hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分布形が分らない確率変数を考慮した構造信頼性評価

構造信頼性評価では基本的に一次近似に基づく解析法とモンテカルロ・シミュレーションの2種類の手法がある。前者では確率変数の標準正規変換が必要となり、後者では標準正規乱数から確率変数の乱数を求める逆標準正規変換が必要となる。本研究では分布形の変わりに確率変数のモーメントに基づく標準正規変換及び逆標準正規変換を開発することにより、分布形が分らない確率変数を含んだ構造信頼性評価を目的とする。本研究では分布形が分らなくても標準正規変換及び逆標準正規変換を行うことができるために、確率変数の平均値、標準偏差、歪度、尖度などをパラメータとするCubic Normal分布を導入し、4次モーメント標準化手法を提案した。提案分布形は予想分布として応用することができ、二つ及びのパラメータを有する分布形より統計データをよく対応することができ、歪度が小さいときの既存のGamma、Weibull、対数正規分布などの二つのパラメータを有する分布形を代表することができることが判明した。また、3、4次モーメント信頼性指標の適用範囲を明らかにし、新たな簡単な3、4次モーメント信頼性指標を提案した。提案手法は荷重・耐力の設定、構造システムの信頼性解析に応用している。構造信頼性評価では基本的に一次近似(FORM)に基づく解析法とモンテカルロ・シミュレーション(MCS)の2種類の手法がある。前者では確率変数の標準正規変換(Rosenblatt変換)が必要となり、後者では標準正規乱数から確率変数の乱数を求める逆標準正規変換が必要となる。本年度では分布形が分らなくても標準正規変換及び逆標準正規変換を行うことができるために、確率変数の平均値、標準偏差、歪度、尖度などをパラメータとする4P-Lambda分布を導入した。提案分布形は予想分布として応用することができ、二つのパラメータを有する分布形より統計データをよく対応することができ、歪度が小さいときの既存のGamma、Weibull、対数正規分布などの二つのパラメータを有する分布形を代表することができることが判明した。また、いくつかの分布形の比較することにより、3次モーメント信頼性指標の適用範囲を明らかにし、新たな簡単な3次モーメント信頼性指標を提案した。本年度では分布形が分らなくても標準正規変換及び逆標準正規変換を行うことができるために、確率変数の平均値、標準偏差、歪度、尖度などをパラメータとするCubic Normal分布を導入し、4次モーメント標準化手法を提案した。前者では確率変数の標準正規変換(Rosenblatt変換)が必要となり,後者では標準正規乱数から確率変数の乱数を求める逆標準正規変換が必要となる。本研究では分布形の変わりに確率変数のモーメントに基づく標準正規変換及び逆標準正規変換を開発することにより,分布形が分らない確率変数を含んだ構造信頼性評価を目的とする。本年度では前年度提案した確率変数の平均値,標準偏差,歪度,尖度などをパラメータとするCubic Normal分布に基づいて,モーメント法に基づく荷重、耐力係数算定の一般式を導出し,4次モーメント法による荷重、耐力係数の簡単算定式を提案した。算定法は設計点の概念を用いず,陽的式で表している。

4次モーメント法による荷重、耐力係数の算定式は3次モーメント法による算定式を改良しており,既往のFORMで得られた荷重、耐力係数はかなり違うものの,荷重、耐力係数を用いた設計効果は一致している。また,提案した算定法では,確率変数の分布形が分からなくても,荷重、耐力係数を設定することができる。
硝酸イオン汚染水の触媒法浄化における水中共雑物の影響とその対策に関する研究

農地への過剰な施肥を原因とする地下水の硝酸イオン汚染が顕在化している。蒸留水中の硝酸イオンをほぼ完全に窒素ガスへと還元分解できる銅-パラジウム合金触媒は、地下水に含まれる塩化物イオンによる反応阻害を受けるため実際の汚染地下水浄化には不適であった。一方、スズ-パラジウム合金触媒は塩化物イオンによる阻害を受けず、汚染地下水中の硝酸イオンを効率的に還元浄化した。また、白金修飾酸化チタンとスズ-パラジウム合金触媒を水中に共存させた反応系は、汚染地下水中の硝酸イオン光還元分解反応を迅速に進行させた。硝酸イオンによる地下水汚染が深刻化している。先に、銅一パラジウムを活性炭に担持した触媒(Cu-Pd/AC)が、蒸留水中の硝酸イオンをほぼ完全に窒素へと還元浄化することを見出している。本研究では、実地下水中の硝酸イオンの還元浄化を試みるとともに、地下水に含まれる、アニオン、カチオン、水溶性有機物が触媒性能に与える影響を調べた。Cu-Pd/ACを実地下水中の硝酸イオンの還元浄化を試みたところ、触媒活性が低下し、かつ飲用に望ましくないアンモニア生成が増大した。また、実地下水を処理すると触媒が不可逆的に劣化した。この原因を明らかにするために、地下水に含まれるアニオン、カチオンを分析し、それらが触媒性能に与える影響を個別に調べたところ、塩化物イオンが触媒性能を低下させる原因物質の一つであることが分かった。ただし、塩化物イオンの影響は可逆的であり、実地下水を処理した際の触媒の不可逆劣化は別の物質(水溶性有機物)が関与していた。地下水に含まれるカチオンは、触媒性能にほとんど影響を与えなかった。実地下水には、TOC=5.2mg/Lの有機物が含まれていたが、オゾンガスによる酸化分解によってその量は1.6mg/Lにまで低下した。このようにしてオゾン処理した実地下水をCu-Pd/AC触媒によって処理したところ、触媒性能の低下と触媒の不可逆劣化が大幅に緩和された。これらの知見をもとに、地下水のオゾン酸化処理プロセス、Cu-Pd/ACによる触媒プロセス、イオン交換体による副生アンモニアのイオン交換除去プロセスを組み合わせた装置により実地下水の還元浄化を試みたところ、地下水中の硝酸イオンを飲用可能なレベルにまで低減させることができた。硝酸イオンによる地下水汚染が、世界各地で深刻化している。本研究では、簡便かつ高速な汚染地下水浄化法として固体触媒を使った水中硝酸イオンの還元除去を検討している。先の検討により、蒸留水中での硝酸イオン還元反応に対して高い触媒性能を示す銅-パラジウム合金触媒は、実地下水中では地下水に含まれる塩化物イオンの銅サイトへの吸着阻害によってその性能が大きく低下してしまうことを見出している。すなわち、触媒成分として銅を使用する限り、この問題は回避できないと言える。そこで本研究では、塩化物イオンが水中に共存しても高い触媒性能発揮するパラジウム合金触媒を探索すると共に、見出された触媒を用いて硝酸イオンで汚染された実地下水の浄化を試みた。活性炭担持パラジウム触媒に第二成分として種々の金属塩を添加したパラジウム合金触媒を調製し、塩化物イオン共存下での触媒性能を評価したところ、活性炭担持スズーパラジウム触媒および活性炭担持インジウムーパラジウム触媒が塩化物イオンが共存しても高い活性と高いガス生成物(窒素と一酸化二窒素)選択性を示すことを見出した。組成を最適化した活性炭担持スズーパラジウム触媒を用いて実地下水の浄化を試みたが実地下水中では触媒性能が低下し、汚染地下水を浄化することはできなかった。地下水に含まれる成分を分析し、それらが触媒に与える影響を系統的に調べた結果、地下水に含まれる有機物(約5mg/L)が触媒性能低下を引き起こしていることが分かった。地下水にオゾンガスを吹き込んで有機物を酸化分解すると触媒性能の低下が回避できた。地下水のオゾン酸化前処理プロセスと活性炭担持スズーパラジウム触媒による硝酸イオン還元除去プロセスを組み合わせることで、地下水中の硝酸イオンを飲用可能なレベルにまで低減させることに成功した。硝酸イオンによる地下水汚染が、世界各地で問題となっている。本研究では、汚染地下水を飲料水に供するために不可欠な硝酸イオン除去法として、(1)アニオン交換膜を使った膜分離、(2)光触媒反応による硝酸イオン光還元分解を検討した。(1)セパレーターとしてアニオン交換膜(旭硝子製セレミオン)を用い、右室に硝酸ナトリウム水溶液、左室に塩化ナトリウム水溶液を入れ、各室の硝酸イオン濃度の時間変化を測定したところ、約10時間で硝酸イオンはほぼ量論的に左室に移動し、逆に塩化物イオンは右室に移動した。この方法を実地下水浄化に適用したところ、地下水の硝酸イオンを飲用適切濃度にまで低減させることに成功した。(2)白金修飾酸化チタンとアルミナ担持スズ-

