hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
両心補助人工心臓用小型・高性能５軸制御セルフベアリングモータに関する研究

本研究では、両心補助人工心臓に適用可能な小型・高性能5軸制御セルフベアリングモータ開発のため、3次元磁場解析に基づく試作機を製作し実験を行った。当初の方式では、軸方向と径方向の制御力に相互干渉が生じることから、干渉の生じない方式を提案した。現在、新試作機による浮上回転を実施中であるが、モータ効率が低いため、現方式の3倍のトルク特性改善が可能な、ホモポーラ・コンシクエント統合型構造を新たに提案した。人工心臓ポンプの長期使用が避けられない現状において、アクチュエータであるセルフベアリングモータの性能や信頼性の向上は最重要課題である。本研究では、小型化のため一つのアクチュエータで両心を独立に駆動可能な両心補助人工心臓を開発する。左心、右心の流量を同時に増減する場合、ポンプの回転数を増減させればよいが、別々に調整する必要がある場合、ポンプを連結したシャフトを軸方向の移動させ、ポンプ壁とインペラの空隙の2次流れを増減させることで流量を調整する。したがって、開発するモータは、軸方向のサーボ機能を有する必要があるため、軸方向制御に新方式のアキシャル磁気軸受を導入し、ホモポーラモータの中央部に一体化して配置する構造を採用した。ポンプは、左心13,300Pa (100mmHg)、右心2,660Pa(20mmHg)の吐出圧力と、定常的に5L/minという流量を確保する必要があり、ポンプ効率を考慮し40mN・mのモータトルク、および安全性を考慮し自重の5倍の加速度に耐えられる制御力を目標値とし、有限要素法ソフトANSYSを用いた3次元磁場解析を行った。解析では、バイアス用永久磁石とバイアス磁束経路の検討、必要モータトルク発生のための突極数やステータ形状の検討、必要径方向力、軸方向力発生のためのロータ・ステータの形状について詳細な検討を行った。その結果、巻線スペースを十分に確保するため1号機ではステータ外径を100mmとしたが、モータの全体幅は2ロータとアキシャル制御コアを入れても24.7mmと非常に薄型であり、小型・高性能5軸制御両心補助セルフベアリングモータの開発が十分に可能であることを確認した。したがって、開発するモータは、軸方向のサーボ機能を有する必要があるため、軸方向制御に新方式のアキシャル磁気軸受を導入し、これまで配置できなかったホモポーラモータの中央部に一体化して配置することで、小型化と5軸制御の高性能化を実現する構造となっている。ポンプは、左心13,300Pa(100mmHg)、右心2,660Pa(20mmHg)の吐出圧力と、定常的に5L/minという流量を確保する必要があり、ポンプ効率を考慮して40mN・mのモータトルク、および安全性を考慮し自重の5倍の加速度に耐えられる制御力を目標値とし、有限要素法ソフトANSYSを用いた3次元磁場解析により1号機を製作し実験を行った。その結果、ホモポーラロータの中央に1個の永久磁石を配置する方式は、軸方向制御力発生時に径方向制御力に影響を与える相互干渉が生じることがわかった。そこで本年度は、ホモポーラロータに2つの永久磁石を配置し干渉を生じない新しいロータステータ構造を提案し、解析・設計・装置の製作を行い、性能評価試験によりモータ特性について評価した。左心、右心の流量を独立に増減する場合、ポンプの回転数を増減に加え、ポンプを連結したシャフトを軸方向の移動させ流量を調整する。ポンプは、左心13,300Pa(100mmHg)、右心2,660Pa(20mmHg)の吐出圧力と、定常的に5L/minという流量を確保する必要があり、ポンプ効率を考慮して、40mN・mのモータトルク、および安全性を考慮し自重の5倍、5Gの加速度に耐えられる制御力を目標値とし、有限要素法ソフトANSYSを用いた3次元磁場解析により、1号機製作し実験を行った。その結果、軸方向と径方向の制御力に相互干渉が生じることが分かった。そこで、2つの永久磁石を配置し干渉を生じない新しいロータ構造を提案し装置の製作を行った。新たに提案した実験装置は、静磁場解析の結果、径方向は起磁力160Aturnで、軸方向制御は100Aturnで、回転制御は90Aturnで目標性能を達成できることを確認した。

本モータを用いた特性実験の結果、回転速度3000rpmでモータ効率が35%であった。最終年度は、浮上制御試験を継続中であるが、モータ効率の改善が大きな課題であることから、現在の方式より3倍のトルク特性改善が可能な、ホモポーラ・コンシクエント統合型構造を提案した。本研究では、両心補助人工心臓に適用可能な小型・高性能5軸制御セルフベアリングモータ開発のため、3次元磁場解析に基づく試作機を製作し実験を行った。当初の方式では、軸方向と径方向の制御力に相互干渉が生じることから、干渉の生じない方式を提案した。現在、新試作機による浮上回転を実施中であるが、モータ効率が低いため、現方式の3倍のトルク特性改善が可能な、ホモポーラ・コンシクエント統合型構造を新たに提案した。本研究では、ホモポーラロータの径方向を制御するステータの間に、軸方向を制御する新方式のアキシャル磁気軸受を中央部に一体化して配置する方式を採用している。当初に提案したホモポーラロータの中央に1個の永久磁石を配置する方式は、軸方向制力発生時に径方向制御力に影響を与える相互干渉が生じることがわかった。そこで本年度は、ホモポーラロータに2つの永久磁石を配置し、軸方向制御時に干渉を生じない新しいロータステータ構造を提案するとともに、解析・設計・装置の製作を行い、性能評価試験によりモータ特性について評価した。しかし、まだ浮上回転の実現には至っていないことから、予定よりやや遅れていると考えている。メカトロニクス製作した5軸制御セルフベアリングモータを用いた実験により、モータ特性の改善についての検討が必要であることがわかった。さらに、軸方向と径方向の制御力の互干渉の改善は図ったが、まだ浮上回転が実現できていないため、当面は径方向、軸方向の浮上制御の実現を目指すとともに、制御系設計についても分担者と検討し、安定性・信頼性およびモータ特性などを総合評価することで、両心補助人工心臓として長期使用可能なホモポーラ型5軸制御セルフベアリングモータの実現を目指していく。本研究では、軸方向制御に新方式のアキシャル磁気軸受をホモポーラモータの中央部に一体化して配置することで、小型でより信頼性の高い両心補助人工心臓を実現することを目的としており、これまでの予定としては、5軸制御両心補助セルフベアリングモータの基本設計および実験装置の製作・組み上げにある。目標値として設定した性能を達成させるため、有限要素法ソフトANSYSを用いた3次元磁場解析により、バイアス用永久磁石とバイアス磁束経路、必要モータトルク発生のための突極数やステータ形状、必要径方向力、軸方向力発生のためのロータ・ステータの形状などについて詳細な検討を行った。これらの解析結果に基づき、セルフベアリングモータ試作1号機の基本設計を行い、モータ部材や関連する装置部品を発注するとともに、回転トルクや浮上制御などモータ駆動に必要なモータ巻線を製作し実験装置の組み上げを行った。以上のことから、予定通りの進行状況と言える。当初予定していた物品について、安価に購入できたため端数が生じた。まず、製作した5軸制御両心補助セルフベアリングモータの性能試験を行う。その試験結果について評価するとともに、特性改善の工夫を加え、より小型の2号機を設計制作する。さらに、制御系設計についても分担者と検討し、これらの改善を加えた2号機により、安定性・信頼性およびモータ性能などを総合評価し、両心補助人工心臓用として長期使用可能な5軸制御セルフベアリングモータを実現させる。
ミノサイクリンによる心サルコイドーシスの肉芽腫性炎症抑制効果についての研究

