hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高次元多面体体積の効率的計算可能性を幾何双対性から検討する

本研究では,n次元多面体の体積を求める問題に対して高速な解法の有無を計算量の理論の立場から調べることを最終的な目的とする.特に,多面体の間の「幾何双対」という関係に着目し,高速な解法を得るための手掛かりを探す.特に「幾何双対の関係にある二つの多面体について,一方の体積を高速に計算できるならば,もう一方の体積もある程度高速に計算できるのではないか」と予想している.当面の目標として,本研究では出来るだけ多くの事例を調べ,その結果を蓄積する.本研究では,n次元多面体の体積を求める問題に対して高速な解法の有無を計算量の理論の立場から調べることを最終的な目的とする.特に,多面体の間の「幾何双対」という関係に着目し,高速な解法を得るための手掛かりを探す.特に「幾何双対の関係にある二つの多面体について,一方の体積を高速に計算できるならば,もう一方の体積もある程度高速に計算できるのではないか」と予想している.当面の目標として,本研究では出来るだけ多くの事例を調べ,その結果を蓄積する.
走査型トンネル顕微鏡による123系銅酸化物の超伝導と電子状態の研究

本研究は、低温強磁場中で動作する走査型トンネル顕微鏡を用いて酸化物高温超伝導体YBa_2Cu_3O_y(YBCO)単結晶の局所電子状態を観察し、超伝導状態及び常伝導状態における電子系の特徴を微視的な立場から明らかにすることである。我々は、本研究において2つの立場から研究を行った。一方は、不純物を添加したYBCOの電子構造を原子スケールで明らかにすることである。これに関しては、Znを添加した試料において、BaO面上でBaOの原子像と1次元の電荷密度の変調を観測した。これは、BaO面の直下にあるCuO_2面の電子状態を反映した現象で、Znを含まない試料では今まで観測されたことのない現象である。すなわち、Zn添加によって誘起された電荷の不均一性であり、超伝導性との関連が興味深い。このような電子状態の不均一性はBi_2Sr_2CaCu_2O_8においてよく知られているが、YBCOでは初めての観測である。もう一方は磁場中における準粒子の電子状態を観測し渦糸像を求めることである。化学研磨された試料表面で、数100nmの領域にわたってトンネル分光像を観察することに成功し、その2次元マップから渦糸像を明確に示すことが出来た。また、この渦糸象の温度・磁場依存性を明らかにした。さらに、渦糸像からフーリエ変換によって逆格子像を求めた。その結果、1Tでは渦糸像は歪んだ6回対称性を持つ3角格子を形成し、この構造は80Kまで観測されることを明らかにした。一方、3Tでは、4.5Kから40Kまでこの対称性が消え、不規則な渦糸配置をとること、60Kで再び6回対称性が現れることを明らかにした。これらの結果は、巨視的測定から得られた渦糸相図と一致している。
腹部大動脈瘤の瘤壁における刷り応力と血管新生、リンパ管新生との関連について

大動脈瘤壁の組織学的検査では、内膜と中膜に慢性炎症と血管新生・リンパ管新生が起きていることが判明した。大動脈瘤壁のICG蛍光造影検査でリンパ液の停滞が著しい部位は、組織学的にも炎症細胞が多く観察され、リンパ管新生とリンパうっ滞が目立った。慢性炎症とリンパ管新生が大動脈瘤の発生や増大に関連していることが示唆された。一方、壁ずり応力の分布とリンパ管新生や慢性炎症との関連性は認められなかった。【AAA壁における血管新生、リンパ管新生についての検討】凍結保存標本の検討:人工血管置換術を施行した腹部大動脈瘤(AAA)症例の切除瘤壁を10症例を凍結保存した。これらの標本を用いて、壁の血管新生、リンパ管新生について以下の項目を検討中である。血管新生、リンパ管新生ともに血管内皮細胞標識抗体(CD31)、リンパ管内皮標識抗体(podoplanin)を用いて、免疫組織学的検討を行うとともに、更に新生因子であるVEGFR-1、VEGFR-2、BEGFR3、VEGF-A、VEGF-Cの染色とRT-PCRを行い、新生が活発に起きている部位(内膜、中膜)、そこへの炎症細胞の浸潤について検討している。【AAA患者におけるMRI 4D-flow解析とPET-CT撮影】手術前のAAA患者に対してインフォームドコンセントを得た後、書式による同意書を得て、MRI 4D-flow解析とPET-CT scanを実施している。AAA症例数例に術前MRI画像の4D-flow処理を試み、血流のベクトル解析、刷り応力値測定が可能であることを確かめた。術前のAAA症例全例で血流力学的な解析を行い、コントロール群と比較して壁の刷り応力がどのように異なるかを検討している。【AAA患者における開腹人工血管置換術の際の術中リンパ管造影検査の実施】リンパ停滞の有無を確認:大動脈瘤壁における実際的なリンパ還流状態を調べるため、手術開始と同時に両側鼠蹊部にインドシアニングリーン(ICG)蛍光試薬を皮下注射し、術中に近赤外線カメラPDEにて術屋を観察した。後腹膜の大動脈壁そのものにリンパの停滞を示す症例があることがわかった。リンパ停滞部位を確認:ICG蛍光リンパ管造影を施行した患者のAAA組織標本を蛍光顕微鏡で観察し、リンパが大動脈壁のどの層(内膜、中膜、外膜)で停滞しているかの評価を開始した。【AAA壁における血管新生、リンパ管新生についての検討】凍結保存標本の検討:人工血管置換術を施行したAAA症例の切除瘤壁を100症例以上凍結保存している。これらの標本を用いて、壁の血管新生、リンパ管新生ともに血管内皮細胞標識抗体(CD31)、リンパ管内皮標識抗体(podoplanin)を用いて、免疫組織学的検討を行うとともに、更に新生因子であるVEGFR-1、VEGFR-2、BEGFR3、VEGF-A、VEGF-Cの染色とRT-PCRを行い、新生が活発に起きている部位(内中膜)、そこへの炎症細胞の浸潤について検討している。【AAA患者におけるMRI 4D-flow解析とPET-CT撮影】我々はAAA症例数例に術前MRI画像の4D-flow処理を試み、血流のベクトル解析、刷り応力値測定が可能であることを確かめた。術前のAAA症例全例で血流力学的な解析を行い、コントロール群と比較して壁の刷り応力がどのように異なるかを検討中である。リンパ停滞部位を確認:ICG蛍光リンパ管造影を施行した患者のAAA組織標本を蛍光顕微鏡で観察し、リンパが大動脈壁のどの層(内膜、中膜、外膜)で停滞しているかを検討している。【術前の4D-flow解析、PET-CT所見と切除AAA壁組織学的検討結果との照らし合わせ】刷り応力の検討:4D-flow解析で術前に測定された最も刷り応力の高い部分と低い箇所を、標本上で組織学的に検討し、血管新生、リンパ管新生、エラスチンの変成の程度を検討中である。症例数、検体数が予定よりやや少ない。データー収集と解析を並行して行っている。最終的なデーター解析、考察に更なる時間を要すると思われる。【AAA壁における血管・リンパ管新生】AAA壁の血管新生について、EVG染色でPodoplanin陽性+CD31陽性微小脈管が中内膜に高発現していた。VEGF-AあるいはVEGF-C陽性細胞も微小脈管の内外に多く見られた。AAA壁のリンパ管新生に関しては、免疫染色で外膜のpodoplaninの発現に差は認めなかった。内膜ではlymphatic microvessel areaが対象群では1.3±0.4%であったのに対しAAA群では4.5±0.4%と有意に高かった。以上の結果から、AAA瘤壁の内中膜の慢性炎症に伴い、より血管新生・リンパ管新生が起きていることが判明した。【術中ICG蛍光造影によるリンパ組織評価と切除AAA壁組織学的評価の比較】16例中11例の瘤壁でPDE観察によりICGの停滞の著しい部位を同定できた。発光部位は個体差があったが、肉眼的に瘤の最も突出した部位が目立った。

