hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
医療・創薬を目指す循環系マルチスケール力学シミュレータの構築

A.循環器血管系の形態学モデリングMRI画像からルーチン化されたシステムによる血管系トポロジーと断面形状の情報抽出を行い,初年度に作成した全身血管系モデルをプロトタイプモデルとしてマッピング手法を導入して動脈・静脈血管系の(患者個別モデルとして)精密な3次元形態学モデルを再構築すると同時に計算格子を作成する工程化とデータベース化を施した.B.循環器血管系の材料特性モデリングAで構築された循環器動脈・静脈血管系データベースに,収集した血管壁の力学的特性データを付け加え,循環器血管系統合的力学データベースを作成した.C.循環器血管系の力学モデリング循環器系の体循環・肺循環・微小循環に対して,心臓・動脈血管系・毛細血管系・静脈血管系の閉じた0次元血行力学モデル(集中係数モデル)を構築した.更に交感神経系及び副交感神経系を取り入れた複合的な自律神経系モデルを開発し,0次元モデルと神経系モデルを結合させて血行力学と調節機能の相互作用を評価できる計算力学モデルを開発した.本モデルは,バルサバマヌーバ間や立ち上がり等に関する基本的な調節機能メカニズムを精度よくシミュレートでき、その妥当性が検証された.さらに心臓血管系の全身循環機能と局所的な血行力学特性を総合的に解析できる,0次元モデルと3次元モデルを融合させたマルチスケール血行力学モデルを開発した.腹部大動脈・腎動脈分岐部の血流動態や動脈硬化との関連性,左心室の生理学的機能や拡張型心筋症の機能低下に関するマルチスケール血行力学的解析を行った結果,本総合的計算力学モデルの有効性が確認できた.平成19年度は循環器全身動脈・静脈血管系の幾何学形状と力学特性モデルのデータベース化と,0-1-3次元マルチスケール力学モデルの応用及び検証を目標として研究を実施した。A.環器全身血管系の形状・力学特性モデルのデータベース化VHP画像に基づき,統一的な方法で循環器全身血管の幾何学・ダイナミクスモデリングと計算格子生成を行えるシステムを構築し,全身動脈・静脈血管系(計377本)の幾何学形状及び力学特性を網羅するデータベース化を行なった。B.環器血管系全身力学モデルの開発MRIやCTなどの医用画像を基に,循環器全身血管系の0-1次元モデル及び大きな動脈・静脈血管系の3次元モデルを構築し,循環器マルチスケールシミュレータのプラットフォームの開発を施した。また循環器血管系の各部位の血圧や血流の生理学的データと比較し,その妥当性を確認できた。C。生理学的モデルの開発循環器系の血液循環に関わる血流の動的調節モデル,体勢変化や機能・病的変化を制御する交感神経系モデルを統合する循環器系の生理学モデルを開発した。また軽度な下半身の運動や立ち上がりによる血圧の変化等について実験結果と比較し本モデルの有効性を検証した。D.環器統合シミュレータの開発循環器血管系全身の低高次元連成と生理学的モデルを統合し,循環器統合マルチスケールシミュレータのプラットフォームの開発を施行した。
家族主義福祉レジームの改革期におけるジェンダー政治の展開

本研究は、家族主義福祉レジームの改革期にある日本を主要な分析対象として、他の先進福祉国家との比較の観点をとり入れながら、国家-家族関係の再編、家族モデルやジェンダー関係・規範の再定義をともなう政治、すなわちジェンダー政治の展開過程を分析する。分析の結果、新たなアクターの政策過程への参加、家族主義レジームの強化を求める政治勢力の存在、政治制度と政治的言説の連動、レジーム改革が地方レベルの政治過程へ与える影響が確認できた。1.1990年代以降の日本政治におけるジェンダーのアジェンダ化と家族に関する政策形成過程1990年代以降の日本政治において、政治アクターによる政策課題の認識がどのように変容したのかを明らかにするため、国会会議録や白書、政党機関誌、その他政府・団体の文書などを通時的に概観した。この結果、まず第一に、1990年代半ば以降、介護、少子化、男女共同参画が重要な政策課題であるとの認識が政治アクター間で認識が高まったこと、またそれに伴い、国会で子ども、女性、男性について言及されることが増えたことが分かった。第二に、1990年代以降の家族関連の政策形成過程においては、以下の4つのアイディアがアクター間に混在していることが明らかになった。それは、家族への国家支援の増大とジェンダー平等の推進を目指すことにより多様な家族を支援しようとするアイディア、雇用労働と家事育児の平等分担を促すことによりケア労働の脱家族化と政府の福祉責任軽減の両方を達成しようとするアイディア、国家が家族に対して経済的支援を行うことにより、ケア労働の家族化(とくに女性による家庭育児)を推奨しようとするアイディア、そして国家の支援を受けない強い家族(しばしば性別役割が前提されている)を再生産しようとするアイディアの4つである。以上の分析と、以前に執筆した論文に加筆修正を施した原稿を一つにまとめた成果を、2012年3月に単著として公刊した。2.政治アクターと市民社会アクターの関係再編まず、1980年代までの日本政治において、とりわけ女性運動と国家との関係がどのようなものであったのかを明らかにするため、労働運動の女性史や、女性運動の資料を収集した。この分析は現在進めている最中である。次に、1990年代以降のポスト55年体制期における政治アクターと市民社会アクターの関係再編を分析するため、現在、関係者からヒアリング調査を進めている。本年度の研究課題として第一には、地方における女性首長の増加という現象が、家族主義福祉レジームの変容とどのように関連しているかについて検討した。女性首長のキャリアパスについて調査するとともに聞き取りを行った結果を日本選挙学会で報告した。本年度第二の研究課題として、労働政策の政治過程について検討した。具体的には、ジェンダーに基づく労働市場の二重構造が、どのように変化あるいは維持されてきたのかを検討することを目的とし、パートタイム労働法の制定および改正過程に関する資料を収集し、政治過程の分析を行った。分析においては、次の点に注目した。すなわち、従来はコンセンサス型といわれてきた労働政策の決定過程が多数決型に移行したことによって、政治アクターが用いる政治的言説の中で有権者からの直接的な支持獲得を目的とする動員的言説の重要性が増加したこと、そのためにパートや非正規労働者と正規労働者の間の待遇格差の是正という従来は周辺化されてきた争点が政治アクターによって取り上げられるようになったことである。以上の分析をまとめた論文の原稿はすでに完成しており、成果は2013年度中に公表される予定である。最後に第三の課題として、地方におけるジェンダー政治を分析するために基礎的な資料の収集と分析の準備作業を行った。具体的には、地方議会の選挙公報を収集し、データ化する作業を行った。データの分析とその成果の報告については次年度以降に行う予定である。その他の成果として、教育基本法の改正過程におけるジェンダー政治の展開について分析した結果を英語でまとめ、7月にマドリードで開催された世界政治学会において報告した。また、同世界政治学会およびバルセロナで開催された政治とジェンダー学会では、日本と同じ家族主義レジームに属するといわれてきた南欧諸国の福祉レジームの変容について最新の研究成果について学ぶ機会を得た。現代日本における家族主義福祉レジーム改革の政策過程については、研究成果を一つの単著として出版することができた。また、政治アクターと市民社会アクターの関係再編については、資料収集とヒアリング調査を進めている途中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。現代日本における政治アクターと市民社会アクターの関係再編については、引き続き、資料分析とヒアリング調査を継続する。次年度の主要課題としては、日本を国際比較の中に位置付ける作業に取り組むため、海外の家族主義福祉レジームの変容とそれを促した政治過程に関する資料収集と分析を行う。
多発性硬化症におけるケモカインシグナル伝達系の検討