パラジウム合金を硝酸カリウム水溶液に分散し、エタノール共存下で紫外光を照射したところ、硝酸イオンは速やかに、窒素ガスもしくは亜酸化窒素ガスへと還元分解された。暗所ならびに白金修飾酸化チタンを添加しない場合は反応が進行しなかったことから、光触媒反応的に硝酸イオンが還元されることが分かった。該光触媒反応系は、スズ-パラジウム合金を直接、酸化チタンに修飾した光触媒系よりも、高い反応効率を示した。該光触媒反応系を使って実地下水中の硝酸イオン光還元反応を試みたところ、地下水の特別な前処理を行わなくても硝酸イオンは速やかに分解された。しかし、大部分の生成物は飲用に不適なアンモニアであった。窒素ガスもしくは亜酸化窒素ガスへの選択性向上が、該光触媒反応系の解決すべき課題である。
ポンプ圧送によるコンクリートの品質変化に関する実験的研究

本研究では、ポンプ圧送によるコンクリートの品質変化について検討した。本年度は、以下の4点について検討した。1.レオロジー性質の経時変化モルタル試料を対象としてレオロジー性質の経時変化を実験的に検討した。水セメント比や単位粗骨材量などを実験要因とし、通常の静置状態におけるコンシステンシーの変化をレオロジー的に整理検討した。2.せん断力がレオロジー性質に及ぼす影響次に、ポンプ圧送によって加わるせん断力がフレッシュモルタルの物性に及ぼす影響に付いて検討した。ここでは、ミキサによる撹拌時間とレオロジー定数の変化の程度の関係を把握することにより、ポンプ圧送時におけるせん断力がレオロジー定数に及ぼす影響を検討した。また、これと平行して、既往のポンプ圧送実験データを解析し、ポンプ圧送前後のレオロジー性質の変化について検討した。その結果、高いせん断力を受けることにより、レオロジー性質が変化するときの特徴的なパターンが存在することが分かった。3.コンクリートのみかけの圧縮強度に及ぼす諸要因最後に、ポンプ圧送前後のコンクリートの品質変化を判定するにあたり、コンクリートの圧縮強度に及ぼす影響因子について検討を行った。ここでは、コンクリート本来の性質ではなく、みかけの圧縮強度に及ぼす影響因子として、コンクリートの打継ぎと締固めの程度が圧縮強度に及ぼす影響について検討した。本研究では,ポンプ圧送によるコンクリートの品質変化について検討した。本年度は,以下の4点について検討した。1.レオロジー性質の経時変化モルタル試料およびコンクリート試料を対象としてレオロジー性質の経時変化を実験的に検討した。水セメント比や単位粗骨材量などを実験要因とし,通常の静置状熊におけるコンシステンシーの変化をレオロジー的に整理検討した。2.せん断力がレオロジー性質に及ぼす影響次に,ポンプ圧送によって加わるせん断力がコンクリートの物性に及ぼす影響に付いて検討した。ここでは,ミキサによる撹拌時間とレオロジー定数の変化の程度の関係を把握することにより,ポンプ圧送時におけるせん断力がレオロジー定数に及ぼす影響を検討した。3.静置条件がレオロジー性質に及ぼす影響さらに,配管の盛り替えなどでポンプを停止させた後に,チクソトロピーの性状を示して流動性が極端に低下する状況を室内実験で再現し,チクソトロピー性の検討を行った。静置した後の流動性の低下の程度を測定し,これをみかけのレオロジー性質の変化として,通常の経時変化の場合と比較検討を行った。4.コンクリートのみかけの圧縮強度に及ぼす諸要因最後に,ポンプ圧送前後のコンクリートの品質変化を判定するにあたり,コンクリートの圧縮強度に及ぼす影響因子について検討を行った。ここでは,コンクリート本来の性質ではなく,みかけの圧縮強度に及ぼす影響因子として,端面の成形精度と脱型材齢が圧縮強度に及ぼす影響について検討した。
多嚢胞性卵巣症候群の新たな病因の解明－胎生期における性腺細胞の分化異常

