hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
初期認知症高齢者への人生の統合性を目指した看護介入プログラムの評価

自分の思いを十分に語ることのできる初期認知症(認知症の前駆状態である軽度認知障害(MCI)ならびに認知症の初期段階)の人に焦点をあて,初期認知症の人が「いま」の危機的状況を乗り越えて老年期の発達課題である「人生の統合性」を獲得し,認知症が進行した未来までも活用できる看護支援プログラム「過去,現在・未来を語り,オレンジノートに遺すプログラム」の介入効果を検証することを目的とした。研究協力者は15人であり,平均年齢は80.7±6.95歳であった。診断名は,MCI5人,アルツハイマー型認知症9人,脳血管性認知症1人であり,MMSEの平均得点は25.3±2.76点であった。発達課題達成尺度の平均点は39.1±4.94点であり,40点以上を高得点群,40点未満を低得点群とした。高得点群は6人,低得点群は9人であり,発達課題達成尺度の得点のみ2群間で統計学的に有意な差がみられた。介入前後の得点の比較については,SF-8,PGCモラールスケールにおいては,介入前後で有意な差はみられなかった。発達課題達成尺度においては,全体において,介入前後で統計学的な有意差が認められた(z=-3.336,p=.001)。得点群別にみると,低得点群において,介入後の得点が介入前の得点と比較して統計学的有意に上昇した(z=-2.680,p=.007)。なお,高得点群においては,介入前後の得点に差はみられなかった。本プログラムにより,発達課題達成尺度の高得点群は高い統合性を維持でき,低得点群においては統合性の高まりがみられた。よって,本プログラムは初期認知症の人が「いま」の危機的状況を乗り越え,認知症を持ちながらでも,自分の人生を自分なりに納得して終えることができるように,「人生の統合性」の獲得を目指した看護支援として有効であると考える。介入の一連のプロセスに時間を要するため,当初予定していた複数人を同時進行で進めていくことは困難であり,データ収集に時間を要した。しかし,本年度は順調に経過した。データ収集は完了し,データ分析考察まで終えることができた。結果をまとめることができたので,今後は学会での発表,および認知症ケア学会誌等に論文を投稿し,成果を発表する予定である。自分の思いを十分に語ることのできる初期認知症の人(認知症の前駆状態である軽度認知障害(MCI)ならびに認知症の初期段階)に焦点をあて,初期認知症の人が「いま」の危機的状況を乗り越えて老年期の発達課題である「人生の統合性」を獲得し,認知症が進行した未来までも活用できる看護支援プログラム「過去,現在,未来を語り,オレンジノートに遺すプログラム」の看護介入の効果を検証することを目的としている。本年度は,プログラムの実践およびデータ収集を行った。現在までに軽度認知障害の人4名,軽度アルツハイマー型認知症の人1名の計5名の介入を終え,1名が介入途中である。得られたデータは対象者ごとに整理し,面接及び観察データについては逐語録を作成した。データの分析を並行して行っている。主観的幸福感,発達課題尺度等の量的なデータについては,データ数が少ないため未だ検証に至っていない。質的なデータの分析では,介入の回数を重ねるにつれ,オレンジノートの作成に能動的に関わる姿勢が見られるようになり,過去と対峙しながら,これまでの人生を肯定し,これからの生き方について主体的に語ることにつながっていくことが確認された。また,オレンジノートを集大成としてとらえていた。最も効果が感じられたのは,完成したオレンジノートを子世代と共有した場面である。本人が子に思いを語ることで,子は親を深く理解することにつながった。親子の人生が重なり,対話も活性化された。対象者数が少ないが,初期認知症の人への支援プログラムとして活用が可能と考えている。次年度は介入を継続し,データ数を増やしていく予定である。介入前後の量的データの比較および質的なデータを積み重ねていくことで,効果を明らかにしていく。研究協力者の選定に時間を要した。理由は,特に軽度認知障害の人が,診断から日が浅い場合が多く,不安を抱えている人が多い。そのため対象者の精神状態を考慮し,開始までに十分な説明と時間が必要であった。さらには,介入の一連のプロセスにかなりの時間を要するため,当初予定していたような複数を同時進行で進めていくことが困難であった。自分の思いを十分に語ることのできる初期認知症(認知症の前駆状態である軽度認知障害(MCI)ならびに認知症の初期段階)の人に焦点をあて,初期認知症の人が「いま」の危機的状況を乗り越えて老年期の発達課題である「人生の統合性」を獲得し,認知症が進行した未来までも活用できる看護支援プログラム「過去,現在・未来を語り,オレンジノートに遺すプログラム」の介入効果を検証することを目的としている。本年度は,プログラムの実践およびデータ収集を行いながら,データ分析を並行して行った。現在までに軽度認知障害の人4人,認知症の初期段階の人8名の計12名の介入を終え,4名が介入途中である。得られたデータは対象者ごとに整理し,面接および観察データについては逐語録を作成した。

介入により,語りが促進する,人生の再発見をし肯定的に評価する,自分の思いを遺すことができ満足している,経験で得た知恵を研究者に授けるという新たな役割を獲得する等の効果を得ている。現在の状況として,物忘れを自覚しながらも自分なりに対処している,今後もできる限り自分のことは自分でやるように心がけるという姿勢が語られた。一方で将来への不安や家族に言えない悩み等も語られたが,傾聴者がいることで不安や孤独感の軽減につながると考える。作成したオレンジノートを共有する場面で最も効果があったのは,初期認知症の親が子に対して思いを語る場面である。親である初期認知症の人が子に誇らしげに語り,子は知らなかった親の側面や思いに触れる姿が観察できた。主観的幸福感,発達課題尺度等の量的なデータについては,現在介入中のデータがそろった時点で分析予定である。次年度は質的,量的データを詳細に分析し,初期認知症の人への看護介入プログラムとして完成させる。平成29年度に大幅な遅れを生じてしまったが,今年度は概ね順調に進めることができた。研究者が直接協力機関に出向くことで,対象の確保がスムーズにできた。しかし,介入の一連のプロセスに時間を要するため,当初予定していた複数を同時進行で進めていくことは困難であった。自分の思いを十分に語ることのできる初期認知症(認知症の前駆状態である軽度認知障害(MCI)ならびに認知症の初期段階)の人に焦点をあて,初期認知症の人が「いま」の危機的状況を乗り越えて老年期の発達課題である「人生の統合性」を獲得し,認知症が進行した未来までも活用できる看護支援プログラム「過去,現在・未来を語り,オレンジノートに遺すプログラム」の介入効果を検証することを目的とした。研究協力者は15人であり,平均年齢は80.7±6.95歳であった。診断名は,MCI5人,アルツハイマー型認知症9人,脳血管性認知症1人であり,MMSEの平均得点は25.3±2.76点であった。発達課題達成尺度の平均点は39.1±4.94点であり,40点以上を高得点群,40点未満を低得点群とした。高得点群は6人,低得点群は9人であり,発達課題達成尺度の得点のみ2群間で統計学的に有意な差がみられた。介入前後の得点の比較については,SF-8,PGCモラールスケールにおいては,介入前後で有意な差はみられなかった。発達課題達成尺度においては,全体において,介入前後で統計学的な有意差が認められた(z=-3.336,p=.001)。得点群別にみると,低得点群において,介入後の得点が介入前の得点と比較して統計学的有意に上昇した(z=-2.680,p=.007)。なお,高得点群においては,介入前後の得点に差はみられなかった。本プログラムにより,発達課題達成尺度の高得点群は高い統合性を維持でき,低得点群においては統合性の高まりがみられた。よって,本プログラムは初期認知症の人が「いま」の危機的状況を乗り越え,認知症を持ちながらでも,自分の人生を自分なりに納得して終えることができるように,「人生の統合性」の獲得を目指した看護支援として有効であると考える。介入の一連のプロセスに時間を要するため,当初予定していた複数人を同時進行で進めていくことは困難であり,データ収集に時間を要した。しかし,本年度は順調に経過した。データ収集は完了し,データ分析考察まで終えることができた。協力者の選定方法を見直した。協力機関からの紹介のみではなく,研究者が直接協力機関に出向き,基準にあてはまる対象者に対して,その場で時間をかけて説明することとした。
鳥類視蓋における位置特異的分子発現の決定

