヒトの振動環境下での立位姿勢維持能力の計測実験を行った。振動外乱は同様に振幅、振動数を変化させた水平、鉛直それぞれの単振動の振動外乱を印加し、各方向の床面の振動外乱による影響を分析した。安全のため、計測にあたって、ハーネスの着用などの安全対策を実施している。ウェアラブルセンシングのための計測システムの開発に着手し、光学式モーションキャプチャシステムによる計測結果との比較を通じて、評価項目の抽出やその計測性能を評価する。また、より少ないセンサによる簡便な計測を目指し、省センサ化とユーザインターフェースの開発を目指す。

ウェアラブルセンシングのための計測システムの開発に着手し、光学式モーションキャプチャシステムによる計測結果との比較を通じて、評価項目の抽出やその計測性能を評価する。また、より少ないセンサによる簡便な計測を目指し、省センサ化とユーザインターフェースの開発を目指す。海外渡航予定の変更のため
タイプ2Aプロテインホスファターゼの活性制御に関する基礎的研究

ヒト赤血球に、当教室で新たに見い出したタイプ2Aプロテインホスファターゼはα_1β_1δ_1のサブユニット構造を持ち、α(34kDa)が触媒サブユニット、β(63kDa)とδ(74kDa)が調節サブユニットである。本年度は74kDaδサブユニットの機能解析のための基礎的実験を重点的に行った。純化したα_1β_1δ_1からδとα_1β_1をヘパリン・セファローズカラムを用いて分離した。δとα_1β_1を0.5M NaCl存在下で混合し、α_1β_1δ_1とα_1β_1を完全に分離し得る条件でスーパーデラックス200のゲル濾過を行うと、一部α_1β_1δ_1が再構成された。一方、δはA-キナーゼまたはC-キナーゼでリン酸化されることを当教室で明らかにしているので、δとα_1β_1の結合に及ぼすδのリン酸化の影響を見た。その結果、A-キナーゼによるδのリン酸化が、δのα_1β_1への結合を促進することを見い出した。現在、再構成されたα_1β_1δ_1の性質を詳細に調べている。他方、δの組織分布やcDNAクローニングのために、δに対する抗体を作製した。上述の方法で単離したδをリビ・アジュバンドシステムを用いてマウスの腹腔に投与し、δに特異的な抗体を得た。この抗体はラットの7072kDaのタンパク質と特異的に反応する。ウエスタンブロット法で、これらのタンパク質の組織、細胞内分布を解析中である。一方、この抗体を用いてヒト骨髄cDNAライブラリーからこの抗体と反応するタンパク部分に対応するDNA断片を含むクローンをスクリーニング中である。δのcDNAのクローニングによる一次構造の決定、δのcDNAをプローブとしたノーザンブロット法によるδのmRNAの組織分布、δとα_1β_1の解離、再構成によるδのリン酸化の意義を明らかにし、δの機能を解明する。
糖尿病患者における軽度低血糖症がその後の認知機能に及ぼす影響

