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中世公家の和歌活動と歌学継承の研究―飛鳥井雅康・雅俊を中心に―

本研究では、飛鳥井雅康・雅俊に着目し、その和歌資料を調査・整理するとともに、詠作活動の違いから庶流と嫡流の在り方について考察した。中世期においてどのように公家が学芸を継承していったのか究明し、定数歌の検証から蹴鞠詠の果たした役割について明らかにした。また、新たに三条西実隆の草稿を見出せたことは、今後の研究にも寄与する成果だと考える。研究初年度である本年度は、(1)飛鳥井雅康の「百首歌」「五十首歌」「三十首歌」「二十首歌」「十首歌」諸本の蒐集・整理と検証、(2)飛鳥井雅俊の「百首歌」「五十首歌」諸本の蒐集・整理と検証、(3)飛鳥井雅康の「鞠道三十首之和歌」「蹴鞠百首和歌」の調査・整理と検証について、先ず伝本の整理と調査、及び書誌的事項や本文のデータを纏める作業を中心に行った。伝本の蒐集・整理は、国文学研究資料館での紙焼き資料・マイクロフィルム資料による確認作業のほか、祐徳稲荷神社、岡山大学などにおいて調査を行った。また、調査の過程で、「蹴鞠百首和歌」の新出伝本を古書店より入手できたため、併せて本文の調査を行った。(1)については、「百首歌」「五十首歌」「三十首歌」「二十首歌」「十首歌」の伝本を調査し、翻字データの入力と諸本間の異同の確認を行った。(2)については、「百首歌」「五十首歌」の伝本を調査し、翻字データを入力した。その成果として、雅康と雅俊の「五十首歌」の詠草時期や表現内容に関する研究発表を行った(第35回古典研究会、於福岡大学)。これにより、『雅俊五十首』の殆どが、三条西実隆の他撰歌集『雪玉集』未収歌を集録した宮内庁書陵部蔵「集雪追加」(孤本)に収録されていることが明らかとなり、従来実隆の歌集とみられていた「集雪追加」の成立に関する問題も新たに見出すことができた。また、奥書等の書誌的事項や本文の検討により、雅康の「五十首歌」の成立の背景と和歌の具体的特徴について明らかにすることできたため、その成果を祐徳稲荷神社中川文庫本の翻刻とともに論文として纏めた。最終年度にあたる本年度は、前年度に引き続き(1)飛鳥井雅康・雅俊の定数歌に関して考察した。その結果、祐徳稲荷神社中川文庫に「雅俊五十首」として蔵される五十首について、雅俊作ではなく三条西実隆の詠草であること、その本文形態から、実隆の草稿を推敲も含めて忠実に転写した貴重な資料であることを明らかにした。この成果は、第60回和歌文学会大会(2014年10月、於青山大学)で口頭発表を行ったほか、論文としてまとめ、『和歌文学研究』第110号(2015年6月)に掲載予定である。また、雅康の定数歌に関して、管見に入った伝本全ての書誌調査の結果をまとめ、詠草年次とその内容について精査し、雅康が定数歌において歌道・蹴鞠道の継承や自らの社会的立場を表現していたこと、そこから庶流としての雅康の在り方と嫡流の雅俊との相違が認められることなどを明らかにした。この成果は、第64回西日本国語国文学会(2014年9月、於梅光学院大学)で口頭発表を行った。同内容は論文としてもまとめており、近時発表予定である。これらの研究に加え、本年度では、(2)飛鳥井雅康・雅俊の和歌詠草の集成と検証を行った。その一つとして、祐徳稲荷神社中川文庫蔵『雅俊詠草』を再調査し、雅俊自筆とされる『新編私家集大成』所収の井上氏旧蔵本および刈谷市中央図書館村上文庫蔵の抄出本との本文比較を行い、大永四年分の詠草にみられる大内義興とその家臣による文化圏と晩年の雅俊の姿について考察した。この内容は資料の翻刻紹介も兼ねて『文献探究』53号(2015年3月)に掲載予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。日本文学26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度として、伝本を蒐集・整理し、書誌的事項について精査することに注力したが、予定していた通りに、伝本の調査を終え、書誌的事項や本文などの確認を行うことができた。また、当初予定に入れていなかった「蹴鞠百首和歌」の伝本(巻子本)の存在が判明し、入手することができた。翻字データの入力作業も予定通り進んでおり、伝本間の異同も整理できており、成果として、研究発表と論文を発表した。以上の理由により、本年度の研究はおおむね順調に進んだと判断できる。今後の推進方策について、当初予定していた内容から特に変更はない。

本年度までに得られた伝本の調査結果を踏まえながら、より具体的に飛鳥井雅康・雅俊それぞれの詠草について精査していきたい。加えて、次年度では、(1)雅康の和歌詠草の集成と検証、(2)雅俊の和歌詠草の集成と検証を行い、歌学書や作法書との比較も行いながら、多角的に考察を進める予定である。また、飛鳥井雅康・雅俊の和歌データベースと年譜を作成し、本研究の成果を纏める予定である。
極めて大きな視線速度をもつ近地球小天体の効率的検出方法の開発