ケモカインは数十種類のファミリー遺伝子から構成され,複数のサイトカイン・ケモカインの組み合わせによりリンパ球の遊走や活性化状態が調節される.多発性硬化症(MS)の中枢神経組織では免疫担当細胞の機能が変調していると考えられるので,MS病態におけるケモカインシグナル伝達系の変化について解析した.MS再発時の血液中および髄液中のTリンパ球におけるケモカイン受容体発現を検討し,CD4+T細胞ではTh1ケモカイン受容体発現が末梢血および髄液で増加していることを明らかにした.特にCCR1の発現が末梢血に比して髄液で著明に増加しており,CCR1を介するCD4+細胞の活性化がMSの病態に重要と考えられた.CCR3を受容体とするeotaxin血中濃度がMS再発直後よりも治療後に増加していた事は極めて興味深い.CCR3はTh2ケモカイン受容体であり,治療後の血中eotaxinの増加はMS再発時にTh1へと傾斜したT細胞バランスが補正されつつある事を反映している可能性がある.血中eotaxinの変動はeotaxinとCCR3を共有するRANTESなど他のケモカインの作用が修飾されていることも意味しており,MSの再発とTh1/Th2バランス観点から今後の検討が必要である.なお,RANTES,MIP1α,MIP1β,IL-8の血中・髄液中の濃度は対照群との間で有意差は無かった.血管内皮細胞障害(活性化)に関与するplasminogenactivator inhibitor-1(PAI-1)血中濃度がMS再発時に一過性に増加する事も明らかにした.本研究によりMS再発におけるケモカインの重要性が示され,ケモカインシグナルの制御によるMS治療が期待される.多発性硬化症(MS)の病態解明と治療への応用を目指して,MSにおけるケモカインシグナル研究に着手した.(1)血液,髄液中ケモカイン濃度の測定;MS患者,対照群の血液を使川して,ELISAにより血液及び髄液中ケモカイン濃度の測定をすすめている.とくにIL-8とエオタキシンに注目し解析を開始した.研究臨力者とともに新種のケモカインに対するモノクローナル抗体を準備中であるので,測定可能なケモカイン種は平成11年度には更に増える.(2)白血球におけるケモカインとその受容体の発現レベルの解析;リンパ球各サブタイプでのケモカイン(30種),ケモカイン受容体(10種)の発現パターンの観察のための定量的RT-PCR実験条件設定を完了した.まず患者及び対照群のCD4およびCD8 T細胞それぞれにおけるケモカインシグナル伝達系の解析中である.(3)多発性硬化症患者血液中の血管内皮細胞障害(活性化)マーカーの検討;血管内皮細胞の障害がMS再発に重要であることから,免疫反応により変化しうる血管内皮マーカー分子を検討した.その結果plasminogen activator inhibitor-l(PAI-1)の血中濃度がMS再発時に極めて短期間増加する事を見いだした(投稿中).一方Lp(a),TGF-β等には変化が無かった.PAT-1レベルの超急性期での変化の発見が今年度の収穫である.PAI-1レベルは種々のサイト力イン・ケモカインにより変化するので,今後PAI-1レベル変動に関連するケモカインに注目して解析を進める.平成11年度は,今年度の成果を発展させるべく,上記項目に加えてリンパ球活性化に対するケモカインの効果を患者の培養白血球を使用して検討する.またMS剖検脳を用い,in situhybridization法,定量的RT-PCR,免疫組織化学により検討する.ケモカインは数十種類のファミリー遺伝子から構成され,複数のサイトカイン・ケモカインの組み合わせによりリンパ球の遊走や活性化状態が調節される.多発性硬化症(MS)の中枢神経組織では免疫担当細胞の機能が変調していると考えられるので,MS病態におけるケモカインシグナル伝達系の変化について解析した.MS再発時の血液中および髄液中のTリンパ球におけるケモカイン受容体発現を検討し,CD4+T細胞ではTh1ケモカイン受容体発現が末梢血および髄液で増加していることを明らかにした.特にCCR1の発現が末梢血に比して髄液で著明に増加しており,CCR1を介するCD4+細胞の活性化がMSの病態に重要と考えられた.CCR3を受容体とするeotaxin血中濃度がMS再発直後よりも治療後に増加していた事は極めて興味深い.CCR3はTh2ケモカイン受容体であり,治療後の血中eotaxinの増加はMS再発時にTh1へと傾斜したT細胞バランスが補正されつつある事を反映している可能性がある.血中eotaxinの変動はeotaxinとCCR3を共有するRANTESなど他のケモカインの作用が修飾されていることも意味しており,MSの再発とTh1/Th2バランス観点から今後の検討が必要である.なお,RANTES,MIP1α,MIP1β,IL-8の血中・髄液中の濃度は対照群との間で有意差は無かった.血管内皮細胞障害(活性化)に関与するplasminogenactivator inhibitor-1(PAI-1)血中濃度がMS再発時に一過性に増加する事も明らかにした.本研究によりMS再発におけるケモカインの重要性が示され,ケモカインシグナルの制御によるMS治療が期待される.ケモカインは数十種類のファミリー遺伝子から構成され,複数のサイトカイン・ケモカインの組み合わせによりリンパ球の遊走や活性化状態が調節される.

多発性硬化症(MS)の中枢神経組織では免疫担当細胞の機能が変調していると考えられるので,MS病態におけるケモカインシグナル伝達系の変化について解析した.MS再発時の血液中および髄液中のTリンパ球におけるケモカイン受容体発現を検討し,CD4+T細胞ではTh1ケモカイン受容体発現が末梢血および髄液で増加していることを明らかにした.特にCCR1の発現が末梢血に比して髄液で著明に増加しており,CCR1を介するCD4+細胞の活性化がMSの病態に重要と考えられた.CCR3を受容体とするeotaxin血中濃度がMS再発直後よりも治療後に増加していた事は極めて興味深い.CCR3はTh2ケモカイン受容体であり,治療後の血中eotaxinの増加はMS再発時にTh1へと傾斜したT細胞バランスが補正されつつある事を反映している可能性がある.血中eotaxinの変動はeotaxinとCCR3を共用するRANTESなど他のケモカインの作用が修飾されていることも意味しており,MSの再発とTh1/Th2バランスの観点から今後の検討が必要である.なお,RANTES,MIP1α,MIP1β,IL-8の血中・髄液中濃度は対照群との間で有意差は無かった.血管内皮細胞障害(活性化)に関与するplasminogen activator inhibitor-1(PAI-1)血中濃度がMS再発時に一過性に増加する事も明らかにした.本研究によりMS再発におけるケモカインの重要性が示され,ケモカインシグナルの制御によるMS治療が期待される.
パルス強磁場下における高機能形状記憶合金の磁歪の高速応答性の研究