外来通院中の糖尿病患者を対象に、低血糖レコーディング及び認知機能検査であるMini-Mental State Examination(MMSE)を実施した。本研究において、軽症低血糖の有無及び頻度と認知機能低下との関連は認められなかった。さらに、糖尿病患者の認知機能に関連する生活習慣について検討した。その結果、喫煙、特に累積量の多い喫煙は軽度認知機能障害のリスクを高めることが示唆された本研究は外来通院中の糖尿病患者の低血糖自覚症状の有無・低血糖頻度・重症度が認知機能低下に与える影響を明らかにすることを目的としている。平成25年度の実施計画に基づき、倫理委員会の申請を得た後、滋賀医科大学医学部附属病院糖尿病内分泌内科外来での調査を開始した。これまでに、選択基準に該当する糖尿病患者508名に調査説明を実施し、485名の同意を得た。同意が得られた対象者には低血糖手帳を用いた3か月間の低血糖レコーディングを実施し、低血糖自覚症状があった場合に低血糖手帳にシールを貼ってもらうことで低血糖自覚症状の有無を調査した。認知機能はMini-Mental State Examination(MMSE)を実施して評価した。また自記式質問票を用いて過去3か月間の低血糖自覚の有無・その頻度・低血糖自覚症状・低血糖自覚症状出現時の対処方法・糖尿病歴などを調査した。さらに診療録の閲覧を行い、血液検査データや既往歴についての情報収集を行った。対象者の平均年齢±標準偏差は66.4±11.8歳、男性303名(62.5%)であった。低血糖レコーディングを実施できた者は412名(84.9%)であった。そのうち低血糖自覚症状があった者は80名(19.0%)であり、低血糖症状出現頻度の平均回数±標準偏差は、1.2±0.6回であった。MMSEを実施できた者は471名(97.1%)であり、平均得点±標準偏差は、28.1±2.1点であった。平成26年度の実施計画に基づき調査施設を3施設に増やし、引き続き調査を行い、糖尿病患者約700名に調査を実施した。その後、追跡可能なデータベースの構築を行った。対象者の平均年齢は66.9±11.0歳、男性410名(59.9%)であった。低血糖が認知機能低下に与える影響について検討した。まず、認知機能低下についてMini-mental state examination(MMSE)を用いて評価したところ、解析対象者666名のうち、146名(21.3%)がMMSE26点以下の軽度認知機能低下であった。次に、低血糖と認知機能低下との関連を検討した結果、本研究においては低血糖と認知機能低下との関連は認められなかった。さらに、認知機能低下に影響する要因として、生活習慣について検討を加えた。その結果、喫煙者の平均年齢は60.9歳と最も若かった(非喫煙者65.3歳、禁煙者66.1歳)にも関わらず、喫煙者における軽度認知機能低下者の割合(case/n)は、非喫煙者16.4%(22/134)、喫煙者23.6%(13/55)、禁煙者24.4%(33/135)であった。非喫煙者を基準とした軽度認知機能低下へのオッズ比は、喫煙者で3.67(1.30-10.33)、禁煙者で3.73(1.48-9.41)であった。加えて、喫煙者をpack-yearで2群に分類した結果、非喫煙者と比べて30 pack-years以上の喫煙者はオッズ比が5.70(1.56-20.81)であった。糖尿病患者において、喫煙(特に累積量の多い喫煙)は軽度認知機能低下と有意な関連が認められた。研究期間中に、認知症患者を除く外来通院中の糖尿病患者約700名に低血糖レコーディング及び認知機能検査であるMini-Mental State Examination (MMSE)を実施するとともに、追跡可能なデータベースの構築を行った。1軽症低血糖の有無及び頻度と認知機能低下との関連を検討:MMSE実施前の3か月間に軽症低血糖があった者は33.3%であった。過去3か月間の低血糖の有無別の認知機能低下者の割合は、軽症低血糖があった者で23.8%、軽症低血糖がなかった者で16.7%であった(p=0.531)。過去3か月間の軽症低血糖の頻度別の軽度認知機能低下者の割合は、過去3か月間に低血糖がなかった者で16.7%、1回あった者で21.2%、2-3回あった者で28.6%、4回以上あった者で20.0%であった(p=0.890)。2MMSE検査と3か月間の低血糖レコーディングを実施し、データベースの構築を行う:666名にMMSEを実施した。そのうち軽度認知機能低下者は146名(21.9%)であった。3か月間の低血糖レコーディングの結果、3か月間に低血糖があった者は80名(26.1%)であった。3か月間の軽症低血糖の頻度別の人数は、3か月に1回の軽症低血糖を起こした者は26名(8.3%)、2-3回の者は25名(8.2%)、4回以上の者は29名(9.5%)であった。

3認知機能低下に関連する生活習慣の検討:糖尿病患者の認知機能低下に関連する生活習慣について検討した。その結果、喫煙、特に累積量の多い喫煙は認知機能障害のリスクを高めることが示唆された。最終年度は、糖尿病患者における喫煙と認知機能低下との関連について英文による論文投稿を行った。外来通院中の糖尿病患者を対象に、低血糖レコーディング及び認知機能検査であるMini-Mental State Examination(MMSE)を実施した。本研究において、軽症低血糖の有無及び頻度と認知機能低下との関連は認められなかった。さらに、糖尿病患者の認知機能に関連する生活習慣について検討した。その結果、喫煙、特に累積量の多い喫煙は軽度認知機能障害のリスクを高めることが示唆された複数施設で調査を実施し、約700名の糖尿病患者を対象に調査を行うことができた。順調に調査を終了し、成果公表も実施できており(2)とした。看護学平成26年度に学会発表した「糖尿病患者における重症・軽症低血糖の要因」について、現在国際誌に論文投稿中である。また、「糖尿病患者における喫煙状況と軽度認知機能低下との関連」について第51回日本循環器病予防学会において、発表を行うことが決まっている。平成25年度は当初の計画通り対象者の選定、同意の取得、低血糖手帳による3か月間の低血糖レコーディング、MMSE調査、自記式質問票調査を行った。加えて診療録の閲覧による検査データなどの情報収集を実施しており、順次データベース化の作業中である。また、調査結果より滋賀医科大学医学部附属病院外来通院中の糖尿病患者の低血糖の実態をまとめ、報告した。予定人数よりもやや少ないものの順調に調査を進めることができており、(2)とした。平成26年度に、糖尿病患者における重症および軽症低血糖の要因について検討し、国際学会で発表した。広く成果を公表するためには国際誌に投稿することが不可欠である。しかしながら掲載までに時間を要したため、掲載費については今年度の予算執行ができず、次年度の支払いが必要である。引き続き、研究計画に沿った調査の継続および診療録閲覧による検査データ等の情報収集を行い、データベースを構築する。加えて、研究課題である外来通院中の糖尿病患者の低血糖自覚症状の有無・低血糖頻度・重症度と認知機能低下との関連について検討し、成果発表を行う。平成26年度に学会発表した「糖尿病患者における重症・軽症低血糖の要因」について、現在国際誌に論文投稿中であり、掲載費に充てる予定である。また、学会発表の費用に充てる予定である。
消化管内走行マイクロメカニズムに関する研究