これまで研究代表者が宇宙デブリ用に開発してきた検出アルゴリズムを改良し近地球小天体の新たな検出法を開発し、実際に近地球小天体を9つ新たに発見した。これにより小型の望遠鏡とFPGAを利用した高速解析による安価で効率的な近地球小天体の発見手法が確立され今後多くの近地球小天体、特にこれまでほとんど発見されてこなかった10mー数100m級の近地球小天体の発見に大きく貢献すると思われる。初年度は大量の画像を高速で解析しノイズレベル以下の近地球小天体の検出が可能な専用のFPGAボードの開発と関連するアルゴリズムの製作、一次解析環境の整備を実施した。これらのシステムをJAXA所有の入笠山光学観測施設に搬入し試験観測を実施した結果、4日の観測で2つの近地球小天体を発見した。日本での発見はおよそ9年ぶりであった。本成果は2017年2月に実施された「シンポジウムー天体の地球衝突問題にどう取り組むか。ー」で発表され、その際、朝日新聞の記者にも取材を受け、後日朝日新聞に掲載された。本成果は2017年2月に実施された「シンポジウム天体の地球衝突問題にどう取り組むか」で発表され、その際、朝日新聞の記者に取材を受け、後日新聞に掲載された。最終年度は次年度にあきらかになった解析アルゴリズムの不具合を修正しその有効性を確かめるとともにサーベイ観測を継続した。その結果あらたに5つの近地球小天体を発見した。これらの成果を国内学会4件、国際学会1件で発表するとともに学術論文1編を執筆した。これまで研究代表者が宇宙デブリ用に開発してきた検出アルゴリズムを改良し近地球小天体の新たな検出手法を開発した。具体的には大量の画像を高速で解析し、ノイズレベル以下の近地球小天体の検出が可能な専用FPGAボードの製作と関連するアルゴリズムの作成、一次解析計算環境の整備を実施した。28年度はここまでの作業予定であったが、思いのほか順調に作業が進んだため、作成したFPGAボード等をJAXA所有の入笠山光学観測施設に搬入し、施設内に設置されている18cm望遠鏡2台及びCCDカメラCMOSセンサーを利用して実際の近地球天体を対象とした試験観測を実施した。その結果、4日の試験観測で近地球天体2つを発見した。日本での近地球天体の発見はおよそ9年ぶりである。本成果は、2月に実施された「シンポジウム天体の地球衝突問題にどう取り組むか」で発表され、その際、朝日新聞の記者にも取材を受け、後日朝日新聞に掲載された。28年度の成果により提案されている近地球小天体の正確な軌道・サイズ頻度分布を検証するための新たな検出手法、従来の観測手法では困難であった地球近傍を高速で移動する近地球天体の検出を可能にする手法が有効であることが示唆された。予定していた作業が思いのほか順調に進行したことと、近地球天体検出用のアルゴリズムの改良が予想に比べて容易に実施することができたため。また、試験観測時に好天に恵まれたという点もあげられる。今年度は昨年度あきらかになった解析アルゴリズムの不具合を修正しその有効性を確かめた。また、豪州のSiding Spirngs天文台における遠隔観測施設での観測体制を整えて、近地球天体の発見観測を開始した。その際、解析データの転送に時間がかかることが判明したが、新たな転送手法を確立することによりこの問題を解決した。また、豪州の観測装置が風に対して振動して観測データを劣化させるという問題があることがわかった。これについては来年度に対応したい。試験観測により複数個の未発見近地球天体がみつけたが観測所コードが取得できず、国際天文連合への報告はできなかった。2018年1月に観測所コードを取得し本格的にな発見観測を開始した。その結果、昨年度の入笠山光学観測施設の発見に引き続き2個の近地球天体を発見し、国際天文連合の小惑星センターより仮符号(2018EZ2及び2018FH1)が付与された。2018EZ2に関しては発見から2日後に月までの距離の半分以下まで接近する20メートルサイズの天体であることが分かった。2018EZ2は発見後直ちに研究分担者の奥村氏らが勤務する美星スペースガードセンターで追跡観測がなされ正確な軌道が決定されるとともに高速で回転しているという事実が判明した。これにより本研究で提案している手法を実用レベルで利用できることが示された。これらの研究成果を国内の研究会で2件、国外の学会で2件発表するとともに天文月報に解説記事を執筆した。発見から追跡観測にいたるまでの一連の作業手順を確立し近地球天体を2個新たに発見することができた。今年度は日本及び豪州での天候条件にめぐまれず期待したほどの発見数ではなかったが年度中に明らかになった課題も解決しおおむね順調に進んでいると判断できる。

これにより小型の望遠鏡とFPGAを利用した高速解析による安価で効率的な近地球小天体の発見手法が確立され今後多くの近地球小天体、特にこれまでほとんど発見されてこなかった10mー数100m級の近地球小天体の発見に大きく貢献すると思われる。初年度は大量の画像を高速で解析しノイズレベル以下の近地球小天体の検出が可能な専用のFPGAボードの開発と関連するアルゴリズムの製作、一次解析環境の整備を実施した。これらのシステムをJAXA所有の入笠山光学観測施設に搬入し試験観測を実施した結果、4日の観測で2つの近地球小天体を発見した。日本での発見はおよそ9年ぶりであった。本成果は2017年2月に実施された「シンポジウムー天体の地球衝突問題にどう取り組むか。ー」で発表され、その際、朝日新聞の記者にも取材を受け、後日朝日新聞に掲載された。本成果は2017年2月に実施された「シンポジウム天体の地球衝突問題にどう取り組むか」で発表され、その際、朝日新聞の記者に取材を受け、後日新聞に掲載された。最終年度は次年度にあきらかになった解析アルゴリズムの不具合を修正しその有効性を確かめるとともにサーベイ観測を継続した。その結果あらたに5つの近地球小天体を発見した。これらの成果を国内学会4件、国際学会1件で発表するとともに学術論文1編を執筆した。28年度には開発された新たな観測手法をつかうことにより2個の近地球天体の発見をすることができたが、試験観測をとおして解析アルゴリズムの不具合が相当数見受けられた。29年度はこれらの不具合を修正するとともに入笠山光学観測施設での試験観測を継続する。また、JAXAが豪州Siding Springs Observatoryに整備している遠隔観測装置を利用した試験観測も開始して新たな検出手法による近地球天体の発見数を増加させる。これにともない研究成果の査読論文への投稿や国際学会等での発表を精力的に行っていく。豪州での観測施設の改修を実施し、さらなる近地球天体の発見実績をあげて、論文、学会発表等で成果を積極的にアピールするとともに新たな研究資金の獲得に努める。また、本研究で開発した手法はこれまでの近地球天体と全く異なる検出手法である。本手法の有効性を示しつつ海外との連携関係を構築し世界規模の近地球天体発見ネットワーク構築をめざす。本研究により発見した近地球小天体は以下の9つ。国立天文台が担当しているウズベキスタンのマイダナク天文台の人件費について、天文台内のネット環境が劣悪であることが判明したため追跡観測用の準備を見合わせたことによる。(理由)国立天文台が担当しているウズベキスタン、マイダナク天文台の人件費について、天文台へのネットによるアクセスが非常に困難であることが判明したため当天文台を利用した追跡観測用人件費の支出を見合わせたことによる。(利用計画)さらなり近地球天体の発見実績をあげるため豪州遠隔観測施設の拡充に利用する。28年度に実施した試験観測の経験から計算機環境のさらなる拡充が必要であることが判明したため、28年度の繰越分は計算機の購入に充てる。
多遺伝子同時発現系による初期胚乳の発生機構の解明