動脈瘤切除後、蛍光強発光部を組織学的に評価した。切片標本を近赤外光法による蛍光顕微鏡で観察すると内中膜で強い発光が見られた。EVG染色、Podoplanin免疫染色標本でも同様の所見が得られた。さらにリンパ管周囲には炎症細胞・マクロファージが正常部に比して多く観察された。以上から、AAA壁の最大拡張部の内中膜を中心にリンパ管新生とリンパうっ滞が起きていること、慢性炎症を随伴していることが確認された。【MRI4D-flowによる壁刷り応力の分布と組織学的評価の比較】2の検討でリンパ管新生・リンパうっ滞が豊富に起きているAAA壁、ほとんど見られなかったAAA壁、正常大動脈の3か所に分け、術前のWSSとOSIの1心拍当たりの平均値、最大値、変化率を比較したが、有意差は認めなかった。AAA壁で起きているリンパ管新生やリンパうっ滞と瘤内腔にかかる血流力学的影響との関連を示すことはできなかった。大動脈瘤壁の組織学的検査では、内膜と中膜に慢性炎症と血管新生・リンパ管新生が起きていることが判明した。大動脈瘤壁のICG蛍光造影検査でリンパ液の停滞が著しい部位は、組織学的にも炎症細胞が多く観察され、リンパ管新生とリンパうっ滞が目立った。慢性炎症とリンパ管新生が大動脈瘤の発生や増大に関連していることが示唆された。一方、壁ずり応力の分布とリンパ管新生や慢性炎症との関連性は認められなかった。症例数、検体数が予定よりやや少ないが、進捗状況に大きな遅れはない。データ収集の段階であり、データ解析から検討に至る過程が今後の課題である。測定手も確立してており、設備も大学内に整っていることから、当面は研究を継続できる体制にある。また、研究組織として大学院生が3名在籍し、彼らを指導しながら本研究を行っていく予定である。データー収集と解析を並行して行っていく予定である。血管外科測定手技も確立されていること、設備も大学内の機器で行えることから、さしあたり研究を継続できる体勢にある。また研究組織として、現在、3人の大学生が在籍し、彼らを指導しながら本研究を行う予定である。データ収集の段階であるが、今後データ解析を平行して行っていく予定である。
ナノ反応場における気相重合と元素ブロック共役高分子の構造・機能制御

共役高分子を簡便かつ各種基材にその場(in-situ)形成できる「気相酸化重合」に着目し、特にヨウ素などの気相酸化剤を用いることで各種元素ブロック(Si, Seなど)含有π共役モノマーへと対象を広げ、低バンドギャップ・移動度高い高分子半導体の新しい形成法として提示してきた。本年度は、昨年度合成に成功した剛直多分岐構造を持つアモルファス性の共役高分子を逆型ペロブスカイト型太陽電池の電荷輸送層として検討した。また、ブロック共重合体のミクロ相分離ドメインやMOFをテンプレートとしたナノ反応場での気相重合も検討した。1.多分岐連結した元素ブロック共役高分子の逆型ペロブスカイト太陽電池への適用昨年度報告したトリス(ターチエニル)ベンゼンに加え、コア部位をトリフェニルアミンとしてチエニルまたはEDOTを三置換したモノマーをそれぞれ合成、気相重合した。チタニアフリーの逆型ペロブスカイト太陽電池のホール輸送層としての適用では、変換効率は7-8%に留まったものの歩留まりは向上し、従来の直鎖型に比べ欠陥なくアモルファスな層が形成できたためと考えられる。またEDOTを連結部位とすることで、上層のペロブスカイト層との界面濡れ性も改善した。2.ナノ反応場での元素ブロック共役高分子のその場形成汎用ブロック共重合体(例えばPS-PEO)のミクロ相分離を鋳型として、芳香族相互作用によりポリスチレン相へ共役モノマーを選択的に自己集積後、ヨウ素で重合・脱ドープし共役高分子ドメインをその場構築した。ナノ反応場での重合では、ドメイン内のヨウ素(気体)の拡散性なども鍵となる。また、京大・植村准教授との班内共同研究で、多孔性金属錯体(MOF)の一次元細孔中でもロッド状無置換ポリチオフェン(軸長10μm)の形成に成功し、異方導電性はじめ高次構造-電子物性の相関をconductive AFMなどにより評価した。28年度が最終年度であるため、記入しない。共役高分子を簡便かつ各種基材にその場(in-situ)形成できる「気相酸化重合」に着目し、特にヨウ素などの気相酸化剤を用いることで各種元素ブロック(Si, Seなど)含有π共役モノマーへと対象を広げ、低バンドギャップ・移動度高い高分子半導体の新しい形成法として提示してきている。今年度は、各元素ブロック共役高分子を対象として、近年注目を集めているペロブスカイト型太陽電池の電荷輸送層として展開した。また、多分岐連結した多孔性元素ブロック共役高分子などを、新たな電荷輸送材料として検討した。1.元素ブロック高分子をホール輸送層としたペロブスカイト太陽電池各元素ブロックをコア部位に有するチエニル誘導体を合成、ヨウ素を酸化剤としてそれぞれ気相重合し、7種の元素ブロックポリマーを得た。いずれも-5.2-5.5 (eV)のHOMO準位、10-5 (cm2/V s)のホール移動度を有し、逆型ペロブスカイト太陽電池のホール輸送層として適用した。側鎖にBrを有するポリ(ターチオフェン)において最高変換効率10.7%を得た。2.多分岐連結した多孔性元素ブロック共役高分子の合成剛直かつ三次元連結した多孔性共役高分子は、光補集、蓄電、ガス分離膜への応用が期待される。アモルファスで異方性のないホール輸送能と、ハイブリッドナノ粒子形成場を兼ねた多孔性共役高分子の創出を目指し、チオフェンを連結ユニットとする多置換誘導体の溶液および気相酸化重合を検討した。トリス(ターチエニル)ベンゼンを合成、塩化鉄(III)またはヨウ素を酸化剤とした溶液重合で汎用有機溶剤に不溶かつ多孔性のネットワークポリマー(BET比表面積1200 m2/g)を得た。また気相重合では平滑な橙色薄膜を与え、ペロブスカイト太陽電池のホール輸送層に適用可であった。気相酸化重合を各種共役高分子薄膜のその場形成法として確立することで、置換基がなく成膜性に乏しい共役高分子も薄膜として得られ、従来の有機薄膜太陽電池のドナー層としての適用からペロブスカイト太陽電池のホール輸送層として適用することで各元素ブロック共役高分子材料の新たな用途開拓が期待される。また、同じA02班の京都大学植村卓史准教授との共同も順調に進み、MOFなどナノ反応場でのターチオフェンの気相重合に取り組み、その場(in-situ)重合法の利点を引き出している。