本研究では東北大学金属材料研究所磁気物理学研究部門(野尻研究室)のパルス磁石を用いて形状記憶合金Fe_3Ptの磁化/磁歪の高速磁場応答性の実験的研究を行なった。パルス磁石は最高30Tを発生し、発生磁場の周波数は160Hzである。実験に用いた試料は、阪大掛下グループにより作成されたFe_3Pt単結晶を用いた。この物質は100K以下でマルテンサイト変態を起こすので、ヘリウム4冷凍機を用いて、転移温度より充分低い4.2Kから70Kの範囲で磁場誘起歪みと磁化の観測を行なった。磁場誘起歪みは三端子静電容量法(キャパシタンス法)で測定し、磁化は誘導法で行なった。まず、磁場を加えない状態で室温(300K)から4.2Kまで冷却し、パルス磁場を印加した。0.5T以上の磁場で磁場と平行に縮む方向1.6%の歪みが発生した。さらに同じ温度で磁場を加えると0.6%程度の歪みが圧縮方向に繰り返し現れた。1回目の初期歪みと2回目以降の可逆歪みの大きさは、定常磁場とほぼ同等であった。磁場印加時の転移磁場は定常磁場よりも若干高磁場側で発生したが、その差は0.2T程度と小さいので、160Hzの交流磁場でも磁場誘起歪みが得られると結論できた。さらに、70Kまでの複数の温度で可逆歪みの測定を行なった。歪みの大きさは20K付近で最大の約0.9%となる結果が得られた。この傾向も定常磁場と同様であった。磁化は4.2Kと70Kで測定した。4.2Kでは磁場の上昇とともにほぼ直線的に磁化が増加し、0.5Tで折れ曲がりが生じた。これは磁場誘起歪みに対応するものと思われる。また、ヒステリシスも観測されたが、これは磁場印加によるバリアント変換によるものであると考えられる。パルス磁場の発生後の残留磁化が生じないことから、磁場掃引による磁化は磁場誘起によるものであると考えられる。現在、機械や電子機器などの工業材料は極めて多く開発されているが、これらの機器の小型化、省エネルギー化に伴い、より小さく高機能な材料の開発が求められている。マイクロマシンにおいては極めて小さなスイッチ等の電子部品や機械部品が必要となるが、その材料としてはマルテンサイト変態により大きな磁歪を示す形状記憶合金(遷移金属合金)が有用であると考えられている。本研究では、パルス磁石を用いたFe-31.2%Pd単結晶の磁場誘起歪みの研究を行なった。この物質は磁場誘起強磁性体であり、形状の変化と磁気的な変化を同時に観測するためのシステムを開発した。歪みによる試料の長さの変化を直接観測できるように、キャパシタンス法で測定する。試料の下部に電極を銀ペーストで取り付けることにより試料自体を片側の電極とした。もう一方は銅板で作成した電極である。キャパシタンスブリッジ(Quadtech 1615A)と、デジタルロックインアンプを組み合わせて3端子法でキャパシタンスの変化を測定する。パルス磁場は周波数にすると80Hz程度なので、発振器からブリッジへのバイアス電流を60kHzに設定し測定を行なった。同時に、ピックアップコイルを使った誘導法により磁化を測定した。キャパシタンスと磁化のデータはデジタルオシロスコープを通じてパソコンに取込まれる。液体窒素温度付近の80Kまで試料を冷やして測定した結果、磁場が印加されると磁化、歪みともに大きく変化した。1回目の歪みは0.4%であった。複数回励磁を繰り返すと歪みは小さくなった。これはvariant(兄弟相)の変化が少なくなったせいであると考えられる。今回の実験で、80Hz程度のパルス磁場中でも大きな歪みが発生することが分かった。転移温度より温度を上げて再度冷却することで複数のvariantをもつマルテンサイト相が復活し、再度巨大歪みが発生することが分かった。

この傾向も定常磁場と同様であった。磁化は4.2Kと70Kで測定した。4.2Kでは磁場の上昇とともにほぼ直線的に磁化が増加し、0.5Tで折れ曲がりが生じた。これは磁場誘起歪みに対応するものと思われる。また、ヒステリシスも観測されたが、これは磁場印加によるバリアント変換によるものであると考えられる。パルス磁場の発生後の残留磁化が生じないことから、磁場掃引による磁化は磁場誘起によるものであると考えられる。
口蓋裂モデルを用いたリン酸化プルランによる人工骨の開発に関する基礎研究

本研究は、ラット臼歯の抜歯窩にリン酸三カルシウムおよびリン酸化プルランの混合物を埋入した際の治癒過程を評価すること、口蓋裂モデルラット、ビーグルの作製をすること、それらの顎裂部にリン酸三カルシウムおよびリン酸化プルランの混合物を埋入した際の実用性を評価することを目的とした。ラット臼歯抜歯窩においては、リン酸三カルシウムおよびリン酸化プルランを埋入した群のCT値が他の群と比較して高い傾向があるという結果が得られた。また、マウス頭蓋骨欠損モデルを用いた実験から、最適なリン酸三カルシウムの粒径、リン酸化プルランとの混合比を決定した。さらに、ラットとビーグルの口蓋裂モデルの作製に成功した。本研究では、ラット臼歯の抜歯窩、口蓋裂モデルビーグルの顎裂部にTCP+リン酸化プルランを埋入した際の治癒過程を評価し、実用性を評価する。さらに、その再生骨内に矯正的に歯を移動させたときの組織定量学的、分子生物学的な評価を行ない、メカニカルストレスがTCP+リン酸化プルランによる再生骨に及ぼす影響を検討することを予定している。平成24年度の研究実績として、ラット臼歯抜歯窩に、様々な混合比のTCP+リン酸化プルランを埋入した際の治癒過程を組織定量学的、動物用CT画像にて評価し、対照群、抜歯のみの群、TCPのみの群、リン酸化プルランのみ埋入した群と比較し、TCP+リン酸化プルランの抜歯窩治癒促進効果の有無の解析を行なった。その結果、TCPのみの群は、埋入直後、他の群と比較してCT値が高いが、その後の骨形成に効果は認められなかった。そのことから、TCPのみでは、埋入窩に定着せずに、流出した可能性があることが示唆された。また、埋入21日頃から、TCP+リン酸化プルラン群のCT値が他の群と比較して高い傾向がある結果が得られた。また、埋入3か月後の組織像において、リン酸化プルランの残留は認められなかった。これらの結果から、リン酸化プルランは、生体組織に対し低刺激でかつ、生体硬組織(骨や歯)無機成分であるアパタイトに対し強固に接着し、生体内で吸収されるため異物として残存することがなく、また、薬剤を混合することにより、薬剤の局所濃度を高めるなどドラッグデリバリーのキャリアとしての機能も付与することが可能であることが示唆された。平成25年度は、マウス頭蓋冠モデルを用いて、プルランを担体として、様々な因子(血管内皮成長因子、血小板由来増殖因子、骨形成タンパクなど)を混合し、骨形成の評価を組織定量学的、動物用CT画像にて行ない、現在も進行中である。本研究は、ラット臼歯の抜歯窩、口蓋裂モデルビーグルの顎裂部にTCP+リン酸化プルランを埋入した際の治癒過程を評価することを目的とする。平成24年度の研究実績として、ラット臼歯抜歯窩に、TCP+リン酸化プルランを埋入した際の治癒過程を組織定量学的、動物用CT画像にて評価し、対照群、抜歯のみの群、リン酸化プルランのみ埋入した群と比較を行ない、埋入21日頃から、TCP+リン酸化プルラン群のCT値が他の群と比較して高い傾向がある結果が得られた。