心サルコイドーシス(心サ症)患者をステロイド導入例、未導入例に分けて炎症活動性について比較検討した。新規にステロイドを導入した症例については、導入前と開始12週間後に比較検討した。炎症評価は、単球サブセットおよび18F-FDG PETで行った。導入例における炎症性単球は、未導入例より有意に抑制されていた。ステロイド導入前と比較して、導入後FDG集積と炎症性単球は有意に低下した。炎症性単球の低下とFDG集積の改善は有意に正相関していたが、血清ACEとFDG集積との間に有意な正相関は認められなかった。炎症性単球は、炎症活動性指標となり得る可能性が示唆された。研究計画に基づいて、サルコイドーシスの診断基準と診断の手引きより、心臓を含むサルコイドーシスの組織診断群あるいは臨床診断群、または心臓病変を強く示唆する臨床所見に合致し、ステロイド内服中の心サルコイドーシス、23症例を登録した。全例で血清ACE、BNPを含む血液学的検査、18F FDG PET/CT、および単球サブセットの測定を行い、画像的およびで血清学的に炎症所見を評価した。18F FDG PET/CTではステロイド内服下での左室における炎症活動性を、FDG集積で評価した。単球サブセットでは、CD14hiCD16ー(炎症性単球)、CD14ーCD16ー(非炎症性単球)に分類し、CD14hiCD16ーを炎症活動性マーカーとした。さらに、炎症性単球と、18F FDG PET/CTで認められたFDG集積所見の相関性を検討した。研究の実施に際しては,あらかじめ調査内容,意義と危険性,およびプライバシーの保護を確実にするため,十分配慮を行うことを患者に説明し,文書で同意を得た。研究参加への同意かつ抗菌薬の内服についても同意を得られた症例に対して、ミノサイクリン投与を開始した。投与開始後有害事象の出現は現時点で認められず、安全性を確認しながら投与を継続中である。投与開始後、心エコーでの形態学的な評価、また18F FDG PET/CTによるFDG集積と単球サブセットにおける炎症性単球による疾患活動性評価については、現在データ取得中である。結果、副腎皮質ステロイド内服群は、非内服群に比較して有意に炎症性単球は低値であった。新規発症の心サルコイドーシスに対して投与前後に炎症性単球を計測し、投与後その値は有意に抑制された。従来の活動性マーカーである血清ACE値とFDG PETで評価した炎症活動性とは相関が認められなかったが、我々が用いた炎症性単球とFDG PETでの炎症活動性は有意に正相関した。以上により炎症性単球は心サルコイドーシスの炎症活動性を評価する際に、有用な血清マーカーであることを証明することができた。同時に心サルコイドーシス症例でかつ副腎皮質ステロイドを内服している症例における、ミノサイクリンの有用性について患者登録・フォローの継続を行っている。単球サブセットと心サルコイドーシスの活動性について関係性および、炎症性単球が当疾患の活動性における有用な血清マーカーであることを証明した。また、副腎皮質ステロイド内服をしている心サルコイドーシスに対するミノサイクリンの有用性についても、患者登録はおおむね順調で定期フォローも継続して行っている。非侵襲的画像イメージング当該症例の登録を引き続き可能な限り進める。登録症例についての解析を行う。症例の登録はおおむね順調である。全例で血清学的検査、画像的な疾患活動性の評価も施行できている。前年度の物品使用額が予算よりも下回ったため。今後目標症例数を登録し、さらに薬剤効果を多角的に評価を行う予定である。次年度に研究の必要物品購入予定。当該年度の所要金額が見積もりより下回り、余剰金額が発生した。研究計画を再考し、物品、旅費で使用予定。
強制法の理論と連続体の濃度

本研究では、強制法の理論の先端技法を用いることによって連続体の組み合わせ論的構造を調べた。特に、フィルターによるMathias強制法などのccc強制法、強制法の洗練された有限台反復法、行列沿いの強制反復法や、実数における強制法の巨大基数への一般化などの技法を使って、連続体の基数不変量の間の大小関係や、極大フィルターや極大のほとんど交わりがない集合族などの極大性条件を満たす実数の集合族の存在について新しい独立性結果を得た。平成27年度は、強制法の理論などの洗練された技法を用いて実数全体の組合せ論的構造を集合論の観点から調べた。特に、連続体の濃度を第二非可算基数より大きくする強制法の反復法の新しい技法の発展に焦点を絞って、連続体の基数不変量の間の大小関係に関する問題などの重要な問題を解決することによって実数全体の部分集合についての理解を深めた。主な研究実績は下記通りである。1.まずコーエン実数を付け加え、次に慎重な有限台の反復強制法を行うことによって、任意の非可算の濃度の、その二乗がQでないQ集合の存在が無矛盾であることを証明することによって、A. Millerの問題を解決した。2. Y. KhomskiiとW. Wohofskyとの共同研究で、Marczewskiのイデアルとその同類イデアルをいくつかの観点から調べ、特にMarczewskiのイデアルに関するボレル予想が連続体仮説から導かれ、コーエンモデルにおいて成り立つため連続体仮説の否定とも無矛盾であることを証明した。また、Laver強制法に対応するLaverイデアルとMiller強制法に対応するMillerイデアルの共終数が連続体の濃度より真に大きいことを示した。3. M. Hrusakとの共同研究で、D. Monkによって導入された極大樹木というブール代数に関する概念を探究し、例えば可算のレベルをもつ極大樹木が存在しないことを証明した。連続体の基数不変量の間の大小関係や、強い極大性条件を満たす実数全体の部分集合の存在または非存在などのテーマに関する研究が当初の計画以上に進展している。特に、メキシコ国立自治大学での長期間の滞在とM. Hrusakなどの研究者との共同研究や、いくつかの他の海外出張のため、上記のテーマについて期待より多くの新しい研究プロジェクトに着手した。しかし、二種類のモデルの列を付帯条件として用いる可算台の反復強制法のような新しい技法の発展についての研究が少し遅れている。平成28年度は、強制法の理論などの集合論の洗練された技法を用いて実数全体とその部分集合の構造を組合せ論的集合論や記述集合論の観点から調べた。特に、連続体の濃度が第二非可算基数より大きくする強制法の反復法の新しい手法の発展に焦点を絞って、連続体の基数不変量の間の大小関係に関する問題などの重要な問題を解決することによって実数直線についての理解を含めた。具体的な研究実績の例は下記通りである。1.まず、Brooke-Taylor, FriedmanとMontoyaとの共同研究で、Cichonの図式における実数の基数不変量についての多くの結果や、いくつかの無矛盾性の証明を、正則な非可算基数に対する一般化された実数のコンテキストへ拡大した。特に、Bartoszynski-Raisonnier-Sternの定理の一般化を得ており、一般化されたSacks強制法のSacks性質を調べることによって、一般化された基数不変量についての新しい独立性の結果を示した。2.また、GuzmanとHrusakとの共同研究で、極大のほとんど交わりがない集合族に生成されたイデアルのような実数上のイデアルの、コーエン強制などの強制法による破壊可能性についていくつかの結果を証明した。3.さらに、HrusakとTorresとの共同研究で、タワー、極大フィルターと極大のほとんど交わりがない集合族という三つの極大性の概念に関する基数不変量やダイヤモンド原理をゲーム理論の観点から調べた。4.最後に、FarkasとVernerとの共同研究で、自然数全体上の定義可能なイデアルに対するLuzin形の集合族の存在についていくつかの強制法による独立性証明を行った。連続体の基数不変量の間の大小関係や、極大のほとんど交わりがない集合族のような極大性条件を満たす実数の部分集合などのテーマについての研究が当初の計画以上に進展している。特に、正則な非可算基数に対する一般化された実数とそれに対応する一般化された基数不変量という新しい研究領域についての研究を発展させることで幾つかの重要な結果を得ている。しかし、二種類のモデルの列を付帯条件として用いる可算台の反復強制法のような新しい技法の開発についての研究が少し遅れている。平成29年度は、強制法の理論などの洗練された技法を用いて実数全体の組み合わせ論的構造を集合論の観点から調べた。特に、連続体の濃度を第二非加算基数より大きくする強制法の反復法の新しい手法の発展に焦点を絞って、連続体の基数不変量の間の大小関係に関する問題などの重要な問題を解決することによって実数直線についての理解を深めた。1.まず、CardonaとMejiaとの共同研究で、matrix iterationsにおけるultrafilter limitに基づいた洗練された保存定理を用いて、Cichonの図式における基数不変量などの多くの連続体の基数不変量が同値に異なる値を取り得ることが無矛盾であることを証明した。