本研究は多嚢胞卵巣症候群(PCOS)の発症に、胎生期における性腺細胞の分化異常、すなわち顆粒膜細胞のセルトリ細胞化が起こっているのではないかという仮説を立て、これを実証することを目的に平成23年度から3年計画でこの事業を開始した。性腺の分化異常を呈する代表的な疾患であるRokitansky-Kuster-Hauser症候群ではしばしばPCOSを伴うこと、またPCOSの病態の中心にはアンドロゲン過剰分泌が存在することが、本仮説の出発点である。そこで、本研究では、平成23年度PCOSの卵巣に発現する遺伝子を網羅的に解析し、正常排卵周期を有する女性の卵巣に発現している遺伝子との比較検討を行った。その結果、精巣組織に特異的な遺伝子で正常卵巣に比べPCOS卵巣組織に有意に高く発現している遺伝子としてINSL3、GSTA2、NEK2、ACE 2、CITED1、LOC81691、ZPBPなどを同定でき、逆に、KIF2C、MLF1IP、CCNB2、A_19_P0080220、AKAP9はPCOSでの発現が低下していることが示され、PCOSの卵巣では精巣に特異的な遺伝子も発現している事を示した。そこで、さらにセルトリ細胞に特異的なマーカーとされるSox9, translationinitiation factor(TIF)1,TIF2が、PCOS卵巣組織で発現しているか否かを検討した。しかし、これらのマーカーは正常卵巣でも、PCOS卵巣でも同定できず、卵巣組織にはセルトリ細胞に特異的な遺伝子の発現は確認できず、本研究の仮説は成立しない事が判明した。24年度が最終年度であるため、記入しない。PCOS卵巣におけるAMHの意義を明らかにする目的でPCOS卵巣におけるAMH発現を免疫組織化学的に検討した。【方法】PCOS卵巣にはPCOS合併子宮体癌Ic期症例(27歳)の卵巣のホルマリン固定パラフィン包埋組織を,正常卵巣には子宮頸癌Ib1期症例(27歳)の卵巣のホルマリン固定パラフィン包埋組織を用い,それぞれから卵巣長軸の切片を作成した。一次抗体にはヤギ抗ヒトMIS/AMHポリクローナル抗体(R&D Systems社)を用い,ホルマリン固定組織切片を抗原賦活処理した後,ABC法(LSAB+system,DAKO社)で免疫染色した。【結果および考察】非PCOS卵巣では,AMH強陽性の卵胞数が切片あたり35個で,径1mm以上の胞状卵胞の顆粒膜細胞層は23層であった。一方,PCOS卵巣では,AMH強陽性の卵胞数は切片あたり10個以上と多く,径1mm以上の胞状卵胞でも顆粒膜細胞層が3層以上で厚かった。Pellattらは(JCEM 2007)は分離培養(48h,+/-FSH or LH)した胞状卵胞から得られた顆粒膜細胞のAMH産生をPCOSと非PCOSとで比較し,排卵のあるPCOS由来の顆粒v膜細胞では非PCOS卵巣の4倍,無排卵のPCOSでは75倍であったと報告している。われわれの検討を加味すると,PCOS卵巣の顆粒膜細胞では卵胞あたりの顆粒膜細胞数が増加したうえAMH産生も増加していると推測された。すなわち,PCOSでは顆粒膜細胞の異常が存在することが強く示唆され,さらに詳細な検討が必要と考えられた。PCOSと非PCOS卵巣では遺伝子発現に差を認めたものの、そのいずれもが精巣に特異的に発現している遺伝子ではなかったために、動物実験への移行を考慮しているため24年度が最終年度であるため、記入しない。他のPCOS卵巣から顆粒膜細胞richな細胞を集めて再度遺伝子の発現を検討する。

一方、PCOSでAMH値が高値を示すことは我々も確認しているので、今後はPCOSで見られる高AMHレベルの生理学的意味、臨床上の問題点についての検討を行う。24年度が最終年度であるため、記入しない。
クリの胚珠の退化に関する研究

クリの雌花は発育初期1子房内に1622個の胚珠を形成するが、胚珠は発育途中で1つのみが急速に肥大し、他のすべては退化する。この退化は、昨年度の実験結果より受精と関連している可能性が考えられたが、本年度も昨年度に引き続き、柱頭部への花の着生、発芽、受精に至る過程を、蛍光顕微鏡による花粉管の観察及び胚珠の形態的調査から検討し、昨年度の結果を確認した。まい胚珠の退化を花粉遮断したものとの比較において観察し、不受精果の落果との時期的関連性をも含めて、胚珠の退化の問題を受精とのかかわりで検討した。1、柱頭突出後まもなく授粉した場合でも、またその後の授粉においても、授粉の時期に関係なく花粉の発芽は中心子房、側子房とも花柱の伸長が止まった7月中旬から始まっており、更にまた、花粉発芽の始まる時期に授粉したた花粉では、それ以前に授粉した花粉よりも花粉管はより速やかに伸長しており、昨年度の結果が確認された。2、花粉管が胚珠に入る時期は7月28日から8月初めにかけてであったことから、ほぼこの時期に受精が行われたものと考えられた。また、花粉の発芽は7月中旬に見られており、花粉の発芽から受精まではぼ半月ほど要していることになる。3、胚のうは7月26日ころ完成したものが認められたが、授粉区、放任区、花粉遮断区いずれもこのころから珠心及び胚のうが退化し始めた。不受精果の落果は8月27日ころから始まっており、珠心の退化始めから不受精果の落果までは約一か月間と長かった。しかし、前述したように胚のう及び珠心の退化時期と受精の時期はほぼ一致しており、また、昨年度もほぼ同様な結果が得られていることから、胚珠の退化は不受精によるものと考えられた。なお、一つの胚珠のみ受精して、他の胚珠が受精しない点については更に検討が必要と思われた。目的クリの雌花は発育初期1子房内に1622個の胚珠が形成されるが,胚珠は発育途中で1つのみが急速に肥大し,他のすべては退化する.この退化は,不受精によるものか受精後の何らかの原因によるものか明らかではない.また,クリの雌花の柱頭を含めた花柱は円錐形をしており,それらの区別ははっきりせず,受粉・受精のメカニズムも明らかではない.本実験では,受粉・受精と胚珠の退化との関連を探るために蛍光顕微鏡により,柱頭部への花粉の付着,発芽,受精に至る過程を花粉管の観察及び胚珠の形態的調査から検討した.材料及び方法6月10日大きさのそろった柱頭突出前の雌花を標識し,紙袋をかぶせた.I6月16日柱頭突出後より7月14日の柱頭褐変時まで週に一度人工授粉を行い,各授粉区から一日おきに雌花を採取し,花柱をフリーハンドで縦断し,または,パラフィンに包埋して縦断切片を作成し,アニリンブルーで染色して蛍光顕微鏡により柱頭の形態的変化及び花粉の発芽状況を調べた. II授粉を6月16日から7月21日まで週2回行い,収穫日に各授粉区の着果率の調査を行った.結果及び考察,(1)今まで明らかでなかった柱頭の形態及び花粉の付着・発芽の状態が蛍光顕微鏡下での観察により明白になった.すなわち,柱頭は周囲を花柱壁で覆われており,火山の火口のような構造をしていて,一般的な花の柱頭の構造とは大きく異なっていた.(2)また,早期に受粉した花粉でも,受粉後直ちに発芽するのではなく,雌花がある一定のステージ,すなわち花柱がほぼ開いた最適受粉日近くに一斉に発芽し始めた.しかし,その伸長は最適受粉日近くに受粉したものと比べて遅かった. (3)1花柱あたり発芽した花粉管数は非常に少なく,また,子房内部に伸長した花粉管数は子房当りでみてもきわめて少なかった.以上のことから,胚珠の退化と受精は関連している可能性が考えられ,更に検討が必要と思われる.クリの雌花は発育初期1子房内に1622個の胚珠を形成するが、胚珠は発育途中で1つのみが急速に肥大し、他のすべては退化する。

