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代数多様体の無限系列の研究

(1)多変数巾級数の有理性判定に関する定理を、広島大学の木村俊一氏・首都大学の黒田茂氏との共同研究により発見した。応用として、モチーフ的Euler-Chow級数が必ずしも有理的でないことを証明した。(2)カンドル構造を持つ代数多様体としてカンドル多様体を定義し、その構造に関する研究を行った。また、いわゆる数論的曲線からあるカンドルを定め、そのカンドルからもとの数論的曲線を復元するという問題を考察した。今年度は、研究の目的1の「一つの代数多様体に付随する多様体の系列の研究」に関連して、代数カンドルの研究を行った。カンドルとは二項演算によって定まるある種の代数系であり、彩色数などの結び目の不変量を与えるものとして多くの研究がなされている。空間構造を持つカンドルは位相カンドルと呼ばれ、彩色数の一般化として彩色空間と呼ぶべき空間を各結び目に対して定める。本研究との関連では、結び目の無限系列から得られる彩色空間の系列がどのような性質を満たすか、という問題は興味深いと思われる。対称空間やその一般化である正則s多様体は位相カンドルの例であり、ファイ空間と呼ばれるある種の等質空間としても記述できるということが微分幾何において知られていた。今回の研究では、代数カンドルを被約かつ既約な代数多様体の構造を持つカンドルとして定義し、その作用の軌道などについての基本的な事実を示した。これを用いて、標数0の体上で、内部自己同型群と呼ばれる群によって任意の二元が結ばれるような代数カンドルが、やはりある種の等質空間として表せることを証明した。論文は準備中である。また、代数カンドルのコホモロジー理論についても予備的な考察を行った。また、前年度に得られていた、多変数有理関数の巾級数展開の錐の閉包が有理多角錐になるという結果について、一般論も含めて整理し、論文としてまとめた(木村俊一氏・黒田茂氏との共同研究、投稿中)。今年度は、研究の目的1の「一つの代数多様体に付随する多様体の系列の研究」に関連して、前年度に引き続いてカンドル多様体(代数カンドル)の研究を行った。カンドルとは二項演算によって定まる代数系であり、結び目の不変量に関連して多くの研究がなされている。前年度の研究においては、カンドル多様体を代数多様体の構造を持つカンドルとして定義し、その作用の軌道などについての基本的な事実を示し、標数0の体上で、内部自己同型群が推移的に作用するようなカンドル多様体が、ある種の等質空間として表せることを証明した。今年度は、この結果をまとめて発表するとともに、より具体的なカンドル多様体の研究および彩色のなす空間の研究を行った。まず、一次元の(形式)カンドル多様体について、ある点において接空間に誘導される演算が自明な場合について調べた。標数0の場合、その点は内部自己同型群の作用で動かないことが予想されるが、このことを、座標を用いた具体的な計算およびリー環を用いた議論という二つの方法で証明した。また、正標数では反例を作った。また、結び目とカンドル多様体に付随する彩色空間について調べた。特に、タングルを繰り返して得られる結び目・リンクの列について彩色空間の列を調べることは興味深いと考え、いくつか具体的な系列について計算を行った。現在までの計算では、motivic ring係数で考えた母関数や定義体の系列について興味深い例が得られている。23年度は、研究の目的2に記した「1つの代数多様体に付随する多様体の系列・無限次元空間の研究」について、モチーフ的Euler-Chow級数と呼ばれるものの有理性を考察することを計画していた。これに関連して、多変数巾級数の有理性判定に関する定理を発見した。これは広島大学の木村俊一氏・首都大学の黒田茂氏との共同研究であり、論文は準備中である。1つの代数多様体から、その部分多様体をパラメータ付けするChow多様体の無限系列が定義される。それらのEuler標数の母関数がEuler-Chow級数と呼ばれる多変数巾級数であり、Elizondoらによってトーリック多様体の場合の有理性が証明されていた。そこで、一般の多様体の場合に有理性が成り立つか、ということが問題となった。有理性の判定のために、多変数巾級数の錐、すなわち0でない係数を持つ単項式で生成される錐に着目すると、級数が有理的であれば錐が特殊な形をしているのではないかと予想される。これは自然な予測であり、非有理性の証明に使いやすいものであるが、今までに公表されているものを発見できなかった。そこで、正しい定式化を与え、証明した。結論として、錐は必ずしも有限生成でないが、その閉包は有限生成である。証明は代数学的な手法および非Archimedes解析的な手法によるものの二つを与えた。応用として、Euler-Chow級数は必ずしも有理的でないことを示した。今年度は、研究目的の「一つの代数多様体に付随する多様体の系列の研究」に関連して、いわゆる数論的曲線からあるカンドルを定め、そのカンドルからもとの数論的曲線を復元するという問題を考察した。カンドルとは、二項演算により定まるある種の代数系であり、結び目や絡み目の不変量に関連して多くの研究がなされている。特に、結び目の同値類は、対応する「結び目カンドル」によって定まることが知られている。