被子植物の胚嚢の大部分を占める中央細胞は、受精をきっかけに活発な遺伝子発現を始め、次世代となる胚を育む胚乳へとダイナミックに転換する。胚乳核の分裂による多角化、助細胞と胚乳の融合による花粉管誘引の停止の後に細胞化する。これら独特な細胞現象は、柔軟な組織形成の可能性を示す例として興味深い。本研究は、これら胚乳の初期発生を制御する遺伝子を同定し分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。転写または翻訳阻害剤を処理した実験から胚乳の初期発生には受精後の新規な遺伝子発現が必要であることが明らかになったことから、受精前後で変化する遺伝子群に目的の遺伝子が含まれると示唆された。取得済みの中央細胞と比較する初期胚乳の遺伝子発現解析のために、胚乳組織を単離する酵素液を検討した。細胞壁分解酵素の組成を変えて試したが、初期胚乳の高頻度なプロトプラスト化が困難であった。代替手法として準備を進めていた組織特異的な細胞核単離法(INTACT法)を採用した。使用する形質転換体の改変と選抜をおこない、核単離の条件の検討を進めている。また、胚乳での多遺伝子発現系の構築に不可欠な胚珠へのマイクロインジェクション手法の最適化をおこなった。マニピュレーターの設置角度とピエゾマイクロマニピュレーター、インジェクターの選定と出力の調整、組織培養培地への胚珠の配置方法を工夫することで、従来と比べて中央細胞への色素導入効率が飛躍的に改善した。本研究の目的である初期胚乳の発生イベントを司る遺伝子の同定と分子メカニズムの解明には、受精後の初期胚乳で新規に発現する遺伝子の選抜が不可欠である。当初予定していた酵素液処理による胚乳組織の単離が困難であったため、INTACT法による核単離への変更を余儀なくされたが、解析に使用する形質転換体を無事取得できた。また、多遺伝子同時発現系に重要なマイクロインジェクションの実験系も大幅に改善できた。以上から順調に進んでいると考えられる。初期胚乳の遺伝子発現情報を取得するためにINTACT法による胚乳核の単離方法を最適化してRNA-seqをおこなう。取得済みの中央細胞のデータと比較して受精後に上昇する遺伝子の中から、発現変動する遺伝子群を絞りこみ、クローニングする。マイクロインジェクションによる遺伝子発現に適したベクターを選定し、多遺伝子同時発現系の確立を目指す。選抜した遺伝子を導入し、ライブイメージングによって初期胚乳の発生イベントを観察して、遺伝子を導入しないコントロールと比べて変化が見られる遺伝子セットを絞り込む。
ガバナンスの視点に基づく行政法理論の現代化と経験的アプローチの導入

「後期行政国家」の課題に対応するため,行政法理論の基礎概念や諸制度をガバナンスの観点から整理しなおす作業を進め,そこで得られた理論仮説を,立法過程・司法過程の経験的調査によって実証的に検証する方法の検討を行った。本研究は,「後期行政国家」の課題に対応するため,行政法理論の基礎概念や諸制度をガバナンスの観点から整理しなおす作業を具体的に進めるとともに,そこで得られた理論仮説を,立法過程・司法過程の経験的調査の範囲で,実証的に検証するという作業をおこなうものである。経験的調査として,国の立法過程の実務的責任者(本省課長級以上の職員)へのインタビューまたは本人による論稿作成を通じて,いわゆる55年体制の崩壊の過程で始まった立法過程の変化(過去10年を対象)を明らかにする。本年は,そのための作業のひとつとして,行政手続法による行政ガバナンスの実現について,英語文献を公表するとともに,消費者保護行政の立法過程の経験的調査として,消費者安全法,消費用製品安全法につき関係者にインタビュー調査をするとともに,不当勧誘,不当表示,製品安全の欠如の3分野における消費者保護立法が,戦後すぐの時期にどのように形成され,それが消費者庁の設置に伴い所管換された実態を調査した。消費者行政が,産業行政の失敗からどのように生まれ,独立の分野として認識されつつある現状を整理するとともに,そこから得られた「消費者行政」と「産業行政」の区別の重要性と現実の立法過程における混乱とを指摘する論稿(「消費者行政」)を執筆,公表した。また,みずから消費者被害回復のための立法過程にも関わっている。以上から,行政のガバナンスの視点として,手続や訴訟といった一般的制度だけでなく,事業,産業分野ごとの省庁編成と,それに横串を指す行政庁組織--競争政策,環境政策,消費者保護政策--の設置ということの重要性について,新たな視点を形成しえたものと考えている。本研究は,「後期行政国家」の課題に対応するため,行政法理論の基礎概念や諸制度をガバナンスの観点から整理しなおす作業を具体的に進めるとともに,そこで得られた理論仮説を,立法過程・司法過程の経験的調査の範囲で実証的に検証するという作業をおこなうものである。経験的調査として,司法過程や立法過程の実務者へのインタビューや立法・判例調査を通じて,いわゆる55年体制の崩壊の過程で始まった立法過程の変化(過去10年を対象)と,司法制度改革による司法過程の変化を明らかにする。本年は,まず,「後期行政国家」の概念について検討する論稿を公表するとともに,消費者行政の立法過程について国際シンポジウムで報告をした(シンポジウム成果は次年度公表)。また,立法過程の経験的調査として消費者安全法,消費用製品安全法につき関係者にインタビュー調査をするとともに,消費者行政が,産業行政の失敗からどのように生まれ,独立の分野として認識されつつある現状を整理した。さらに改正行訴法のもとでの行政実体法のとらえ方の変化について,過去の判例の読み直しを行った。以上から,行政のガバナンスの視点として,手続や訴訟といった一般的制度だけでなく,消費者庁のような横串的組織の設置,および裁判所のあり方の2000年代における変容について,新たな視点を形成しえたものと考えている。最終年度である平成24年度においては,これまでに行った司法過程や立法過程についての経験的調査を踏まえ,いわゆる55年体制の崩壊の過程で始まった立法過程の変化(過去10年を対象)と,司法制度改革による司法過程の変化の結果,行政法学説におけるアプローチの仕方がどのように変更されるべきかを明らかにした。まず,取消訴訟の原告適格,及び国家賠償法1条の違法概念という,行政法学説においてもっとも見解が分かれており,収斂しないかに見える問題領域において,「後期行政国家」におけるひとつの収斂方法を示した。それは,行政実体法に対する裁判所の創造的法解釈が,行政国家の固定化を防ぐ役割を果たすという視点から説明できるものである。また,憲法論を通じた創造的な法令解釈が,やはり「後期行政国家」の固定化を防ぐ役割を果たしうることについても検討した。さらに,経験的調査をふまえ,立法過程におけるドグマ的思考,司法過程におけるドグマ的思考の存在を仮定して,判例や法律の意味を理解する可能性を探った。以上から,経験的調査をふまえると,静的な法解釈論とは異なる動的な視点を得ることができ,それは「行政国家」の固定化を防ぎ,行政活動のガバナンスを維持するために,裁判所が創造的な実体法解釈をおこなうことがいかに重要であるか,また現実に日本の最高裁はそのような役割を果たしているとの結論を得ることができた。経験的調査については,とくに司法制度改革の影響について,検討結果の論文公表が予定を上回るペースで進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。予定を上回るテンポで進んでいるので,今後は,当初の研究計画には含めなかった国家賠償法関連も含めて,検討の幅を拡げて研究を進める。
指PIP関節の関節神経損傷による関節軟骨の変化に関する実験的研究