また、花粉の発芽は7月中旬に見られており、花粉の発芽から受精まではぼ半月ほど要していることになる。3、胚のうは7月26日ころ完成したものが認められたが、授粉区、放任区、花粉遮断区いずれもこのころから珠心及び胚のうが退化し始めた。不受精果の落果は8月27日ころから始まっており、珠心の退化始めから不受精果の落果までは約一か月間と長かった。しかし、前述したように胚のう及び珠心の退化時期と受精の時期はほぼ一致しており、また、昨年度もほぼ同様な結果が得られていることから、胚珠の退化は不受精によるものと考えられた。なお、一つの胚珠のみ受精して、他の胚珠が受精しない点については更に検討が必要と思われた。クリの雌花は発育初期1子房内に1622個の胚珠を形成するが、胚珠は発育途中で1つのみが急速に肥大し、他のすべては退化する。この退化は、昨年度の実験結果より受精と関連している可能性が考えられたが本年度も昨年度に引き続き、柱頭部への花粉の着生、発芽、受精に至る過程を、螢光顕微鏡による花粉管の観察及び胚珠の形態的調査から検討し、昨年度の結果を確認した。また、胚珠の退化を花粉遮断したものとの比較において観察し、不受精果の落果との時期的関連性も含めて、胚珠の退化の問題を受精とのかかわりで検討した。1.柱頭突出後まもなく授粉した場合でも、またその後の授粉においても、授粉の時期に関係なく花粉の発芽は中心子房、側子房とも花柱の伸長が止まった7月中旬から始まっており、更にまた、花粉発芽の始まる時期に授粉した花粉では、それ以前に授粉した花粉よりも花粉管はより速やかに伸長しており、昨年度の結果が確認された。2.花粉管が胚珠に入る時期は7月28日から8月初めにかけてであったことから、ほぼこの時期に受精が行われたものと考えられた。また、花粉の発芽は7月中旬に見られており、花粉の発芽から受精まではほぼ半月ほど要していることになる。3.胚のうは7月26日ころ完成したものが認められたが、授粉区、放任区、花粉遮断区いずれもこのころから珠心及び胚のうが退化し始めた。
超大型海洋構造物の形状と係留システムの最適化に関する研究

超大型海洋構造物をより経済的に設計する方法の1つとして,波強制力の極小化が考えられる.本研究では,種々のタイプの浮体式海洋構造物について,与えられた制約条件の下にその波強制力が極小となるように水面下形状を求めるための実用的方法の確立を目的として,平成7年度から2年間にわたり, 1)最適計算法の調査研究2)浮体式構造物の2次元断面形状への最適計算の適用3)2ロワ-ハル型浮体式構造物への最適計算の適用4)超大型海洋構造物(コラム支持型)の水面下形状への最適計算の適用5)超大型海洋構造物(ロワ-ハル型)の水面下形状への最適計算の適用などの題目について研究を実施し,その成果をとりまとめた.すなわち,1)超大型海洋構造物の要素浮体については,本研究で示した最適化手法を用いると,与えられた波周期において波強制力を小さくするような水面下形状を求めることは可能である.2)また,同様な手法により波の透過係数を小さくする形状を求めることも可能である.3)一方,超大型海洋構造物の全体に作用する波強制力を小さくする場合,最適計算における目的関数を複雑なものにすると,計算に要する時間とメモリーが膨大なものとなり実用的ではない.ここでは,波の攪乱に基づくいわゆるDiffraction力を無視することで目的関数を表し,最適形状を求める方法を提案した.4)しかし,Diffraction力を無視して求めた最適形状について模型実験を実施したところ,波周期に対する波強制力は定性的には一致するものの極小の波強制力を与える波周期に差異が認められた.この点の改良については今後の課題としたい.超大型海洋構造物をより経済的に設計する方法の1つとして,波強制力の極小化が考えられる.本研究では,種々のタイプの浮体式海洋構造物について,与えられた制約条件の下にその波強制力が極小となるように水面下形状を求めるための実用的方法の確立を目的として,平成7年度から2年間にわたり, 1)最適計算法の調査研究2)浮体式構造物の2次元断面形状への最適計算の適用3)2ロワ-ハル型浮体式構造物への最適計算の適用4)超大型海洋構造物(コラム支持型)の水面下形状への最適計算の適用5)超大型海洋構造物(ロワ-ハル型)の水面下形状への最適計算の適用などの題目について研究を実施し,その成果をとりまとめた.すなわち,1)超大型海洋構造物の要素浮体については,本研究で示した最適化手法を用いると,与えられた波周期において波強制力を小さくするような水面下形状を求めることは可能である.2)また,同様な手法により波の透過係数を小さくする形状を求めることも可能である.3)一方,超大型海洋構造物の全体に作用する波強制力を小さくする場合,最適計算における目的関数を複雑なものにすると,計算に要する時間とメモリーが膨大なものとなり実用的ではない.ここでは,波の攪乱に基づくいわゆるDiffraction力を無視することで目的関数を表し,最適形状を求める方法を提案した.4)しかし,Diffraction力を無視して求めた最適形状について模型実験を実施したところ,波周期に対する波強制力は定性的には一致するものの極小の波強制力を与える波周期に差異が認められた.この点の改良については今後の課題としたい.本研究では,超大型海洋構造物をより経済的に設計するために,与えられた制約条件下における海洋構造物の最適形状や種々のタイプの海洋構造物の状況に応じた最適な係留システムの実用的推定法を確立することを目的とする.そのために,本年度は次の研究を実施した.1)将来の国土需要と利用法を調査し,必要な海洋構造物の大きさを検討した.2)風と波の海象条件の合理的設定と最適化を行う上で必要な目的関数を検討した.3)超大型海洋構造物の要素浮体に対し,最適設計計算プログラムを構築した.4)最適計算によって得られた,要素浮体の最適形状模型を作成し,規則波中模型試験により波力を計測し,計算結果と模型試験結果を比較検討した.5)不規則波中における係留浮体の非線形確率応答解析について検討した.6)波浪中弾性挙動の推定法について検討した.本研究では,超大型海洋構造物をより経済的に設計するために,与えられた制約条件下における海洋構造物の最適形状や種々のタイプの海洋構造物の状況に応じた最適な係留システムの実用的推定法を確立することを目的とする.そのために,本年度は次の研究を実施した.1)昨年度に引き続き風と波の海象条件の合理的設定と最適化を行う上で必要な目的関数を検討した.2)超大型海洋構造物に働く流体力,波力の推定法を検討した.3)2ロワ-ハル浮体式構造物の最適設計法について検討した.4)超大型海洋構造物の最適設計計算プログラムをコラム支持型構造物とロワ-ハル型構造物に分けて作成し,その最適形状を求めた.5)最適計算によって得られた,要素浮体の最適形状模型を作成し,規則波中模型試験により波力を計測し,計算結果と模型試験結果を比較検討した.6)不規則波中における係留浮体の非線形確率応答解析について検討した.7)波浪中弾性挙動の推定法について検討した.
バニシング加工を利用した結晶方位制御法の検討