一方、数論的な状況において、数論的基本群から多様体を復元する問題は、「遠アーベル幾何学」として多くの研究がなされている。さらに、結び目と素数の間には様々な類似性が観察されている。そこで今年度の研究では、いわゆる数論的曲線、すなわち代数体の整数環のスペクトラムの開集合について、結び目カンドルの類似を定めた。これは、各有限次ガロア被覆に対して、フロベニウス写像を用いてカンドル構造を定義し、その射影極限として得られる位相カンドルである。結び目補空間の中のループの類似物として、素数の集合を考える。これについて、まず、ガロア群との関係などの基本的な一般論を調べた。また、有理数体または二次体の整数環のスペクトラムから一点を除いたものについて、基本群のアーベル化が無限群であり、ループに対応する素数の集合が密度1である場合に、かなりの部分をカンドルから復元できることを証明した。証明はp進数の超越性に関する結果を用いるものであり、興味深い。なお、論文は現在準備中である。今年度は、数論的スキームに付随するカンドルおよびカンドル多様体上の加群に関する研究を行った。前年度は、数論的スキームおよびそのガロア被覆に対してあるカンドルを対応させ、特に、結び目カンドルの類似と見ることのできるカンドルを定義した。またこのカンドルからもとの数論的スキームの情報を復元する方法について研究を行い、主に有理数体または二次体の整数環のスペクトラムの場合に多くのことが復元できることを示していた。今年度はこの結果を整理・拡充し、論文にまとめて投稿を行った。また、前々年度までに行ったカンドル多様体に関する研究と合わせ、口頭での成果発表を二件行った。カンドル多様体については、代数的に連結という性質を満たすものがある種の等質空間としてあらわされることを既に示していた。今年度は、カンドルのコホモロジー理論をカンドル多様体の場合に調べるため、その基礎としてカンドル多様体上の加群の概念に関する研究を行った。特に、線形化した代数の表現との関係について考察を行った。これは、リー群の表現とリー環の表現の関係に相当するものである。カンドル多様体のうち「正則s空間」と呼ばれるものには線形化としてリー山口代数と呼ばれるものが大体対応するが、リー山口代数の表現にはいくつかの変種が定義されており、これらがカンドル上の種々の加群の概念に対応することを観察した。この結果については、今後コホモロジーに関する研究とともに発表することを予定している。(1)多変数巾級数の有理性判定に関する定理を、広島大学の木村俊一氏・首都大学の黒田茂氏との共同研究により発見した。応用として、モチーフ的Euler-Chow級数が必ずしも有理的でないことを証明した。(2)カンドル構造を持つ代数多様体としてカンドル多様体を定義し、その構造に関する研究を行った。また、いわゆる数論的曲線からあるカンドルを定め、そのカンドルからもとの数論的曲線を復元するという問題を考察した。数論的な状況でのカンドルの応用という、新しい研究対象を発見することができたため。代数幾何学数論的曲線のカンドルからの復元を、より一般の場合に調べる。また、カンドル多様体の局所理論、カンドル多様体による彩色空間の無限系列などについて詳細な研究を行う。研究の当初に予定していなかった方向ではあるが、代数カンドルという研究対象が得られ、今後の発展も期待できるため。
水酸アパタイトをコーティング処理した人工関節の基礎的研究

水酸アパタイトは非荷重下においては優れた生体親和性と骨結合能を有しているが、荷重下におけるその動向は不明である。そこで単一の回転軸と髄内固定用ステムを有する金属材料に水酸アパタイトをプラズマ溶射法によりコーティングしこれを成犬大腿骨中央部を切断しその欠損部に挿入した。1年経過後もコーティング層の剥脱はなく、骨と金属材料の間には結合組織の介在はなく直接骨と結合していた。一方コーティング処理を施していない金属材料では骨との間に結合組織の介在と周囲骨組織の吸収像を認めた。即ち水酸アパタイトは荷重下においても優れ生体親和性を骨結合能を有していることが認められた。臨床応用を考える時、そのコーティング層の至適厚さの究明、凹凸面への均一なコーティングを可能とする技術が重要となる。プラズマ溶射法によるコーティング処理では凹凸面に対して均一なコーティング層が得られず、またその厚さも50μmと厚くなる欠点を有している。そこでこれらの欠点を補うべく新たに開発された熱分解法によるコーティング処理したものとプラズマ溶射法によるものと比較検討した。両コーティング処理法によるコーティング材を成犬長管骨に埋入し、4週12週で屠殺し引き抜き試験よび組織額的観察を行った。引き抜き強度は埋入後4週では両者ともほぼ同等の強度を示すが、埋入後12週ではプラズマ溶射法によるコーティング材の方がより高い値を示した。また組織学的にもより多くの新生骨を認めた。熱分解法によるコーティングはプラズマ溶射法に比べて骨結合能が低くなっているが、これは水酸アパタイトの他にリン酸シカルシウム等を含有しているためと思われ改良の余地をを残している。しかしながら熱分解法によれば5μmの薄膜コーティング、凹凸面の均一なコーティングが容易であることから臨床応用に際して大きな利点を有している。人工関節は臨床的に数多く使用されているが,その多くは骨セメントを用いて固定されたものである.セメントの体内毒性は知られるところであり,近年セメントを用いない人工関節が開発され臨床応用されるようになった.しかしながらその固定性は骨による直接の固定力を期待するものであるため長期間を要し,また骨萎縮のある症例には適応とならない.そこで本研究では生体親和性にすぐれた水酸アパタイトを金属材料にプラズマ溶射法を用いてコーティングし,荷重下におけるその生体親和性と骨結合能について検討した.非過重下においてはその優れた生体親和性と骨結合能はすでに検証されている.SUS316-Lを用いて単一の回転軸と髄内固定用ステムを有する試料を作製し,水酸アパタイトコーティングを行ない,これを雑種成犬の大腿骨中央部を切断しその欠損部に挿入した.経時的にX線撮影を行ない,挿入後1ケ月, 3ケ月, 1年で屠殺し,非脱灰薄切研磨標本を作製した.これを軟X線撮影後HE染色を行ない,組織学的に検索した.コントロール群(サンドブラスト加工したSUS316-L使用)では骨とインプラントの間に常に結合組織の介在を認めるとともに周囲骨組織の吸収を認めた.一方水酸アパタイトコーティング群では, 1年経過例でもコーティング層の剥脱はなく,密な海綿骨骨梁と直接結合している像を認めた.この骨梁は皮質骨へと連続しており骨吸収像は認めなかった.