網膜-視蓋投射はきっちりと対応のつく投射パターンを示す。このパターンの形成は視蓋の細胞に位置特異的分子が発現されて、それを網膜線維が認識するといわれている。本研究の究極の目的は、中脳胞を90°あるいは180°回転して移植したニワトリ・ウズラ・キメラ脳を用いて、どのような視蓋の位置特異的分子が発生のどの段階で決定されるかを明らかにすることである。本年度はその目的のために網膜の小部分をラベルする方法を開発し、網膜視蓋投射の正常発生過程を研究した。網膜の局所的ラベルにはカルボシアニン系蛍光色素DiIを用いた。網膜後部をDiIの小さな結晶でラベルすると、孵化したひよこの視蓋では吻側部に強いてポット状の蛍光が観られ、視神経線維は厳密な対応をして視蓋に投射していることがわかる。ただし。かなりの線維が、内-外側、吻-尾側方向の経路の修正を行っており、180°近く方向転換をしている線維あった。発生を追って観察すると、孵卵9日では網膜後部からの線維は視蓋上で目的地と思われるところをはるかに越えて分布しており、側枝はなかった。内-外側にも幅広く分布していた。孵卵12-14日にはたくさんの側枝、Arborizationが見られた。Arborizationは目的地だけでなく、さらに尾方にも見られたが数は目的地付近の方が多かった。先端を目的地に向かって曲げたり、側枝を目的地に向かって出している線維も多数存在した。孵卵13-14日の視蓋では退行線維も多数存在し、孵卵15日になるとほぼ成熟した投射パターンが見られた。本研究の結果は網膜-視蓋の対応関係は、最初はわりとルーズであるが、最終的にはたいへん厳密であることを示している。網膜の一部を効率よくラベルすることができるようになったので、現在、視蓋原基を回転して移植し、視蓋の位置特異的分子の発現が発生のどの段階で決定されるかを追究中である。ただし。
歯科用金属アレルギー用パッチテスト試薬の開発-特にチタン試薬の作製について-

チタンのパッチテスト用試薬として選択したチタン化合物のうち,硫酸第2チタン水溶液は強酸性を示すため,ウサギを用いて至適濃度の検索を行なった.その結果,3%以上の濃度では,ウサギの皮膚に酸の刺激が原因と思われる潰瘍が形成された.そのため,3%以上の硫酸第2チタン水溶液ではパッチテストの際,擬陽性と判定される可能性があるため,2%以下の濃度で検査するのが妥当と考えた.酸化チタンはいずれも刺激性がなく,1%濃度で均一な懸濁液が得られると判断した.チタンのパッチテスト試薬をヒトへ応用するにあたり,長崎大学歯学部倫理委員会へ本研究を申請し,承認を得られた.被験者は本研究の説明を十分に受け,同意を得られたものを対象に行なった.使用する試薬は,1%酸化チタン水溶液(アナターゼ型,ルチル型,アモルファス)と2%硫酸第2チタン水溶液の計4種類である.硫酸第2チタンによる擬陽性反応を識別するために,コントロールとして1.2%硫酸を用いた.一般のパッチテストの検査方法に準じ,48時間の貼付と貼付後48,72,168時間に,ICDRGの判定基準に従い判定を行なった.最初に,金属アレルギーの疑いのない健常被験者8名に,チタンパッチテストを試行した.その結果,2名の被験者が硫酸第2チタンに陽性反応を示し,そのうち1名は3種類すべての酸化チタンにも陽性反応を示した.しかし,これら2名の被験者は金属アレルギーが原因と思われる症状がなく,チタンに感作されているかどうかパッチテストのみでは判断できないと考えられる.次に,歯科用金属アレルギーの疑いで長崎大学歯学部第2補綴科を受診した患者17名に,チタンパッチテストを試行したが,陽性反応は検出されなかった.今後,被験者数を増やしていくとともに,歯科治療においてチタンアレルギーが疑われる患者にチタンパッチテストを試行し,その有用性を検証していきたいと考えている.チタン化合物として選択したのは、酸化チタン(アナターゼ型、ルチル型、アモルファス)、硫酸第1チタン、硫酸第2チタン、硫化チタン、四塩化チタンであるが、このうち、四塩化チタンは大気中で白煙を生じ、希釈などの操作が難しく、また、硫化チタンは不溶性で、混和してもすぐに沈澱するため、一定濃度が得られないため、パッチテストの試薬としては、不適当と考えた、酸化チタンはそれぞれ、平均粒径がアナターゼとルチルが5μm以下、アモルファスが0.05μm以下で、不溶性ではあるが、超純水と混和後、一定時間均一な溶液が得られたので、試薬として妥当と考えた。硫酸第1、第2チタンは超純水混和後24時間以内にそれぞれ溶解し、それ以降は、徐々に溶液内で酸化チタンが生成され、白色の沈澱が生じるが、チタンイオンが得られるため、パッチテスト試薬として妥当と考えた。基剤としては、ワセリン、オリーブオイル、エタノール等を考えたが、基剤による擬陽性反応を排除するために超純水がもっとも適当と考えた。酸化チタンはそれぞれ、不溶性であるため溶液のpHに変化は見られないと考え、皮膚に対する刺激性もほとんど無視できるものと思われるが、硫酸第1、第2チタンは溶解すると強酸性を示し、酸による皮膚への刺激性を考慮する必要がある。しかし、チタンイオンを得るためには一定以上の酸濃度が必要である。そのため、動物実験による経皮的吸収と至適濃度の決定が必要であると思われるため、次年度以降の研究課題としたい。チタンのパッチテスト用試薬として選択したチタン化合物のうち,硫酸第2チタン水溶液は強酸性を示すため,ウサギを用いて至適濃度の検索を行なった.その結果,3%以上の濃度では,ウサギの皮膚に酸の刺激が原因と思われる潰瘍が形成された.そのため,3%以上の硫酸第2チタン水溶液ではパッチテストの際,擬陽性と判定される可能性があるため,2%以下の濃度で検査するのが妥当と考えた.酸化チタンはいずれも刺激性がなく,1%濃度で均一な懸濁液が得られると判断した.チタンのパッチテスト試薬をヒトへ応用するにあたり,長崎大学歯学部倫理委員会へ本研究を申請し,承認を得られた.被験者は本研究の説明を十分に受け,同意を得られたものを対象に行なった.使用する試薬は,1%酸化チタン水溶液(アナターゼ型,ルチル型,アモルファス)と2%硫酸第2チタン水溶液の計4種類である.硫酸第2チタンによる擬陽性反応を識別するために,コントロールとして1.2%硫酸を用いた.一般のパッチテストの検査方法に準じ,48時間の貼付と貼付後48,72,168時間に,ICDRGの判定基準に従い判定を行なった.最初に,金属アレルギーの疑いのない健常被験者8名に,チタンパッチテストを試行した.その結果,2名の被験者が硫酸第2チタンに陽性反応を示し,そのうち1名は3種類すべての酸化チタンにも陽性反応を示した.しかし,これら2名の被験者は金属アレルギーが原因と思われる症状がなく,チタンに感作されているかどうかパッチテストのみでは判断できないと考えられる.次に,歯科用金属アレルギーの疑いで長崎大学歯学部第2補綴科を受診した患者17名に,チタンパッチテストを試行したが,陽性反応は検出されなかった.今後,被験者数を増やしていくとともに,歯科治療においてチタンアレルギーが疑われる患者にチタンパッチテストを試行し,その有用性を検証していきたいと考えている.
NICU明暗環境の時間生物学的評価ツールと子どもに優しい成育環境基準の検討