本研究では,純鉄板(板厚1mm)を用いて1せん断ひずみによる結晶方位制御が実現可能かの実験的に検討した.せん断降伏応力以下で微小ひずみを導入する事により,大ひずみを導入した場合よりも結晶方位制御に適している事を示した.また2円周方向にせん断ひずみを導入するためのバニシング加工装置を開発し,バニシング加工と熱処理による結晶方位制御を試みた.本装置では,表層から約100μm程度の深さまでせん断変形を導入できた.また,高温焼鈍により再結晶粒径は,1mm程度まで成長した.結晶方位は全体的な配向は観察できなかったが,局部的には配向がみられた.以上の実験により,結晶方位制御の可能性を示した.本研究では,純鉄板(板厚1mm)を用いて1せん断ひずみによる結晶方位制御が実現可能かの実験的に検討した.せん断降伏応力以下で微小ひずみを導入する事により,大ひずみを導入した場合よりも結晶方位制御に適している事を示した.また2円周方向にせん断ひずみを導入するためのバニシング加工装置を開発し,バニシング加工と熱処理による結晶方位制御を試みた.本装置では,表層から約100μm程度の深さまでせん断変形を導入できた.また,高温焼鈍により再結晶粒径は,1mm程度まで成長した.結晶方位は全体的な配向は観察できなかったが,局部的には配向がみられた.以上の実験により,結晶方位制御の可能性を示した.本年度は1せん断ひずみによる結晶方位制御が実現可能かの検討を行い,2円周方向にせん断ひずみを導入するためのバニシング加工装置を開発し,加工条件を選定した.材料は,純鉄板(99.99%Fe)を用いた.試験前に,圧延によるひずみを除去するため,700°Cで1時間,アルゴン雰囲気下でひずみ取り焼鈍を行った.1のせん断ひずみによる結晶方位制御の検討については,せん断加工+熱処理試験を実施する事により検討した.せん断加工試験後,熱処理条件(700°C900°C,1時間)を変えて試験し,断面における結晶粒の大きさ,結晶方位分布をEBSD分析により調べた.その結果,せん断加工により導入されたせん断変形(せん断ひずみ)と熱処理(焼鈍)により,ある特定の結晶方位を持つ結晶粒が成長する傾向が観察された.したがって,せん断加工と熱処理を併用すれば,結晶粒(再結晶粒)の結晶方位を制御できる可能性が示唆された.2のバニシング加工装置は円周方向に均一なせん断ひずみを付与できる装置として設計・製作した.モーター鉄心内の磁力線はその大部分が半径方向および円周方向に向いており,磁化容易軸(<100>方位)も半径方向および円周方向に配向させるのが理想である.1のせん断加工+熱処理試験により,結晶方位制御の可能性を示したが,鉄心に適用するためには円周方向に均一なせん断ひずみを加える必要があり,バニシング加工を選定した.バニシング加工は表面を滑らかにする加工法であるが,ここでは,通常よりも大きな加工荷重を加えることにより,試験片内部にもせん断ひずみを付与できるように設計した.また,加工条件(加工荷重,潤滑剤)により表面性状が異なるため,表面性状が良好となる条件を選定した.本年度は平成25年度に開発したバニシング加工装置を利用した実験を実施し,バニシング加工装置で導入したひずみが熱処理後の組織に及ぼす影響を調査した.まず,鉄系材料にバニシング加工により円周方向にせん断ひずみを導入した.加工にはNCフライスを用いる事により,加工条件(押込み量,加工時間)を制御した.その後,2回の熱処理により静的再結晶を引き起こし,結晶方位をEBSDで調べた.その結果,本バニシング加工では,1mm板厚に対し,表層から約100μm程度の深さまでせん断変形を導入できる事を確認した.また,熱処理(再結晶)後の粒径は,高温で焼鈍したため,1mm程度まで成長していた.EBSDによる結晶方位分析では,顕著な配向は観察できなかった.これは後述のせん断試験の結果より,導入した加工量が大き過ぎたためと考えられる.バニシング加工に加え,せん断加工も実施した.バニシング加工では定量的にひずみ量を測定する事が困難であるため,比較的容易に定量的にひずみ量を測定できるはずである.せん断降伏応力以下の加工力で,微小ひずみを導入し,その後の熱処理による粒成長,結晶方位を系統的に調査し,導入したひずみ量と熱処理による再結晶組織の関係を示した.この結果は,微小ひずみの方が大ひずみよりも結晶方位制御に適している事を示唆し,結晶方位制御の可能性を示した.26年度が最終年度であるため、記入しない。生産工学・加工学26年度が最終年度であるため、記入しない。せん断ひずみによる結晶方位制御の検討に時間を費やし,進捗が遅れた為,直線方向のバニシング加工実験ではなく,円周方向のバニシング加工装置の開発を行った.せん断加工装置の調整,実験,実験後の試料観察(特にEBSD分析)に時間を費やし,バニシング加工装置設計のための基礎データ測定が遅れてしまった.EBSD分析においては,本学共通利用できる装置の精度が悪化したため,外部のEBSD分析装置を利用したため,予想よりも時間を費やしてしまった.この遅れを取り戻すため,本来,H26年度行う予定の円周方向のバニシング加工を前倒しで試験した.

当初では直線方向のバニシング加工装置を開発し,円周方向のバニシング加工のための加工条件を決定する予定であったが,実験計画の進捗の遅れを鑑み,円周方向のバニシング加工装置を開発し,実験に取り組んだ方が良いと判断した.そこで,加工方向が直線方向ではなく,円周方向のバニシング装置を作製し,円周方向のバニシング加工装置で直接,加工条件の選定をした.以上より,研究の達成度は,当初は進捗が遅れていたが,円周方向のバニシング加工を前倒しで行い,その加工条件を直接選定したため,おおむね順調に進展している.今年度は昨年度開発した円周方向のバニシング加工装置を用いて,種々の熱処理条件(熱処理温度,熱処理時間)による,結晶方位を測定する.また,純鉄板のみでなく,実際に鉄心に用いられるSi鉄(Feー3%Si)も試験片として用いる.バニシング加工装置により導入されたせん断ひずみが熱処理後の結晶方位に及ぼす影響を調査する.熱処理温度・熱処理時間などは,結晶粒の成長に影響する重要なパラメータであるため,これらが結晶方位,結晶粒の成長に及ぼす影響も調査する.また,これまでは繰り返し数n=1で行ってきたが,熱処理などによる再結晶・粒成長は確立論的な現象であるため,繰り返し数(n数)を増やし実験を実施する.以上の実験から,円周もしくは半径方向に均一な結晶方位を有する条件を提案し,最終的には円周・半径方向に<100>方位(磁化容易軸)が配向する加工条件・熱処理条件を提案する.
学びを促進する学生用ダッシュボードの開発～学習状況の可視化を軸として