平成25年度の研究実績として、最も効果的に骨形成を促進する材料を決定するために、マウス頭蓋骨欠損モデルを用いて、TCPと細胞、増殖分化因子を混合し、骨形成の評価を組織定量学的、動物用CT画像にて行ない、最適なTCPの粒径、細胞の条件などの結果を得た。平成26年度の研究実績として、ラット顎裂モデル、ビーグル犬の顎裂モデルの手技の習得を行なった。平成25年度の結果により得られた材料の条件で、埋入実験を行い、現在も進行中である。ラットにおいては、実験動物として12週齢Wistar系雄性ラットを30匹用い、歯の移動群( 10匹)、抜歯+歯の移動群( 10匹)、抜歯+α-TCP+リン酸化プルラン+歯の移動群( 10匹)、抜歯+リン酸化プルラン+歯の移動群(10匹)として、動物用CTを撮影し、歯の移動量、歯根吸収、海綿骨梁幅、海綿骨梁距離、海綿骨梁数、骨密度等の組織学的形態計測を行なっている。ビーグル犬においては、実験動物として12か月齢雄性ビーグルを4頭用い、コントロール群(n=2)、α-TCP+リン酸化プルラン群(n=2)として、顎裂モデルの作製を終了し、α-TCP +リン酸化プルランの埋入、顎裂部レントゲン撮影などを行なっている。屠殺後、動物用CTを撮影し、海綿骨梁幅、海綿骨梁距離、海綿骨梁数、骨密度等の組織学的形態計測を行う予定である。歯科矯正学平成25年度は、口蓋裂モデルビーグルの顎裂部を用いた実験を開始する前に、最も効果的に骨形成を促進する材料の条件を決定するために、マウス頭蓋冠モデルを用いた検討実験を追加で行なっており、やや進行が遅れている。平成24年度は、ラット臼歯抜歯窩に、様々な混合比のTCP+リン酸化プルランを埋入した際の治癒過程を組織定量学的に評価し、再生骨にラット臼歯の移動を行ない、歯周組織を組織定量学的に評価する予定であったが、最も最適な混合比を得るための動物実験に時間がかかり、やや進行が遅れている。平成26年度は、平成25年度から継続しているマウス頭蓋冠モデルを用いた検討実験により、最も効果的に骨形成を促進する材料の条件を決定した後に、ビーグル顎裂部にリン酸化プルランを埋入した際の治癒過程の組織定量学的評価、再生骨における臼歯移動時の評価を行なう予定である。本研究は平成25年度から平成26年度にかけて、以下の手順で遂行する予定である。1)再生骨にラット臼歯の移動を行ない、歯周組織を組織定量学的に評価する。2)抜歯窩治癒過程および歯の移動時の歯周組織を遺伝組織学的に評価する。3)抜歯窩治癒過程および歯の移動時に、骨髄細胞を採取し、その分化増殖因子の発現についてin vitroで検討する。4)ビーグル顎裂部にα-TCP+リン酸化プルランを埋入した際の治癒過程を組織定量学的に評価する。5)再生骨にビーグル臼歯の移動を行ない、歯周組織を組織定量学的に評価する。平成25年度は、口蓋裂モデルビーグルの顎裂部を用いた実験を開始する前に、最も効果的に骨形成を促進する材料の条件を決定するために、マウス頭蓋冠モデルを用いた検討実験を追加で行なった。そのために実験動物、器具類の購入を行なわなかった。平成26年度に前年度購入予定の実験動物、器具類の購入を予定している。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額と合わせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。
教育活動を背景とする教員と図書館員の協力関係:ミシガン大学の事例研究をもとに

本研究の目的は,先行事例の事例研究をもとに,大学図書館が実施する学習・教育支援について次の課題を検討することにある。(1)教育活動を背景として,大学図書館がどのような学習・教育支援を実施しているのか。(2)教育活動を背景として,大学教員と図書館員がどのように連携を構築しているのか。(3)教育活動を背景とした大学教員と図書館員の連携の構築に影響を与える要因は何か。平成18年度までに,上記の3つの観点から,アーラム・カレッジの調査(5回)を実施し,データを分析した。平成19年度には,アーラム・カレッジの調査結果の一部を論文として公表するとともに,ミシガン大学の1次調査(平成16年5月に実施),2次調査(平成18年11月に実施)に続く追跡調査を実施した(平成19年12月)。追跡調査では,フィールド・ライブラリアン,フィールド・ライブラリアンに支援を受けた複数の教員,フィールド・ライブラリアンの設置に携わった図書館の課長に聞き取りを行ない,関連する内部資料を収集した。現在,収集したデータをもとに,ミシガン大学の研究の成果を記述的ケース・スタディ(課題(1)及び(2)に該当)として公表するための準備を進めている(平成20年度中の投稿を予定している)。これと並行して,アーラム・カレッジのケース・スタディについて,グラウンデッド・セオリー・アプローチのパラダイム・モデルを枠組みとして,主題分析(課題(2)及び(3)に該当)を進めている(平成20年度中の投稿を予定している)。本研究の目的は、ミシガン大学のケース・スタディをもとに、大学図書館が実施する学習・教育支援について次の課題を検討することにある。(1)教育活動を背景として、大学図書館がどのような学習・教育支援を実施しているのか。(2)教育活動を背景として、教員と図書館員がどのように連携を構築しているのか。(3)教育活動を背景とした教員と図書館員の連携の構築に影響を与える要因は何か。平成17年度までに、この3つの観点から、アーラム・カレッジ(教養カレッジ)の調査(4回)を実施し、データ分析を進めている。(1)(2)については、記述的ケース・スタディとして学会誌への出版が予定されている(「アーラム・カレッジの図書館が実施する学習・教育支援のケース・スタディ」『Library and Information Science』2007、No.57)。現在は、この成果をもとに,(3)についての解釈的ケース・スタディの作成を進めている。平成18年度には、ミシガン大学の美術・デザイン研究科のフイールド・ライブラリアン(field librarian :部局に派遣されて、部局の教職員と学生を対象に図書館サービスを実施する図書館員)に支援を受けた教員への聞き取り調査を実施し、フイールド・ライブラリアンから受けた支援の内容と方法、支援を受けた内容の教育活動への反映状況、教員が考えるフイールド・ライブラリアンの意義を明らかにした。平成19年度には、古代史及び女性学の各研究科において平成18年度と同様の調査を実施する。また、フィールド・ライブラリアンの設置に携わったミシガン大学関係者への聞き取り調査を実施し、関連する内部資料を収集する。そして、収集したデータをもとに、アーラム・カレッジのケース・スタディと同様の手順によって記述的ケース・スタディ及び解釈的ケース・スタディを作成する。
ＩＣＴ活用による特別支援教育プログラムの構築と新しい能力観提案に関する実践的研究