研究目的:NICU入院中の早産児に対して、子どもに優しい成育環境基準化(照度、音など同調因子)と、児にとって望ましいケアのタイミングに示唆をうる為に、看護師の観察によるState(新生児行動評価)判定を踏まえたケアとその生理的特徴を明らかにする。方法:2017年度に実施した、NICUスタッフの治療環境に関する認識調査や環境測定(Step1)の結果を分析し、現状の環境課題を明らかにした。5施設とも、音圧はAAPのNICU環境基準より高かった。照度は、日中は100から200Lux、夜間は50Luxにほぼ保たれているが、音圧は、持続的な騒音と1時間Leq(等価騒音レベル)が45dB、処置・作業時の騒音との合計が1時間L10(10%時間率騒音レベル)で50dBを上回らないようにする。一時的な騒音またはLmax(最大騒音レベル)が65dBを上回らないが、5施設とも、平常時が平均65db程度であり、児にとって照度よりも騒音対策の必要性が示唆された。Step2では6例の対象児の昼帯と夜帯の環境刺激の違いによるストレス状況を、授乳時の入眠行動の観測によって分析するために、1環境統一のため保育器覆布にて昼帯(200lux程度)、夜間(50lux以下)に照度を調整2児の足首に小型活動計を装着して24時間±2時間程度の継続観察3昼帯と夜帯のそれぞれ1回の授乳時間において、授乳30分前から授乳終了後(経口哺乳または経管栄養注入後)1時間30分の間の2時間ビデオ撮影。4児の生理的反応(呼吸心拍モニター、SpO2センサーより収集)を授乳経過による推移と、Stete判定とそれに合わせた生理的反応の特徴を分析した。Step3:収集したビデオ画像分析による新生児の睡眠状態自動判定システムの試案に取り組み始めた。環境測定の結果は、2018年三重母性衛生学会でその成果を報告した。ステップ1研究:環境認識調査(管理者用、スタッフ用)を三重県のNICUを有する周産期施設6施設で実施する。医師及び看護職を対象に約150部確保を目指す。環境観測には三重県全NICUを対象に実施協力をお願いする予定である。(4ー7月)ステップ2研究:本調査の核となる児の活動量と睡眠・行動観察、身体生理的モニタリングによって、明暗環境における児の睡眠・覚醒行動観察による特徴を明らかにする。(大学病院NICUにて7月平成31年3月まで継続的に協力依頼予定)。対象となる被検者の確保に時間を要するため、大学病院のほか、公立病院など複数の施設で実施できるよう施設交渉と倫理委員会の準備を行う。治療環境に対する児への影響について環境問題意識を持ってもらえるように研修会を企画し、NICU環境改善への意識改革への働きかけにつなげるなど啓発的な活動も企画を検討する。協力対象数は月に1ー2例の見通しであるため、データ収集ごとにデータ解析などを同時進行で行う予定である。ステップ3研究:ビデオ画像分析による新生児の睡眠状態自動判定システムの検討看護職の観察力の強化に役立つために、協力児のビデオ画像分析によるState自動判定プログラムを試作する。新生児の睡眠状態を自動判定するカメラベース手法を開発し、新生児に負担をかけることのない見守りシステムを実現を目指す。ステップ2ステップ3までの過程には、症例確保に時間を要するので、症例ごとにステップ3まで進める流れである。看護職による観察と、生理的適応反応の分析を上記3視点よりデータ収集し、児にとって望ましい環境基準の検討を進める。Step2の症例を目標値に近づけるためにデータ収集を継続する。また、早産児の対象の収集が困難なので、成熟児について観測を追加することを検討する。State判定の信頼性を高めるために、NBAS(Neonatal behabioural assessment scale)認定講師よりStete判定をいただいて、それをStaep3のビデオ画像のAIによるStete自動判定プログラム作成につなげる。Step1-step3までの成果を総合的な視点で教育教材の開発に向けたまとめとする予定である。研究初年度の活動方針は、倫理委員会申請と研究協力施設の確保、先行研究の文献検索による研究方法の決定であった。NICU環境(照度、音)や、児のストレス反応や睡眠行動観察(State)に関する先行研究の文献検索を行い、観測条件の検討を進めた。メンバー会議月1-2回程度、全体会議1回実施し、研究の趣旨、目的、方法に合わせて、NICUでの低出生体重児の観測に適したデイバイスの選定と、照度調整のための環境条件の検討を行った。また、メンバーの役割を確認しあい、3つの班体制を確認した。研究プロトコールや、使用機器について、Mortion watchを用いること、ビデオ撮影方法として、Ipad touchで、クベースフードに貼付形式で撮影することを決定した。さらに、学会参加および照明に関する業者との会議の開催など、研究のプロトコールの決定のため情報収集に出かけ、意見交換の機会をもった。協力施設の打診をし、施設長に協力依頼(文書、および持参し説明による依頼)を済ませたのち、研究倫理申請書を作成した。研究フイールド獲得のため、施設長と看護部に協力依頼を行い、NICUおよびGCUベッド周辺の環境のプレ観測を実施した。午前11時頃に行った観測では、NICUにある保育器周辺の照度は、200-260Luxであった。臨床側との研究内容の調整のうえ、受け入れ可能な範囲の研究計画の調整をしたうえで、倫理委員会申請書類の提出を行った。