教室の田村らの解剖学的研究により指PIP関節の神経支配は固有掌側指神経から分枝した関節枝により支配されていることが判明したが、この指神経の関節枝が損傷された場合、関節軟骨にいかなる影響を与えるかにつき検討するため日本白色レグホン48羽を用い動物実験を行なった。実験群としてニワトリを次の4群に分け実験を行った。A群;左第3趾PIP関節の内側側副靱帯を温存し、両側趾神経の関節枝のみを切断したもの。B群;左第3趾PIP関節の内側側副靱帯切断し、両側趾神経の関節枝は温存したもの。C群;左第3趾PIP関節の内側側副靱帯および、両側趾神経の関節枝を切断したもの。D群;関節包のみを切開し、放置したもの。これを対照群とする。以上の各群のニワトリを術後、鶏舎内で自由に歩行させ、術後1、2、3、6か月で過量の麻酔薬を用い安楽死させ、以下の項目につき検索し、以下の結果を得た。1.肉眼的観察;3か月と6か月のB群、C群の各1羽で関節軟骨の光沢の低下が見られたが、その他は正常であった。2.X線学的観察;3か月と6か月のC群各1羽に骨硬化現象が見られたが、その他は正常であった。3.組織学的観察;2、3、6か月のB群、C群の各1羽で軟骨表層細胞の変性が見られたが、亀裂や剥離は見られなかった。その他は正常であった。以上よりB群とC群の間には有意差を認めず、これらの変性は靱帯切離による側方動揺性による影響が主であると考える。従って関節に負荷を加えるためにこれより広い鶏舎で術後自由に歩行差せ、さらに毎日30分のトレッド・ミルを行い検索を行う予定である。これを対照群とする。
生命の初期進化を模擬した実験モデルの構築

生命がどのように進化してきたのかはほとんどわかっていない。その原因の一つは、初期生命を模した実験モデルが存在していなかったことにある。そこで本研究では、初期生命を機能的に模擬した単純なゲノム複製システムを構築した。そしてそのシステムに自発的な進化能を付与することに成功した。このシステムを用いることにより、単純なゲノム複製システムがどうやって現在の生命のような複雑なシステムへ進化しうるのかを実験的に確かめることができるようになるだろう。本研究では人工自己複製反応を実験的に進化させることにより、自己複製反応系は進化して生命の特徴である高効率性や複雑性を獲得することができるのかを実験的に問い、その進化過程を詳細に解析することにより、進化プロセスがどのように進行するのかを理解することを目的としている。本年度は、RNA複製反応を約100世代にわたり継代した。当初の複製効率は大変低く、そのままでは次の反応を続けることが困難であったため、複製したRNAを逆転写反応とPCR反応、そしてRNA合成反応により増幅した。この一連の操作を100回繰り返した。約20回目までは、平均のRNA複製能力は徐々に低下した。この原因は変異の蓄積により、多くのRNAの複製能力が低下したためだと考えられる。その後20回目以降は逆に平均RNA複製能力が上昇し、最終的に元のRNAの約30倍の複製能力を示した。最終的に得られたRNAをクローン化し、いくつかの配列を解析したところ、約20個の変異が集団内に固定されていた。これらの結果は、RNA自己複製反応を継代することにより、複製エラーにより変異が導入され、RNA複製能力に多様性が生じ、より複製能力の高いRNAがより多くの子孫を残すことによって集団内での割合を上昇させたことを支持している。この多様性の創出により子孫を残した個体の選択は、まさにダーウィン進化が起きたことを示している。そしてその進化は約20の変異によって達成されたていた。今後、さらに継代を続けるとともに、進化途中の配列を解析することにより、進化プロセスの詳細が理解できるだろう。本研究では人工自己複製反応を実験的に進化させることにより、自己複製反応系は進化して生命の特徴である高効率性を獲得することができるのか、その進化プロセスがどのように進行するのかを理解することを目的としている。昨年度までにRNA複製反応を約600世代にわたり継代し、その間に複製能力が100倍以上に向上したことを示した。さらにその間に38種類の変異が集団内に固定されたことを示した。すなわちダーウィン型の進化が起きたことを示している。今年度はさらにその進化プロセスを生化学的に詳細に解析した。本研究で用いたRNAにはRNA複製酵素のアミノ酸配列をコードするという機能と、その複製酵素によって複製される鋳型としての機能という2つの機能を持っている。本年度は進化によってこの2つ能力がどう変わっていったかを解析した。その結果、進化によりRNAにコードされた複製酵素の能力はほとんど変わっていないことがわかった。これに対し鋳型としてのRNAの能力は著しく向上していた。鋳型としての能力のなかでも、RNAが1本鎖のまま複製される能力が大きく上昇していた。この1本鎖として複製されることは、RNAが再帰的な複製をするために重要な能力である。さらにRNAの構造を構造予測ソフトにより解析すると、変異によりRNAの2次構造が強くなっていることも明らかになった。本研究により、人工的に作った自己複製反応でもダーウィン型の進化が起こることを明らかにした。そして生命のひとつの特徴である高効率性を自発的に獲得することも示すことができた。この結果は初期生命が進化能を持つための十分条件を提示する。さらにその進化プロセスの解析から、RNAの構造が進化により変化しやすいことを見出した。この結果は、RNAをゲノムとして用いた初期生命の進化が現在のDNAゲノムを持つ生命の進化とは異なっていた可能性を示す知見である。昨年度は、RNA複製反応を約100世代にわたり継代し、今年度ではさらに約500世代継代した。昨年度に比べ継代回数が大きく上昇したのは、ある程度進化が進んだことにより、人為的な増幅作業が不要になり、効率的な実験が可能になったためである。本年度の進化実験の結果、最終的にRNA複製反応の効率は100倍以上に上昇した。そして最終的に得られたRNAには38種類の変異が固定されていた。これらの結果は、RNA自己複製反応を継代することにより、ダーウィン型の進化が起きたことを示している。すなわち、複製エラーによりRNAの多様性が生じ、より複製能力の高いRNAがより多くの子孫を残すことによって集団内での割合を上昇させ、その結果、集団内に固定されたことを示唆している。

また最終的に得られた自己複製RNAは、一切の人為的増幅を必要としなくなった。すなわち、ただ栄養として無細胞翻訳システムを供給するだけで、ほぼ無限に増えることができるようになった。このような翻訳を介して再帰的に複製するシステムは、これまで生物以外では存在しておらず、本研究で構築されたシステムは、今後初期生命の成り立ちを理解するうえで有用である。本研究の目的の一つは、RNA複製反応を継代することにより、より高効率に複製するRNAを進化させることである。今年度の継代実験で、すでに30倍反応効率の高いRNAを得ることができた。これは上記の目的がすでにある程度達成されたことを意味する。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画では3年をかけて進化実験を行い、人為的な複製がなくても再帰的に自己複製できるRNAを進化させることを目的としていた。しかし、2年目となる今年度ですでにこの基準を達成したRNAが進化してきた。したがって、当初の計画以上に進展していると考えられる。これにより、最終年度は進化系列の解析に集中し、より詳細な解析が可能になるだろう。いまのところ継代実験は順調であるため、このままさらに長期間の継代実験を行う。また、これまでは人為的な複製を行っていたため時間がかかっていたが、ある程度複製能力の上がった現在のRNAでは不要になっている可能性がある。もし人為的な複製が不要であれば、継代実験のスピードが約6倍に向上するため、こちらの可能性も併せて検討する。いずれかの方法で継代をさらに続けながら、これまでの進化過程の配列解析を行う予定である。継代実験は予想以上に順調に進行し、ほぼ終了した。これにより、継代実験と並行して行う予定であった進化プロセス解析を来年度に集中して行う。方法としては、配列解析、および生化学解析を行う。
バイオクリーン手術室における浮遊微粒子の制御に関する研究