消化管の手術後に行う導通試験の時間短縮のため、慣性反力走行による滑らかな外表面をもつ走行カプセレを提案し、走行実験と理論解析を行った。直径7mm,長さ12mmのカプセル本体に固定したコイルに交流電流を流し、コイル内の永久磁石(質量)が移動する際の慣性反力、壁面への衝突の衝撃力、走行面とカプセル間の摩擦力との組み合わせで走行させた。走行カプセルの速度向上のため、理論解析に基づく入力波形の改良を行った。駆動用コイルと永久磁石による相互作用は、永久磁石がコイル内に収まっている時よりも、数mm飛び出している時の方が、大きな力が働く。コイルはカプセル内に、永久磁石の移動スペース確保のため中心よりずらして設置しているが、この非対称性と前述の磁力特性が合成されてカプセルが一方向に走行することを解明した。理論解析の結果、永久磁石を順方向に移動させる際に絶対値の大きな電圧を加え、逆方向に移動させる際には絶対値の小さな電圧を加えれば、カプセル本体は常に同じ方向に移動し、単純な対称波形の時より大きな速度が得られる。確認実験により、従来に比べ2倍以上の走行速度の向上が得られた。成果は、精密工学会大会およびIFToMM国際会議(フランスブザンソン)において発表した。無線化のために、微小な電池をカプセル内に搭載し、カプセルを自走させる方法を検討した。電池でカプセルを駆動させるためには、電池の直流電流を交流に変換する回路が必要である。そこでカプセル用に改良した小型の無安定マルチバイブレータ回路を作成し、外部からではあるがカプセルに電流を供給することで、カプセルを駆動できることを、プラスチック板上の走行実験により確認した。消化管の手術後に行う導通試験の時間短縮のため、慣性反力走行による滑らかな外表面をもつ走行カプセルを提案し、基礎実験と理論解析を行った。今年度は生体への影響を考慮して駆動に伴うカプセルの温度上昇を測定するとともに、理論解析の結果を用いて走行速度を向上させる入力波形を提案し、走行実験によって効果を確認した。走行カプセルの構造と走行原理直径7mm,長さ12mmのカプセル本体に固定したコイルに交流電流を流し、コイル内の永久磁石(質量)が移動する際の慣性反力、壁面への衝突の衝撃力、走行面とカプセル間の摩擦力との組み合わせで走行させた。カプセル表面温度の測定様々なサイズ、材質のカプセルを製作し、駆動中の表面温度を測定した。カプセル外殻の材質としては、アルミニウム、アクリル、ゴムを用いた。一定時間駆動後、放熱と発熱がほぼ均衡する傾向がみられたため、駆動時間3分までのカプセル表面温度を、非接触温度計を用いて測定、比較した。いずれも生体に影響を及ぼす程の温度には上昇しなかった。直径の小さなカプセルに比べ、直径の大きなカプセルの方が消費電力が少なく温度上昇も少ない傾向がみられた。空間の多い、太めのカプセルは空気による断熱効果で表面温度が上昇しにくいと考えられる。走行速度向上方法の検討走行カプセルの速度向上のため、理論解析結果を基に入力波形の検討を行った。理論解析の結果、走行速度特性を示したグラフにおいて、摩擦力f_rに対する電磁力f_mの比fの値により移動方向が逆転することがわかった。一方、入力電圧-電磁力特性および上述の速度特性から、カプセル内永久磁石を順方向に移動させる際に絶対値の大きな電圧を加え、逆方向に移動させる際には絶対値の小さな電圧を加えれば、カプセル本体は常に同じ方向に移動し、単純な+-対称の波形の時より大きな速度が得られると推定できる。そこで、-側の電圧絶対値を小さくした波形を入力したところ、2倍近く走行速度の向上が見られた。まとめ消化