また、睡眠学会や新生児看護などの専門領域の学会参加や、照度環境の研究企業との協議などを行い、研究方法の詰めを行った。1)NICUの協力施設開拓が、思うように進んでいない。研究の核となる大学病院の臨床協力の意向を確認したうえで、受け入れ可能な研究方法に決定するまでに、7か月ほどを要したこと、倫理審査委員会に申請したが、ハイリスク児への観測方法などの修正点を指摘され、方法の再検討を重ねることとなった。倫理審査の許可が出る前提での看護部への協力依頼であったので、計画段階の調整のために病棟師長や医局長との会議を5回程度行い、児への安全性や、感染予防などの観点からプロトコールの検討を重ね、受け入れ許可が出るまで時間を要した。2)対象数が少なく、月に1ー2例の症例であるので、被験者数が十分に確保できない問題がある。3)早産児が対象であるため、低出生体重児であり、Motion watch装着などの同意がなかなか得にくい。安全性を示す説明文などによって、十分な説明などの対応を工夫した4)明暗環境の設定が治療現場で受け入れてもらいにくく、環境条件の設定を保育器の覆布の当て方や、その材質なども含めて、大学での模擬環境で観測方法を検討した。研究目的:NICU入院中の早産児に対して、子どもに優しい成育環境基準化(照度、音など同調因子)と、児にとって望ましいケアのタイミングに示唆をうる為に、看護師の観察によるState(新生児行動評価)判定を踏まえたケアとその生理的特徴を明らかにする。方法:2017年度に実施した、NICUスタッフの治療環境に関する認識調査や環境測定(Step1)の結果を分析し、現状の環境課題を明らかにした。5施設とも、音圧はAAPのNICU環境基準より高かった。照度は、日中は100から200Lux、夜間は50Luxにほぼ保たれているが、音圧は、持続的な騒音と1時間Leq(等価騒音レベル)が45dB、処置・作業時の騒音との合計が1時間L10(10%時間率騒音レベル)で50dBを上回らないようにする。一時的な騒音またはLmax(最大騒音レベル)が65dBを上回らないが、5施設とも、平常時が平均65db程度であり、児にとって照度よりも騒音対策の必要性が示唆された。Step2では6例の対象児の昼帯と夜帯の環境刺激の違いによるストレス状況を、授乳時の入眠行動の観測によって分析するために、1環境統一のため保育器覆布にて昼帯(200lux程度)、夜間(50lux以下)に照度を調整2児の足首に小型活動計を装着して24時間±2時間程度の継続観察3昼帯と夜帯のそれぞれ1回の授乳時間において、授乳30分前から授乳終了後(経口哺乳または経管栄養注入後)1時間30分の間の2時間ビデオ撮影。4児の生理的反応(呼吸心拍モニター、SpO2センサーより収集)を授乳経過による推移と、Stete判定とそれに合わせた生理的反応の特徴を分析した。Step3:収集したビデオ画像分析による新生児の睡眠状態自動判定システムの試案に取り組み始めた。環境測定の結果は、2018年三重母性衛生学会でその成果を報告した。ステップ1研究:環境認識調査(管理者用、スタッフ用)を三重県のNICUを有する周産期施設6施設で実施する。医師及び看護職を対象に約150部確保を目指す。
「旗の下の集結効果」に関する実証分析

本研究は、国際危機や政府が対外的な軍事行動を起こした場合に、政府に対する有権者の支持率が短期的に上昇する「旗の下の集結効果(Rally 'Round the Flag Effect)」という現象を日本のミクロ・データを用いて実証分析する。
分子Xを標的としたCAR-T 免疫療法の開発

CAR-Tの標的としての膜表面蛋白である分子Xに関して、正常組織の発現はきわめて限定的であり、がん組織で消化管がんと膵がんで高い発現が認められた。これを標的とした殺細胞効果を探索したところ強い効果を認めたが、より選択的で強い効果を期待してモノクローナル抗体作製を行った。実際にはこの抗体作製においてリコンビナント蛋白を用いた動物免疫では一定の親和性のあるポリクローナル抗体が得られるが、モノクローナル抗体にして親和性の高い抗体のスクリーニングに入ると、良いものが得られない状況が続き、時間を要した。この結果ペプチド免疫による抗体作製に切り替えて抗体作製継続中であるが、この方法でもがん特異的な糖鎖修飾の部分で良い抗体が得られないため現在糖鎖修飾を含めた抗原感作により抗体を作製するため、時間を要している。一方で活性化したT細胞の腫瘍塊への抗腫瘍効果発揮のメカニズムの解析実験や情報収集を通じて固形がんに対する免疫細胞そのものの有効性発揮が可能なときの性質(適切な活性化、浸潤能獲得など)を精査し、CAR-Tに限らずT細胞を用いる普遍的な次世代型細胞免疫療法の礎となる研究が進んだ。ここで少なくともHLA-TCR間をペプチドにより送られるシグナル1、PD-L1/PD-1に代表される共シグナルであるシグナル2に対して、まだその意義が充分に判明されていないシグナル3がT細胞においては非常に重要であることが判明しつつある。特に我々はNKG2DL/NKG2Dによるシグナル(シグナル1、2非依存シグナル)を用いた免疫細胞療法の研究開発が非常に重要であることを見いだし、この解析を行った。オリジナルな発想の元、これらのメカニズムの解明、CAR-T細胞療法への応用の模索を行っており、早期かつ有効性と安全性に関しても実態のある開発を行いPOCの獲得を目指している。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
がん関連線維芽細胞が誘導する腫瘍免疫応答の解明と肺腺癌に対する新規免疫療法の開発

近年、免疫療法は目覚ましい進歩を遂げているが、著効する患者は限定的であり、治療抵抗性のメカニズム解明が喫緊の課題である。申請者は、がん微小環境を構成するがん関連線維芽細胞が肺腺癌の組織亜型を変化させ、腫瘍内不均一性を誘導することを見出してきた。最近、肺腺癌では組織亜型毎に免疫学的プロファイルが異なることが報告され、組織亜型と免疫関連遺伝子は共通のメカニズムによって制御されている可能性が考えられる。そこで本研究計画では、組織亜型と免疫関連遺伝子の関連性を明らかとし、組織亜型の規定因子として同定したがん関連線維芽細胞が腫瘍免疫に及ぼす影響を解析することで、免疫療法の治療抵抗性メカニズム解明に挑む。
あるがままの無拘束歩行運動時にみられる大脳皮質脳活動を可視化する