このように荷重下においてもインプラントと骨は強固に結合しており,荷重伝達の面でも結合組織の介在なくインプラントから骨へ直接伝達されると考えられる.これらの動物実験からセメントレス人工関節に水酸アパタイトコーティングをすることにより,より早期の荷重,固定性の確保,その適応の拡大が得られると期待される.金属材料に水酸アパタイトをコーティングすることにより荷重下においてもインプラントと骨の境界には軟部組織の介在はなく,水酸アパタイトと骨が直接結合することは前年度の研究により明らかにされている。しかしながら,プラズマ溶射法によるコーティング処理では凹凸面に対して均一なコーティング層が得られず,またその厚さも50μm以上となり骨と水酸アパタイトの境界よりもコーティング層での破綻が懸念される。そこで新しく開発された熱分解法によるコーティングと従来のプラズマ溶射法によるものと比較検討した。因みに熱分解法によるコーティング層の厚さは約5μmであり,凹凸面へのコーティングも容易である。熱分解法による水酸アパタイト薄膜コーティング金属材およびプラズマ溶射法によるコーティング金属材を作製し成犬長管骨に埋入した。埋入後4週,12週で屠殺し試料を骨ごと摘出し引き抜き試験を行なった。また試料の一部から非脱灰研磨標本を作製し組織学的観察を行なった。引き抜き強度は埋入後4週では熱分解コーティング材が39kg/cm^2,プラズマコーティング材が42kg/cm^2とほぼ同じ強度を示した。埋入後12週では熱分解コーティング材が37kg/cm^2,プラズマコーティング材が65kg/cm^22の強度を示した。組織学的には熱分解法およびプラズマ溶射法によるコーティング材の周囲に新生骨を認め軟部組織の介在は認めなかったが,直接骨と接している部分はプラスマコーティング材の方が多くみられた。このように熱分解法によるコーティングはプラズマ溶射法に比較して力学的,組織学的に劣っているが,これは水酸アパタイトの他にリン酸三カルシウム等を含有しているためと思われさらに改良の余地を残している。しかしながら,熱分解法によるコーティングは約5μmの薄層コーティングが可能であり,また凹凸面のコーティングも容易なことから臨床応用に際しての大きな利点を有している。
介護支援を目指した空気圧駆動マニピュレータのコンプライアンス制御に関する研究

1.介護支援を目的とした3自由度空気圧駆動マニピュレータを設計・製作するため,昨年度購入した小型エア・レギュレータと,16mm,20mm,25mmのそれぞれ異なる内径を持つ3種類の低摩擦型エア・シリンダを組み合わせた駆動装置は,外部から加えられる変位に対するコンプライアンス特性が変位速度とエア・シリンダの内径に大きく依存することが実験により確かめられた.2.そこで,エア・レギュレータとエア・シリンダからなる空気圧駆動部の異なる速度変位に対する動的コンプライアンス特性を正確に計測するための計測装置を製作した.計測装置は,変位を発生させる直動電動シリンダ,エア・シリンダからの抗力を計測するためのフォースセンサ,シリンダの変位とフォースセンサの出力を計測するためのインタフェースボードとRT-Linuxが動作するパーソナルコンピュータから構成されている.3.内径16mmのエア・シリンダでは,50mm/s以下の速度で押しこんだ場合にエア・レギュレータの圧力調整機構が変位とつりあうため,シリンダ内部の空気圧を調整してもコンプライアンス特性に大きな変化が現れないことがわかった.4.内径25mmのエア・シリンダであれば,30mm/sから200mm/sの押しこみ速度に対して,シリンダ内部の空気圧とシリンダのコンプライアンス特性が比例関係にあることが確かめられた.また,この比例係数は押しこみ速度に依存せず,ほぼ一定の値となることが分かった.5.得られた空気圧駆動系の特性を用いて,介護支援に利用できるマニピュレータの設計を行った.1.介護支援を目的として,病人の食事を支援できるような空気圧によって駆動される3自由度小型マニピュレータの基本的な構造を設計した.マニピュレータの駆動には低摩擦型のエア・シリンダを使用し,シリンダの左右の気室に供給する空気の圧力をエア・レギュレータによって制御する構造とした.シリンダは圧力差によって力を発生するが,圧力のバイアス分によって外力に対する硬さの特性が変化するという特徴をもつため,この性質を利用して関節に受動的な柔軟性を持たせるものとした.2.これまで当研究室で使用していたものよりも小型で高性能なエア・レギュレータが製品化されたため,これを新規に購入し,新規に組み立てた制御用のコンピュータや新規に購入したインタフェースボードと組み合わせてマニピュレータの駆動系を構築した.制御系の構築には無料で使用できるリアルタイムOSである,RT-Linuxのバージョン3を新たに採用した.3.エア・レギュレータの基本的な性能を測定するための実験装置を製作し,入力電圧-出力空気圧間の静特性,時間応答特性などを計測した.4.計測したデータから、エア・レギュレータの入出力に関する動力学特性のモデルを構築し,そのパラメータの同定を行った.特に,圧力を増加させる際と減少させる際で時間応答特性が異なることが確かめられたので,状況に応じてモデルを切り替える手法を検討した.5.数種類の異なる内径を持つ低摩擦型エア・シリンダを購入し,エア・レギュレータと組み合わせて制御した場合の動特性と,外力に応答する際の受動的な特性であるコンプライアンス特性を計測した.1.介護支援を目的とした3自由度空気圧駆動マニピュレータを設計・製作するため,昨年度購入した小型エア・レギュレータと,16mm,20mm,25mmのそれぞれ異なる内径を持つ3種類の低摩擦型エア・シリンダを組み合わせた駆動装置は,外部から加えられる変位に対するコンプライアンス特性が変位速度とエア・シリンダの内径に大きく依存することが実験により確かめられた.2.そこで,エア・レギュレータとエア・シリンダからなる空気圧駆動部の異なる速度変位に対する動的コンプライアンス特性を正確に計測するための計測装置を製作した.計測装置は,変位を発生させる直動電動シリンダ,エア・シリンダからの抗力を計測するためのフォースセンサ,シリンダの変位とフォースセンサの出力を計測するためのインタフェースボードとRT-Linuxが動作するパーソナルコンピュータから構成されている.3.内径16mmのエア・シリンダでは,50mm/s以下の速度で押しこんだ場合にエア・レギュレータの圧力調整機構が変位とつりあうため,シリンダ内部の空気圧を調整してもコンプライアンス特性に大きな変化が現れないことがわかった.4.内径25mmのエア・シリンダであれば,30mm/sから200mm/sの押しこみ速度に対して,シリンダ内部の空気圧とシリンダのコンプライアンス特性が比例関係にあることが確かめられた.また,この比例係数は押しこみ速度に依存せず,ほぼ一定の値となることが分かった.5.得られた空気圧駆動系の特性を用いて,介護支援に利用できるマニピュレータの設計を行った.