障害のある子どもに対して、ICTを導入するためのアイデアを提案した。また、学校において導入することができるアプリケーションを企業と共同で完成させ、障害のある子どもの学習やコミュニケーション支援に活用できるようにした。作成したアプリ等はインターネット等からダウンロードして使うことができるようにしている。特別な支援が必要な児童生徒に対して、ICTを活用した授業提案等を行った。共同研究者の宮﨑とともに、電子マネーを使った買い物の練習ができるような教材を開発し、それを利用して買い物の指導を行った。知的障害のある特別支援学校の中学部の生徒の協力を得て実施した実践研究では、財布からお金を出して買い物をすることができなかった生徒も、ICカードを使って練習後は、学校近くのコンビニエンスストアーで、全員が買い物をすることができた。これまでの生徒の評価は、お店での買い物をすることはできないというものであったが、ICカードの利用により、買い物をすることができるという評価に変わった。上記のような実践は、ICTの導入が生徒の本来の力を引き出すことにつながる可能性があることを示唆している。従来の指導方法では確立されなかった買い物行動が、今回、ICカードを用いたことで、買い物を実行することができたからである。また、スマートフォンを使った研究においては、富士通デザインと協力して行った研究で、感情表現等見えなかった気持などを見えるようにすることで、児童、生徒の表現の幅が広がったことも確認された。携帯型情報端末による視覚化の効果が、知的障害や発達障害のある児童生徒にとって有効な表現手段になりうることが示唆される。今回の実証実験では、附属特別支援学校だけではなく、香川県教育委員会の協力も得ることができた。大学の治験だけでは不十分な部分を企業の持つノウハウの活用によって補い、その結果を教育現場で実証実験するという好循環を作ることができたと考えている。香川大学教育学部附属特別支援学校と香川大学教育学部附属坂出小学校の協力を得て、携帯型情報端末を活用した授業を行った。授業で活用したのは、企業と共同で完成させたアプリケーションであり、手順等を写真やカード動画などを使って、わかりやすく伝えるための絵カードアプリケーションと、見えない感情を表現できるようにするための、感情表現アプリケーションである。絵カードアプリケーションの活用では、音声による指示理解が困難な児童生徒も、視覚的な情報を活用しながら授業の流れと課題を理解し、授業に取り組んでいる様子が見られた。手順をわかりやすく示す方法の活用は、授業のなかだけにとどまらず、買い物等の手順を示すうえでも効果的であり、児童生徒の社会参加の幅を広げることにもなることが示唆された。また、感情表現のアプリケーションは、道徳の授業と授業の振り返り、日記の指導等で活用した。道徳の授業では、感情表現することが苦手な児童が、登場人物の気持ちを考えて発表することができたりするなど、見えない感情を視覚化して表現できる携帯型情報端末の特性を生かした指導が可能であることが示された。また、児童生徒の中には、コミュニケーションエイドとして携帯型情報端末を活用し、要求などをそれを使って表現できるようになったものもおり、音声で伝えることが困難な知的障害のある児童生徒のコミュニケーションを引き出すことも可能であると考えられる。このような児童生徒の場合、知能検査の結果が、情報端末活用時と非活用時では大きく異なっており、正しい評価は、コミュニケーションエイドとして情報端末を活用したときであると考えられる。これら研究の成果については、今後学会等で広く発表していかなければならないと考えている。本年度は、25年度に完成させた携帯型情報端末のアプリを特別支援学校や小学校などに紹介し、書字の学習や感情表現の学習に使って貰う機会を設けた。家庭などでの取り組みも始まっている。特別支援スマホアプリのダウンロード件数は50000件をこえている。その他に、パソコン用のひらがなかけるかを富士通と共同で完成させた。香川大学教育学部附属特別支援学校の他に、香川県教育委員会の協力を得て、香川県立高松養護学校、香川県立香川中部養護学校、香川県立善通寺養護学校で実証実験を実施した。障害種別に応じたアクセシビリティーに配慮した改良を行い、その効果を確認することができた。ひらがなかけるかな等のアプリは、2014年度のキッズデザイン賞とグッドデザイン賞を受賞という形で評価された。また、これまでの研究の成果は、2014年の国際ユニバーサルデザインアワードの金賞として評価された。研究結果の情報発信については、作業所にホームページの作成を依頼し、研究の成果を広く知ってもらえるようにした。ホームページの更新を通して今後も情報発信に努めていきたいと考えている。特別支援教育実証実験においてICT活用の効果を確認することができたと考えている。また、教育委員会との連携が図れたことにより、成果を地域の学校で活用することができると考えられるため。学校の協力も得ながら授業を展開できている。また、アプリケーションについても、スマートフォン用のアプリケーションを企業と共同で完成させることができたので、これらを用いた授業も今後展開できると考えている。今後の研究については、情報端末等の機器を使った新しい教材等の開発についても考えてみたい。知的障害等のある児童生徒に対する教材の開発は十分とは言えない部分がある。個の実態に応じて指導する教師が授業で活用することができるように考えていく。

その際、授業研究も同時に実施し、具体的な活用方法についても提案していきたいと考えている。現在の進め方で継続していこうと考えている。特別支援学校については学校種を増やすことと、幼稚園等の協力が得られるようにし、就学前の子どもたちへの活用についても取り組んで行きたいと思っている。次年度は、前年度の資料を整理し課題を明らかにするとともに、学会等への参加をとおして資料収集を中心に進めていきたいと考えている。共同研究者にも情報収集を依頼するようにし、幅広く情報を集めたいと考えている。
転移細胞の間質への接着,浸潤および制癌剤感受性増強作用に関する研究