2.次に、Garciaとの共著論文において、非対称的なゲームイデアル、evasionとpredictionという組み合わせ論的概念と、実数解析におけるstrong porosityの間の密接な関係を確証し、その三つの概念に対する基数不変量について新しい結果を得た。3.また、BrianとHamkinsとの共著論文において、級数の収束に関連するsubseries numberを調べ、特に、Laverモデルにおいてこの基数不変量の値を決定することによって、bounding numberより小さいことが無矛盾であることを示した。4.さらに、Khomskiiとの共同研究で、極大の独立な集合族を記述集合論の観点から調べ、Cohenモデルにおいて射影的な極大の独立な集合族が存在しないことを証明した。5.最後に、Castiblanco, Schindler, WuとYuとの共同研究で、幾つかの実数の特殊部分集合が存在するが、実数の整列順序が存在しないモデルを構成した。本研究では、強制法の理論の先端技法を用いることによって連続体の組み合わせ論的構造を調べた。特に、フィルターによるMathias強制法などのccc強制法、強制法の洗練された有限台反復法、行列沿いの強制反復法や、実数における強制法の巨大基数への一般化などの技法を使って、連続体の基数不変量の間の大小関係や、極大フィルターや極大のほとんど交わりがない集合族などの極大性条件を満たす実数の集合族の存在について新しい独立性結果を得た。最新の反復強制法構成からのアイディアをはじめ、組合せ論的集合論、トポロジーや測度論などの数学の分野の最先端の技法を用いて、いくつかの問題の解決に焦点を絞って、大きな連続体のコンテキストにおいて新しい強制法による集合論の公理系のモデルの構成について研究を行って行く。まず、平成27年度の上記の研究を継続し、特に進行中のO. GuzmanとM. Hrusakとの、あるタイプの極大のほとんど交わりがない集合族についての共同研究を完成する予定である。また、二種類のモデルの列を付帯条件として用いる可算台の反復強制法を発展し、「全疎の極大フィルターの非存在」や「ボレル予想かつd=c」などの主張が大きな連続体と無矛盾であることの証明を試みる。強制法の理論や実数の集合論などについては世界的に研究が行われているため、海外の指導研究者との意見交換や共同研究は必要不可欠である。そのため外国旅費に重点をおく計画である。現在の主な研究打合せや研究の成果発表の予定は下記通りである。最新の反復強制法構成からのアイディアをはじめ、組合せ論的集合論、記述集合論、トポロジーや測度論などの純粋数学の分野の最先端の技術を用いて、いくつかの問題の解決に焦点を絞って、大きな連続体のコンテキストにおいて強制法による集合論の公理系の新しいモデルの構成について研究を行っていく。まず、平成28年度の上記の研究を継続し、特にCichonの図式の一般化された基数不変量の間の大小関係をより深く調べる予定である。また、進行中のKhomskiiとの、閉集合族から構成できる極大の独立な集合族についての組合せ論的集合論や記述集合論の観点からの共同研究を完成する。さらに、二種類のモデルの列を付帯条件として用いる可算台の反復強制法を発展し、「全疎の極大フィルターの非存在」などの主張が大きな連続体と無矛盾であることの証明を試みる。
衛星による地球環境の解明

本研究は,3年間の重点領域研究の終了に伴い,その研究成果をとりまとめ,体系付けて広く公開し,地球環境に関する研究の今後の進展に寄与するためことを目的としている。そのために,(1)NOAA衛星データ解析ワークショップの成果とワークステーションへの実装を行った処理アルゴリズムの研究成果とりまとめを行い,NOAA衛星データの処理・解析に関するガイドブックを作成し,開発したNOAAデータ解析パッケージ(PaNDA)の配布を行った。(2)データをデータベース化し,研究者にCD-ROMで提供することを試み,3枚のCDを作成した。生態気候図もEco-climate Mapワーキンググループにおける多くの異なった分野の研究者が集まって議論した結果の産物を「地球の環境アルバム」として,海色ワーキンググループの成果を「Nimbus-7/CZCS月間平均画像」として,東北大学の成果を「東北画像データベース」としてCD化を行い,研究者に配布する体制を整えた。又,3月15日,16日の両日に,「宇宙からの地球環境モニタリング」という公開シンポジュウムを開催し,25件の研究発表を行い,その後の研究成果を発表する機会を設けると共に,本研究の成果を周知させるためのデモンストレーションを行い,「NOAAデータ解析パッケージ(PaNDA)」の実演,「地球の環境アルバム」,「Nimbus-7/CZCS月間平均画像」,「東北画像データベース」のCDの実演を行い,研究者への周知を深めた。
半合成抗体様分子創製法の開拓研究