二個体間における協調の形成と崩壊の予測符号化に基づくロボット構成論的理解

本研究は他者との協調を支える認知情報処理機構の理解を目的とし,構成論的手法により取り組む.特に,(i)環境変化や他者のふるまいといった外的要因と(ii)自己の将来の行動に関する計画や意図といった内的要因により生じる協調の形成とその崩壊に関する動的過程に着目する.具体的には,脳の情報処理の仕組みとして提案されている予測符号化を再帰型神経回路モデルにより具現化し,二台のロボットそれぞれに実装する.そして,実環境における二台のロボット間の相互作用学習実験を行う.他者(ロボット)との相互作用の結果生じる互いの意図の動的な収斂と発散により,協調の形成・崩壊に関する動的過程が観察可能であると期待される.本研究は他者との協調を支える認知情報処理機構の理解を目的とし,構成論的手法により取り組む.特に,(i)環境変化や他者のふるまいといった外的要因と(ii)自己の将来の行動に関する計画や意図といった内的要因により生じる協調の形成とその崩壊に関する動的過程に着目する.具体的には,脳の情報処理の仕組みとして提案されている予測符号化を再帰型神経回路モデルにより具現化し,二台のロボットそれぞれに実装する.そして,実環境における二台のロボット間の相互作用学習実験を行う.他者(ロボット)との相互作用の結果生じる互いの意図の動的な収斂と発散により,協調の形成・崩壊に関する動的過程が観察可能であると期待される.
電気化学的pH制御によるミトコンドリア中ATP合成の制御

申請者が提案した電気化学的pH制御によるミトコンドリア中ATP合成の制御の研究計画は,1各素子の基本性能の向上と集積化によりpH制御システムを改善させること,2ミトコンドリアの操作技術およびミトコンドリア内ATP合成をデバイスで制御することである.1においては,以下の2つの成果を得た.・電気化学的pH制御システムの構築:申請者は,これまでに溶液のプロトン(H+)と親和性の高いPd protode電極およびカーボンナノナノチューブによるスーパーキャパシタ電極を組み合わせることで溶液中のpHを制御できる電気化学的バイオトランスデューサの開発に成功した.本研究では,希少価値が高く,かつ還元電位が高いPd電極を導電性高分子に置き換えることで,オール有機物で構成できる生体に安全なpH制御システムの実現に成功した.・ミトコンドリアの単離技術および機能評価:ここでは,細胞をすりつぶすことなく,細胞膜だけを穏やかに壊し,細胞外へミトコンドリアを単離する革新的なダメージフリー精製法を開発した.2においては,以下の成果を得た.・電気化学pH制御によるミトコンドリアのATP合成および酸素呼吸を評価:ここで使用するミトコンドリアは,純度や活性の高い動物(主にブタ)の心臓から単離されたものであり,植物のジャガイモなどから単離したものと比較して約100倍活性が高い.また,単離したミトコンドリアにおいて,pHを8.3から7.4へと変化させると,ATP合成が1.64倍大きくなること確認し,これらpH変化によるATP合成はATP合成酵素由来の変化であることを確認した.最後に,申請者が開発したProtode電極と組み合わせることで,電気化学的pH制御によってミトコンドリアから合成されるATP量を制御することに成功した.本申請は,申請者がこれまでに開発した電気化学式バイオトランスデューサを用いて溶液中ないしは電極表面のpHを制御することで,生きたミトコンドリアの膜内外で生じるプロトン濃度勾配を外から制御し,それに伴うATP合成を制御することを主たる目的とする.これら実現により,本研究がイオン(ここでは水素イオン)を介してデバイスと生体素材が双方向に情報伝達できる革新的インタラクティブバイオ界面を創出する礎になると,申請者は考えている.申請者が提案する電気化学的pH制御システムおよびミトコンドリア中ATPの合成制御の研究計画は,29年度において,各素子の基本性能の向上と集積化によりpH制御システムを改善させることを主たる目的とし,30年度において,ミトコンドリアの操作技術およびATP合成などの生体機能を制御することで完成させる予定である.29年度において,既にオール有機物で構成される電気化学的pH制御システムの開発およびこれらpH制御技術を用いたミトコンドリア内ATP合成制御を実現させることに成功しており,順調な成果を得ていると,申請者らは考えている.現在,これら成果をまとめるべく,国際論文として著名な海外雑誌に投稿中である.ミトコンドリア内ATP合成は,そのプロセス過程(イオン・電子制御)に医学的,工学的な関心が高まっており,本研究はミトコンドリアの基礎的知見を工学分野から発信できると言える.さらに,多くの生体はpHに応じてその反応が変化するため,申請者らが開発した電気化学式バイオトランスデューサと組み合わせることで,プロトンを介して生体反応を制御できることが予想される.申請者が提案する電気化学的pH制御システムおよびミトコンドリア中ATPの合成制御の研究計画は,29年度において,各素子の基本性能の向上と集積化によりpH制御システムを改善させることを主たる目的とし,30年度において,ミトコンドリアの操作技術およびATP合成などの生体機能を制御することで完成させる予定であったが,29年度において,オール有機物で構成される電気化学的pH制御システムの開発およびこれらpH制御技術を用いたミトコンドリア内ATP合成制御を実現させることに成功した.これまで申請者らの研究では,溶液中のプロトン(H+)と親和性の高いパラジウム金属電極を用いてきた.しかし,パラジウムは希少金属であり,また還元反応に高い電圧が必要なため,生体内での利用に適さなかった.そこで,生体適合性が高く,かつプロトンと優れた親和性を持つ導電性高分子(sulfonated polyaniline, SPA)を新たに開発した.スルホン基を有するポリアニリンは,モノマー(アニリン)とフルオロスルホン酸を含む混合溶液中で電気化学的に重合することで作製される.プロトン反応を引き起こす酸化還元電位は,±0.5V以下と低く,かつ,Pdなど金属電極と比べ副反応が圧倒的に少ないことが分かった.さらに,本有機ptrotode電極を用いることで,10mM Tris-HCl緩衝液のpHを電気化学的に制御することにも成功した.本研究で使用したミトコンドリアは,純度や活性の高い動物(ブタ)の心臓から抽出したものであり,植物のジャガイモなどから単離したものと比較して約100倍活性が高い.ここでは,先ずSPAマイクロ電極上にミトコンドリアを吸着させ,電気化学的に電極周辺のpHを制御することで,それに付随してミトコンドリア内pHの変化およびATP合成制御が可能かどうかを確かめた.申請者が提案した電気化学的pH制御によるミトコンドリア中ATP合成の制御の研究計画は,1各素子の基本性能の向上と集積化によりpH制御システムを改善させること,2ミトコンドリアの操作技術およびミトコンドリア内ATP合成をデバイスで制御することである.1においては,以下の2つの成果を得た.