A.転移機序の解明MMP-2およびMMP-9は転移巣由来の細胞株や未分化癌で高い産生が認められ、臨床の悪性度とよく相関する結果が得られた。u-PAおよびplasminは、上顎紡錘形細胞癌、転移巣由来の喉頭癌、耳下腺未分化癌で高い活性が認められた。これらの酵素は癌の湿潤転移には必須の酵素であると考えられた。2)サイトカインの検討転移巣由来細胞株および臨床上転移を起こした症例由来の細胞で,G-CSF,GM-CSF,IL-6,PDGF,およびFGFの産生が高かった.G-CSF,GM-CSF,およびIL-6は宿主の免疫能を低下させることによって転移を促進させ,PDGFおよびFGFは血管新生に働くサイトカインであり,転移形成に促進的に作用することが推測された.B.制癌剤耐性CDDP耐性株においてVerapamil併用によって制癌剤の感受性が上昇した.再発癌に対する治療に応用できることが基礎的に証明された.以上の結果は,1995年6月15日,第19回日本頭頸部腫瘍学会で発表し,推薦論文に選ばれた.また,1995年9月21日第33回日本癌治療学会で発表した.A.転移機序の解明MMP-2およびMMP-9は転移巣由来の細胞株や未分化癌で高い産生が認められ、臨床の悪性度とよく相関する結果が得られた。2)サイトカインの検討転移巣由来細胞株および臨床上転移を起こした症例由来の細胞で,G-CSF,GM-CSF,IL-6,PDGF,およびFGFの産生が高かった.G-CSF,GM-CSF,およびIL-6は宿主の免疫能を低下させることによって転移を促進させ,PDGFおよびFGFは血管新生に働くサイトカインであり,転移形成に促進的に作用することが推測された.B.制癌剤耐性CDDP耐性株においてVerapamil併用によって制癌剤の感受性が上昇した.再発癌に対する治療に応用できることが基礎的に証明された.以上の結果は,1995年6月15日,第19回日本頭頸部腫瘍学会で発表し,推薦論文に選ばれた.また,1995年9月21日第33回日本癌治療学会で発表した.
電気化学的に制御された固液界面の水和構造の不均一性とナノ気泡の発生

気体が飽和した水溶液に、固体を漬けると固液界面にナノメータサイズの微小気泡が発生する。この事実は、21世紀初頭に発見された比較的新しい現象である。気泡径が小さいほど表面張力による押し潰し効果(ラプラス圧)が増加するので、気泡の力学的安定性は減少し、生成した気泡の寿命はマイクロ秒を超えない。しかしながら、多種多様な測定から、気泡寿命は1日以上と報告されているため、100万倍以上の齟齬が、理論と実験を隔てている。本研究では、白金単結晶を電気化学的に制御した原子的に再現性良く定義された表面を用い、表面からオングストローム領域を走査型トンネル顕微鏡(STM)で、ナノメーター領域を周波数変調原子間力顕微鏡(fmAFM)により観察し、原子配列の変化に伴う近距離・長距離の「水和構造」を原子・分子分解能で精査して、ナノ気泡の発生と安定性の謎の解明を試みた。原子的に平坦なPt(111)電極表面を、徐々に粗らし、極限粗面として白金黒電極を用いて、水素ナノ気泡密度を測定した。白金黒を3次元パーコレーションクラスター(DLA: diffusion limited aggregate)と仮定すると、フラクタル次元は、2.52となる。白金黒電極は、2次元と3次元の中間に当たる性質を持っている。粗さの定量的制御を目指し、多結晶白金電極をORCサイクルして、ラフネスRを増加させた。水素ナノ気泡密度をRに対してプロットすると、気泡密度はRに対する単調増加、あるいは単調減少の振る舞いではなく、程々荒れた表面で極大を持つ事が判った。「程々荒れた鏡面白金多結晶電極」は、「Pt(111)と白金黒」に比べ、100倍水素ナノ気泡密度が高い事が判った。熱力学的エネルギー基準は、標準状態で白金電極上の水素酸化還元反応のギブス自由エネルギー変化をゼロとする約束がある。この熱力学的エネルギー基準を定める水素電極反応に、水素ナノ気泡の寄与があるならば、水素の電気化学的酸化還元は2次元均一反応であるという暗黙の仮定が破綻し、固体・液体・気相の接する3重線の寄与によりエネルギー基準にズレが生じる。事実、光電子分光で測定したHOMO/LUMOエネルギーと、電気化学による測定エネルギーには、一定のズレが存在し、単極電位問題として長い論争の歴史を持つ。本研究では、熱力学的エネルギー基準の再定義が可能で、この論争の決着となる可能性が高い。また、IUPACは、標準水素電極には白金黒電極を用いるように勧告している。これは、経験的に、水素電極電位の再現性が高い事実を反映したものであり、白金黒使用勧告の化学的根拠は明らかでない。標準状態(1規定硫酸、1気圧水素ガス)の白金黒電極に対して、多結晶白金の電位差をORCサイクル数に対してプロットして最大-10mVの飽和値を示すシグモイド変化を観測した。予備的な段階ではあるが、標準水素電極電位は、電極表面の荒れにより変化すると言える。この変化の原因は、水素ナノ気泡である可能性が高い。また、白金黒電極では、水素ナノ気泡は発生せず、Pt(111)電極と同様の再現性が担保されるという意外な結果を得た。白金黒はPt(111)と同様に良く定義された再現性の高い界面を持つならば、白金黒は極めて利便性に富んだ電極であると言わざるを得ない。白金黒の電位再現性の良さは、水素ナノ気泡のサイズに下限値があり、フラクタル構造(フラクタル次元2.52)の内部では気泡が安定に存在し得ない事を示唆する。気泡サイズの下限値の存在は、ラプラス圧を考慮すれば定性的に了解可能である。現在までの成果を総合すると、硫酸酸性水溶液中の白金電極上の水素ガス発生反応において、水素ナノ気泡が電極表面に形成されることは疑いがない。従来の水素電極反応では、この水素ナノ気泡の寄与を全く考慮していない。そこで、水素発生反応における水素ナノ気泡と界面溶媒和構造の寄与を明らかにすることを目指して研究を進めている。アルカリ性水溶液中での水素発生反応は、水分子の解裂を伴う高い活性化障壁を持つ遅い反応である。これは、酸性水溶液中の反応が、プロトンへの1電子注入を端緒とする反応であることと大きな違いがある。近年、遷移金属水酸化物や遷移金属硫化物を電極表面に担持すると、水分子解裂の活性化エネルギーが下がり、水素発生過電圧が大きく減少することが報告されている。この成果は、電気化学的エネルギー変換技術に関し、多大な寄与を果たす可能性が高い。そこで、本研究では、界面水分子の解裂を容易化する電極表面構造と界面水和層および水素ナノ気泡を主題として研究を進めている。現在までに、白金単結晶面における原子配列と水和層の測定を行ってきたが、再現性の獲得が難しく実験条件を再吟味している。一方、n型半導体であるZnOは、フラットバンド電位を境に、電位降下が電極内部・溶液と大きく異なる。現在、アルカリ性水溶液中でZnO原子配列を漸く測定できる状態になった。今後は、金属酸化物表面の溶媒和構造と、ナノ気泡をアルカリ水溶液中で測定する。また、金(111)表面に硫黄をサブモノレイヤーで吸着させると、水素発生の過電圧が下がるといわれている。これは、金・硫黄・水の3重線上で、水分子の解裂が促進されることを示唆する結果である。