本研究を通じて人工抗体分子作成のために必要とされる天然アミノ酸配列のチオエステルへの変換法、2種類の開発に成功した。一つは特定の配列に対するNi(II)の配位とこれに引き続く4回のアシル基転移反応からなる反応である。もう一つは位置選択的な特定システイン残基に対するシアノ化とこのシアノ化システインを対象としたヒドラジンによる開裂反応である。生成したペプチドヒドラジドは容易にチオエステルへの反感が可能である。これら二つの反応は化学的に天然ペプチド配列をチオエステルに変換しうるものであり、従来にない画期的な反応である。タンパク質チオエステルは、タンパク質を部位特異的に修飾し、均一性の高い複合体分子などを創製するうえで極め有用な反応中間体である。そこで汎用性が高いタンパク質チオエステル調整法の開発が求められている。本研究では、いまだ成功例のない発現タンパク質に適応可能なチオエステルの化学的調整法の創出を行い、これを基盤に抗体医薬品の高機能化に有機化学的な観点から取り組み、従前の遺伝子工学的手法のみでは到達不可能な半合成抗体様分子創出法を開拓することを目的とするものであり、本年度は以下の研究成果を得た。発現タンパク質からタンパクチオエステルを可能とする化学反応系の開発を行った。現在利用できる方法論はチオエステル化したいタンパク質のC末側に130残基を超えるInteinタンパク質を融合させ、Intein配列が有するアシル基転位反応を促進する酵素用作用によりチオエステルを調製する方法論であるが成功確率は決して高くない。そこでIntein配列のチオエステル形成に関与する機能をアミノ酸10残基以下の短鎖ペプチド配列で模倣する計画を立て、特定の4残基のペプチドへのNiの配位を引き金とする4つの連続するアシル基転移反応を利用する方法論を基礎反応レベルではあるが開発することに成功した。また、合成ペプチドに本反応を応用することで天然アミノ酸からのみからなるペプチドの初の化学的チオエステルへの変換を達成した。研究実績の概要にも記したようにチオエステルへの変換反応に利用されているインテインの作用を特定の短鎖ペプチド配列とこれに対する金属の配位と続く連続的なアシル転移により模倣することに成功した。この新しい反応システムの応用例は現状ではまた比較的小さなペプチド分子に限定されているが、インテイン作用の化学的模倣が達成された意義はきわめて大きい。このような観点より、研究計画はおおむね順調に進展しているものと判断した。タンパク質チオエステルは、タンパク質を部位特異的に修飾し、均一な修飾複合体を得る上で極めて有用な合成中間体である。しかしながら天然タンパク質を自在にチオエステルに変換する方法論はほとんど存在しないのが現状であった。そこで化学的方法論を利用した天然ペプチド配列のチオエステルへの変換反応を研究の中心課題に据え研究を行った。すなわち、半合成抗体様分子の調製を行うためタンパク・ペプチドチオエステルを利用する計画を立てた。抗原認識に必須の部位については抗体分子そのものあるいは抗体のエフェクタータンパク質配列を利用する計画を立てた。すなわち天然アミノ酸のみを含むペプチド配列のみからなるペプチド配列のチオエステルへの変換について検討を加えた。前年度の研究において特定ペプチド配列へのNi配位と連続する4つのアシル基転移反応を利用する方法論を開発したので、本方法論の汎用性の向上に努めた。さらに別の方法論として、ペプチド配列中の特定のシステイン残基のみをS-シアノ化し、引き続いてヒドラジンのより当該シアノシステイン部分を開裂し、ペプチドヒドラジドに変換する方法論の確立に成功した。現在、本手法の一般化に挑戦している。また上記二つの方法論以外にヒドラジン存在下において酵素加水分解反応を行うことでペプチドヒドラジドの取得が可能であるとの初期実験データーを得ている。現状ではその適応は20残基程度までのペプチドに限定されているので、現在その応用展開をさらに進めている。当初の研究計画どおり、開発した反応システムの長鎖ペプチド、タンパク質への応用、さらには発現タンパク質のチオエステルへの変換に取り組み、半合成抗体様分子調製のための化学的基盤を確立する予定である。具体的には開発したNiを利用したチオエステル化反応の最適化および長鎖ペプチドへの展開性について詳細に検討する。また、この反応以外の発現タンパク質適応可能な反応の精査を行う。例としてシステインの位置選択的シアノ化反応を利用する予定である。これらを利用することで抗体部分タンパク質の位置選択的修飾反応について検討する。創薬化学器具や試薬について、既存のものを使用することができたため、物品費を抑えることができた。翌年度予算と合わせ、研究遂行に必要な物品を購入する。
植物由来プロテアーゼの舌苔除去および揮発性硫黄化合物発生抑制に関する介入研究

口臭の主な原因は舌苔(舌の上にある苔状の組織)から生ずる気体である.そのため舌苔を除去することで口臭が抑制される.本研究では植物由来のタンパク分解酵素アクチニジンによりタンパク質を多く含む舌苔が分解・除去され、口臭が減少することを検討した.結果として、アクチニジンは口の中の細菌に影響を与えることなく舌苔の量を減少させ、それに伴って口臭を減少させることが確認された.口臭の主な原因は舌苔(舌の上にある苔状の組織)から生ずる気体である.そのため舌苔を除去することで口臭が抑制される.本研究では植物由来のタンパク分解酵素アクチニジンによりタンパク質を多く含む舌苔が分解・除去され、口臭が減少することを検討した.結果として、アクチニジンは口の中の細菌に影響を与えることなく舌苔の量を減少させ、それに伴って口臭を減少させることが確認された.口腔由来の揮発性硫黄化合物(volatile sulphur compounds:以下VSCとする)の産生は主に舌苔で行われる。舌苔は脱落上皮細胞、連鎖球菌、ブドウ球菌、白血球などのたんぱく質を含む成分であるため、舌苔を生物化学的に分解・除去するためにはプロテアーゼが有効であると考えられる。1.プロテアーゼによる舌苔中の細菌の変化を評価するため、3%アクチニジン(植物由来プロテアーゼ)含有タブレット(2g)服用前後における舌背上の細菌数、細菌叢を比較した。24-54才の男性10名を対象とし、舌背を滅菌綿棒にて擦過することで得られたサンプルをRT-PCRにて分析した。その結果、服用前後において口腔細菌総菌数に有意な差はなく、総菌数に対する5種の歯周病関連菌(P.i, P.g, B.f, T.d, F.n)のいずれの割合にも変化がなかった。2.アクチニジンの長期使用によるVSC及び舌苔の減少効果の評価を、24-54歳の男性20名を対象として行った。10名ずつの2グループに分け、上記タブレットとプラセボを用いた、各7日間、計14日間の交差試験とした。対象者は1日3回、1回につき2gのタブレットを服用した。タブレット服用開始直前及び7日間の服用後にVSC濃度測定と舌苔量の評価を行った。その結果、VSC濃度は、テスト群において有意(p<0.05)に減少したが、プラセボ群では減少がみられなかった。また、服用開始直前の舌苔量が20%以上のものを選択して比較を行うと、テスト群では有意(p<0.05)に減少がみられたが、プラセボ群では有意な減少は認められなかった。以上より、アクチニジンの長期使用によるVSC濃度及び舌苔減少に対する蓄積効果が示唆された。今後は、介護施設等における要介護者を対象に、長期服用による舌苔及びVSC濃度の変化についての調査を行う予定である。本研究は昨年度までにプロテアーゼ含有タブレットの長期使用による舌苔の除去および揮発性硫化物(VSC)濃度の減少効果を確認した。本年度の目的は、要介護者の口腔ケアへのプロテアーゼ製剤の導入に際して安全性、実用性を予備実験において検討し、その結果に基づく舌清掃に関する介入研究での有効性を判定することであった。本研究は要介護者を対象とするために誤嚥予防などの安全性に配慮する必要があり、かつ対象者の負担を考慮した方法設定が必要である。そのため本試験に先立ち、介護施設においてプロテアーゼの剤形、用量決定試験(前期予備試験)を行った。その結果、剤形は粘度3.3PaSのゲルタイプを採用し、用量は1gとすることが、安全かつ実用的であることがわかった。この設定のもと、本試験実施施設において試験方法の調整のための後期予備試験を行い、試験方法を決定した。前後期予備試験の結果、本試験はプロテアーゼ配合ゲル及びプラセボを用いる交差試験とした。対象者には2名の介護者が1日1回3%プロテアーゼ配合ゲルまたはプラセボゲル1gを舌背に塗布した後、舌ブラシを用いて舌清掃を行った。舌清掃は14日間継続して各日昼食前に行った。効果の評価のために実験開始直前、一日後の舌清掃開始直前、15日後の昼食前にオーラルクロマによるVSC濃度測定とデジタルカメラによる舌の撮影を行った。舌苔量の変化は撮影された写真を3人の歯科医師が舌苔スコアを用いて評価した。現在、本試験実施中であり、これまでに集計できる対象者数は6名である。その結果は、初日と比較して、併用1日後の舌苔スコアの減少が認められたものは両群とも4名、15日後に舌苔スコアの減少が認められたものはテスト群で5名、コントロール群で4名であった。VSC濃度は1日後および最終日において両群とも変化は認められなかった。なお、本介入試験は20年度に継続されている。我々は研究初年度に健常者を対象にアクチニジン含有タブレット服用実験を行い、舌苔除去効果および揮発性硫黄化合物(volatile sulphur compounds:VSC)抑制効果について明らかにした。2年次には特別養護老人施設にてアクチニジンゲルを用いた舌清掃による臨床試験を行った。最終年度である本年度は2年次の継続として対象者を増やしその効果を確認した。対象は特別養護老人施設に入所している要介護者26名である。