またEDOTを連結部位とすることで、上層のペロブスカイト層との界面濡れ性も改善した。2.ナノ反応場での元素ブロック共役高分子のその場形成汎用ブロック共重合体(例えばPS-PEO)のミクロ相分離を鋳型として、芳香族相互作用によりポリスチレン相へ共役モノマーを選択的に自己集積後、ヨウ素で重合・脱ドープし共役高分子ドメインをその場構築した。ナノ反応場での重合では、ドメイン内のヨウ素(気体)の拡散性なども鍵となる。また、京大・植村准教授との班内共同研究で、多孔性金属錯体(MOF)の一次元細孔中でもロッド状無置換ポリチオフェン(軸長10μm)の形成に成功し、異方導電性はじめ高次構造-電子物性の相関をconductive AFMなどにより評価した。今年度より展開している多分岐・多孔性の元素ブロック共役高分子について異方導電性を評価し、従来の直鎖ポリ(ターチオフェン)と比較することでアモルファスな共役高分子薄膜の電子物性について議論する。また、引き続きペロブスカイト太陽電池のホール輸送層として素子構成の最適化を行う。MOF中で形成されたポリ(ターチオフェン)とナノ反応場を介さない従来のポリ(ターチオフェン)の電子物性についてconductive AFM, Kelvin Probe Force Microscopyを用いて評価・比較する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
中国各省における六・三・三制の採用と実施に関する歴史的研究

本研究の目的は、1920年代に中国各省で六・三・三制がどのように採用され、実施に移されていったのかを明らかにすることにあった。各省での採用と実施を明らかにするためには、省教育庁によって刊行されていた教育公報のマイクロフィルムを入手する必要があった。貴重な史料を入手することが可能となったことで、六・三・三制の採用と実施を確認することができた。中国では導入後、六・三・三制の採用と実施は各省に任せられたといえる。中国における六・三・三制の導入過程については、研究代表者によるこれまでの研究により解明がかなり進んでいる。本研究では、その六・三・三制が1920年代に中国各省でどのように採用され、実施に移されていったのかを明らかにすることが目的である。今年度は、そのための資料を入手し、別府大学アーカイブズセンター内にあるマイクロリーダーを使いながら、印刷する作業に時間を費やした。成果は、以下の通りである。(1)いくつかの省で刊行されていた教育関係の雑誌を入手することができた。甘粛教育公報(1923年7月1935年6月)、広東教育公報(1921年10月1928年8月)、河北教育公報(1928年1月1948年8月)、湖北教育公報(1913年6月1933年6月)、山西教育公報(1924年7月1936年12月)の5点である。すべてマイクロフィルムである。月刊あるいは隔週刊など、刊行形態は省ごとで異なる。また、連続して保存されている場合もあれば、途中で欠けている場合もある。研究を進めるにあたり、貴重な資料を数多く入手できた。(2)入手後、当初予測していた以上に膨大な量であることが判明した。そのため、今年度中にすべてを印刷することはできなかった。しかし、半分以上を印刷することはできた。今後、印刷の作業をする者を増員することにより、今年度以上のスピードで印刷を進めていくと同時に、冊子としてまとめ、さらに目録にして作成する。その後、すべてに目を通し、本研究の目的である採用と実施に関する内容を抽出し、整理していく。最終的には、調査結果を所属する学会あるいは研究会で報告する予定である。本研究の目的は、1910年代にアメリカでプラン化された六・三・三制が1920年代に中国各省でどのように採用され、実施に移されたのかを明らかにすることにある。前年度には、省レベルの資料を入手することができた。すでにマイクロフィルムの印刷作業に着手している。入手する前に予測していた以上に膨大な量であることが判り、このため前年度に引き続き本年度も印刷作業を継続し、同時に冊子体としてまとめていく作業を進めることにした。完了するには到らなかったが、甘粛教育公報、広東教育公報、湖北教育公報については完了済みで、そのほか湖北教育広報、河北教育広報については研究期闇終了後も継続して作業を進めていくことにしている。以上のように、研究材料の整理整頓を完了させるに到らなかったものの、とくに甘粛教育公報を使って新たな知見を得られたことは、ひとつの収穫である。これについては、今井航「壬戌学制における六・三・三制の各省教育庁による採用形式」『別府大学紀要』第50巻の8593頁に掲載されている。また、学校制度の改革をみるに当たっては、カリキュラムの改革にも目を配る必要がある。壬戌学制が制度化されてから後にカリキュラムはどうなったか。これについては、今井航「壬戌学制制定後にみられる中学校のカリキュラム構想」『教育学研究紀要』(CD-ROM版)の137142頁に掲載されている。本研究で、1920年代に中国で六・三・三制が各省でいかに採用され、実施に移されようとしたのか。この疑問に対する具体的な解答を得ていくための端緒が開かれた。このことが本研究の意義であると思われる。
鎮痛・鎮静薬の呼吸抑制に関する臨床生理・薬理学的研究