平成30年度には、LMS (Learning Management System)のサーバ上のコース利用ログの可視化手法の開発を中心に研究を実施した。昨年度に引き続き、広島大学のLMS (Blackboard)に記録されている平成28年度一年分のデータを対象にした。平成29年度に開発した、LMSのデータベースに保存されるログ情報と実際の教員・学生の活動の対応付けを利用し、LMSの主な機能である「資料提示・閲覧」「レポート」「オンラインテスト」「掲示板」「成績表」の5つについてのアクセス記録を分析した。特に時系列の情報を十分に活用してコースの類型化を試み、5つのグループ(クラスタ)に分類できることを示した。これらのグループわけと、LMSの主要機能の利用状況を組み合わせて、コースの類型化について議論した。これまで個々のコースに対して分析を行う研究は数多く行われているが、サーバ全体のコースを仔細に分析し特徴付けと分類を行なっているものは多くない。今後、さらに他の研究者とも連携して対応プラットフォームを増やし、分析事例を積み上げたい。また、可視化したコース状況や、ログなどをLMSの機能として利用者に提供したり、ダッシュボードとして表示したりするため、IMS Global Initiativeが規定する標準規格LTIが有用である。これを実際のLMSに適用したときにどのような可能性がありどのような問題があるかについて、検討を行なった。その結果、我々の目的には不足な点が発見され、その対処法について、様々なLMS上で有効な手法を検討した。平成30年度の目標であった「コース類型化と可視化の研究をさらに進め、ダッシュボード開発に着手する」に照らすと、コース類型化・可視化については順調に進んでいるが、ダッシュボード開発に着手できていない。昨今のLearning Analyticsの研究状況を見ると、当初の想定以上に進んでおりダッシュボードの開発に新規性が見られなくなってきている。一方、サーバ全体のコース状況を分析することはあまり行われておらず、研究として先んじているため、今後はさらにこの部分に注力して進めていきたい。同時に、ダッシュボードの開発についても、新規性と実践的な有効性を見ながら開発の可能性を求めていくこととする。研究目的のうち、当該年度に実施するべく計画立てていたのは、交付申請書の「目標1:ダッシュボード開発」「目標2:コース類型化」の二つである。目標1に対しては、基盤技術であるLTI (Learning Tools Interoperability)の調査を行い、LTIを用いたWebシステムを複数開発して同技術の利用方法および限界について調査した。実際に作成したシステムは、LMSから学生の受験状況に応じて大学の統合ID管理システムに働きかけをするもの、また、クリッカーとして働き、大規模授業でのアクティブラーニングを促進するシステムなどである。これらを通して、LMS上の利用者IDの取扱に関すること、LTIのツールプロバイダ側における利用者情報の取り扱いに関することなど、注意すべき多くの知見が得られた。目標2に対しては、本学の公式LMSであるBlackboard Learnの利用ログを通して、コース類型化の準備を行った。利用したデータは、教員ユーザと学生ユーザの経時的な利用ログである。ログイン/ログアウト、資料の掲示タイミングや種類と閲覧タイミング、小テストや課題の数とアクセスタイミング、など様々な定量データが得られるので、これらを統計的手法を用いて分析し、コースの特徴抽出を試みた。また、データが膨大になるためマシンラーニングの手法によるコース分類の準備も行い、2017年度には研究成果を公開する予定である。ダッシュボードシステムの開発が遅れている。LTIの調査に時間がかかったため。平成29年度には、LMS (Learning Management System)の情報の可視化手法の開発を中心に研究を実施した。広島大学のLMSに記録されている情報のうち、平成28年度の一年間のデータを対象にした。LMS (Blackboard)のデータベースに保存されるログ情報と実際の教員・学生の活動の対応付けを行い、LMSの主な機能である「資料提示・閲覧」「レポート」「オンラインテスト」「掲示板」「成績表」の5つについてアクセス状況を求められるような手順を確立した。結果として、分析対象のコース843件のそれぞれに対して365日×5次元のデータを取得できた。これに対し、コースの利用パターンの類型化を試みた。その結果、それにより、LMSの利用状況の概観を得、さらにはこれまで想定していなかった利用パターンを見出すことができた。今回は研究代表者の所属する広島大学の公式LMSであるBlackboardのログを対象としたが、同様の手法でMoodle別の種類のLMSにも対応できる。まずは共同研究者の大学でMoodleについても試行し、さらに他の研究者とも連携して対応プラットフォームを増やしてきたい。また、xAPIなどの標準規格を利用してLearngin Resource Storeにデータを保存し、その上で分析するようにすれば、多くの大学で利用できるやり方が確立できるだろう。それに向けて、まずはBlackboardのデータをxAPIのデータとして解釈するような辞書の開発が必要になってきている。これについても来年度以降実施していきたい。今年初めに提出した「コースの類型化と可視化を中心に研究開発を進める」という目標に照らして、概ね順調に進展している。

昨年度に引き続き、広島大学のLMS (Blackboard)に記録されている平成28年度一年分のデータを対象にした。平成29年度に開発した、LMSのデータベースに保存されるログ情報と実際の教員・学生の活動の対応付けを利用し、LMSの主な機能である「資料提示・閲覧」「レポート」「オンラインテスト」「掲示板」「成績表」の5つについてのアクセス記録を分析した。特に時系列の情報を十分に活用してコースの類型化を試み、5つのグループ(クラスタ)に分類できることを示した。これらのグループわけと、LMSの主要機能の利用状況を組み合わせて、コースの類型化について議論した。これまで個々のコースに対して分析を行う研究は数多く行われているが、サーバ全体のコースを仔細に分析し特徴付けと分類を行なっているものは多くない。今後、さらに他の研究者とも連携して対応プラットフォームを増やし、分析事例を積み上げたい。また、可視化したコース状況や、ログなどをLMSの機能として利用者に提供したり、ダッシュボードとして表示したりするため、IMS Global Initiativeが規定する標準規格LTIが有用である。これを実際のLMSに適用したときにどのような可能性がありどのような問題があるかについて、検討を行なった。その結果、我々の目的には不足な点が発見され、その対処法について、様々なLMS上で有効な手法を検討した。平成30年度の目標であった「コース類型化と可視化の研究をさらに進め、ダッシュボード開発に着手する」に照らすと、コース類型化・可視化については順調に進んでいるが、ダッシュボード開発に着手できていない。やや遅れている状態だが、特に技術的な問題点があるわけではないので、当初計画書の方針通りに研究を推進していく。今年度はコース可視化を通じた類型化から開始する。今年度はコース可視化と類型化について引き続き実施し、ダッシュボード提示システムの開発も継続して実施する。昨今のLearning Analyticsの研究状況を見ると、当初の想定以上に進んでおりダッシュボードの開発に新規性が見られなくなってきている。一方、サーバ全体のコース状況を分析することはあまり行われておらず、研究として先んじているため、今後はさらにこの部分に注力して進めていきたい。同時に、ダッシュボードの開発についても、新規性と実践的な有効性を見ながら開発の可能性を求めていくこととする。参加予定としていた研究会に、都合により参加できなかったため。当初参加を予定していた研究会が次年度に延期されたため8月に千葉で行われる情報教育シンポジウムおよび9月に広島で行われるMahara Open Forum 2017に参加する。
ハ-ブに含まれる脱変異原物質の同定とその作用機構の解明