13名ずつの2グループに分け、2重盲検法にて3%アクチニジン含有ゲルとプラセボゲルを用いた、各14日間、計28日間の交差試験とした。なお、洗い流し期間は14日間とした。対象者には実験前1週間舌清掃を禁止した。舌清掃は介護者2名が1日1回ゲルを舌背に塗布したのち舌ブラシにて行った。初日、1日後および最終日の舌清掃前に舌背の写真撮影及びオーラルクロマによるVSC測定を行った。舌苔は3名の歯科医師が画像上で舌苔付着量の評価を行い、その平均値を舌苔スコアとした。群間の比較にはwilcoxon-testを用いた。その結果、舌苔スコアはアクチニジン群にて平均値2.33から1.80に有意(p=0.047)に減少したが、プラセボ群では2.30から2.10に減少したのみであった。VSC濃度ついてはいずれの群も差がなかったが、対象者の身体的制約によりサンプルの採取が十分に行えず、評価が難しかったため参考に留まる。以上より、アクチニジン含有ゲルによる舌苔減少が確認された。この結果は誤嚥性肺炎の予防などに舌清掃が重要になる介護の場において、アクチニジン含有ゲルが舌清掃の効果を高める補助材としての役割を果たすことができることを示唆している。
多色拡散反射撮像法による日本刀太刀表面形態デジタル画像アーカイブの構築

日本刀の学術的価値を明確にするためには、その表面形態解析が不可欠である。これまで表面形態解析は刀剣研究者に依存しており、刀剣研究者がいう日本刀表面形態の特徴を刀剣愛好家が視覚的に理解することは困難であった。本研究では株式会社リコーと、従来の日本刀鑑識法を踏襲した多色拡散撮像装置を共同開発し、日本刀100口のデジタル画像を作成した。その結果を解析し、日本刀五大流派の地鉄の特徴をまとめた資料集を作成した。併せて、研究成果の一部を平成23年度「名物刀剣」展、平成25年度「清麿」展で公開し、日本刀の地鉄の美とその変遷を一般に認識させるよう努めた。平成22年度は、資料形状および表形態が多様な太刀を撮像できるよう、既存短刀用多色拡散反射撮像装置の改良計画を策定すること、および装置改良に不可欠な太刀の現代刀工による作刀を行い、改良する装置のステージ幅、キセノンランプ光量、およびCCDラインセンサーの位置に関する基礎情報を得ることを目的に行われた。現代刀工(宮入恵)に作刀を依頼する太刀は、これまで我が国において確認されている太刀の中でも最大の反りを有する鎌倉時代の豊後国行平(総反り約5cm)、および刃先から棟部への曲率が最も大きい鎌倉時代の清綱(総長90cm)の両方の特徴を併せ持つ形態のもののとし、作刀された太刀の自在な撮像を可能とする装置改良計画を策定することとした。我が国における美学上最も高い評価を有している平安後期鎌倉前期に作刀された刀剣類の復元は、江戸時代以降今日に至るまで数多くの刀工において試みられてきたが、未だ復元はなされていない、という現状をふまえ、これまでに自然科学的方法で調査されてきた上古刀および日本刀の地金の調査結果を基に、平安後期鎌倉初期の刀剣地金の組成に近似する地金を製造し、その地金を刀匠に提供した。作刀手順を確認するため太刀に先立ち短刀を作刀し片面研磨した後、表面形態の撮像、反射スペクトル測定、および短刀断面の金属組織観察を行った。得られた結果を解析し、作刀手順に大きな問題はなく良好な結果が得られたことを確認した後、太刀の作刀を行ったが、刀匠の作刀スケジュールの都合により、仕上げは次年度に持ち越した。作刀された太刀形態を基に、多色拡散反射撮像装置の改良計画を策定した。詳細設計については次年度完成する太刀の撮像試験結果を基に最終確定させることとした。なお、東日本大震災の影響で3月中旬に予定していた研究会の開催を見合わせた。平成23年度の研究目的は、昨年度着手した太刀を完成させ、既存短刀対応多色拡散反射装置改良の基準・調整資料としながら、当該装置を太刀の撮像が可能となる状態に改良すること、研摩が日本刀の表面形態に与える影響を確認すること、および肉眼鑑識により一定の学術的評価がなされている太刀10口の撮像を行うことの3点である。装置の改良は昨年度の研究成果に基づき、ステージの幅を広げること、およびキセノンランプ光源光量を増やし、広域的撮像が可能となる装置に改良した。当初、現代刀工により作刀した試験用太刀の改良した装置による撮像を行い、装置細部の稼働状況を調整する予定にしていたが、東日本大震災により企画展実施計画の見直しが行われ、平成24年度予定していた特別展「名物刀剣一宝物の日本刀」(根津美術館・富山県水墨美術館・佐野美術館・徳川美術館の共同開催)を平成23年度に実施することになったため、企画展出典用太刀25口の撮像を先行して実施し、企画展図録および展示写真パネルに掲載した。また、プラズマモニターに刀身大の撮像結果を上映し、展覧会期間中に放映した。これまでの写真では確認不能な日本刀表面の微細構造まで画像化され、展覧会関係者および観覧者から高い評価を得た。企画展終了後、昨年度作刀した短刀を使い、拭いが日本刀表面形態に与える影響について調査した。「鉄肌」および「差し込み」とよばれる「拭い」を施した短刀表面の正反射スペクトルの短波長側の反射率が低下することが確認され、刀剣研摩が日本刀の表面形態に影響を与えることが確かめられた。このメカニズムの解明が今後の課題である。作刀した太刀の一方の表面は、現代最も標準的研磨方法である鉄肌ぬぐいとし、裏面は伝統的三種の研磨方法で実施した。研摩が完了した太刀の撮像と、撮像結果の解析は平成24年度実施することとしている。