あるがままの無拘束床歩行運動時にみられる大脳皮質脳活動を可視化するために、携帯型近赤外分光計(NIRS)を用いて大脳皮質脳活動を局所酸素化ヘモグロビン濃度変化(Oxy-Hb)から測定する無線遠隔記録システムを開発した。この新記録システムを床歩行運動中にみられる大脳皮質運動野ならびに前頭前野に応用した。NIRSプローブの位置を3次元デジタイザによる座標解析および経頭蓋磁気刺激により機能的に同定した。運動野Oxy-Hbは運動開始直後から増加しその後減少に転じた。興味深いことに、この運動野Oxy-Hbの増加は歩行速度に比例して減弱した。対照的に、前頭前野Oxy-Hbは運動開始前5-10秒から増加し開始直後に最大となり、その後に減少した。運動開始に先行する脳活動は前頭前野の大きな特徴であり、その脳活動は歩行速度に依存しなかった。これらの実験結果から、皮質運動野は運動コマンドの発現と関係するが、その活動は歩行速度が増加すると低下し貢献度が減少することが判明した。また、随意的な歩行運動と関連して、前頭前野は循環調節を担う中枢コマンドの発現と関わることが示唆された。最終年度では、多チャンネルNIRSシステムを用いて、無拘束歩行運動時にみられる前頭前野脳活動の分布を可視化した。その結果、前頭極(Frontopolar)ならびに背外側前頭前野(DLPFC)と呼ばれる前頭前野の領域においてのみ、運動開始に先行する脳活動を観察できた。一方、腹外側前頭前野(VLPFC)と呼ばれる前頭前野領域は、運動開始に先行する脳活動を発現しないが歩行運動中に大きな活動増加を示した。これらの所見は、(1)前頭前野の脳活動は一様ではないこと、(2)前頭極や外背外側前頭前野が中枢コマンドの発生と関係すること、そして(3)腹外側前頭前野は歩行運動中に起こる何らかの調節と関わることを示唆した。平成28年度当初の研究実施計画は次の2点である。(1)無拘束歩行運動時にみられる大脳皮質脳活動を記録できる新しい無線計測系の開発、そして(2)このシステムを大脳皮質運動野に応用して、無拘束床歩行・トレッドミル歩行・エルゴメータ運動時にみられる運動野の脳活動記録であった。各項目に関する研究実績の概要を説明する。(1)大脳皮質脳活動を記録できる新しい無線計測系の開発:無拘束運動時の脳活動(局所酸素化ヘモグロビン濃度、Oxy-Hb)を記録する方法として、近赤外分光計(NIRS)を用いた新しい無線遠隔計測システムを開発した。このシステムは約20mという距離まで心電図・筋電図・フットスイッチ等の信号も含めて無線送信できた。また、指尖血圧計ロガーを用いて、動脈血圧を同時計測した。実験終了後に、3次元デジタイザーを用いたNIRSプローブの座標解析そして経頭蓋磁気刺激を用いた機能的同定により、大脳皮質運動野とNIRSプローブ配置との関係を明らかにした。(2)床歩行・トレッドミル歩行・エルゴメータ運動時にみられる運動野脳活動の記録:上記のように、大脳皮質運動野領域を3次元デジタイザーおよび経頭蓋磁気刺激により同定した上で、無拘束床歩行・トレッドミル歩行・エルゴメータ運動時にみられる運動野の脳活動を比較した。床歩行やエルゴメータ運動において、運動野Oxy-Hbは、運動開始前に起こらず、運動開始後に軽度増加しその後に減少した。トレッドミル運動では、Oxy-Hb増加は観察されず減少のみ生じた。歩行速度を増加させた場合には、歩行運動中にみられたOxy-Hbの減少は速度依存的に亢進した。平成28年度当初の研究実施計画は、(1)無拘束歩行運動時にみられる大脳皮質脳活動を記録できる新しい無線計測系の開発、そして(2)このシステムを大脳皮質運動野活動に応用して、無拘束床歩行・トレッドミル歩行・エルゴメータ運動時にみられる運動野脳活動を記録し比較することであった。これらの当初計画を達成できた上で、歩行速度に対する運動野脳活動の反応様式を解析することができた。トレッドミル歩行や高速度での床歩行の場合には運動野の脳活動は大きく低下することを発見した。この新しい所見は、随意性が低下するような歩行運動の制御には、皮質運動野よりも、皮質下運動核や小脳の役割が大きいことを示唆する。平成28年度には、多チャンネル携帯型近赤外分光計(NIRS)を使って大脳皮質脳活動(局所酸素化ヘモグロビン濃度Oxy-Hb)を無拘束な状態で記録できる新しい無線遠隔計測システムを開発した。このシステムを用いて無拘束床歩行時にみられる大脳皮質運動野に脳活動を調べたところ、運動野Oxy-Hbは運動開始後から増加しその後減少に転じた。このOxy-Hb増加は歩行速度に比例して減弱した。一方、Oxy-Hb減少は歩行速度に比例して亢進した。この結果は、歩行速度の増加に従って、運動野の賦活が減少し、歩行運動における大脳皮質性調節の役割分担が低下することを示唆した。平成29年度では、2チャンネルおよび多チャンネルNIRSシステムを用いて、無拘束な自発床歩行時にみられる大脳皮質前頭前野の脳活動を記録し、大脳皮質脳活動の時空間分布を解析した。その結果、運動野のOxy-Hb応答とは異なり、前頭前野Oxy-Hbは運動開始前5-10秒から増加し開始直後に最大となり、その後にOxy-Hbは減少した。

運動開始前に起こる脳活動は、運動野とは異なる前頭前野の大きな特徴である。更に、その増加は随意的に歩行運動をスタートした場合でのみ現れ、声掛けにより突然に歩行運動を開始した時には観察されなかった。随意運動と関連して運動野はもちろん運動コマンドの発現と関係するが、以上の所見は前頭前野が循環調節を担う中枢指令(中枢コマンドと呼ぶ)の発現に関ることを示唆した。自発床歩行運動の精神イメージは前頭前野Oxy-Hbを増加させ、また閉眼での床歩行は前頭前野Oxy-Hbを顕著に増加させた。このような実験結果は上記の作業仮説を支持した。歩行運動中には前頭前野の脳活動が安静レベルよりも低下したので、歩行運動継続時にみられる循環調節への関与は残された課題である。平成29年度当初の研究実施計画は、携帯型NIRSの無線遠隔記録システムを用いて、無拘束床歩行時にみられる大脳皮質前頭前野の脳活動を記録し、平成28年度に計測した運動野脳活動の応答との比較を行った。この比較を通して、無拘束自発歩行時にみられる大脳皮質の異なる脳領域活動の時空間分布やそれらの機能を明らかにすることを目的とした。その結果、運動野と前頭前野の脳活動は自発歩行時に全く動態を示すことを実証し、当初の研究計画を達成した。さらに、随意運動と関連して前頭前野が循環調節を担う中枢指令の発現に関ることを示す実験データはヒトの無拘束な自発歩行運動で得られたものであり極めて貴重であり、現在これらの新しいデータを取りまとめ学術英語論文として執筆中である。早々に国際学術誌への投稿を目指している。あるがままの無拘束床歩行運動時にみられる大脳皮質脳活動を可視化するために、携帯型近赤外分光計(NIRS)を用いて大脳皮質脳活動を局所酸素化ヘモグロビン濃度変化(Oxy-Hb)から測定する無線遠隔記録システムを開発した。この新記録システムを床歩行運動中にみられる大脳皮質運動野ならびに前頭前野に応用した。NIRSプローブの位置を3次元デジタイザによる座標解析および経頭蓋磁気刺激により機能的に同定した。運動野Oxy-Hbは運動開始直後から増加しその後減少に転じた。興味深いことに、この運動野Oxy-Hbの増加は歩行速度に比例して減弱した。対照的に、前頭前野Oxy-Hbは運動開始前5-10秒から増加し開始直後に最大となり、その後に減少した。運動開始に先行する脳活動は前頭前野の大きな特徴であり、その脳活動は歩行速度に依存しなかった。これらの実験結果から、皮質運動野は運動コマンドの発現と関係するが、その活動は歩行速度が増加すると低下し貢献度が減少することが判明した。また、随意的な歩行運動と関連して、前頭前野は循環調節を担う中枢コマンドの発現と関わることが示唆された。最終年度では、多チャンネルNIRSシステムを用いて、無拘束歩行運動時にみられる前頭前野脳活動の分布を可視化した。その結果、前頭極(Frontopolar)ならびに背外側前頭前野(DLPFC)と呼ばれる前頭前野の領域においてのみ、運動開始に先行する脳活動を観察できた。一方、腹外側前頭前野(VLPFC)と呼ばれる前頭前野領域は、運動開始に先行する脳活動を発現しないが歩行運動中に大きな活動増加を示した。これらの所見は、(1)前頭前野の脳活動は一様ではないこと、(2)前頭極や外背外側前頭前野が中枢コマンドの発生と関係すること、そして(3)腹外側前頭前野は歩行運動中に起こる何らかの調節と関わることを示唆した。
界面原子・分子層における局所高電界効果の理論計算