癌の原因は種々あるが、我々が日常摂取する化学発癌物質もその一つである。例えば蛋白質の加熱で生じるTrpーPー2、煙草や排気ガスに含まれるベンズピレンやニトロピレンがそれである。一方、旧約聖書の時代からハ-ブは様々な解毒効果を持った薬草と考えられていた。本研究では、ペパ-ミントに含まれる、TrpーPー2の変異原性を抑える解毒成分の同定を行なった。(1)ペパ-ミントの水抽出物0.5mgは、Ames菌TA98株に作用させた10ngのTrpーPー2の変異原性を93%抑制し、濃度依存性もあった。水抽出物に抗変異原活性はなく、突然変異誘発頻度はゼロであった。ペパ-ミントの活性成分は脱変異原物質であると考えられた。(2)活性成分の分離・精製を行なった。抽出溶媒の極性を順付強くして成分を抽出すると、高い活性が塩化メチレン画分にあった。この画分からセファデクスLHー20でクロロフィルを除き、溶媒分配法で洗浄して、エ-テルで結晶化した。結晶は赤色で、比活性は360倍に上がっていた。(3)得られた結晶の融点は175177°Cで、HPLC上で単一であり、最大吸収は462nmにあった。ハイマス及びプロトンとカ-ボンのNMRで同定すると、結晶の分析結果は標品のβーカロチンのそれと完全に一致した。(4)βーカロチンと同定したペパ-ミント活性成分は、薬物代謝系での活性化を必要とする変異原物質、TrpーPー2、TrpーPー1、及びベンズピレンの変異原性は抑制するが、活性化を必要としないAFー2やニトロピレンの変異原性は抑えなかった。また、βーカロチンは変異原物質が薬物代謝系で活性化される時に、それを解毒すると推測された。以上の結果から、ペパ-ミントの強い変異原抑制活性は、含量は少ないが比活性の高いβーカロチンと、比活性は低いが多量に含まれるクロロフィルやフラボノイドによると結論した。
縮合多環芳香族ユニットを主鎖にもつ新規π共役系高分子の創製

本研究は,芳香環が直線状に縮環した梯子状ヘテロアセン骨格や芳香環がオルト位で縮環したらせん状ヘテロヘリセン骨格を主鎖に含有する新規π共役系高分子の合成と秩序的集積化による高機能発現を目的とする.今年度の検討により,以下の結果を得た.1)フラン環2つとベンゼン環3つが縮環したジベンゾ[d, d']ベンゾ[1, 2-b : 4, 5-b']ジフラン(DBBDF)の誘導体を効率的に合成するために,分子長軸方向にメトキシ基2つが置換したDBBDF誘導体を合成した.これを共通の出発原料として,長鎖アルコキシ基やアリール基が置換したDBBDF誘導体を合成することに成功した.本成果によって, DBBDF骨格を主鎖に有する種々の新規π共役ポリマーを合成できる.2)中央のベンゼン環にヨウ素置換基2つをもつDBBDF誘導体とジェチニルベンゼンやジェチニルフルオレンなどとの共重合により, DBBDF骨格を主鎖に有する新規π共役ポリマーを合成することに成功した.分岐または長鎖アルキル基が置換したモノマーをもちいることで,有機溶剤に可溶化することができた.各種スペクトル測定および電気化学測定の結果から,得られたポリマーでは,それぞれのモノマーよりも共役系が拡張していることが示唆された.また,得られたポリマーは,コモノマーとの組合せにより,青緑色から黄緑色の蛍光を発することがわかった.3)長鎖アルキル基8つを分子内にもつアザ[7]ヘリセンを新規に合成した.得られた化合物は溶液中において会合体を形成していることが示唆された.また,円偏光発光を確認した.本研究は,芳香環が直線状に縮環した梯子状ヘテロアセン骨格や芳香環がオルト位で縮環したらせん状ヘテロヘリセン骨格を主鎖に含有する新規π共役系高分子の合成と秩序的集積化による高機能発現を目的とする.今年度の検討により,以下の結果を得た.1.フラン環とベンゼン環からなるオキサアセンの合成法に関して,前年度に開発した手法を改良し,その効率を向上させた.また,オキサアセンの中心ベンゼン環の位置選択的なヨウ素化に成功した.このジヨード体を原料にして種々の二置換オキサアセンが合成できた.得られた二置換体は,単結晶中では,アセン平面同士を向き合わせてパッキングすることがわかった.このようなパッキング様式は,電荷移動に有利と考えられる.2.1で得られたオキサアセンを有機半導体層とした電界効果トランジスタ素子を作成し,いくつかの化合物がトランジスタ特性を示すことを明らかにした.中でもヘキシル基が置換した化合物は,真空蒸着法,溶液法いずれの方法で素子を作成した場合にも,0.2cm^2/Vs以上という高い移動度を示した.空気や光を遮断せずに素子作成・評価をおこなっているにもかかわらず高い性能を示しており,オキサアセン骨格が安定な半導体材料として利用可能であることを初めて明らかにした.3.1で合成したジヨードオキサアセンをモノマーとして(共)重合をおこない,新規π共役系高分子を合成することに成功した.ただし,溶解性が低く解析が困難であったため,次年度は溶解性向上および秩序的配列を可能にする置換基を導入した誘導体を合成し,その機能評価をおこなう.4.前年度に合成できたフラン環,ピロール環,ベンゼン環からなるアザオキサアセンに関して,その効率的合成法を確立した.アザオキサアセンは,その非対称構造に起因して,単結晶中でアセン平面同士を向き合わせてパッキングすることを明らかにした.本研究は,芳香環が直線状に縮環した梯子状ヘテロアセン骨格や芳香環がオルト位で縮環したらせん状ヘテロヘリセン骨格を主鎖に含有する新規π共役系高分子の合成と秩序的集積化による高機能発現を目的とする.今年度の検討により,以下の結果を得た.1)フラン環2つとベンゼン環3つが縮環したジベンゾ[d, d']ベンゾ[1, 2-b : 4, 5-b']ジフラン(DBBDF)の誘導体を効率的に合成するために,分子長軸方向にメトキシ基2つが置換したDBBDF誘導体を合成した.これを共通の出発原料として,長鎖アルコキシ基やアリール基が置換したDBBDF誘導体を合成することに成功した.本成果によって, DBBDF骨格を主鎖に有する種々の新規π共役ポリマーを合成できる.2)中央のベンゼン環にヨウ素置換基2つをもつDBBDF誘導体とジェチニルベンゼンやジェチニルフルオレンなどとの共重合により, DBBDF骨格を主鎖に有する新規π共役ポリマーを合成することに成功した.分岐または長鎖アルキル基が置換したモノマーをもちいることで,有機溶剤に可溶化することができた.各種スペクトル測定および電気化学測定の結果から,得られたポリマーでは,それぞれのモノマーよりも共役系が拡張していることが示唆された.また,得られたポリマーは,コモノマーとの組合せにより,青緑色から黄緑色の蛍光を発することがわかった.3)長鎖アルキル基8つを分子内にもつアザ[7]ヘリセンを新規に合成した.得られた化合物は溶液中において会合体を形成していることが示唆された.また,円偏光発光を確認した.
被災地の児童生徒における「支援される側」の心理的変化に関する研究