本研究の目的は、筆者等が(株)リコーと共同開発した多色拡散反射撮像装置を用い、日本刀の表面形態の画像データベースを作成し、これまで日本刀鑑識家に独占されてきた日本刀表面形態に関する情報を金属工学、文化財科学、刀匠は言うまでもなく、日本刀愛好家に至るまで共有し、日本刀の表面形態を誰でも容易に理解出来るようにすることであった。平成22年度は短刀の撮像、併せて形態が多様な太刀の撮像を可能にする為装置の改良を行った。平成23年度は平安時代、鎌倉時代の刀の主製作地である五大流派を中心に刀を撮像し、押形や通常の写真と比較検討した。また人為的に製造した地鉄を刀匠に提供し作刀を依頼した。出来上がった日本刀を3つの異なる方法で研磨し、研磨が地鉄表面形態に与える影響を検討した。平成24年度は研磨表面を微細構造解析し、研磨によって日本刀地鉄表面に薄い酸化被膜が形成され、それが日本刀表面形態にかなりの影響を与えることを明らかにした。平成25年度は撮像機に不具合が生じ更なるデータ蓄積を図ることは困難となった為、これまでに撮像した100点の国宝・重要文化財を含む撮像データの解析を実施した。上記データを五大流派と他に分類して解析し、次のような結果を得た。山城の地鉄は細かい小杢目肌に匂と沸の厚みに特色がある。相模は小杢目に板目を交え地景が沈んで匂に包まれた沸が強い。一流の大和は柾目を特色とし、柾目の底に細かい小杢目がある。備前は作刀期間が長く地鉄は多種に及ぶが白い映りと華麗な匂出来が特色である。美濃の匂と叢沸の刃文は明かに他と区別される。100点の刀の撮像データを整理し、それに一般的な刀の解説、押形・写真を付し、データ資料集を作成した。この資料集により日本刀の表面形態の理解が容易になった。また研究成果は平成23年度「名物刀剣」展、平成25年度「清麿」展で公開し、図録によって広く一般を啓蒙した。平成24年度は刀剣研磨が日本刀表面形状に与える影響を確かめるため、平成23年度に作製した現代刀工による鎌倉時代の豊後行平と清綱の形態を併せ持つ実験用太刀表面を3分割し、各部位を3つの異なる伝統的研磨法(刃取研ぎ、差込み研ぎ、磁鉄鉱の拭い)で研磨した。太刀用に改良した多色拡散反射撮像装置で研磨表面を撮像し、刀剣鑑識家、金属工学、文化財科学、および刀匠からなる画像解析グループによって解析した。その結果、研磨法により太刀表面の平滑度および色調に明瞭な変化がみられることを明らかにした。上記調査と並行し、撮り直しも含め個人コレクターが所蔵する刀剣35口の撮像を行い、その結果を整理した。撮像した刀剣は平安時代後期から江戸時代のもので、流派は山城伝、相州伝、備前伝、大和伝、および新刀に大別される。撮像結果を上記によって明らかにされた研磨法が刀剣地鉄表面に与える形態上の変化の影響を考慮に入れ解析した結果、平安時代後期から鎌倉時代中期の山城系および相州系刀工集団により作刀された地鉄の質感は、他の刀工集団による地鉄の質感と明瞭に異なることが判明した。平成25年度についてはこの要因を解明するため、山城系刀工集団および関連流派による刀剣を中心に撮像を進め、データベース化を図ると共に、撮像結果にみられる山城系および相州系刀工集団による刀剣地鉄の特徴の理由について、これまで行ってきた形態に地鉄の組成という要素を加味し調査する予定である。なお、多色拡散反射撮像装置による日本刀の撮像原理については日本画像学会発行機関紙に、代表的相州系刀工による刀剣の撮像結果とその解説は公益財団法人佐野美術館ホームページに公開した。平成23年度までに短刀と太刀が作刀され、研究の基礎資料ができた。既存短刀用多色拡散反射撮像装置のステージ幅の改良、キセノンランプ光量の変更を実施した。
日本と台湾の油症被害者の受容克服過程と救済制度、環境運動の比較環境社会学的研究