・電気化学的pH制御システムの構築:申請者は,これまでに溶液のプロトン(H+)と親和性の高いPd protode電極およびカーボンナノナノチューブによるスーパーキャパシタ電極を組み合わせることで溶液中のpHを制御できる電気化学的バイオトランスデューサの開発に成功した.本研究では,希少価値が高く,かつ還元電位が高いPd電極を導電性高分子に置き換えることで,オール有機物で構成できる生体に安全なpH制御システムの実現に成功した.・ミトコンドリアの単離技術および機能評価:ここでは,細胞をすりつぶすことなく,細胞膜だけを穏やかに壊し,細胞外へミトコンドリアを単離する革新的なダメージフリー精製法を開発した.2においては,以下の成果を得た.・電気化学pH制御によるミトコンドリアのATP合成および酸素呼吸を評価:ここで使用するミトコンドリアは,純度や活性の高い動物(主にブタ)の心臓から単離されたものであり,植物のジャガイモなどから単離したものと比較して約100倍活性が高い.また,単離したミトコンドリアにおいて,pHを8.3から7.4へと変化させると,ATP合成が1.64倍大きくなること確認し,これらpH変化によるATP合成はATP合成酵素由来の変化であることを確認した.最後に,申請者が開発したProtode電極と組み合わせることで,電気化学的pH制御によってミトコンドリアから合成されるATP量を制御することに成功した.29年度において,細胞より単離したミトコンドリアから生成されるATP合成を電気化学的に制御することに世界で初めて成功した.平成30年度は,よりチャレンジな試みをしたいと考えており,その詳細を以下に記載する.ATP合成は,NADH酸化による電子輸送とプロトン濃度勾配によるイオン輸送の二つが重要であり,とりわけ電子輸送効率の低下は活性酸素生成など体に害を及ぼす酸化ストレスを引き起こすことが知られている.30年度は,電気化学的pH制御によって変化するミトコンドリア内の電子・イオン輸送を解析する新たなチャレンジを試みる.さらに,細胞内に存在するミトコンドリアのATP合成を申請者らのpH制御システムを使って直接制御する取り組みも行う.これは,現在,単離したミトコンドリアを用いて実験しているが,単離ミトコンドリアは1時間程度で失活することから,機能のより詳細を解析することが困難であることと同時に,細胞内でのミトコンドリアの振る舞いを調査することが必至だからである.一方,電気化学的なpH制御を電極で行う場合,バッファー濃度と電極の表面積の関係を明らかにすることは重要である.そこで,様々な緩衝液においてもpH制御が可能であること,また,カーボンナノ微粒子やナノチューブを被覆することで比表面積を増加させ,pH制御システムの性能を改善する取り組みも行う.ナノ微粒子などを修飾した電極はナノ・マイクロ構造体が三次元に集積したものであり,その際,構造体内部へ如何にプロトン輸送を妨げることなく作製するか?がカギと言える.当初計画していた論文掲載費や実験材料費を次年度に使うことになったため.
病弱児のセルフケア行動の形成に関する研究

病弱児(慢性疾患児)のセルフケア行動の形成のために基礎的研究を行った。研究は発達心理学敵視点とパーソナリティ(認知スタイル)の視点から実施された。この結果、子どもの発達とセルフケア行動の形成に関しては、10歳11歳において、病気に関連する知識の発達に大きな変化がみられること。また、そのため、この年齢以前の子どもに対しては通常成人に行うような患者教育が不可能であり、特別な配慮が必要であることがわかった。また、パーソナリティとセルフケア行動との関連では、ローカス・オブ・コントロールを中心とした検討が行われ、病弱児全般に外的統制型が多いこと、また外的統制傾向が強くなりすぎるとセルフケア行動の形成に問題が生じることが明らかとなった。外的統制傾向は、日常的な教育やしつけ、また心理的治療としては帰属療法などがあり、これらを通じて改善が可能である。また病院内学級の教育内容に関する全国調査では、特に普通小中学校の特殊学級として設置されている院内学級において、教員が専門的な知識、情報を得る機会が限られており、セルフケアを目指す患者教育のために改善しなければならないことが示唆された。小畑は病児の身体内器官の発達を調査し,探索的データ解析の手法を用いて,分析し,各器官の機能の理解の程度を研究した。結果として,病弱児(今回は喘息児)の方が,身体機能の知識が健康児より劣っていることが明らかとなった。以上の分析の結果は日本特殊教育学会第33回大会にて発表された。村上は病弱児を対象としてLocus of Controlに関する調査を進めている。また一方血友病児,喘息児,食物アレルギーの3事例について,セルフケアを「したくない」状況の分析をし,その「したくない」状況が個人の認識形態や生活パターンと結びついて獲得されるものであると結論した。この症例研究の結果は日本特殊教育学会第33回大会にて発表された。平成8年度は本調査の実施を行なった。小畑は病弱児の病気に関する知識に加え、自己の身体の機能、メタ認知に関する調査を実施し分析した(一部は分析中)この結果、小学校年限だと小学56年の間に、病気、身体に関する知識が増加するとともに構造化されてくるという知見を得た。村上は少数事例の追跡研究から発作的疾患の場合、かなりの程度で発作を予期し、そのための対処行動をとることが認められたとしている。以上の結果から、自然の状態(つまり特別な教育をしない)では、小学校中学年以降において本人に対してのインフォームド・コンセントが得られセルフ・ケア行動も形成が比較的容易であることがわかった。反面年少児に関しては特別な教育が必要であり、一見理解しているようでも表面的な知識にすぎないことも明らかになった。今後はこの年少児に対するセルフケア行動の形成に関して実験的調査を試みたい。病弱時のセルフケア行動に関する研究として、主にセルフケア行動の基礎となる子どもの認知的発達と人格特性について検討した。小畑は主に認知発達についての調査研究を行い、子どもの病気に関連する知識、概念が1011歳頃に成人と近いものになること、そのため、この年齢の前後ではセルフケア行動形成のための健康教育の方法を変える必要があることを示唆した。村上は主に人格特性とセルフケア行動の関連を検討し、低年齢であるほど、また生活規制が多いほど、ローカス・オブ・コントロールの次元で外的統制型が多く、セルフケア行動の形成のための阻害要因が多くなることを示唆した。さらに、セルフケア行動形成のための教育実態、方法を調べるために、小畑は病弱養護学校における健康教育の実態について全国的な調査を行い、各教育現場での実施の程度や教育内容についての実態を検討した。また、村上はセルフケア行動形成のための事例研究を実施した。