○研究の目的震災4年経過した被災地において、震災当初から進められた支援活動(本研究ではスポーツ・文化・芸術関係に重点を置く)が支援を受ける側にとってどのような心理的な影響を受けたか、時間経過を追いながら明らかにしようとするものである。震災関係の児童生徒の心的ダメージ,それをめぐる支援については多くの報告がなされている。しかし,こうした報告はあくまで支援する側の考えでまとめたものであり,児童生徒のいわゆる「本音」を反映していないのではないか,実際に支援を受けた側の心的変化について時間経過を追って示したいと考えた。○研究の方法概念地図法をベースにした調査票の作成を行い,自らの支援を受けた活動について、時間経過を追って、思いの変化を示せるようなシートの作成を試みる。過去から現在、そして将来という枠組みを基本として、被災時から現在までは自分なりに転機となる事項で時間を区切るというものにして、心的変化を自分なりに記述できるものとし,記述内容の分析を試みる。○研究の成果・震災後の心理的変化は,親の障害のある子の受容過程と類似しているが,個人差が大きく,レジリエンスの違いが大きく影響している。・震災からすぐの時期には支援を受けることを容認していた心が,支援を当然と考えるように変化し,非日常性を求めるために支援を歓迎する心に至る過程が確認された。支援が日常性の打破という働きを持ち,心理的影響に両面がみられた。・震災復興という施策のもとに心のケアが大きく取り上げられているが,日常性の回復とレジリエンスの強化という視点を合わせて考えていく必要がある。
ラットの実験的根尖病変における骨吸収と形式について

平成15年度実験動物には、生後8週齢のウイスター系雄性ラットを用いた。動物は、エーテル麻酔下にて、下顎左側第一臼歯をラウンドバーにて露髄後、そのまま放置し、歯髄炎および根尖性歯周組織炎を惹起させた。作製した切片は、HE染色と抗ラットIL-1α、IL-1β、TNF-α、LFA-1、ICAM-1抗体を用いた免疫染色を行った。一次抗体として抗ラットIL-1α、IL-1β、TNF-α、LFA-1、ICAM-1抗体を使用し、ABC(Avidin-Biotin-peroxidase Complex)法にて免疫染色を行った。その結果、対照群の歯髄および根尖部歯周組織にはIL-1αβ、TNF-α、LFA-1の発現は認められなかった。また、ICAM-1の発現は一部の血管内皮細胞に認められた。露髄後7日、14日では、歯髄組織には好中球およびマクロファージが多数認められた。多数の好中球およびマクロファージからIL-1αβ、TNF-αの産生が認められた。根尖部歯槽骨においては、TRAP陽性の破骨細胞は露髄後3日に比較して多数認められ、ALP陽性の骨芽細胞が配列を乱し骨面から離脱したものが認められた。また、根尖部歯槽骨表面にあるTRAP陽性の破骨細胞はIL-1α、TNF-α陽性であった。また、歯根膜細胞は組織学的にALP陰性を示していた。さらに骨吸収部位に近接して、多数のLFA-1陽性の単核円形細胞が観察されるとともにICAM-1の発現が血管内皮細胞、単核紡錘形細胞、単核円形細胞および一部の破骨細胞に認められた。露髄後28日では、歯髄は全体的に壊死に陥り、根尖部には膿瘍が存在し、根尖部歯根膜組織の炎症性細胞浸潤は露髄後14日よりも強くなっていた。好中球およびマクロファージは膿瘍周囲に多数存在し、IL-1α、TNF-αを産生していた。根尖部歯槽骨においては、TRAP陽性の破骨細胞は露髄後14日とほぼ同様で多数認められIL-1α、TNF-α陽性であった。また、歯槽骨の形成の活発な部位ではALP陽性の歯根膜細胞や骨芽細胞が認められた。さらに露髄後14日とほぼ同様に骨吸収の活発な部位において多数のLFA-1陽性の単核円形細胞が観察されるとともにICAM-1の発現が血管内皮細胞、単核紡錘形細胞、単核円形細胞および一部の破骨細胞に認められた。従って、根尖病変の形成過程においてマクロファージおよび好中球の産生する炎症性サイトカインとLFA-1およびICAM-1の発現による細胞間相互作用が破骨細胞性骨吸収や骨芽細胞による骨形成の活性化に関与している可能性が示唆された。平成14年度実験動物には、生後8週齢のウイスター系雄性ラットを用いた。露髄後、3、7、14、28日後に屠殺し、下顎骨を摘出した。その後、下顎骨はEDTA-グリセリン溶液で低温脱灰を行った。脱灰後、下顎骨をパラフィンに包埋し、連続切片を作製した。作製した切片は、HE染色と酒石酸抵抗性ホスファターゼ(TRAP)染色、アルカリホスファターゼ(ALP)染色を行い光学顕微鏡にて観察した。その結果、露髄後3日では、損傷受けた歯髄には軽度の炎症性細胞浸潤が認められ、一部壊死しているものも認められた。根尖部歯槽骨においてはTRAP陽性の多核細胞、すなわち破骨細胞の存在は僅かに認められたのみであった。また、ALP活性は損傷された歯髄直下や根管象牙質表面に認められ、根尖部歯槽骨ではALP陽性の骨芽細胞が多数認められた。露髄後7日では、露髄直下の歯髄組織には好中球およびマクロファージが多数認められた。露髄後3日に比較して強い炎症性細胞浸潤が認められた。露髄後14日では、歯冠側1/2の歯髄組織は壊死に陥り、根尖部1/2の歯髄組織と根尖部歯根膜組織には露髄後7日よりも多くの好中球およびマクロファージが認められた。根尖部歯槽骨においては、TRAP陽性の破骨細胞は露髄後7日に比較して多く認められ、根尖部歯槽骨表面に多数のTRAP陽性の破骨細胞が認められた。歯根膜細胞は組織学的にALP陰性を示していた。好中球およびマクロファージは膿瘍周囲を中心に多数存在していた。根尖部歯槽骨においては、TRAP陽性の破骨細胞は露髄後14日とほぼ同様で多数認められた。