今年度は日台の油症患者に対する量的調査を実施する予定であった。しかし、調査実施のためのラポール作りと調査票設計が進まなかったため、特に日本での厚労省実施の油症患者に対する健康実態調査の検証作業に焦点をあてた。2013年以降、毎年「健康実態調査」が実施され、厚労省HPでは結果報告が概要とともにダウンロードできるようになっている。素データが提示されており二次分析が可能である。今回はまずは6年分の調査票とその結果を収集しどのように調査票と回答内容は変化していったのかを調べた。調査実施時期は2013年のみ6月から7月下旬まで設定され、それ以外は4月から6月末の3ヶ月間であった。また調査対象者は2014年をピークに微減傾向にあった。調査項目に関しては2015年以降、油症検診に関する項目と相談体制に関する項目が増えていたが全体的に身体的症状に関する項目が主であった。それ以外には油症券の使用状況や油症検診受診の有無等があった。2015年を境に項目が増加したが、その理由に関しては政策関係の資料、支援者運動の実態、訴訟等の状況など多様な要因を調べることが必要である。回収率は2014年に87.0%に落ちこむが2017年のデータでは89.7%と過去最高の数字であった。健康・悩み・ストレスを中心とした回答に関しては被害構造をとらえる上で注目すべき項目であり、より詳細な分析が今後必要である。最後に自由回答だが、常に多い項目が「治療法への要望」と「行政への要望」であった。これらの項目を数字で表すことができるよう調査票設計をすることで政策へ直結する調査票となる。まだ本作業は途中だが、今後実施予定の調査票設計に活かせること、油症患者の被害の実態を間接的に明らかにできることが本研究の意義である。その意味において二次分析ではあるが厚労省健康実態調査検証作業は社会学的調査票設計のためにも重要な作業である。そもそも厚労省実施の油症患者に対する健康実態調査の二次分析に時間がかかったことと、検証作業において政策や全国的に広がってきた被害者・支援者運動等の資料収集に時間がかかってしまった。そのため台湾油症のQOL調査との比較までいかず調査票設計まではできなかった。まずは厚生労働省の健康実態調査の二次分析を終わらせ、調査票とその結果の分析結果をまとめる。そのための政策資料収集・被害者運動の動き・支援者運動の動き等、幅広く資料を収集して、時系列的相互関係を分析していく。その上で、台湾油症のQOL調査の調査結果と調査票等の比較研究を実施する。日本と台湾における油症事件の救済制度に関する収集資料を中心に、それぞれの特性等を考察した。日本の場合は救済政策として一番進んでいると思われる長崎県五島市、台湾においては台湾政府と地方政府である台中市を中心にその救済制度をみてきた。さらに台湾で2015年に制定されたケア法については、条文等において被害がどのように語られているのか、政策としてどのように展開しているのかを社会的背景とともに研究した。日本でも2012年に制定された推進法が存在する。これら日台の二つの法は比較研究すべきものであるが、今年度は個別に分析・考察を重ねている段階である。次年度以降の比較考察のために、まず「被害」の視点から、法制度がどのようにとらえているのか、資料分析をもとに行った。さらに油症被害と補償問題の関係について、日本を中心に政策提言も含みながら、分析・考察をし、報告等も実施してきた。同時に食品公害の原点とも言われている森永ヒ素ミルク事件の関係者の方々、たとえば親世代に対してもヒアリング調査を実施し、森永ヒ素ミルク事件の現在、ならびにそれに関する資料収集等も実施してきた。食品公害患者の高齢化問題もさることながら、いまだ語られてこなかった被害の実態が確認された。今年度は、現地調査が諸般の事情から予定通りできず、患者の量的調査の準備がままならなかったが、できるかぎりでインターネットを駆使しながら、電子データ等を収集し、解読をすすめてきた。また日本で五島市以外の自治体の状況、原因企業・国・被害者団体の推進法に基づく三者協議会の現状も可能な限りで資料収集等を行い、患者側の要求、原因企業側の状況、国の姿勢等を分析考察してきた。本務校業務の関係で、現地調査ができなかったが、インターネット等を利用して、電子データ等を収集し、これまでの調査で得られた資料を活かして、台湾でのケア法に関する考察に関しては、まとめることができた。日本の場合は、五島市に関する最新の情報、また被害者団体・国・原因企業の三者協議階の現状に関する資料を収集した段階で、まとめの段階まではいけなかった。しかし、日本の油症被害と補償問題に関しては政策提言の観点から報告を行った。今年度は日本と台湾の油症事件に関わる制度の実態ならびに被害者運動・支援者運動を中心に中間的なまとめを行った。計画では日本と台湾の油症被害者へのアンケート調査実施のための準備段階としてのラポール作りをあげていたが、ラポール作りのための事前準備に焦点をあてた作業が中心となった。具体的には、日本においては国レベルでの救済制度の構築は事件後44年目にしてはじめて「カネミ油症患者に関する施策の総合的な推進に関する法律」が成立した。しかしながらその実態は関係者がようやく一つのテーブルについた状況で、患者に対する救済環境は整えられていない。

他方、台湾油症の場合、2015年に「油症患者健康ケアサービス法」が成立した。台湾でも、関係者の協議はこれからだが、法律の中で、患者の人権保護の条文や、死亡患者への見舞金などが制定されているところは、日本と違う特性である。また救済制度と被害者運動・支援者運動の点から確認できたことは、どちらも支援者運動が重要な立場をしめていたことである。四大公害と違い地域集積性をもたない食品公害問題にとって支援者運動は重要であった。具体的には制度政策構築のためには健康被害を抱えている患者にとっては、その運動を展開することにおいて多様な限界が存在するが、支援者運動の主体にとって、その限界は生じないため実質的な運動そのものの担い手になることができ、その力を発揮していた。特に食品公害である油症事件は、前述したように地域集積性がなく情報が断絶されること、そのために「油症」という病像が個々人にとっては不確定性をもっていること、また油症と診断されても救済制度が不全状態であることなどから、被害が非常に潜在化する特性を持っている。そのために、支援者運動の存在が重視され、またその有効性が確認できた。台湾でのラポール作りはほぼ実施できているのだが、その後の展開はやや送れている状況である。29年度は患者への量的調査のための事前準備の必要性が生じたために、油症患者をめぐる諸制度・政策主体の動き・支援者運動の動きなどをまとめることに時間がかかったた。今年度は日台の油症患者に対する量的調査を実施する予定であった。しかし、調査実施のためのラポール作りと調査票設計が進まなかったため、特に日本での厚労省実施の油症患者に対する健康実態調査の検証作業に焦点をあてた。2013年以降、毎年「健康実態調査」が実施され、厚労省HPでは結果報告が概要とともにダウンロードできるようになっている。素データが提示されており二次分析が可能である。今回はまずは6年分の調査票とその結果を収集しどのように調査票と回答内容は変化していったのかを調べた。調査実施時期は2013年のみ6月から7月下旬まで設定され、それ以外は4月から6月末の3ヶ月間であった。また調査対象者は2014年をピークに微減傾向にあった。調査項目に関しては2015年以降、油症検診に関する項目と相談体制に関する項目が増えていたが全体的に身体的症状に関する項目が主であった。それ以外には油症券の使用状況や油症検診受診の有無等があった。2015年を境に項目が増加したが、その理由に関しては政策関係の資料、支援者運動の実態、訴訟等の状況など多様な要因を調べることが必要である。回収率は2014年に87.0%に落ちこむが2017年のデータでは89.7%と過去最高の数字であった。健康・悩み・ストレスを中心とした回答に関しては被害構造をとらえる上で注目すべき項目であり、より詳細な分析が今後必要である。最後に自由回答だが、常に多い項目が「治療法への要望」と「行政への要望」であった。これらの項目を数字で表すことができるよう調査票設計をすることで政策へ直結する調査票となる。まだ本作業は途中だが、今後実施予定の調査票設計に活かせること、油症患者の被害の実態を間接的に明らかにできることが本研究の意義である。その意味において二次分析ではあるが厚労省健康実態調査検証作業は社会学的調査票設計のためにも重要な作業である。
がくが落ちないデルフィニウム変異体の生理学・分子生物学的解析