ベンゾジアゼピンによる健常人の呼吸抑制作用の研究において,ベンゾジアゼピンの呼吸抑制の程度・変化は軽微であるが,上気道周囲の筋弛緩が強く,容易に軌道閉塞を起こすこと,ベンゾジアゼピンの拮抗薬であるフルマゼニルがこれらベンゾジアゼピンの作用を拮抗することを見いだした.この成果は邦文雑誌に掲載された(論文1参照).本年度はさらに研究を進め,呼吸抑制に関する少量の鎮静薬とミダゾラムの相加・相乗作用について研究した.これらの薬物の併用投与は,ミダゾラム単独の場合に比較して,より強い呼吸抑制作用を引き起こした.その特徴は一回換気量は減少せず,呼吸回数の減少であった.この変化はそれぞれの拮抗薬で拮抗された.これらの知見は現在欧文雑誌に投稿準備中である.これらの研究に平行して,研究計画に盛り込まれている心拍変動の揺らぎを高速フーリエ解析し,呼吸パラメータとの対比を探る目的で基礎実験を行った.健康成人のボランティアおよびQT延長症候群患者に,局所麻酔薬で星状神経節ブロックを行い立位負荷による心臓自律神経系の変動を検討した.健康成人の安静仰臥位では心臓自律神経活動の変化は認められなかったが,立位負荷により右星状神経節ブロックは心臓自律神経活動を亢進させるが,左のブロックは抑制することがわかった.一方,QT延長症候群患者では安静仰臥位において,右星状神経節ブロックは心臓自律神経活動を亢進させ,左のブロックは抑制することが明かであった.このことはQT延長症候群患者の病態は左右の交感神経活動のアンバランスにより引き起こされていると推測された.これらの成果は欧文1編,邦文2編の論文として掲載された(論文24参照).ベンゾジアゼピンによる健常人の呼吸抑制作用の研究において,ベンゾジアゼピンの呼吸抑制の程度・変化は軽微であるが,上気道周囲の筋弛緩が強く,容易に軌道閉塞を起こすこと,ベンゾジアゼピンの拮抗薬であるフルマゼニルがこれらベンゾジアゼピンの作用を拮抗することを見いだした.この成果は邦文雑誌に掲載された(論文1参照).本年度はさらに研究を進め,呼吸抑制に関する少量の鎮静薬とミダゾラムの相加・相乗作用について研究した.これらの薬物の併用投与は,ミダゾラム単独の場合に比較して,より強い呼吸抑制作用を引き起こした.その特徴は一回換気量は減少せず,呼吸回数の減少であった.この変化はそれぞれの拮抗薬で拮抗された.これらの知見は現在欧文雑誌に投稿準備中である.これらの研究に平行して,研究計画に盛り込まれている心拍変動の揺らぎを高速フーリエ解析し,呼吸パラメータとの対比を探る目的で基礎実験を行った.健康成人のボランティアおよびQT延長症候群患者に,局所麻酔薬で星状神経節ブロックを行い立位負荷による心臓自律神経系の変動を検討した.健康成人の安静仰臥位では心臓自律神経活動の変化は認められなかったが,立位負荷により右星状神経節ブロックは心臓自律神経活動を亢進させるが,左のブロックは抑制することがわかった.一方,QT延長症候群患者では安静仰臥位において,右星状神経節ブロックは心臓自律神経活動を亢進させ,左のブロックは抑制することが明かであった.このことはQT延長症候群患者の病態は左右の交感神経活動のアンバランスにより引き起こされていると推測された.これらの成果は欧文1編,邦文2編の論文として掲載された(論文24参照).除脳ネコにおける吸入麻酔薬の呼吸抑制の研究に着手し、吸入麻酔薬の呼吸抑制の機序はハロセンとセボフルレンでは異なること,セボフルレンの呼吸抑制の方が弱いことを明らかにし,欧文雑誌に投稿した(論文2参照).これに平行してベンゾジアゼピンによる健常人の呼吸抑制作用の研究に着手した.ベンゾジアゼピンの呼吸抑制の程度・変化は軽徴であるが,上気道周囲の筋弛緩が強く,容易に気道閉塞を起こすこと,ベンゾジアゼピンの拮抗薬であるフルマゼニルがこれらベンゾジアゼピンの作用を拮抗することを見いだし論文投稿した(論文1参照).さらにベンゾジアゼピンの中枢抑制作用に男女差があることが数編の論文から示唆されることから,男女間の呼吸抑制の程度・変化の様式について詳細な研究を行った.これは男性の方がミダゾラムによる鎮静作用が強く,呼吸様式の変化という点では男性では胸郭運動が増加し腹壁運動は減少するが,女性では胸郭・腹壁運動とも減少することを見いだした.この呼吸様式の男女差は男女の上気道の解剖学的な差異に基づくものと考えられた.得られた知見は欧文雑誌に投稿中に投稿した(論文3参照).しかし,我々が得たベンゾジアゼピン,特にミダゾラムの作用における男女差は十分に解明されておらず,ベンゾジアゼピンの作用の男女差についてはさらに検討する必要がある.そのためにRespiratory inductive respirographyを購入し,より正確な呼吸運動の評価を行いつつある.また,鎮痛薬を併用投与すると,呼吸抑制が増強することが示されており,この点についても今後検討する予定である。除脳ネコにおける吸入麻酔薬の呼吸抑制作用を研究した.吸入麻酔薬の呼吸抑制の機序はハロセンとセボフルレンでは異なること,セボフルレンの呼吸抑制の方が弱いことを明らかにした.この成果は欧文雑誌に掲載された(論文1参照).

ベンゾジアゼピンによる健常人の呼吸抑制作用の研究において,ベンゾジアゼピンの呼吸抑制の程度・変化は軽微であるが,上気道周囲の筋弛緩が強く,容易に気道閉塞を起こすこと,ベンゾジアゼピンの拮抗薬であるフルマゼニルがこれらベンゾジアゼピンの作用を拮抗することを見いだした.この成果は邦文雑誌に掲載された(論文2参照).さらにベンゾジアゼピンの中枢抑制作用に男女差があることが数編の論文から示唆されることから,男女間の呼吸抑制の程度・変化の様式について詳細な研究を行った.これは男性の方がミダゾラムによる鎮静作用が強く,呼吸様式の変化という点では男性では胸郭運動が増加し腹壁運動は減少するが,女性では胸郭・腹壁運動とも減少することを見いだした.この呼吸様式の男女差は男女の上気道の解剖学的な差異に基づくものと考えられた.得られた知見は欧文雑誌に掲載された(論文3参照).しかし,我々が得たベンゾジアゼピン,特にミダゾラムの作用における男女差は十分に解明されておらず,ベンゾジアゼピンの作用の男女差についてはさらに検討する必要がある.これらの研究に平行して,研究計画に盛り込まれている心拍変動の揺らぎを高速フーリエ解析し,呼吸パラメータとの対比を探る目的で基礎実験を行った.健康成人のボランティアおよびQT延長症候群患者に,局所麻酔薬で星状神経節ブロックを行い立体負荷による心臓自律神経系の変動を検討した.右星状神経節ブロックは心臓自律神経活動を亢進させるが,左のブロックは抑制することがわかった.これらの成果は欧文1編,邦文2編の論文として掲載された(論文46参照)
超音波原子間力顕微鏡による表面下の原子層の観察と操作