日本学術会議の書庫に所蔵されている資料について、アーカイブズの環境の問題の改善は急ぎ検討すべき重要課題であり、初年度の2017年度後半より本格的にその整備を開始したが、2018年度においても継続的に実施していった。その際、アーカイブズ学を学ぶ大学院生を中心に多くの協力者を得て作業を行った。結果、概要的なクリーニング作業は、本年度で深刻であった部分の多くを終了することができた。具体的には、ほこりやカビなどを1冊ずつ除去する作業である。学術体制史等の歴史研究や、あるいは所蔵者である日本学術会議において資料原本を利活用する場合、このクリーニング作業が終了しているかどうかは、やはり大事な点であろう。但し、そのため、資料の目録作成は予定の通り進められなかった。そのため、次年度以降はその作業に重点を移していきたい。学術体制史研究のほうも、研究分担者を中心としたメンバーにより、日本科学史学会、日本物理学会などで、研究報告が行われた。また、特にアーカイブズ学を専門とする研究者(研究代表者、研究分担者、研究協力者)によって、日本学術会議での文書作成等についての歴史的分析が進められた。これらの研究もまた次年度以降も継続していくこととする。また、これらの調査研究は、日本学術会議の事務局側の大きな理解と協力が重要であった。許可を得て、2011年ごろに当時の職員が作成したと考えられる手書きの所蔵図書目録や刊行されているがデータ化されていない目録を借用し、それらの目録データ化を進めた。まず簡易に表計算ソフトで入力をし、その後、データベース化をした。そしてそれらを事務局側に、通常業務に役立ててもらうべく提供した。所蔵機関とのこういった協力体制は、本科研で重要である。次年度以降も、そういった体制を維持していきたい。書庫内の環境整備の問題への取り組みに予想より時間がかかってしまった点があった。これは、この作業を依頼できる人材を集めることの難しさもあった。しかしながら、本年度中に最優先の領域の分は終了できた。一方、日本の学術体制史研究は、研究代表者、研究分担者、研究協力者の個別の調査と、科研内で情報を共有しながらの調査や議論の中で着実に進められ、関連学会での報告も行うことができた。本科研では研究者が科学史研究、医療政策研究、アーカイブズ学研究、アーキビストと多くの分野にまたがっているが、それゆえにあまり多くの例がないであろう、分野を跨いだ議論や交流が行われている。特に、資料を活用したい研究者とアーキビストの交流は日本では特に少ない事例と考えるが、同時に必要なコミュニケーションであることを本研究の過程で大きく自覚した。今後もそういった点に留意していき、研究機関に所蔵される資料の在り方の議論を高めていきたい。また、所蔵資料の一部について、日本学術会議事務局の内部利用のためのデータを提供できた。アーカイブズ学的な側面では書庫の環境問題の基本的な作業の仕上げを進めていくとともに、利活用に有効な目録情報の整備を今後は進めていきたい。具体的には、日本学術会議事務局と相談の上、資料の簿冊ごとの概要的な書誌情報をデータ化していく。可能であれば、詳細な内容情報の整備も試みたいが、これは概要調査の状況を見て判断していくこととする。日本の学術体制史研究については、研究代表者、研究分担者、研究協力者のそれぞれの関心分野での研究を今後も進めていくが、と同時に、それらの情報を共有し、日本学術会議における学術体制史という大枠の議論と、個別の分野の歴史的経緯を確認していく調査研究を同時進行で進めていくこととする。可能であれば、日本学術会議内の会員の先生方とも学術的な交流を持ち、また関連分野の研究者との議論の場を設けていきたい。採択最初の本年度は、研究対象の資料群を所蔵している日本学術会議の担当者と打ち合わせのうえ、2017年9月に第1回目の全体会議を招集した。この会議は日本学術会議側の担当者の臨席も叶い、研究班(学術体制史、科学史研究者)、アーカイブズ整備班(アーカイブズ学研究者、データベース担当者)、担当機関の3者が揃ったことに意義があった。そこでは、研究班による研究の検討は随時推進しつつ、全体的な動きとしては、当面は書庫内の環境整備、資料整備に重点を置くこととした。具体的には、科研採択以前より開始していた資料の物理的な整理を更に発展的に進めた。結果、今年度は数十年分の簿冊約1000件の配列整備の完了と概要情報を確認した。書庫環境については、その状況を把握するため日本学術会議事務局の了承を得てデータロガーを設置しその分析を開始した。また、環境改善のために許可を得てサーキュレーターを設置し稼働を開始した。更に次年度のクリーニング作業の計画を行った。これらの作業には研究班も積極的に参加し、資料の整備過程においても個々に資料調査を行った。また、刊行されている関連目録等の遡及入力も実施し、今後の資料整備や研究だけでなく、日本学術会議での管理事務にも寄与できるデータ作成を心掛けた。研究班は、関係者へのオーラルヒストリーを計画し、本年度は江沢洋氏にお話を伺った。年度末には広島で第2回全体会議を行ったが、その際日本学術会議の前身である学術研究会議が派遣した原子爆弾災害調査特別委員会に関連する資料のワークショップを広島平和記念資料館で開催した。
本年度、ある部分では結果的に計画以上の成果を得ることができたのは、研究班とアーカイブズ整備班が分業せずに共同で合理的に作業を行ったこと、また日本学術会議事務局の厚い配慮によるものであった。研究開始当初に科研の関係者の多くが実際に書庫での資料調査を行い、そのすぐあとに議論に入って研究計画等を検討したことが、結果的に現実的な計画立案とその実施ができた要因であったと考える。しかし、と同時に、科研での研究を開始してから新たに分かった状況や検討事項などもあるため、それらに関しては今後また更なる議論が必要となっている。また、本年度は研究の基盤を形成することが目的であった点で、その進展は測りやすい状況でもあった。むしろ今後は、資料整備では更に具体的な問題への対処が増加することが予測され、かつ研究班には、本年度以上の研究発展が望まれるため、本年度は相対的に見て進展があったように見えていると自覚する。また、日本学術会議側の深い理解がなければ本年度の進捗はなかった。日本学術会議の書庫に所蔵されている資料について、アーカイブズの環境の問題の改善は急ぎ検討すべき重要課題であり、初年度の2017年度後半より本格的にその整備を開始したが、2018年度においても継続的に実施していった。その際、アーカイブズ学を学ぶ大学院生を中心に多くの協力者を得て作業を行った。