(1)バイオクリーン手術室を対象とした研究を進めるにあたり,基礎事項の検討を行った.まず,建築計画・設計面からみた問題点としては,手術室内の吹出し口面積,吸込口方向,前室の有無などを抽出し,次に,管理運営面からみた問題点としては,扉開閉の影響,術者・看護婦からの発塵などを抽出した.(2)実物大のモデル手術室を用い,前項の検討結果を踏まえた条件設定の下に,実測を行った.この結果,乱流型のバイオクリーン手術室においては,吸込口方向は1, 2方向よりも3, 4方向とすべきこと,前室を設け看護婦などの出入りによる扉開閉を極力抑えることなどが,清浄度評価の面から明らかとなった.(3)大学附属病院の中央手術部内手術室を使用し,実際の手術時における浮遊微粒子濃度を実測した.この実測では,手術時における人(術者,看護婦など)の動きに注目し,特に扉の開閉による室内浮遊微粒子濃度の上昇を数値的に明らかにした.(4)また,バイオクリーン手術室の扉開閉による,浮遊微粒子濃度への影響を把握するため,手術室の扉の前後でポリプロピレン糸を高さ別に設定し,気流の可視化を行った.この結果,室内側が正圧であるにもかかわらず,扉の解放に伴い,廊下側の汚染空気が手術室内に侵入する様子が確認された.この状況は,手術室の換気方式が,垂直整流型,水平整流型いずれの場合にも認められた.(5)手術時における浮遊細菌数を,実測により求めた.この結果,通常バイオクリーン手術室では検出されないグラム陰性桿菌が検出された.手術室の空気清浄度は,手術室の使用状況に影響ささることが,浮遊細菌の面からも明らかとなった.(1)バイオクリーン手術室を対象とした研究を進めるにあたり,基礎事項の検討を行った.まず,建築計画・設計面からみた問題点としては,手術室内の吹出し口面積,吸込口方向,前室の有無などを抽出し,次に,管理運営面からみた問題点としては,扉開閉の影響,術者・看護婦からの発塵などを抽出した.(2)実物大のモデル手術室を用い,前項の検討結果を踏まえた条件設定の下に,実測を行った.この結果,乱流型のバイオクリーン手術室においては,吸込口方向は1, 2方向よりも3, 4方向とすべきこと,前室を設け看護婦などの出入りによる扉開閉を極力抑えることなどが,清浄度評価の面から明らかとなった.(3)大学附属病院の中央手術部内手術室を使用し,実際の手術時における浮遊微粒子濃度を実測した.この実測では,手術時における人(術者,看護婦など)の動きに注目し,特に扉の開閉による室内浮遊微粒子濃度の上昇を数値的に明らかにした.(4)また,バイオクリーン手術室の扉開閉による,浮遊微粒子濃度への影響を把握するため,手術室の扉の前後でポリプロピレン糸を高さ別に設定し,気流の可視化を行った.この結果,室内側が正圧であるにもかかわらず,扉の解放に伴い,廊下側の汚染空気が手術室内に侵入する様子が確認された.この状況は,手術室の換気方式が,垂直整流型,水平整流型いずれの場合にも認められた.(5)手術時における浮遊細菌数を,実測により求めた.この結果,通常バイオクリーン手術室では検出されないグラム陰性桿菌が検出された.手術室の空気清浄度は,手術室の使用状況に影響ささることが,浮遊細菌の面からも明らかとなった.本年度は、研究推進にあたっての基礎事項の検討と、モデル手術室を対象とする環境実測を行った。まず、基礎事項の検討として、バイオクリーン手術室に関する現状での問題点を明らかにした。これは大別して、1)建築計画設計面からみた問題点、および、2)管理運営面からみた問題点、に集約された。建築計画・設計面からみた問題点としては、手術室内の吹出口面積吸込口方向、前室の有無などがあげられ、管理運営面からみた問題点としては、扉開閉・術者・ナースからの発塵などがあげられる。このためモデル手術室を対象とした環境実測においては、これらの検討結果を踏まえた設定条件の下に、浮遊微粒子濃度分布を測定した。また、手術室内では、各位置毎に清浄度が異なると予想されたため、評価指標としては、「みかけの換気回数(各位置における汚染除去率を表す)」および「換気効率B(室内に発塵源がある場合に、その影響を受ける程度を表す)」を適用した。この結果、乱流型のバイオクリーン手術室においては、吹出風速を0.5m/sよりも0.3m/s程度とすべきこと、吹出口面積は手術台投影面積よりも大きめに確保すべきこと、また、吸込口方向は1、2方向よりも3、4方向とすべきこと、さらに、前室(清浄度クラス50,000100,000)を設け、なるべくナースの出入りによる扉開閉を抑えるべきことなどが、清浄度評価の面から明らかとなった。今後は、病院実測を通じて評価結果の検証と建築計画へのフィードバックを行う予定である。
乳癌幹細胞サブタイプによる乳癌個別化と新規マーカー探索