本研究では、超音波原子間力顕微鏡(UAFM)による表面下の原子層の観察と操作に関する基盤技術の確立を目的として、以下の研究を行った。まず、UAFMにおける共振スペクトルによる試料の詳細な定量的解析を迅速に行うため、試料各部の共振周波数とQ値の分布を、共振トラッキング回路により迅速に測定できる計測系を提案し、炭素繊維強化樹脂(CFRP)の繊維に適用した結果、従来より100倍以上高速に弾性特性の詳細な分布を映像化できた。次にナノスケールの表面下の原子層の観察技術を確立するために、層状結晶の幅20nmの表面下の転位を明瞭に映像化した。さらにその挙動を解析するために、UAFMの探針による転位に応力を作用させてその挙動を調べた結果、転位の新しい運動として、余剰原子面の弾性的圧縮による転位の可逆的な長距離運動を見出した。これは原子層を操作できたことを意味する。そこで操作過程の定量的解析のため、弾性異方性を考慮した接触弾性の解析を行った結果、UAFMによる均質異方性弾性体の厳密な解析にはFEM解析が必要であることを見出した。しかし、荷重が押し込み距離の3/2乗に比例することに着目して等価実効弾性率を定式化し、ヘルツの理論と同様な簡便な式を用いて異方性弾性体の無欠陥部における共振周波数の荷重依存性を高精度に再現する解析法を定式化した。さらに、血管を含んだ異方性弾性体のFEM解析を行い、荷重-押し込み距離特性から計算した接触弾性を共振周波数に換算して、グラファイト単結晶の欠陥部で得られた測定値と比較した結果、表面下の幅20nm程度のき裂状欠陥を定量的に解析できることを明らかにした。以上の研究による表面下の原子層の観察と操作に関する基盤技術を確立でき、当初の目的を達成した。(1)内部欠陥の解析技術内部原子面の観測と操作を行うため、本年度はまず内部原子面として刃状転位の余剰原子面に着手し、この解析技術を確立することを目指した。これまでの研究で確認した転位部の共振周波数の極小を与える荷重、その極小周波数、および極小位置の荷重による変化等は、転位の深さ、弾性および移動度等を複雑に反映するので、このデータから、転位の位置を抽出するのは困難だった。そこで、共振周波数の迅速映像化法を開発した結果、共振周波数の極小値を与える転位の位置が荷重により移動し、除荷により元に戻ることを見出した。また、共振周波数が明瞭に見られない高減衰試料において、共振スペクトルのQ値を向上するため、本研究とな異なる目的を持つ非接触原子間力顕微鏡の分野で開発されたQ値制御手法を導入し、超音波原子間力顕微鏡に振動制御装置を増設してQ値制御をする場合に必要な解析技術を開発した。(2)転位の操作探針の応力により、転位に伴う余剰原子面を変形させ、この変形を探針に付加した超音波パルスによりピン止めして固定する技術を開発する。従来の研究で見出した転位が探針の静荷重のため張り出し、除荷すると再びもとの直線的な形状に戻る現象を、グラファイトに加えて2硫化モリブデンでも確認した。さらに、グラファイトの転位に応力又パルスを加え、炭素ネットワークの変形により転位をピン止めして、張り出した形で固定することを試み、1例成功した。再現性などは今後の課題である。(1)内部原子面の解析超音波原子間力顕微鏡による内部原子面の解析技術の検討を行い、グラファイトと2硫化モリブデンの転位の部分における共振周波数の変化の2次元分布を、共振追尾回路により画像化を試みた結果、鮮明に画像化できた。

またこのようにして得られた転位の映像部分のスペクトルを詳細に測定した結果、転位芯からの距離に応じて特徴的に変化する非線形振動メペクトルを測定した。この現象を理論的に解析するため、stiffeningおよびsofteningの効果を表わす3次の弾性係数を導入した調和振動子モデルを構築し、基本周波数における振動振幅の跳びを求め、転位部分で得られた共振スペクトルにおける急激な振幅変化との関連を明らかにした。ついで、理論計算結果と比較して、余剰原子面近傍の原子面の隙間の開閉を説明するモデルを提案した。(2)層状化合物における原子操作超音波原子間力顕微鏡用の雰囲気制御装置を試作し、グラファイトの物性の環境による変化を検討した。その結果、真空中では大気中にくらべて荷重と転位の移動量の関係に変化が生じ、真空中では動きにくいことが示唆される結果を得た。次に、超音波原子間力顕微鏡により転位を観察した後高い荷重を作用させて変形させた結果、変形をピン止めして固定できた。これは、内部に意図した形状の原子面の構造を形成できた世界最初の例である。さらに、他の層状物質(雲母、2硫化モリブデン)も同様の検討を行った。1、内部原子面の解析表面下に格子間隔程度の空隙があると、振動する探針の下降時に空隙が閉じるpartial(Intermittent)contact現象が生じる。この状況を正の3次係数をもつ非線形振動方程式でモデル化すると、ピークの高周波側に急激な振幅減少がある高周波シフトspectrumを得た。静荷重で閉じた空隙が振動時にpartial pull offする場合は、負の3次係数を用いてモデル化し低周波シフトspectrumを得た。これらの知見を用いて、グラファイト及び2硫化モリブデンの転位を用いた実験で、無欠陥部および転位近傍で測定されたspectrumの特徴の系統的説明を行うことに成功した。また共振周波数をマッピングした転位欠陥の映像分解能は20nm程度だが、非線形効果によるspectrum形状変化により映像分解能の向上を説明できた。2、層状化合物における原子操作これまで超音波原子間力顕微鏡により転位を観察し変形させ、変形をピン止めして固定し、内部に意図した形状の原子面の構造を形成し、グラファイトを用いて実証しさらに、他の層状物質(雲母、2硫化モリブデン等)でも検討を行った。2硫化モリブデンでは、変位した転位は間歇的な運動を示し、ピン止めが多数の場所で起こる点で、グラファイトと異なる特性を持つことが判明し、内部原子操作に関して材料毎に異なる指針を得た。さらに、非線形振動方程式にレナードジョーンズ型ポテンシャル力を導入し、一切の近似なしにカンチレバーの非線形振動波形を計算した結果、超音波原子間力顕微鏡において観測されるカオス的振動波形を再現できた。この結果、本研究におけるナノスケールのき裂の振動解析による評価は、MEMSやNEMSの非破壊評価に有用であることがわかった。また、大型構造物の破壊をもたらす疲労き裂や応力腐食割れも、ナノスケールのき裂面相互作用により進展挙動が規定されることから、本研究で解析した転位の空隙の振動解析が有用なことが判明した。そこで、本研究は、今後多様な方向に発展できることを確認した。
薬剤師養成を目的とした大学教育に対する外部評価システムの構築のための基盤研究