エチレン感受性花きであるデルフィニウムの出荷にはSTS処理が必須であり、農作業と環境上の大きな負担となっている。また、デルフィニウムの遺伝仕組換えは、ゲノムサイズが大きく、倍数性が高いものもあるためサイレンシング等の問題が起こり、導入遺伝子が働かない場合が多い。これらの理由から、上記の方法以外で花持ち性に優れた品種を作出していく必要がある。これまでに種苗会社との共同研究を行う過程で、交雑育種から、がくが落下しない(落下しにくい)変異体を1系統見出した。しかしながらその変異体の特徴についてはまったく明らかにされていない。そこで、がくが落ちないデルフィニウム変異体を用いて、その機構を生理学、分子生物学的に明らかにし、育種に利用できる可能性を明らかにし、デルフィニウムの花持ち向上のための基礎データを収集する必要がある。はじめに変異体の花持ちを調べたところ、対照に比べ2倍以上の花持ち性を示した。また、エチレン生成の測定をおこなったところ、エチレン生成は見られるものの、クライマクテリック様の急激なエチレン生成は見られなかった。さらに、エチレン処理時にがくが落下するまでに要する日数を測定したところ対照品種は極めて短時間にがくの落下が見られたが、変異体は落下が見られなかった。以上から、がくが落下しにくいデルフィニウム変異体はエチレン生成のパターンとエチレンに対する感受性の違いから花持ちが良いと考えられた。今後はリアルタイムPCR法を用いてエチレン受容体遺伝子の発現量について検証し、エチレン感受性低下の機構について明らかにしていく。
脳血行再建術における血管新生促進因子とスタチンの側副血行誘導能

●平成16年度ラット慢性脳低灌流モデル作成と脳筋接合術(EMS)前後の脳血流(CBF)99mTc-PAO SPECT。総頸動脈(CCA)-外頸静脈(EJV)瘻モデルと両側CCA結紮モデル作成1週後及びEMS(径8mm骨窓と硬膜除去,側頭筋を脳表に接触)を追加施行3週後に撮像した。瘻モデルは瘻作成側の脳血流低下を、結紮モデルで両側大脳CBF低下を認め、EMS3週後には両モデルともCBFの改善を示した。●平成17年度1.両側CCA結紮モデル1週後EMSと持続bFGF2週間投与効果。3週後に3群で脳虚血性変化と脳実質内血管新生の明らかな違いは認めずbFGF投与部位に繊維化がみられた。2.CCA-EJV瘻モデルのCBF絶対値測定(^<14>C-IMP):両側大脳CBF絶対値は術後4週で有意に(約60%)低下した。●平成18年度●平成16年度ラット慢性脳低灌流モデル作成と脳筋接合術(EMS)前後の脳血流(CBF)99mTc-PAO SPECT。●平成18年度1)2つのラット慢性脳低灌流モデルの作成A)総頸動脈-外頸動脈瘻モデル:SD rat(220-250g)を使用しネンブタール(40mg/kg)腹腔内投与後無菌的操作で頸部を開創し右総頸動脈遠位端と右外頸静脈遠位端を10-0ナイロン糸で吻合し動静脈瘻を作成した。B両側総頸動脈結紮モデル:上記麻酔下に両側総頸動脈を結紮した。両モデルとも作成後8-12Wで25-30%のCBF低下をきたすと報告されている。2)脳筋接合術前後の脳血流SPECT検査両モデル作成1週後麻酔下に99mTc-PAO(4mCi)を静注し、ガンマカメラにて頭部を撮影した。さらに別の動物で両モデルに脳筋接合術(EMS)を右側に追加施行した。側頭筋を頭蓋骨より剥離し、直下に直径約8mmの骨窓を開け同部の硬膜を除去(4mm×7mm)し、側頭筋を直接脳表に接触させた。その3週後に同様にSPECT検査を行いEMS未施行の動物と比較した。結果:Aモデルでは動静脈瘻作成側(右)の脳血流低下を、Bモデルでは小脳に比較して両側大脳の脳血流低下を認めた。EMS3週後には両モデルとも定性的にRI集積が上昇し、脳血流の改善を推測した。考察:ラット慢性脳低灌流モデルを作成し脳筋接合術を行って脳血流を可視化した。両モデルともに脳血流は低下しEMSでその改善が示唆された。上記結果をふまえて今後の実験には、左右の比較が可能なB両側総頸動脈結紮モデルを使用することとした。筋肉内にチューブを留置して浸透圧ポンプよりbFGFなどの血管新生促進因子を持続投与する予定である。実験A両側総頸動脈結紮モデルにおける脳筋接合術(EMS)と持続的bFGF投与の効果。モデル作成1週後麻酔下にEMS(側頭筋直下に径8mmの骨窓を開け硬膜を除去)を右側に施行。同時に浸透圧ポンプを皮下留置しbFGF50microgramを2週間持続投与した。3週後に灌流固定し、脳虚血性変化と脳実質内血管新生の有無をHE染色で検討した(対照n=3,総頸動脈結紮n=3,総頸動脈結紮+EMS+bFGF投与n=3)。実験B慢性脳虚血モデルの脳血流量絶対値測定。右総頸動脈遠位端と右外頸静脈遠位端を吻合し、翌日対側総頸動脈にPE50(径0.58mm)で狭窄を作成した。4週後に^<14>C-IMPによる血流測定した(対照n=3,慢性虚血モデルn=7)。実験C虚血負荷後のNeurogenesisの検討:慢性脳低灌流モデルと急性一過性脳虚血モデルの比較。上記慢性虚血モデルとMCA閉塞90分モデルで、S期分裂細胞DNAのマーカーBrdUを断頭前3日間50mg/kg2回/日(計6回)腹腔内投与し、以下の観察部位でBrdU陽性細胞をカウントした。脳梁、皮質、基底核、海馬歯状回subgranular zone(SGZ)、側脳室

subventricular zone(SVZ)、対照:精巣。結果実験A 3群で脳虚血性変化と脳実質内血管新生の明らかな違いは認めなかった。bFGF投与部位に繊維化がみられた。実験B総頸動脈-外頸静脈痩/対側狭窄モデルでは左右とも大脳脳血流絶対値は対照の約60%に有意に低下した。実験C総頸動脈-外頸静脈瘻/対側狭窄モデルでは、脳梁にBrdU陽性細胞が対照に比べ増加していた。MCAO90分モデルでは、病側SVZのBrdU陽性細胞は対側と比較して増加傾向であった。病側では梗塞巣やその周辺にBrdU陽性細胞が認められた。SGZでは、両側共にややBrdU陽性細胞の増加傾向を認めたが明らかな左右差は認めなかった。総頚動脈-外頚静脈吻合/対側総頚動脈狭窄による慢性脳低潅流モデルを用い、慢性脳低潅流状態における神経新生の検討を行った、モデル作成8週後及び同週齢の対照SD ratにBrdU(50mg/kg i.p.,3回/日)を投与し、72時間後に潅流固定した。摘出脳をSubvelltricular zone (SVZ)から01 factory bulb (OB)にかけて21mmおきに冠状断6スライス(SVZ+Omm,+2mm,+4mm,+6mm,+8mm, OB)を作成し、抗PSA-NCAM抗体と抗BrdU抗体を用いた免疫染色で、PSA-NCAM陽性幼若期神経細胞とBrdU陽性分裂期細胞の数と分布を定量的に検討した。結果結論2)慢性脳低潅流状態においてはcontrolと比較して幼若神経細胞の遊走が有意に遅れていた。学会発表新しいラット慢性脳虚血モデル作成の試み.第17回日本脳循環代謝学会2005.11.25名古屋新しいラット慢性脳虚血モデル作成の試み.第64回日本脳神経外科学会総会.2005.10.5横浜