この事に鑑みて、当該3重線上の水和構造と、水素ガス発生によるナノ気泡生成の有無に着目した研究を進める予定である。気体が飽和した水溶液に、固体を漬けると固液界面にナノメータサイズの微小気泡が発生する。この事実は、21世紀初頭に発見された比較的新しい現象である。気泡径が小さいほど表面張力による押し潰し効果(ラプラス圧)が増加するので、気泡の力学的安定性は減少し、生成した気泡の寿命はマイクロ秒を超えない。しかしながら、多種多様な測定から、気泡寿命は1日以上と報告されているため、100万倍以上の齟齬が、理論と実験を隔てている。本研究では、白金単結晶を電気化学的に制御した原子的に再現性良く定義された表面を用い、表面からオングストローム領域を走査型トンネル顕微鏡(STM)で、ナノメーター領域を周波数変調原子間力顕微鏡(fmAFM)により観察し、原子配列の変化に伴う近距離・長距離の「水和構造」を原子・分子分解能で精査して、ナノ気泡の発生と安定性の謎の解明を試みた。原子的に平坦なPt(111)電極表面を、徐々に粗らし、極限粗面として白金黒電極を用いて、水素ナノ気泡密度を測定した。白金黒を3次元パーコレーションクラスター(DLA: diffusion limited aggregate)と仮定すると、フラクタル次元は、2.52となる。白金黒電極は、2次元と3次元の中間に当たる性質を持っている。粗さの定量的制御を目指し、多結晶白金電極をORCサイクルして、ラフネスRを増加させた。水素ナノ気泡密度をRに対してプロットすると、気泡密度はRに対する単調増加、あるいは単調減少の振る舞いではなく、程々荒れた表面で極大を持つ事が判った。「程々荒れた鏡面白金多結晶電極」は、「Pt(111)と白金黒」に比べ、100倍水素ナノ気泡密度が高い事が判った。熱力学的エネルギー基準は、標準状態で白金電極上の水素酸化還元反応のギブス自由エネルギー変化をゼロとする約束がある。この熱力学的エネルギー基準を定める水素電極反応に、水素ナノ気泡の寄与があるならば、水素の電気化学的酸化還元は2次元均一反応であるという暗黙の仮定が破綻し、固体・液体・気相の接する3重線の寄与によりエネルギー基準にズレが生じる。事実、光電子分光で測定したHOMO/LUMOエネルギーと、電気化学による測定エネルギーには、一定のズレが存在し、単極電位問題として長い論争の歴史を持つ。本研究では、熱力学的エネルギー基準の再定義が可能で、この論争の決着となる可能性が高い。また、IUPACは、標準水素電極には白金黒電極を用いるように勧告している。これは、経験的に、水素電極電位の再現性が高い事実を反映したものであり、白金黒使用勧告の化学的根拠は明らかでない。標準状態(1規定硫酸、1気圧水素ガス)の白金黒電極に対して、多結晶白金の電位差をORCサイクル数に対してプロットして最大-10mVの飽和値を示すシグモイド変化を観測した。予備的な段階ではあるが、標準水素電極電位は、電極表面の荒れにより変化すると言える。この変化の原因は、水素ナノ気泡である可能性が高い。また、白金黒電極では、水素ナノ気泡は発生せず、Pt(111)電極と同様の再現性が担保されるという意外な結果を得た。白金黒はPt(111)と同様に良く定義された再現性の高い界面を持つならば、白金黒は極めて利便性に富んだ電極であると言わざるを得ない。
斜面住宅地における高齢者の近隣ネットワークとサービス補完形態に関する研究

1.本研究は,斜面住宅地における近隣ネットワークによる高齢者のサポートの実態を捉え,そのサービス補完形態について考察したものである。このために北九州市丸山地区を対象として,地域に福祉サービスを提供している行政,民生委員,民間ボランティア団体への調査を行い,サービスの内容と利用実態などを把握した。2.この結果,行政による福祉サービスはメニューが充実しつつあるものの,サービスの提供形態は広域的かつ一律的であり,斜面住宅地の立地条件に十分に対応できておらず,これを地域の民生委員や民間ボランティア団体のフレキシブルな活動が補っていることがわかった。3.中でも,移動支援サービスを行う民間ボランティア団体「北九州義農の会」の調査結果から,斜面住宅地での移動支援サービスにおいては,住宅から車輛までの間の移動について利用者のモビリティ能力と住宅の立地条件に対応した介助を行うことが重要であることが理解できた。4.また,民生委員の活動の調査結果から,高齢者の健康状態や住宅状況などの地域情報を熟知した民生委員が各種福祉サービス利用や住宅の住替えを高齢者の実情に応じて仲介・斡旋する活動を行っており,斜面住宅地へのサービス・アクセシビリティの低下を補う近隣ネットワークが形成されていることがわかった。
循環動態に適合するパッシィブ-アクティブ型マイクロ人工心筋の開発