情報デバイスやエネルギー変換デバイスの動作の鍵を握る絶縁体層ー電極界面付近の数原子・数分子層における印加電圧による状態変化を主に第一原理計算を用いて解析した。平成30年度の主な成果は以下の通りである。1)MXene電極がもつ静電容量を、古典溶液理論(RISM)と第一原理計算を組み合わせた計算により解析した。電極ーイオン間の誘電率は空間的に一様ではなく、強く水和するLiイオンおよびNaイオンでは水和水が過剰遮蔽を起こし局所的に「負の誘電率」を示すことを明らかにした。またRISMと有効遮蔽媒質(ESM)法を組み合わせたLAUE-RISM法により、界面における各種電解質の分布を明らかにした。2)基板上の吸着原子・分子について、まず単層遷移金属ダイカルコゲナイド基板上の磁性金属原子の吸着構造と磁気的性質を第一原理計算し、歪み印加と共に最安定吸着サイトが変化すること、基板と吸着磁性金属原子の組み合わせによっては吸着原子の磁気モーメントが大きく変化することがわかった。次に千葉大学山田豊和准教授との共同研究により、CO分子によって修飾されたSTM探針持つ静電ポテンシャルが生じる、吸着分子と探針間の斥力による新しいタイプの分子マニピュレーション法を開発した。また、東京大学物性研究所三輪真嗣准教授との共同研究により、Fe(001)表面上にコバルトフタロシアニンを吸着させた系における磁性変調と界面電荷移動の関係を明らかにした。3)状態スイッチング素子について、リン酸リチウムを対象に電場応答を考慮した機械学習ポテンシャル(ニューラルネットワークを用いたポテンシャル)作成を進め、電場応答に重要なボルン有効電荷を予測するニューラルネットワークを作成できた。さらに、このネットワークを用いて電場による力の変化を計算した上で、機械学習ポテンシャルにより分子動力学計算を行うプログラムを作成できた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。第一原理電子状態計算を主に用い、情報デバイスやエネルギー変換デバイスの動作の鍵を握る絶縁層・電解質層ー電極界面近傍の数原子層・数分子層における印加電場による状態変化を解明することを目指して研究を進め、平成27年度は主に以下の成果を得た。1)有機分子層:オリゴチオフェン誘導体薄膜を対象に、標準的密度汎関数法に外部電場ポテンシャルを導入する方法で、電場印加による電子状態変化を解明すべく研究を進めた。まず古典力場計算でおよその構造を求め、次に密度汎関数法で最適化することによりスラブモデルの構造を決めた後、電場印加下の電子状態計算を行った、その結果、末端のヘキシル基において電場による電荷密度変化が大きいことを明らかにした。状態密度等について、さらに解析を進めつつある。2)原子層物質:二層グラフェンの電子状態の電場応答について、予備計算を踏まえてより詳細な検討を行った。標準的密度汎関数法に電場を導入する方法に加え、有効遮蔽媒質法で電荷ドーピングの影響も調べた。単層グラフェンとは異なり電場に対して誘電体的な応答をみせることを示唆する結果を既に得ていたが、その誘電率が電場強度と共に減少することを明らかにし、また二層グラフェンへの電荷ドーピングと共に、バンドギャップが最初増加し、その後減少に転じることを明らかにした。3)誘電体層:SrRuO3 (金属)/BaTiO3 (強誘電体)/SrTiO3 (常誘電体)/SrRuO3 (金属)の多層膜構造について軌道分離法を用いて電場印加下の密度汎関数法計算を行い、連続体モデルを用いた先行研究同様、分極ドメイン構造によって負の誘電率効果が抑制されることを確認した。さらに、半導体デバイスでは標準的といえる0.2 V程度の電圧範囲で分極ドメイン構造が消失し、負の誘電率が発現するというメカニズムを明らかにした。有機分子層の研究では構造モデルの決定に予想外に時間をとられる等、いくつかの問題もあったが、一方で、二層グラフェンの研究では誘電率の電場依存性やバンドギャップのドープ電荷量依存性等の新たな知見が得られ、また誘電体層の研究では本研究開始以前から進めていた研究を、負の誘電率の発現について有意義な知見を得る形でまとめることができた。以上から、全体としては最終目標に向かってほぼ予定通りの進捗と評価した。情報デバイスやエネルギー変換デバイスの動作の鍵を握る絶縁体層ー電極界面付近の数原子・数分子層における印加電圧による状態変化を主に第一原理計算を用いて解析し、平成28年度は以下の結果を得た。1)有機分子層:前年度まで検討したα,ω-DH6T分子に加え、ペンタセン分子及びハロゲン化アルキル-セキシチオフェン分子についても計算を行い、結果を比較した。DH6Tとハロゲン化アルキル-セキシチオフェン分子との比較から、電場応答が側鎖部分で生じていることがわかった。また、これら2分子に加え、ペンタセンでは電場印加に伴う状態密度変化が小さいことがわかった。2)原子層物質:Ca原子をインターカレートした多層グラフェンであるC6CaC6の超伝導特性に対する電場効果を第一原理計算により議論した。印加電場によるエネルギーバンド構造の変化が限定的であり、超伝導特性への影響はほとんどないことがわかった。また、ゲルマネンおよびスタネンについて、デバイスに適した基板材料を探索した上で、候補材料上のゲルマネン・スタネンの電子状態を解析した。強結合モデルハミルトニアンを用いた考察の結果、基板の影響を擬電場の影響として記述できることを見出した。3)抵抗変化素子等の状態