平成18年4月から薬学教育6年制がスタートする。6年制への制度改革にあたり中教審大学分科会から「6年制薬学教育についての分野別第三者評価システムの自主的設置」を強く養成された。これを受けて、日本薬学会・薬学教育改革大学人会議は第三者評価について検討することとした。大学人会議幹事会が中心となり、第三者評価検討委員会の設置を企画、科学研究費補助金の助成を受けて委員会がスタートした。科研費の研究者としては大学人会議座長の井上(帝京大)、会議の幹事のほか薬剤師会、病院薬剤師会、医療薬学会から推薦された委員から構成される。研究者番号を有さないメンバーやその後欠かせぬ人材であることが判明した委員を研究協力者として加えて検討を重ねてきた。これまでに、幹事会3回、研究班会議を兼ねた全体会議2回、評価基準、ガイドラインの原案作成を目指す勉強会を2回開催した。この間、井上、工藤、小沢委員の間での情報整理、意思統一などの機会を持ったほか、大学評価・学位授与機構、JABEE、大学評価学会からの情報収集、勉強会のための資料作成、基準の各大学における周知をはかるための配布用資料の作成、実習評価のWSの共同主催などをおこなった。検討課題は薬剤師養成を目的とした教育についての第三者による評価のあるべき姿、実施体制、などである。具体的課題としては1、評価基準、ガイドラインの試作2、評価の手順、機関の設定の試み3、評価の目的の明確化、どのような効果を期待するかなどである。評価基準、ガイドラインの案については出来るだけ速やかに公表を予定している。薬学会大学人会議、薬学会理事会、薬系大学長・学部長会議、新薬剤師養成問題懇談会などのほか各薬系大学、薬学部への公表、意見聴取が予定される。
第一、第二の人口転換の解明に基づいた人口・ライフコースの動向と将来に関する研究

世界的、歴史的な潮流となりつつある人口成長の終焉や人口高齢化をもたらした二つの人口転換について、その進展のメカニズムならびに経済社会変動との関連等を解明した。「少子高齢化社会」「人口減少時代」と呼ばれる日本の人口レジームを「ポスト人口転換期」の到来と捉え直し、過去の社会・経済・政治システムの転換との関連を体系化した。人口成長の終焉および人口高齢化は人口転換に続く必然的な過程と捉えられるが、とりわけ日本はその先端をやや極端な過程を経ながら進んでおり、本研究はそのマクロ側面のみならず、寿命伸長、結婚・出生変動、国際移動・移民などライフコース変化というミクロ側面に多くの特徴を見いだした。本研究は、現在わが国で先行し世界的、歴史的な潮流となりつつある人口成長の終焉(または人口減少)や人口高齢化などの一連の人口・経済社会変動をもたらした二つの人口転換について、その進展のメカニズム、ならびに経済社会変動との関連等を解明し、それらの知見により今後のわが国と関係諸国に見込まれる人口変動、ライフコース変容、経済社会変化に関する展望を得ることを目的とする。1)人口統計データの加工・体系化昨年度において収集・整備を行った明治期から戦前にいたる時期における人口静態(本籍人口等)、人口動態(出生、死亡、人口移動)に関する統計データや関連する社会経済データ、調査データ等について、人口転換過程に関する種々の時系列指標を算定するなどの加工を行い、データベース化を図った。戦後についても同様のデータ整備を行うとともに、出生動向基本調査などの実地調査の再集計、指標の算定など分析の基礎となる資料のデータベース化を進めている。2)人口転換理論、学説に関する比較検証すでに収集・整備を行った人口転換過程に関する既存の理論、学説、実証事例に関する情報を整備し、体系化を進めた。とりわけ第一の人口転換に関するプリンストン・スタディー、ならびに第二の人口転換に関するvan de KaaとLesthaegheの学説を中心とした実証研究、理論化の広がりに焦点を当てて、わが国ならびにアジアにおける現象の展開との比較や普遍性の検証のための体系化を進め、理論の適合性の比較検証を行っている。3)人口転換過程の定量モデルの開発本研究の方法論的な基軸となる人口推計手法について、人口転換現象のメカニズム解明に有効な既存技術をベースに改良、開発を進めている。とりわけ新たな公的将来推計人口の公表にともない、出生、死亡を含む人口過程を記述、推計モデルが改良されたため、それらを応用した人口転換モデルの開発に取り組んでいる。ただし本研究は定量的視点から人口転換を捉え、将来人口推計手法等の高度な人口数理・統計モデルを活用し、その歴史的展開ならびに要因との関連を計量的に再現することによって人口転換理論の再構築を目指す点を特色とする。またわが国同様人口変動の歴史的展開が進む欧米諸国ならびに東アジア諸国の研究者等と連携を図ることにより、国際的視点から人口転換の解明を進め、その普遍性の程度やわが国の特殊性などを明らかにした。さらに、収集・整備を行った人口転換過程に関する既存の理論、学説、実証事例に関する情報を整備し、体系化を進めた。とりわけ第一の人口転換に関するプリンストン・スタディー、ならびに第二の人口転換に関するバンデカーとレスタギの学説を中心とした実証研究、理論化の広がりに焦点を当てて、わが国ならびにアジアにおける現象の展開との比較や普遍性の検証のための体系化を進め、理論の適合性の比較検証を行った。その結果、現在先進諸国で広く見られる人口成長終焉ないし減少および人口高齢化は人口転換に続く必然的な過程と捉えられ、新たな経験法則の理論化が可能であり必要であることがわかった。とりわけ日本は変化の先端をやや極端だが典型的な過程を経ながら進んでおり、本研究はそのマクロ側面のみならず、寿命伸長(長寿化)、結婚・出生変動(少子化)、国際移動・移民などライフコース変化というミクロ側面に多くの特徴を見いだした。これらは人類社会の展望に指針を与えるものである。本研究は、わが国で先行し世界的、歴史的な潮流となりつつある人口成長の終焉(または人口減少)や人口高齢化などの一連の人口・経済社会変動をもたらした二つの人口転換について、その進展メカニズム、ならびに経済社会変動との関連等を解明し、今後のわが国と関係諸国に見込まれる人口変動、ライフコース変容、経済社会変化に関する展望を得ることを目的とする。