本研究では約200例の原発乳癌組織からスフェロイド培養を行い、癌幹細胞性と臨床病理学的因子との関連を検討した。Luminal型乳癌は癌幹細胞関連遺伝子発現パターンにより2つに分類可能であり,NANOG優位型においてスフェロイド形成能や乳癌幹細胞マーカー陽性細胞含有率が高く,悪性度が高い傾向を示した。この分類は臨床的に用いられているIntrinsicsubtypeとは異なる分類であり,スフェロイドにおける癌幹細胞性の評価がLuminal型乳癌の新たな個別化の指標となり得る可能性が示唆された。乳癌の進展、再発、転移などの腫瘍の動態は癌幹細胞の性質に依存すると考えられる。本研究では癌幹細胞のサブタイプを明らかにし、病態と比較検討することで、予後予測や転移予測、または治療効果判定に役立つマーカーを探索することを目的とする。平成22年度は患者乳癌組織からの乳癌幹細胞の培養を試み、癌幹細胞が濃縮されているとされるスフェロイド形成のための至適培養条件を検討した。患者乳癌組織は細切してコラゲナーゼ処理により細胞を分散し、メッシュを通して洗浄後、低接着プレートに無血清培地を用いて培養した。分離した乳癌細胞は3日7日間で低接着プレート培養上にスフェロイドを形成した。スフェロイドが維持される期間は症例ごとに異なり、長期培養可能例では1か月程度維持が可能であった。しかし、ほとんどの症例において長期培養が困難であった。また、スフェロイドの大きさ、形態は症例により異なり、一部では管腔構造を呈する症例も観察された。さらにスフェロイド形成能をより定量的に評価するため、スフェロイド数のカウントを試みた。細胞同士の凝集を抑えるために、メチルセルロース添加培地を用いて播種し、7日目に一定細胞数から形成された50μm以上のスフェロイド数をカウントすることでスフェロイド形成能の定量化を可能とした。今後、本研究により確立された培養条件を用い、各症例の病態とスフェロイドサブタイプあるいはスフェロイド形成能との関連性について検討を加えたい。そのための準備として、少数のスフェロイドからのRNA抽出、遺伝子の定量RT-PCRは困難かと思われたが、いくつかの幹細胞性マーカーの解析が可能なことを確認した。癌幹細胞は低接着培養下でスフェロイドを形成する。平成23年度は平成22年度に確立した培養条件にて、乳癌組織検体からスフェロイドを培養し、スフェロイド形成能、癌幹細胞マーカー染色、癌幹細胞性遺伝子発現と病態との関連について解析した。乳癌幹細胞マーカーと考えられているCD44+/CD24-に高い薬剤排出能を示すHoechst-を加えたCD44+/CD24-/Hoechst-細胞含有率がスフェロイド形成数と正相関を示し、癌幹細胞性を示すマーカーとして有用だと考えられた。CD44+/CD24-/Hoechst-細胞含有率は癌幹細胞性が高いと考えられているBasa1タイプで高い傾向を示した。さらに染色性はで異なり不均質を示すことが明らかとなった。また癌幹細胞関連遺伝子発現パターンは培養期間によらず一定であり個々の癌幹細胞の性質を反映していると考えられた。ERE活性においてはLumina1タイプではスフェロイドにおいても活性が維持されていたが、一部スフェロイドでは活性が失われていた。CD44+/CD24-/Hoechst-細胞含有率が癌幹細胞性を示す有用なマーカーとなりうる事を見いだしたが、さらに癌幹細胞関連遺伝子発現、ERE活性を組み合わせにより、癌幹細胞性はさらに細分化できる可能性が示唆された。今後これらのマーカーを用いて異なる性質をもつスフェロイドを抽出し、細分化可能とするマーカー探索に結び付けたい。乳癌の進展、再発、転移には治療で残存した癌幹細胞の関与が考えられる。本研究では約200例の原発乳癌組織からスフェア培養を行い、癌幹細胞性と病態を比較検討することで、予後予測や転移予測や治療効果判定に役立つマーカーを探索することを目的とした。平成23年度にスフェロイド形成能とともに乳癌細胞表面マーカーと薬剤排出能を組み合わせたマーカー(CD44+/CD24-/Hoechst-)が癌幹細胞性を反映することを明らかにしたが、平成24年度では、このマーカーに加えてスフェロイドの癌幹細胞遺伝子発現の解析を行い癌幹細胞性と病態との関連を検討した。特に全乳癌の6570%を占める最も頻度の高いサブタイプであるLuminal型においてはホルモン治療抵抗を示す群の存在が報告されていることから、Luminal型乳癌における癌幹細胞性の解析を主に行い、癌幹細胞性によるLuminal型乳癌の細分化の可能性を検討した。

Luminal型乳癌由来のスフェアの癌細胞遺伝子発現パターンは症例により異なりheterogeneityが明らかとなった。また癌関連細胞遺伝子発現パターンによりLuminal型は少なくとも2つのサブタイプに分類可能であった。乳癌を含め他の癌においても高発現が報告されている癌幹細胞関連遺伝子NANOG優位型を示す症例ではスフェア形成能や癌幹細胞マーカー陽性細胞含有率が高く、癌幹細胞性が高い傾向を示した。また臨床病理学的因子においても組織学的悪性度、Ki-67、TopoIIαが高く悪性度が高い傾向を示した。この癌幹細胞遺伝子発現パターンによる分類は現在臨床で行われている免疫染色を利用したsubtype分類によるLuminal型分類とは異なったことから、スフェアにおける癌幹細胞関連遺伝子発現パターン解析がLuminal型乳癌の新たな個別化の指標となり得る可能性が示唆された。年間を通して、数十例の乳癌組織検体からのスフェロイド培養を実施した。またスフェロイド形成能、癌幹細胞性遺伝子発現、ERE活性解析についてもintrinsic subtype別に行い、病態の関連について検討した。スフェロイド形成能と正相関を示すマーカーを見いだし、さらに癌幹細胞性遺伝子、ERE活性を組みあわせることで、癌幹細胞性をさらに細分化できる可能性を見いだすことができたことから、おおむね順調に進展していると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。癌幹細胞性をさらに細分化できる可能性が示唆されたことにより、細分化に有用な新規マーカーの探索を行う。マーカー探索にはスフェロイドから抽出した蛋白を用いて探索する予定であったが、十分な蛋白量が得られない症例も多く、またスフェロイドの長期培養による増殖も望めないため、マイクロアレイによるマーカー探索に変更する。
不連続凍土帯のツンドラにおけるメタン動態に凍結－融解サイクルが及ぼす影響