スイッチング素子:金ーリン酸リチウム接合系におけるリン酸リチウム内のリチウムイオン分布に対する印加電圧の影響を、欠陥生成エネルギーの第一原理計算結果と連続体模型を用いて解析した。イオン分布の顕著な変化が見られる領域はnmスケールに留まることを示唆する予備的な結果を得た。1)有機分子層については、分子種の違いが印加電場効果に与える影響を解析し、分子種による振舞いの違いとその原因について新たな知見を得ることができた。2)原子層物質については、グラフェン関連物質について、様々な角度から印加電場の効果を解析できた他、基板による原子層物質の電子状態変化を擬電場の効果として記述できることを見出した。3)抵抗変化素子については、抵抗変化とは若干異なるがイオン移動によるスイッチングが生じる電極ーリン酸リチウムー電極構造に対する解析において、印加電圧によるイオン分布変化の解析に一定の進展が得られた。以上の成果が得られたことから、おおむね順調に進展していると判断する。情報デバイスやエネルギー変換デバイスの動作の鍵を握る絶縁体層ー電極界面付近の数原子・数分子層における印加電圧による状態変化を主に第一原理計算を用いて解析し、平成29年度は以下の結果を得た。1)有機分子層:Fephen分子をCu(001)基板上に載せた系におけるFephenの磁性の外部電場に対する応答を解析した。この分子は高スピン・低スピンの2つの状態を有するが、5.1V/nmまでの電場の範囲では電場印加により両状態のエネルギー差は変化するものの両者の逆転は見られなかった。また、電場印加により再安定な吸着構造が変化することがわかった。2)原子層物質:まずWTe2薄膜の構造と電子状態を解析し、表面構造緩和によりフェルミ面の形状とトポロジーが顕著に変化することを明らかにした。さらに、層内の電荷補償の様子が層数に対して単調でない振舞いを見せ、これにより電気双極子が力学的に制御可能となることや表面と裏面でフェルミ面が異なること等を明らかにした。次にMXene電極がもつ静電容量を解析するため、水和イオンのインターカレーションおよび内部電場の様子を、古典溶液理論(RISM)と第一原理計算を組み合わせた手法によって計算した。この結果、イオンと電極の間の電位変化や水分子の分布を得ることができた。3)抵抗変化素子等の状態スイッチング素子:金ーリン酸リチウム接合系に対する欠陥生成エネルギーの第一原理計算と連続体模型を用いた解析が一段落し、電場印加によるLiイオン分布変化領域がnmスケールに留まると結論した。また、電場応答を考慮した機械学習ポテンシャル作成に向け、電場応答に重要なボルン有効電荷の振舞いを明らかにしつつある。なお、これらの系に関する理論計算結果の解釈が難しいケースが多く得られた。これらに対応するため、インフォマティクスの手法を用いた効率的自動解析を用いた解釈方法について検討した。1)有機分子層については、Fephenという新たな系の解析に取り組み、電場応答の振舞いを明らかにすることができた。2)原子層物質については、WTe2とMXeneについて、電場応答に関係する興味深い振舞いを明らかにすることができた。
接触物の表面性状を識別する廉価な触覚センサの研究

本研究では,接触面の摩擦係数,硬軟感などの力学特性と,表面粗さなどの幾何学特性とを同時に検知し,人のもつ"触覚"に類似した情報を呈示可能な廉価な触覚センサの開発を行った.開発した触覚センサは,検知部が人の指先を模倣した半球状となっており,その材質にはポリウレタンゴムを用いている.検知部はボルトを介してアクリルベースに固定されている.アクリルベースには2枚のひずみゲージが貼付されている.同センサで対象物表面をなぞれば,検知部に作用するなぞり方向および鉛直方向の力がボルトを介してアクリルベースに作用する.このときにアクリルベースに生じるひずみを検知して,接触表面の状態を検知する.同センサを用いて,まず,対象物表面をなぞり,2枚のひずみゲージによる検知結果の和および差が,それぞれ検知部に作用する圧縮力および摩擦力と高い相関性を示すことを確認し,同関係を利用して,ひずみの検知結果からセンサに作用する圧縮力,摩擦力を求める実験式を導き,その妥当性を確認した.同結果より,まず提案するセンサによる摩擦係数の測定を可能とした.つぎに,触覚センサによる対象表面なぞり時に生ずる摩擦力波形を処理して,その平均振幅および平均パワー周波数から表面粗さを識別する方法を提案し,実際に,粗さの異なるサンドペーパーの識別が行えることを確認した.ついで,センサを対象物接触面に押し付けたときに計測される圧縮力の時間変化から硬軟感を検知する方法を提案し,実際に硬さが異なる対象物に対して,その妥当性を確認した.さらに,以上で提案した摩擦係数,表面粗さ,硬軟感を総合呈示することで,種々の接触物の特徴をよく表せることを示した.以上,本研究で提案した触覚センサは,力学特性である,摩擦係数,硬軟感,幾何学的特性である表面粗さを同時に検知することができ,ロボットなどのセンサへの応用が期待される.本研究では,接触面の摩擦係数,硬軟感などの力学特性と,表面粗さなどの幾何学特性とを同時に検知し,人のもつ"触覚"に類似した情報を呈示可能な廉価な触覚センサの開発を行った.開発した触覚センサは,検知部が人の指先を模倣した半球状となっており,その材質にはポリウレタンゴムを用いている.検知部はボルトを介してアクリルベースに固定されている.アクリルベースには2枚のひずみゲージが貼付されている.同センサで対象物表面をなぞれば,検知部に作用するなぞり方向および鉛直方向の力がボルトを介してアクリルベースに作用する.このときにアクリルベースに生じるひずみを検知して,接触表面の状態を検知する.同センサを用いて,まず,対象物表面をなぞり,2枚のひずみゲージによる検知結果の和および差が,それぞれ検知部に作用する圧縮力および摩擦力と高い相関性を示すことを確認し,同関係を利用して,ひずみの検知結果からセンサに作用する圧縮力,摩擦力を求める実験式を導き,その妥当性を確認した.同結果より,まず提案するセンサによる摩擦係数の測定を可能とした.つぎに,触覚センサによる対象表面なぞり時に生ずる摩擦力波形を処理して,その平均振幅および平均パワー周波数から表面粗さを識別する方法を提案し,実際に,粗さの異なるサンドペーパーの識別が行えることを確認した.ついで,センサを対象物接触面に押し付けたときに計測される圧縮力の時間変化から硬軟感を検知する方法を提案し,実際に硬さが異なる対象物に対して,その妥当性を確認した.さらに,以上で提案した摩擦係数,表面粗さ,硬軟感を総合呈示することで,種々の接触物の特徴をよく表せることを示した.以上,本研究で提案した触覚センサは,力学特性である,摩擦係数,硬軟感,幾何学的特性である表面粗さを同時に検知することができ,ロボットなどのセンサへの応用が期待される.
21世紀にふさわしい理科生物分野のカリキュラムの検討