またわが国同様人口変動の歴史的展開が進む欧米諸国ならびに東アジア諸国の研究者等と連携を図り、国際的視点から人口転換の解明を進め、その普遍性の程度やわが国の特殊性などを明らかにすることを目指す。これまでに人口転換理論、学説、実証事例に関する文献調査や内外の専門家に対する聴取、意見交換等により人口転換に関する既存情報を収集し、整理・体系化を行なった。とりわけ、第一の人口転換に関するプリンストン・スタディー、ならびに第二の人口転換に関するvan de KaaとLesthaegheの学説を中心とした実証研究と理論化の広がりに焦点をあて、わが国と他のアジア諸国における現象との比較や普遍性の検証が可能となるよう体系化を試みた。その結果、先進工業国の近現代から近未来にかけての人口変動は、同時期に生じた社会・経済・文化あるいは家族やライフコース変化、さらに政治変化を合わせて体系化することにより、歴史区分を含め新しい展開図、模式図が描けること、また社会の自律的な持続可能性確保は難しく、その道筋を見通すためにシステム的展開の理解が必要なことなどがわかった。最終年において、模式モデル、人口統計モデル、MSモデルにより、各階層からその理解に向けて分析を行う。本年度の研究は初年次として文献、資料、データ等を収集、整備し、理論の整理、体系化、考察など、次年度以降の研究の基礎となる作業を行う計画であったが、これにしたがっておおむね順調に進展した。さらに、本年度は人口推計モデルの改良がなされたほか、本研究の重要な要素となる公的な将来推計人口も公表になったことから、これらを用いた来年度以降の発展の基礎が固められたといえる。25年度が最終年度であるため、記入しない。以下のような研究成果が得られたことによる。すなわち、まず明治期から戦前にいたる人口統計データや関連する社会経済データ、調査データを収集しデータベース化が図られたこと。これらは戦後の豊富なデータとの接続が準備されている。また戦後においても人口転換時期について出生動向基本調査などの実地調査の再集計等によって詳細な観察が可能となりつつある。さらに本研究メンバーが参画する国際的データベースプロジェクトHuman Fertility Database (HFD)、およびHuman Mortality Database (HMD)と連携することにより、わが国を含む多数の先進諸国の長期人口動態推移が高度な比較可能性を以て分析可能となったことが挙げられる。次に、人口転換過程に関する既存の理論、学説、実証事例に関する情報を整備し、整備・体系化を進めたこと。とりわけ第一の人口転換に関するプリンストン・スタディー、ならびに第二の人口転換に関するvan de KaaとLesthaegheの学説を中心とした実証研究、理論化の広がりに焦点を当てて、わが国ならびにアジアにおける現象の展開との比較や普遍性の検証のための体系化を進め、理論の適合性などの比較検証を行った。
流動非球形粒子の個別サイズ・形状光学測定手法に関する研究

粒子の分散挙動を研究するには,個別非球形粒子のサイズをできれば速度とともに捉える必要があることを踏まえ,非球形粒子群中の個別粒子のサイズ・形状を光学的に計測する手法を開発するための基礎として,粒子によるレーザ光の散乱を数値予測するプログラムの開発を進めた.まず最初は,計算負荷の二次元場において,よく知られた干渉問題の計算を電磁方程式の直接差分解法で行い,この計算法が光の干渉を正当に計算できることを確認した.次に,完全導体で囲まれた空間に置かれた非球形ではあるが,簡単な形状の完全導体粒子による散乱を計算し,電波工学の分野で他の方法で求められている解との比較を行って,これに関しても妥当な解が得られることを確認した.通常の散乱問題を扱うためには,計算領域端における反射が計算結果を乱すため,計算領域端のすぐ内側に,内部領域と屈折率が等しく,その表面では反射を生じない吸収層を配置する方法で反射を抑制する方法を工夫し,散乱対による散乱模様を乱させないことに成功した.2次元円柱による散乱のシミュレーション結果を実験的に検証するための装置の製作を行い,CCDカメラで散乱パターンを捕捉することができた.現在,検証作業中である.粒子の分散挙動を研究するためには,個別非球形粒子のサイズ・形状をできれば速度とともに捉える必要があることを踏まえ,非球形粒子群中の個別粒子のサイズ・形状を光学的に計測する手法を追求するのが本研究の目的である.粒子による光散乱を予測するに際して,Lorentz-Mieの理論は真球形の粒子にしか適用できず,非球形粒子に適用できるように拡張したGeneralized Lorentz-Mie法,拡張境界条件法などが提案されているが,軸対象でない粒子にまでは適用できていない.このため,本研究課題においては,マックスウェルの電磁方程式を時間・空間に関して離散化し,粒子表面での接合条件を含めて解く方法で,非球形粒子にレーザービームを照射したときの周囲空間での散乱強度パターンを得るためのプログラムの開発を進めた.まず最初は,計算負荷の小さい2次元場において,よく知られた干渉問題の計算を電磁方程式の直接差分解法で行い,この計算法が光の干渉を正当に計算できることを確認した.つぎに,完全導体で囲まれた空間に置かれた非球形ではあるが,ごく簡単な形状の完全導体粒子による散乱を計算し,電波工学の分野で他の方法で求められている解との比較を行って,これに関しても,妥当な解を得られることを確かめた.さらに,無限空間に置かれた2次元円柱による,非一様強度分布をもつレーザービームの散乱を計算し,Generalized Lorentz-Mie法で得られている結果との比較検討を行なった.その結果,計算上の境界を十分遠くに置いた場合には,直接差分解法も十分良好な結果を与えるが,その場合は計算負荷が重くなり,境界を近づけた場合には,計算上の境界においてわずかながら反射が生じ,これが計算結果を乱すことが明らかになった.このため,計算上の境界における境界条件の与え方について改良を進め,反射をほぼ完璧に抑制する方法に目処がついた.粒子の分散挙動を研究するには,個別非球形粒子のサイズをできれば速度とともに捉える必要があることを踏まえ,非球形粒子群中の個別粒子のサイズ・形状を光学的に計測する手法を開発するための基礎として,粒子によるレーザ光の散乱を数値予測するプログラムの開発を進めた.まず最初は,計算負荷の二次元場において,よく知られた干渉問題の計算を電磁方程式の直接差分解法で行い,この計算法が光の干渉を正当に計算できることを確認した.次に,完全導体で囲まれた空間に置かれた非球形ではあるが,簡単な形状の完全導体粒子による散乱を計算し,電波工学の分野で他の方法で求められている解との比較を行って,これに関しても妥当な解が得られることを確認した.通常の散乱問題を扱うためには,計算領域端における反射が計算結果を乱すため,計算領域端のすぐ内側に,内部領域と屈折率が等しく,その表面では反射を生じない吸収層を配置する方法で反射を抑制する方法を工夫し,散乱対による散乱模様を乱させないことに成功した.2次元円柱による散乱のシミュレーション結果を実験的に検証するための装置の製作を行い,CCDカメラで散乱パターンを捕捉することができた.現在,検証作業中である.
知覚過敏抑制材の効果　光化学トレーサー法による象牙質透過性の解析