結果、概要的なクリーニング作業は、本年度で深刻であった部分の多くを終了することができた。具体的には、ほこりやカビなどを1冊ずつ除去する作業である。学術体制史等の歴史研究や、あるいは所蔵者である日本学術会議において資料原本を利活用する場合、このクリーニング作業が終了しているかどうかは、やはり大事な点であろう。但し、そのため、資料の目録作成は予定の通り進められなかった。そのため、次年度以降はその作業に重点を移していきたい。学術体制史研究のほうも、研究分担者を中心としたメンバーにより、日本科学史学会、日本物理学会などで、研究報告が行われた。また、特にアーカイブズ学を専門とする研究者(研究代表者、研究分担者、研究協力者)によって、日本学術会議での文書作成等についての歴史的分析が進められた。これらの研究もまた次年度以降も継続していくこととする。また、これらの調査研究は、日本学術会議の事務局側の大きな理解と協力が重要であった。許可を得て、2011年ごろに当時の職員が作成したと考えられる手書きの所蔵図書目録や刊行されているがデータ化されていない目録を借用し、それらの目録データ化を進めた。まず簡易に表計算ソフトで入力をし、その後、データベース化をした。そしてそれらを事務局側に、通常業務に役立ててもらうべく提供した。所蔵機関とのこういった協力体制は、本科研で重要である。次年度以降も、そういった体制を維持していきたい。書庫内の環境整備の問題への取り組みに予想より時間がかかってしまった点があった。これは、この作業を依頼できる人材を集めることの難しさもあった。しかしながら、本年度中に最優先の領域の分は終了できた。一方、日本の学術体制史研究は、研究代表者、研究分担者、研究協力者の個別の調査と、科研内で情報を共有しながらの調査や議論の中で着実に進められ、関連学会での報告も行うことができた。
方言における用言の活用の記述的研究

全国の方言における用言(動詞・形容詞)の活用の共時態を包括的に捉らえ記述することを目的とする。記述の最終的な目標は,次の3点にまとめられる。(1)日本語の全国の方言における用言の活用に共通してあてはめることのできる普遍性を持った基本的なタイプ・モデルを抽出する。(2)そこで得られたタイプ・モデルから各地方言までの個別的な異なりを産み出す規則を整理する。(3)同時にここで得られた結果が通時的な研究へのステップともなるように配慮したい。具体的には次のような手順で研究を進めた。(1)GAJ(方言文法全国地図2・3集)を基本資料として,基礎的な語の活用の全国的な状況を整理する。その中で全国方言の活用の記述・分析にあてはめることのできるタイプ・モデルについて仮説を立てる。(2)現実の記述に当たってはGAJの資料のみでは,情報量が不十分なので,(1)の作業の中で問題点の認められる地点や方言学上特殊性を有する地点について臨地調査を行う。(3)既に独自に開発した活用調査の整理のためのデータベースの枠組み・プログラムを用いて、臨地調査と同時に調査の現地でデータベース化をすすめ,見出された問題点を臨地調査にフィードバックする。(4)上記のデータベースを用いながら(1)に立てた仮説を検証し,同時に修正し,全国の方言の活用の基本的なタイプ・モデルを組み立てる。そして,そのタイプ・モデルと各地方言の個別的な事象との関連を規則化して整備する。以上の結果,特にもっとも基本的な考え方として,「活用の類」というタイプ・モデルをたてるに至った。
CPの破れとバリオン数生成

1、非トポロジー的ソリトン:宇宙のバリオン数の起源に非トポロジー的ソリトンを考える模型の特徴は宇宙のバリオン数とダークマターを同時に説明しうることである。中でもQ-ballは有名であるが、もう一つの可能性として、Fermi-ballが重要となる可能性もある。そこで、過去の他目的の実験の再解析からQ-ballとFermi-ballについて観測と矛盾しないパラメタ範囲を調べた。Q-ballについては、Q>10^<22>程度であるべきであることがわかり、Affleck-Dine機構に厳しい制限が得られた。F-ballについては、M<10^8GeVまたはM>10^<29>GeVという制限が得られ、この制限の下で宇宙初期の熱浴の影響を検討した所、Morrisらの導入したクーロン斥力による安定化の条件がデバイ遮蔽のため困難になること、従って、Fermi-ballが生き残るためには、半径がDebye遮蔽半径よりも小さいか、または、thin-wall近似からのずれを考慮するか必要があることがわかった。2、2段階相転移の場合の壁の反射の定式化:宇宙のバリオン数をweak scale温度で説明しうる模型の中に、2段階相転移模型がありうる。それはweak SU(2)×U(1)対称な真空から、別の真空を経由した後に現在の宇宙が生じたとする説である。この場合に異なる真空の境界面をフェルミオンが通過するに伴いMajorana粒子からDirac粒子に変わる過程やその逆の過程がしばしば起こるのでその通過・反射の定式化を行なった。宇宙のバリオン数を説明する新しい考え方に、「バリオン数生成」いわゆるサハロフノ3条件にある「バリオン数の非保存」は持ち込まない考え方がある。それはバリオンと反バリオンを宇宙のビッグバンの過程で分離する機構を持ち込む、いわゆる「バリオン数分離」という考え方である。最近、I.Halperin等はQCDの相転移の際に一種の非トポロジカルなソリトンである"Fermi Ball"の一種として"B-Shell"の生成を考え、反バリオンはその中に閉じ込められ重いソリトンとなって宇宙のダークマターとなり、バリオンはCPの破れのために"Fermi Ball"に閉じ込められにくく宇宙に放り出され、今の宇宙の通常の物質を作ったというシナリオを考えた。これはバリオン数生成とダークマターを同時に説明する魅力的な考え方であるが、ソリトンの安定性やCPの破れによるバリオン数分離機構の具体性に欠けていることが大きな障害であった。そこで我々は、比較的単純な具体的な模型を導入した。この模型では、その安定性、有限温度の効果、CPの破れによるバリオン数分離機構を具体的に調べることが出来るので、現在、調べているところである。幾何学的な安定性については数値計算により、有限温度の効果に対する安定性については解析的な議論により、安定性に関する新しい制限が得られたことが現在の成果である。宇宙のバリオン数の起源として、非トポロジー的ソリトンが大きな役割を果たしたとする見方がある。一つは超高エネルギーで「バリオン数非保存」が強く現れると仮定する「Affleck-Dine機構」によるバリオン数生成模型において生成を避けることの出来ない"Q-ball"というソリトンであり、もう一つはバリオン数生成をバリオン数非保存ではなく「バリオン数分離」という新機構で説明しようとする模型、とくに、Halperin等が導入したB-shellという"Fermi Ball"の一種としてソリトンである。我々は、まず過去の他目的で行われた諸実験を再分析し、その観測的な上限から、Fermi ballとQ-ballの満たすべき条件を求めた。その結果、Q-ballについてはQ<10^<22>の領域がほぼ排除されることが判り、Affleck-Dine機構には厳しい制限を与えた。次に、Fermi-ballについてはM<10^8GeVまたは、M>10^<29>GeVという厳しい制限を得た。