生物学の進歩に伴い、生命活動のほとんどが遺伝子の働きによることが明らかとなり、遺伝子研究は応用段階に入ってきた。遺伝子組換え技術等を用いた生物学の応用研究は、生命の根幹をなす遺伝子そのものを直接扱うものであり、扱い方によっては、長い地球の歴史の中で今日の生物の多様性をもたらした生命の設計図そのものを変えてしまう危険性を孕んでおり、深い科学的洞察力のもとで行われることが必要である。そして、このような科学的洞察力は研究者のみならず、すべての人に求められるものであり、そのための素地は、学校教育の中で培われる必要がある。しかしながら、学校教育の中での、遺伝子の働きや生物の多様性についての扱いは必ずしも十分ではない。そこで、本研究では、遺伝子の働きや進化を背景とした生物の多様性を中核に位置付けた理科生物分野の統合的なカリキュラムの開発を検討することとした。ところで、遺伝子の働きや生物の多様性に関しては、事の重要性から学校外の様々なメディアを通して多くの情報が発信されており、それらの情報が児童・生徒の知識形成にも大きな役割を果たしていることが予測される。そこで、平成14年度は、まずこれらの点を明らかにするために、小学校から大学生までの4,363名を対象に、これからのカリキュラムのキーワードとなり得る、DNA、タンパク質、細胞、核、進化、突然変異、遺伝子組換え、クローン生物の8つの質問項目についての認知状況を、アンケート調査により調べた。また、高校生と大学生対しては、生物分野カリキュラムの遺伝子に関する内容の理解度についても調査した。その結果、小学生であっても、上記8項目については、少なからず関心と興味を持っている様子がうかがえた。また、現行カリキュラム下では、高校生と大学生における遺伝子(DNA)に関する基本的事項の理解には、高等学校生物II履修者と非履修者で大きな違いのあることが分った。
セラミック連続繊維強化セラミックス基複合材料の界面強度特性の電顕内その場測定

本研究では、セラミック連続繊維強化セラミックス基複合材料の界面強度特性を、光学顕微鏡(0M)、走査型電子顕微鏡(SEM)、あるいは走査型超音波顕微鏡(SAM)内での負荷中に、その場測定、その場観測することを目的とした。本研究報告は6章からなる。第I章は総括である。第II章では、ランダム配向カーボン不連続繊維強化耐熱ガラス基複合材料の主な損傷プロセスであるマトリックスき裂発生挙動のメカニズムを、2種類の製造条件の異なる材料(予き裂のある、なし)の引張り試験、引張り負荷-除荷-再負荷試験、4点曲げ試験中の、各歪段階におけるレプリカ法によるき裂の負荷下その場進展観察、弾性率変化、AE計測により明らかにした。第III章では、同材料の水中急冷熱衝撃後の損傷状態の微視的観察(レプリカ、OM.SEM.SAMおよび、そのin-situ観察)、熱衝撃後の引張り試験およびAE測定を行うとともに、FEM応力計算と比較し、この複合材料の熱衝撃特性、特に、熱衝撃後の破壊メカニズム、破壊プロセスを検討した。第IV章では、ノッチ状応力集中部を持つSic一方向繊維強化体熱ガラス基複合材料のミクロな破壊プロセスを、負荷過程中の0M下その場観察により明らかにし、そのモデル化を行った。繊維のカーボンコーティング厚さを変化させることにより界面強度を変化させた3種類の材料を用い、界面強度の相違による破壊の形態の変化を調べた。さらに、破壊発生形態の違いを、FEM解析による応力値と関連づけて考察した。第V章では、Sic長繊維強化ムライト基複合材料の繊維一本の引抜き挙動に着目し、繊維/マトリックス界面のせん断強度の評価を行い、焼成温度条件等のプロセスが界面せん断強度に及ぼす影響を明らかにした。第VI章は、結びであり、複合材料の実験マイクロフラクチャメカニクスの重要性を述べるとともに、今後の展望を述べた。第I章は総括である。本研究では、界面強度特性の理解には微視的レベルでの観察が不可欠であるという認識から、セラミック連続繊維強化セラミックス基複合材料の界面強度特性を、電子顕微鏡内で負荷中に、その場観察、その場測定することを目的とした。具体的には、まず、製造プロセス(主として温度および雰囲気)を制御し、界面結合状態を変化させたガラス基SiC(PCS)およびSiC(CVD)繊維強化材、ムライト基SiC(CVD)繊維強化材を作製した。ガラス基SiC(PCS)繊維強化材の作製は製造メ-カ-に依頼したが、界面結合状態を変化させる試験片作製は行った。一方、ガラス基SiC(CVD)繊維強化材およびムライト基SiC(CVD)繊維強化材については、現有のホットプレスを用いた製造プロセスを制御し、界面結合状態を変化させた試料を自作する試みを行った。界面剪断強度が一桁程度異なる試料の作製を目指した試料作製のための基礎研究を行った。また走査型電子顕微鏡内で、単繊維プルアウト試験、単繊維押込み試験、切欠き付き引張り試験などのミクロな試験が行える負荷装置を製作しつつある。とくに、負荷中の低荷重ー変位関係を自動測定できるようにくふうするとともに、界面破壊プロセスのその場観察、その場測定を同時に行える装置とする。試験装置としての精度や完成度を高める努力を重ねつつある。さらに、作製試料の曲げ試験、引張り試験を行い、巨視的破壊特性を求め、上記実験で得られる微視的破壊特性理解のための基礎デ-タを得た。セラミック連続繊維強化セラミックス基複合材料は超耐熱性、軽量高強度、高靭性材料として注目されている。

しかし、高強度、高靭性を与える基礎となる繊維ーマトリックス界面強度特性の研究は遅れている。これは界面強度特性測定の困難さにも起因する。本研究では、界面強度特性の理解には微視的レベルでの観察が不可欠であるという認識から、セラミック連続繊維強化セラミックス基複合材料の界面強度特性を、電子顕微鏡内で負荷中に、その場観察、その場測定することを目的とした。具体的には、まず、製造プロセスを制御し、界面結合状態を変化させた耐熱ガラス基SiC(PCS)およびSiC(CVD)繊維強化材、ムライト基SiC(CVD)繊維強化材の作製に成功した。ガラス基SiC(PCS)繊維強化材の作製は、繊維のカ-ボンコ-ティング厚さを変え、界面結合状態を変化させた。一方、ガラス基SiC(CVD)繊維強化材およびムライト基SiC(CVD)繊維強化材については、現有のホットプレスを用いた製造プロセスを制御し、界面剪断強度が一桁程度異なる試料の作製に成功した。また走査型電子顕微鏡内で、単繊維プルアウト試験、単繊維押込み試験、切欠き付き引張り試験などのミクロな試験が行える負荷装置を製作した。とくに、負荷中の低荷重ー変位関係を自動測定できるようにくふうするとともに、界面破壊プロセスのその場観察、その場測定を同時に行える装置とした。また、走査型超音波顕微鏡においても同様なその場観察、その場測定が行える装置を製作し、両者の比較を可能とした。自作の試験片の観察、測定は現在継続中である。