形状記憶合金線維を用いて高度な可制御性を有する人工心筋システムを開発した。微細機械式アクチュエータにより心室収縮を外部から力学的に支援し有効な血液拍出補助効果が得られた。開発した制御系に加えて、逆解析的な心臓血管病態の定量化の検討をさらに発展させ、「必要なときに必要なだけ」循環を補助するという心不全治療のメタコンセプトに対して、循環生理学的な科学的根拠に基づく補助循環が行えることが示唆された。本研究の目的は,血圧反射モデリング手法を駆使しロボット工学的設計手法を応用して,微細径の形状記憶合金線維(バイオメタル)と現在開発中のナノセンサを駆使して心筋の機能と血行動態を探知し,制御工学に基づいて補助循環の必要性(パッシィブ/アクティブ)を計算する右図の超小型の埋込型マイクロ人工心筋を開発することにある.これは生体の血液循環系にとって"必要なときに必要なだけ"心臓の血液拍出を補助するもので,心臓の外面に設置されるため血栓の形成等の心配もない.このような血行動態を自動で判断し,必要な心マッサージを施すというような完全埋込型の高機能超小型人工心筋は申請者らの考案した装置以外になく,心筋虚血部位などを的確に補助しつつ心臓全体の機能を維持するという発想は内外にない.本年度は,共有結合性-金属結晶性ナノテク形状記憶合金(バイオメタル:100MPaのオーダで収縮力を発生し,直径数μmまで加工可能な線材)を基盤アクチュエータとするロボティクス人工心筋の至適制御によって体内埋込可能なコントローラのプロトタイプ(コントローラ部寸法: W: 45mm xD: 35mm x H: 13mm)を設計開発した.人工心筋収縮機構の開発プロセスでは人工心筋の生体との整合性の高い構造の検討を進め,生体心室壁のwall-thickening effectを模擬した機械要素を新たに開発した.また,ラピッドペーシングによる成山羊心不全モデルの作成を試み,術後4週間での低心拍出条件の再現に成功した.今後,マイクロ圧力センサとの統合による生体と協調する制御法のシミュレーションと,心不全を模擬した条件下での-ケ月以上の慢性実験による循環動態評価に挑戦する.本研究の目的は,血圧反射モデリング手法を駆使しロボット工学的設計手法を応用して,微細径の形状記憶合金線維(バイオメタル)と現在開発中のナノセンサを駆使して心筋の機能と血行動態を探知し,制御工学に基づいて補助循環の必要性(パッシィブ/アクティブ)を計算する右図の超小型の埋込型マイクロ人工心筋を開発することにある.これは生体の血液循環系にとって"必要なときに必要なだけ"心臓の血液拍出を補助するもので,心臓の外面に設置されるため血栓の形成等の心配もない.このような血行動態を自動で判断し,必要な心マッサージを施すというような完全埋込型の高機能超小型人工心筋は申請者らの考案した装置以外になく,心筋虚血部位などを的確に補助しつつ心臓全体の機能を維持するという発想は内外にない.本年度は,完全埋込人工心筋システムのプロトタイプを開発,試作し,さらに局所的にwall-thickening effectを再現できる収縮補助可能なメカニズムを有する装置を用いて,血行力学的効果を検討した.健常成山羊において,心電図と同期させることにより生体心臓の収縮に生理学的に整合する駆動系制御を調べ,電気生理学的心筋収縮の遅延を加え,一心周期の20%の位相遅れを持たせることで,現在開発中のシステムでは至適拍出補助が可能であった.これらの基礎検討に基づき,動物倫理委員会の定める規定に厳密に則り, 1ヶ月以上の慢性動物実験を2例実施した.覚醒下健常循環状態の成山羊においりて,現在開発中のマイクロ人工心筋による心補助装置を心臓壁に装着し,完全埋込時の性能評価を検討した結果,生体心臓の収縮に同期して心臓外部からデバイスによる力学的補助を行うことによって,血行力学的に有効な心拍出量の増大,収縮期圧の上昇を得ることが示された.本研究の目的は、ロボット工学的設計手法を用いて、超微細径の形状記憶合金線維(バイオメタル)と現在開発中の血圧反射モデリング手法と微小センサを用いて心筋の機能と血行動態を探知し、制御工学的に補助循環の必要性(パッシブ-アクティブ)を計算する超小型のマイクロ心筋を開発することにある。これは、生体の血液循環系にとって"必要なときに必要なだけ"心臓の拍出を補助するもので、心臓壁面に装着し心臓の血液拍出を補助するもので、心臓の外面に設置されるため血栓の形成等の心配もない。このような血行動態を自動で判断し、必要なマッサージを施すという完全埋め込み可能な高機能超小型人工心筋は、申請者らの考案した装置以外になく、心筋虚血部位などを的確に補助しつつ心臓全体の機能を維持するという発想は内外にない。本年度は、ナノテク形状記憶合金線維(100MPaのオーダで収縮力を発生し、直径数マイクロメートルまで加工可能な線材)を用いたロボティクス人工心筋を、生体心臓の解剖学的構造と機能的に癒合させる設計として開発を進めた。

開発プロセスでは、血管系のモデリングに基づく人工心筋の生体との整合性の高い構造と制御法の検討を行った。とくに、(a)微小コントローラと計測制御系の実装、(b)心筋の解剖学的構造・メカニクス解析に基づく有効な補助効果を実現するマイクロ構造設計の具現化、(c)計測制御に基づく適応制御法の検討と生体の収縮変位と協調する制御方法のシミュレーションを、健常性山羊を用いた動物試験評価と併せて行い、循環動態の血行力学的評価を行った。昨年度までに得られた本研究成果とあわせて、循環生理学的に生体のニーズにみあう心臓拍出支援を実現する慢性実験評価へと展開しつつある。
マーケット・マイクロストラクチャー理論に基づくリサイクル市場への戦略設計

本研究は、新しい経済学の理論と方法に基づいて、耐久財と非耐久財のリサイクル・システムを設計・提案するものである。まず本研究の依拠する経済理論は、マーケット・マイクロストラクチャー理論である。この理論は、市場秩序の形成を、自らの利益のために仲買をする仲介業者の行動から、内生的に説明する。本研究は、この理論を応用して、製造業者(新製品とリサイクル品の供給者)を消費者(中古品の供給者)と廃棄物処理業者(廃棄物び需要者)の仲介業者としてモデル化して分析した。これにより、近年導入された「家電リサイクル法」のもとで、生産者リサイクルあるいは製品の長寿命化によって利益を確保できることなどが示された。いっぽう本研究の経済分析は、実験経済学の方法に従っている。この経済学は、研究したい経済をゲームとして再現し、それを人間に実際にプレイさせることで分析する。本研究は、この方法に従ってリサイクル・モデルを人間にプレイさせ、人間の行動とシステムの挙動を観察した。その結果、あまりにも効率的なシステムは、経済主体の合理的行動からの小さな逸脱にも感応的すぎて、所期の性能を発揮できないことがあることなどが示された。本研究は、マーケット・マイクロストラクチャー理論によるリサイクルの定式化と経済実験という当初の目標を上記のように達成しただけでなく、当初の予定にない成果もあげた。まず経済理論的には、耐久財の経済学の最新理論をリサイクル・モデルに導入できた。さらに分析方法としては、計算機環境を利用する被験者実験と、計算機エージェントをと被験者の両方を含む実験の2つの方法を確立でき、計算機実験と被験者実験を総合することができた。本年度はリサイクル市場の基本モデルを構築し,その性質や特徴を明らかにすることを試みた.具体的には,1、企業が廃棄物を自ら回収する市場(家電リサィクル法)2.企業が自ら回収を行なわない市場の理論モデルを構築した.企業に廃棄物回収市場における仲介者の役割を与えるととで、回収を促進し利益を増加させる可能性があることを理論的に示唆した.この成果はEcoDesign2001で発表し,国際シュンペータ学会でさらに進めた解析を発表する.さらに、次の3つの計算機実験/被験者実験を設計,実施した.・Gehrigモデルの計算機実験(小田,八杉,三好)Gehrigの仲介、分権市場モデルに基づく計算機実験を行なった.これは上記のモデルを,複雑化・一般化するための基礎的実験である.チープトークゲームの計算機実験(上田,岩崎)コミュニケーションは経済主体の意思決定に影響を与える.そこで,意志決定の理解を深めるために、チープトークゲームを計算機上に表現し,被肇者実験の結果と比較した.結果から,計算機上のエージェントの初期の行動選択確率(その行動に対する偏見)が,被験者の行動を記述するのに重要な要素であることを示唆した.排出権取引実験(西條)異なる責任制度を比較した排出権取引実験において,1)競争均衡価格周辺で売買,2)高めの価格から最後に暴落、3)低めの価格から最後に高騰、4)多くの国が計画倒産,という4種類の価格変動パターンが観察された.これらの成果については来年度に学会報告等を行なう予定である.2002年1月2630日に,八杉が代表の科学研究費補助金(限定合理性の情報構造:証明論およびセラ・オートマタに主る特徴づけ)と共催でワークショップ「実験経済学と知識の構造」を開催した.今年度は、研究活動としては、(a)マーケット・マイクロストラクチャー理論に基づくリサイクル・モデルをさらに進めた。