地球温暖化によりツンドラが広く分布する連続永久凍土帯の一部が融解し埋蔵メタンの放出が懸念されるがその動態は未だ不十分である。本研究ではアラスカ内陸部のクロトウヒ林で採取した凍結土壌コアを3層に分け、各層土壌を0から10 °Cまで1週間毎に変化させメタン放出速度を測定し、0 °Cで培養した下層土壌で最大、表層および中間層でもメタン放出が観察された。5および10 °Cでは下層のメタン放出が減少し、表層および中間層はメタン吸収を示した。嫌気的メタン生成酸化阻害剤を添加すると吸収と放出が減少した。細菌および古細菌群集のゲノム情報は土壌の深さとともに変化したが、融解に対しては変化しなかった。地球温暖化によって,北極域ツンドラで広く分布している連続永久凍土帯の一部が融解し,不連続になるとともに,永久凍土中に埋蔵されていた強力な温室効果ガスであるメタンの放出量が増加すると予測されている。しかし,不連続永久凍土帯におけるメタン生成・酸化プロセスの理解はいまだに不十分である。本研究ではアラスカの不連続永久凍土帯に分布するツンドラ生態系や北方林生態系から採取した土壌について,1初期融解時のメタン大量放出,2凍結-融解サイクル中のメタン生成量と酸化量,3メタン生成菌・酸化菌の種構成と活性を明らかにすることを目指している。本研究の特色として,メタン生成と酸化の両方に注目しており,拡大する不連続永久凍土帯におけるメタン動態の全体像を得ることが可能である。本年度は土壌コアの培養条件やメタン関係遺伝子解析の条件検討を主に行なった。海外協力研究者との事前打ち合わせに基づいて提供されたアラスカ内陸部から凍結状態で採取した土壌コアや文献調査によって,培養実験および遺伝子解析の条件を検討した。その結果,培養は,温度を0,5,10°Cと1週間ずつ変えていき,表層は好気的に,下層と永久凍土表層は嫌気的に培養することが,凍結状態からの融解を想定した培養実験として妥当と考えられた。遺伝子解析としてPCR-DGGE法を試み,バンドパターンの比較から,微生物群集構造がサイトや層ごとに異なるだけでなく,培養前後でも変化する可能性が見いだされた。海外研究協力者との事前打ち合わせに基づいて提供されたアラスカ内陸部の北方成熟林と火災跡地の土壌コアを凍結状態のまま,大臣許可を得て輸入した。輸入した土壌コアは,表層から深さ1mで,成熟林から採取したコアの最下層は永久凍土の表層であると考えられた。当初の計画に従い予備試験として,各コアの深さ約20cm,50cm,および70cmから厚さ約3 cm程度のディスクを切り出し,1週間ずつ温度を変えながら培養した。切り出し時に,0°C未満に保つことが難しいことから,当初予定した-5°Cでの培養は諦め,代わりに,温度を0から10°Cまで5°Cずつ変えながら,計3週間培養することが適当と考えた。培養中,定期的にメタン濃度を測定し,その経時的変化を追跡した。その際,融解時の永久凍土表層からのメタン大量放出を当初計画通りに検出できた。また各試料よりDNAを抽出し,PCR-DGGE法による遺伝子解析を試みた。バンドパターンから微生物群集構造がサイトや層ごとに異なるだけでなく,培養前後でも変化する可能性が推察された。また,次年度以降用いるメタン生成阻害剤であるBES(ブロモエタンスルホン酸)の添加量は文献調査から終濃度で20mM程度とした。今年度は,条件検討のための予備試験および文献調査を重点的に行ったため,学会発表などでの成果の公表は見送った。地球温暖化により,北極域ツンドラが広く分布する連続永久凍土帯の一部が融解し,不連続になるとともに,永久凍土中に埋蔵されていたメタンをはじめとする温室効果ガスが放出される可能性がある。しかし,不連続永久凍土帯におけるメタン生成・酸化プロセスの理解は未だ不十分である。本研究はアラスカの不連続永久凍土帯に分布するツンドラや北方林生態系の土壌について,1)凍結-融解サイクル中のメタン生成量と酸化量,および2)メタン動態に関係する微生物の種構成を明らかにすることを目指した。最終年度は、アラスカ内陸部のクロトウヒ林で採取された凍結土壌コア(地表から永久凍土のある深さ90cmまで)の培養実験を行った。土壌コアを、表層、中間層、下層に分け、各層から分取した12土壌を3週間培養した。培養中、温度を0から10 °Cまで1週間毎に変化させ、メタンおよび二酸化炭素フラックスを測定した。表層および中間層の8土壌のうち6土壌では、二酸化炭素放出速度が0 °Cよりも5 °Cで1.5-19.2倍大きかったが、これら6土壌のうち3土壌の放出速度は、10 °Cでの培養で減少した。メタン放出速度は、0 °Cで培養した下層土壌で最大であった。また、0 °Cで培養した表層および中間層の土壌でも、メタン放出が観察された。5および10 °Cでは、下層土壌のメタン放出が減少し、表層および中間層の土壌はメタン吸収を示した。嫌気的メタン酸化および生成の阻害剤を添加すると、メタン吸収と放出の両方が減少した。

本研究により、不連続永久凍土帯の土壌において、温室効果ガスフラックスは融解に対して敏感かつ多様に反応する一方、細菌および古細菌の全体的な群集構造は融解に対して安定的である可能性が示唆された。地球温暖化によりツンドラが広く分布する連続永久凍土帯の一部が融解し埋蔵メタンの放出が懸念されるがその動態は未だ不十分である。本研究ではアラスカ内陸部のクロトウヒ林で採取した凍結土壌コアを3層に分け、各層土壌を0から10 °Cまで1週間毎に変化させメタン放出速度を測定し、0 °Cで培養した下層土壌で最大、表層および中間層でもメタン放出が観察された。5および10 °Cでは下層のメタン放出が減少し、表層および中間層はメタン吸収を示した。嫌気的メタン生成酸化阻害剤を添加すると吸収と放出が減少した。細菌および古細菌群集のゲノム情報は土壌の深さとともに変化したが、融解に対しては変化しなかった。1年目の条件検討に基づいて培養実験および遺伝子解析を行い,不連続永久凍土帯のツンドラや北方林におけるメタン動態の全体像を,凍結状態からの融解を模した培養実験で明らかにすることを目指す。まず各層とも培養系を1反復当たり6本を用意する。培養開始前にすべての培養系に対して100%N2 (表層は新鮮空気)+数ppm CH4をフラッシュし,うち1本にはメタン生成系の阻害剤であるBES(ブロモエタンスルホン酸)を添加し,0°Cで培養する。1週間後,バイアル内のメタン濃度を測定し,BES未添加の培養系1本とBES添加区を土壌分析用に回収する。他の4本のバイアルは,再び100% N2 (表層は新鮮空気)+数ppm CH4のフラッシュと,うち1本へのBES添加を行い5°Cで1週間培養する。培養後,0°C培養時と同じように作業し,残った2本の培養系を10°Cで1週間培養する。以上の培養を,1セットとして複数回行う。各温度におけるBES未添加区と添加区でのメタン濃度の比較から,各温度・層におけるメタン生成量と酸化量をそれぞれ見積もる。さらに,回収した土壌試料について,メタン生成菌および酸化菌を対象とした遺伝子解析を行い,凍結状態からの融解におけるメタン動態の全体像を明らかにすることを目指す。次年度得られる成果については,次年度中に学会の年次大会で発表し,適当な学術誌へ論文として投稿することを目指す。土壌微生物学本年度は試料調製と遺伝子解析の条件検討まで終えたので,次年度,遺伝子解析を重点的に進めるため,その予算と合算して使用したいため。遺伝子解析を重点的に進める。すなわち,まず永久凍土から切り出したディスク試料の各層ともに培養系を1反復当たり4本を用意する。培養実験に必要な試薬類,ガス分析に必要な高純度ガス類,メタン生成菌および酸化菌の定量PCRおよびDGGE解析に必要な薬品類,また研究打ち合わせおよび成果発表に必要な旅費,研究補助に必要な謝金などを使用する計画である。
半導体レーザーの光照射器への応用