知覚過敏症の後戻りの原因はいまだに解明されていない。我々は、象牙質透過性の定量的計測法を開発し、知覚過敏抑制材の効果を経時的に解析する手法を確立した。本研究では象牙質透過性計測の実施と微細形態学的解析を行い、抑制効果が時間と共に変化するプロセスを解析した。その結果、ごく微少な粒径の結晶生成でも高い透過性抑制効果を示し、象牙細管内の結晶生成には意義がある事、レジン系材料では特定成分の濃度と時間の経過が透過性に影響を与える事、リン酸カルシウム系材料では、使用する溶液で内部結晶の生成量や構造が変化する事が判明した。知覚過敏処置後における症状の後戻りの原因ならびそのプロセスはいまだ解明されていない。その理由として症状に着目したin vivo解析および象牙質透過性を対象としたin vitroシミュレーションの困難さがあげられる。我々は、ルミノール化学反応を応用した象牙質透過性の定量的計測法を開発し、知覚過敏抑制材の効果を経時的に解析する手法を確立した。本研究では知覚過敏処置後における象牙質透過性計測の実施と、並行して象牙質に対する微細形態学的解析を行い、知覚過敏抑制効果が時間と共に変化するプロセスを解明しより実効性ある知覚過敏抑制法を確立する事を目的としている。我々の開発した装置は、ヒト象牙質の透過性を簡便にしかも透過量の瞬間的な変動を捉え高速サンプリングをしている。平成24年度では、従来比5倍感度で発光を検知できる新規の象牙質透過性測定装置を作製し、より精細な解析が期待できるようになった。本年度ではまず、象牙細管内に結晶を生成させる方法と類似の構造原理が考えられるスメア層を表面に作製する方法の効果検証を行い、どのような形態の結晶生成物を作製すべきかを象牙細管の透過性をシミュレートしながら形態学的に検討した。その結果、象牙細管に比較してごく微少な粒径の物でも透過性抑制効果は非常に高い物である事から、結晶生成物を象牙細管内に生成させることには意義がある事を立証した。また、レジン系被膜を象牙質表層に作製してその成分が透過性に及ぼす影響についても検討したが、この種の知覚過敏抑制材では使用する特定成分の濃度が影響を与える事、また細管内の水分による加水分解等の影響が示唆され、3ヶ月が過ぎる頃から透過性が亢進し、時間の経過が透過性に影響を与える重要な因子になる事を明らかにした。知覚過敏処置後における症状の後戻りの原因とプロセスはいまだ解明されていない。理由としては症状に着目したin vivo解析および象牙質透過性を対象としたin vitroシミュレーションの困難さがあげられる。我々の開発した装置では、ヒト象牙質の透過性を簡便にしかも透過量の瞬間的な変動を捉えた高速サンプリングをしている。23年度においてはこの装置の大幅な改造を行い、基本性能が以前に比べ5倍の感度で検知できるようになり、より精細な解析ができるようになった。24年度では、象牙細管内に結晶を生成させる方法と類似の構造原理が考えられるスメア層を表面に生成する方法の効果検証を行い、象牙細管の透過性をシミュレートしながら形態学的に検討した。その結果、ごく微少な粒径の物でも透過性抑制効果は非常に高かった事から、結晶生成物を象牙細管内に生成させることには意義がある事を立証した。また、レジン系被膜を象牙質表層に作製してその成分が及ぼす影響についても検討した。その結果、時間の経過と共に特定成分の濃度が影響を与える事とレジン系成分の加水分解の影響が透過性に影響を与える重要な因子である事を明らかにした。25年度ではリン酸カルシウム系等の材料を使用して象牙細管内に結晶を生成させる方法について、結晶生成状況を電子顕微鏡により確認しながら、象牙質透過性抑制効果について検討を開始した。これらの材料は生体適合性が高い材料と考えられているが、これらでは試料を保管する溶液で内部結晶の生成量や構造が変化する事が判明した。さらに塗布条件の違いや保管期間なども象牙質透過性に影響を及ぼしている事がわかった。今後より生体適合性の高い象牙質知覚過敏抑制材の開発に向け、さらなる検討を行う予定である。

本研究では知覚過敏処置後における象牙質透過性計測の実施と、並行して象牙質に対する微細形態学的解析を行い、知覚過敏抑制効果が時間と共に変化するプロセスを解明しより実効性ある知覚過敏抑制法を確立する事を目的としている。我々の開発した装置は、ヒト象牙質の透過性を簡便にしかも透過量の瞬間的な変動を捉え高速サンプリングをしている。その構造は、片側のchamberに充填された発光トリガー液を加圧する事によりトリガー液が象牙質試験片内に浸透し、もう一方のchamberに充填された化学発光試薬ルミノールに達して化学発光を生じる。その強度を高感度フォトダイオードにて検知して、時系列的に計測しながらコンピューターで処理することで試料の透過性を計測している。平成23年度では、大震災によりこの装置にも被害がおよび正常に作動しなくなったため新たに作製直したが、その際にパイプ等の配置を変更し、センサーをより感度の高い物に交換した。この実験計測装置の基本性能について試験したところ、以前のものに比べ5倍の感度で発光を検知できる事がわかった。この検知精度の向上により、より微量の化学発光を捉える事が可能となり、より軽微な象牙質内溶液の透過を検知てきる事となり精細な解析が期待できるようになった。本年度では当初の予定どおり象牙細管内に結晶を生成させる方法と象牙質表面に皮膜を生成させる方法での実験を開始し、現在短期の例について解析を開始している。本年度では、前年度に改良したルミノール化学発光を利用した象牙質透過性測定装置を用いて、使用する象牙質ディスクの基本的透過性、個々の試料のバラツキや象牙質表面に必ず生じるスミヤ層の影響を考慮しながらコントロール数を増やし、統計学的に信頼できるサンプル数について検討した。さらに、これらの値を参考にしながら、象牙細管内に結晶を生成させる方法と類似の構造原理が考えられるスメア層を表面に作製する方法の効果検証、レジン系被膜を象牙質表層に作製してその成分が透過性に及ぼす影響についての検討および象牙細管内に結晶を生成させてその生成物を詳細に検討する事に着手しており、ほぼ計画どおり考えられる。本年度では、本研究で使用するルミノール化学発光を利用した象牙質ディスクの透過性測定装置を改良するとともに、使用する象牙質ディスクの基本的透過性、個々の試料のバラツキや実際に研究に使用するスミヤ層がある状態での試料の透過性を計測し、コントロールとなる値を測定した。また現在臨床的に広く用いられている象牙質透過性を抑制する3種類の方法のうち細管内に結晶を生成させる方法、象牙細管開口面を被膜状にレジン系材料で封鎖する方法のそれぞれについて、透過性抑制が失われ始める時期、すなわち後戻りが始まる時期を見いだすための計測を開始しており、ほぼ計画どおり考えられる。平成24年度に計画した象牙細管に結晶を生成させる方法では透過性抑制効果の補足が期待どうりに得られたが、象牙細管内に結晶を生成させたり沈着させる方法には様々な方法が考えられておりその原理も多数存在する。結晶がどのように生成されそれが透過性にどのように影響をおよぼすのかを解明する事は重要である。そこで本研究においても、生成される結晶について象牙質内部、特に細管内の状態と結晶の大きさ、分布や構造と透過性の関係についてFTIRやEPMA分析等で解析し、結晶化の過程を詳細に検討する事で効率的に結晶化をおこさせる方法を探る。また、象牙細管開口面を皮膜状にレジン系材料で封鎖する方法の透過性試験については試料数を増やしながら遂行し、透過性抑制効果破壊の過程を詳細に分析する。