管内走行用カプセルの駆動機構を提案し、理論解析と駆動実験を行った。カプセルを従来の半分以下の長さに小型化するとともに、表面温度上昇を防ぐには空気による断熱効果のある太めの形状が有利であることを見出した。理論解析結果を利用して入力波形を改良し、より速い走行速度を得ることができた。消化管の手術後に行う導通試験の時間短縮のため、慣性反力走行による滑らかな外表面をもつ走行カプセルを提案し、基礎実験と理論解析を行った。今年度は無線化のための方法と駆動回路を検討し、原理確認の実験を行った。走行カプセルの構造と走行原理直径7mm,長さ12mmのカプセル本体に固定したコイルに交流電流を流し、コイル内の永久磁石(質量)が移動する際の慣性反力、壁面への衝突の衝撃力、走行面とカプセル間の摩擦力との組み合わせで走行させた。走行速度向上方法の検討走行カプセルの速度向上のため、実験による走行原理の解析と、理論解析に基づく入力波形の改良を行った。駆動用コイルと永久磁石による相互作用は、永久磁石がコイル内に収まっている時よりも、数mm飛び出している時の方が、大きな力が働く。コイルはカプセル内に、永久磁石の移動スペース確保のため中心よりずらして設置しているが、この非対称性と前述の磁力特性が合成されてカプセルが一方向に走行することを解明した。この電磁力最大の位置をカプセル設計に反映させ、最も効率よくカプセルを駆動し、より速い移動速度とする見通しを得た。また、理論解析の結果、永久磁石を順方向に移動させる際に絶対値の大きな電圧を加え、逆方向に移動させる際には絶対値の小さな電圧を加えれば、カプセル本体は常に同じ方向に移動し、単純な対称波形の時より大きな速度が得られることがわかり、従来に比べ2倍以上の走行速度の向上が得られた。無線化のための基本検討無線化のために、微小な電池をカプセル内に搭載し、カプセルを自走させる方法を検討した。電池でカプセルを駆動させるためには、電池の直流電流を交流に変換する回路が必要である。そこでカプセル用に改良した小型の無安定マルチバイブレータ回路を作成し、外部からではあるがカプセルに電流を供給することで、カプセルを駆動できることを確認した。まとめ消化管内走行用カプセルの駆動機構を提案し、理論解析と駆動実験を行った。カプセル走行原理を実験と解析により確認し、理論解析結果を利用して入力波形を改良して、より速い走行速度を得ることができた。無線化のための手法と回路構成を検討した。今年度は走行速度向上のための理論解析と走行実験、電磁力、摩擦力など各種パラメータの同定、無線化のための方法を検討し、成果をIFToMM国際会議(フランスブザンソン)において発表した。直径7mm、長さ12mmのカプセル本体に固定したコイルに交流電流を流し、コイル内の永久磁石(質量)が移動する際の慣性反力、壁面への衝突の衝撃力、走行面とカプセル間の摩擦力との組み合わせで走行させた。走行カプセルの速度向上のため、理論解析に基づく入力波形の改良を行った。
カラ-複写機用一成分現像剤に関する研究

メインテナンスフリ-のカラ-複写機の実現を目的として、電子写真一成分現像剤のフルカラ-化を試みた。具体的には、まず、アクリル、エポキシ、ポリプロピレン、等の樹脂にシアン、イエロ-、マゼンタの着色材を配合した粉体を準備した。試作品であるため粒径は通常のトナ-より大きく、級が厳密でないため粒度分布の範囲も1050μmと広い。これらの試作トナ-の抵抗率はいずれも10^<16>Ωcm以上と高く、電荷保持能力は十分と判断した。つぎに、試作トナ-のコロナ帯電特性を検討した。コロナ放電にさらすことにより、試作トナ-は0.11μC/g程度の帯電量を示した。一方、試作トナ-をステンレスと摩擦した結果、10^<ー9>10^<ー7>C/gの帯電量が得られた。これらの値は、二成分現像剤でキャリアとの摩擦によりトナ-の得る通常の電荷量1030μC/gとくらべて、粒径が大きいことを考慮しても、非常に小さい。そこで試作トナ-の帯電量分布を三次元法により測定した。その結果、摩擦帯電後はもちろん、コロナ帯電後にも、逆極性に帯電しているトナ-粒子がかなりの割合で存在することが判明した。さらに、摩擦帯電の場合には、摩擦時間が増加しても通常の二成分現像剤のようには、逆極性トナ-の割合が減少しないことを確認した。これは、一成分トナ-ではトナ-どうしの摩擦が避けられないことが最大の原因と考えられ、トナ-どうしの摩擦を極力避けるような現像システムの考案が必要との結論に達した。試作トナ-の電荷保持能力に関しては、かなり高いことが確認できた。ただし、帯電量の値そのものと、減衰挙動はふん囲気、とくに湿度の影響をうけることも判明した。以上より、トナ-どうしの摩擦を避けることの重要性を確認した。