歯科用光照射器の光源はハロゲンランプがほとんどを占めていたが,最近はレーザー,キセノンランプ,発光ダイオードといった光源を使用した照射器が開発され,発売されるようになった.しかし,これらの光源は図に示すようにハロゲンランプと波長特性が大きく異なる.そのため現在市販され,臨床において使用されている光重合型材料への影響が懸念されている.我々の研究グループはキセノンランプ,LED等についてはすでに学会等に報告,発表を行っているが,今回は,さらに新しい可能性を持つ光源として青色青紫色半導体レーザーをもちい,光特性と各種光重合型材料の硬化についてLEDおよび従来型の照射器と比較検討した.青色半導体レーザーの波長域はLEDと比較するとさらに狭く,青紫半導体レーザーはほとんどの光重合型材料を重合することが出来なかった.しかし,一部のコンポジットレジンにおいての十合が確認された.これらの材料は,青色発光ダイオードでは重合不能な材料であり,これらに含まれる感光材の反応域に青紫の半導体レーザーの波長域が一致したためと考えられる.青色半導体レーザーは,重合自体は可能であったが,厚さ2mmの試料においても,底面の硬化は十分でなかった.これらのことより,青色半導体レーザーは照射器光源としては使用可能であるが,現時点では未だ出力が小さく,実際に使用するのは難しいと判断された.しかし,半導体の性能はIT機器への応用と共に,年々向上しており,近い将来高出力型の半導体レーザーが登場することが期待される.そこで,レーザー光の特徴である高い直進性について着目した.ストレートライトガイドと,テーパーのついたライドガイドでは同じ入射角度で光を当てるとテーパーのついたライトガイドのほうが,出射角度が大きくなるために,遠距離照射で減弱くなるが,レーザー光は,他の光源と違い,直進性に優れた平行光を放射するために距離による減弱も少ない.今後,光強度の大きな半導体レーザー光源が開発された時に有利な点となるであろう.将来的には高出力型の半導体レーザーを光源として用いた光照射器の開発は可能であると思われる.歯科用光照射器の光源はハロゲンランプがほとんどを占めていたが,最近はレーザー,キセノンランプ,発光ダイオードといった光源を使用した照射器が開発され,発売されるようになった.しかし,これらの光源は図に示すようにハロゲンランプと波長特性が大きく異なる.そのため現在市販され,臨床において使用されている光重合型材料への影響が懸念されている.我々の研究グループはキセノンランプ,LED等についてはすでに学会等に報告,発表を行っているが,今回は,さらに新しい可能性を持つ光源として青色青紫色半導体レーザーをもちい,光特性と各種光重合型材料の硬化についてLEDおよび従来型の照射器と比較検討した.青色半導体レーザーの波長域はLEDと比較するとさらに狭く,青紫半導体レーザーはほとんどの光重合型材料を重合することが出来なかった.しかし,一部のコンポジットレジンにおいての十合が確認された.これらの材料は,青色発光ダイオードでは重合不能な材料であり,これらに含まれる感光材の反応域に青紫の半導体レーザーの波長域が一致したためと考えられる.青色半導体レーザーは,重合自体は可能であったが,厚さ2mmの試料においても,底面の硬化は十分でなかった.これらのことより,青色半導体レーザーは照射器光源としては使用可能であるが,現時点では未だ出力が小さく,実際に使用するのは難しいと判断された.しかし,半導体の性能はIT機器への応用と共に,年々向上しており,近い将来高出力型の半導体レーザーが登場することが期待される.そこで,レーザー光の特徴である高い直進性について着目した.ストレートライトガイドと,テーパーのついたライドガイドでは同じ入射角度で光を当てるとテーパーのついたライトガイドのほうが,出射角度が大きくなるために,遠距離照射で減弱くなるが,レーザー光は,他の光源と違い,直進性に優れた平行光を放射するために距離による減弱も少ない.今後,光強度の大きな半導体レーザー光源が開発された時に有利な点となるであろう.将来的には高出力型の半導体レーザーを光源として用いた光照射器の開発は可能であると思われる.歯科用光照射器の光源はハロゲンランブがほとんどを占めていたが,最近はレーザー,キセノンランプ,発光ダイオードといった光源を使用した照射器が開発され,発売されるようになった.しかし,これらの光源はハロゲンランプと波長特性が大きく異なる.そのため現在市販され,臨床において使用されている光重合型材料への影響が懸念されている.我々の研究グループはキセノンランプ,LED等についてはすでに学会等に報告,発表を行っているが,今回は,さらに新しい可能性を持つ光源として青色半導体レーザーNDHB500APAE1をもちい,光特性と各種光重合型材料の硬化についてLEDおよび従来型の照射器と比較検討した.光源の波長特性:分光波長分布および光エネルギー量をLaser Srar(Ophir)を用いて測定した.NDHB500APAE1の主波長は462nmであり,出力は5.23-mW/m2であった.コンポジットレジンの硬化深さ:青色LDを用いてコンポジットレジン(Clearfil APX,Herculite eXRV,Filt ek Z250)の硬化ふかさの測定を行ったところ(照射時間40秒),それぞれ3.2mm,3.6mm,3.6mmであった.今回使用した青色LDの光強度は現在市販されている照射器と比較すると非常に小さく,コンポジットレジンの硬化ふかさも十分とは言えない結果であった.

しかし,今後さらに高出力型のLDが開発される可能性は高いと思われ,それに伴って照射器としての能力も向上することが期待される.歯科用光照射器の光源はハロゲンランプがほとんどを占めていたが,最近はレーザー,キセノンランプ,発光ダイオードといった光源を使用した照射器が開発され,発売されるようになった.しかし,これらの光源は図に示すようにハロゲンランプと波長特性が大きく異なる.そのため現在市販され,臨床において使用されている光重合型材料への影響が懸念されている.我々の研究グループはキセノンランプ,LED等についてはすでに学会等に報告,発表を行っているが,今回は,さらに新しい可能性を持つ光源として青色青紫色半導体レーザーをもちい,光特性と各種光重合型材料の硬化についてLEDおよび従来型の照射器と比較検討した.青色半導体レーザーの波長域はLEDと比較するとさらに狭く,青紫半導体レーザーはほとんどの光重合型材料を重合することが出来なかった.しかし,一部のコンポジットレジンにおいての十合が確認された.これらの材料は,青色発光ダイオードでは重合不能な材料であり,これらに含まれる感光材の反応域に青紫の半導体レーザーの波長域が一致したためと考えられる.青色半導体レーザーは,重合自体は可能であったが,厚さ2mmの試料においても,底面の硬化は十分でなかった.これらのことより,青色半導体レーザーは照射器光源としては使用可能であるが,現時点では未だ出力が小さく,実際に使用するのは難しいと判断された.しかし,半導体の性能はIT機器への応用と共に,年々向上しており,近い将来高出力型の半導体レーザーが登場することが期待される.将来的には高出力型の半導体レーザーを光源として用いた光照射器の開発は可能であると思われる.