この制限の下で宇宙初期の熱浴の影響を検討した結果、Fermi-ballについてMorriの導入したクーロン斥力による安定化の条件が、プラズマのデバイ遮蔽のため成立困難になること、従って、観測で許される質量のFermi-ballが安定に存在して残るためには何らかの新しい機構が必要であることが判った。
レプチン、インスリン抵抗性に基づくマルチプルリスクファクター症候群の病態解明

本研究は、インスリン抵抗性及び高レプチン血症のどちらがより強くリスクファクター(RF)集積症候群と関連しているかを明らかにすることを目的とした。血清インスリン値及びレプチン値は、我々が1997年より追跡している職域コホート構成員のうち、高血圧、糖尿病、高脂血症の薬物治療者を除く空腹時採血を受けた男性(n=3748)からサンプリングした571名について、同年より保存されている健診時余剰血清を用いて測定した。Body-mass Index (BMI)と血清インスリン濃度(対数変換、以下インスリンと略す)、血清レプチン濃度(対数変換、以下レプチンと略す)との相関係数はそれぞれ0.56、0.69であった。またインスリンとレプチンの相関係数は0.59であった。収縮期血圧、血糖値、HDLコレステロール、トリグリセライドとインスリンとの相関係数は、それぞれ0.34、0.23、-0.28、0.31(いずれもP<0.01)であり、BMIを調整した偏相関係数はそれぞれ0.20、0.22、-0.17、0.22(いずれもP<0.01)であった。一方、これらとレプチンとの相関係数はそれぞれ0.31、0.14、-0.12、0.23(いずれもP<0.01)であり、BMIを調整した偏相関係数はそれぞれ0.11、0.11、0.09、0.08(前二者はP<0.01、HDLコレステロールはP<0.05、トリグリセライドはP=0.07)であった。RF集積数別のインスリン、レプチンの平均値(BMIを補正した調整幾何平均値)を一般線形モデルから求め、集積数による平均値の差を一元配置共分散分析により検定した。インスリン推定平均値は集積数が0、1、2、3個以上の順に4.32、4.90、5.74、6.67(F=20.6、P<0.001)であり、レプチン推定平均値は同様に3.06、3.00、3.34、3.27(F=3.3、P<0.05)であった。なお、BMI補正前のリスクファクター集積数のF値はインスリンでF=46.2、レプチンでF=19.8であった。インスリン、レプチンの両者ともRF集積症候群とBMIとは独立して関連していたが、その程度はインスリンにおいて強かった。このことは、レプチンの上昇がRF集積の結果である可能性も示唆するものであると考えられた。今後は、RF集積症候群において上昇したレプチン値がどのような生体影響を及ぼしているかの研究が必要であると考えられる。本研究は、ともに肥満の下流領域に存在するインスリン抵抗性及び高レプチン血症がマルチプルリスクファクター症候群といかなる関連性を有しているか、さらにその関連性に異なる点があるかどうか、異なる場合にはどちらがより強くマルチプルリスクファクター症候群と関連しているかを明らかにすることを目的としている。研究初年度にあたる平成13年度はまず健診成績から高血圧(SBP140mmHg以上またはDBP90mmHg以上)、耐糖能異常(FBS110mg/dl以上)、高中性脂肪血(150mg/dl以上)、低HDLコレステロール血症(40mg/dl未満)を診断し、これらリスクファクター(RF)を同一個人が同時にいくつ持つかによって0個、1個、2個、と3個以上の4群に分けた。その結果158例がRF集積3個以上の群となり、これと5歳の年齢階級で頻度マッチングさせて0個、1個、2個群を同数抽出した。これらの者の凍結血清を選び出し、営利を目的とする外部機関に移送し、インスリンおよびレプチンの測定を実施した。なお、高血圧、糖尿病、高脂血症の薬物治療を受けていると回答した者(それぞれ243、78、42名)は本解析の対象者からは除いている。血清量による制約のため、インスリン、レプチンともに測定されたのは0個、1個、2個、と3以上の各群でそれぞれ146、147、147、131名であった。インスリン濃度の測定はsolid phaseRIA(RIABE AD II:Dainabot Co.,Ltd.Chiba,Japan)により、レプチンはRIA(Human Leptin RIA Kit;Linco Research Inc. MO, USA)によった。全対象者のインスリンおよびレプチンの幾何平均は2.06μU/ml、1.65ng/mlであった。平成14年度はマルチプルリスクファクター症候群有病者では、非有病者に比しインスリン抵抗性および血清レプチン値が高く、その程度は集積の程度によって量反応的に異なる、という統計学的仮説を設けた疫学解析を進めていく。

またインスリンとレプチンの相関係数は0.59であった。収縮期血圧、血糖値、HDLコレステロール、トリグリセライドとインスリンとの相関係数は、それぞれ0.34、0.23、-0.28、0.31(いずれもP<0.01)であり、BMIを調整した偏相関係数はそれぞれ0.20、0.22、-0.17、0.22(いずれもP<0.01)であった。一方、これらとレプチンとの相関係数はそれぞれ0.31、0.14、-0.12、0.23(いずれもP<0.01)であり、BMIを調整した偏相関係数はそれぞれ0.11、0.11、0.09、0.08(前二者はP<0.01、HDLコレステロールはP<0.05、トリグリセライドはP=0.07)であった。RF集積数別のインスリン、レプチンの平均値(BMIを補正した調整幾何平均値)を一般線形モデルから求め、集積数による平均値の差を一元配置共分散分析により検定した。インスリン推定平均値は集積数が0、1、2、3個以上の順に4.32、4.90、5.74、6.67(F=20.6、P<0.001)であり、レプチン推定平均値は同様に3.06、3.00、3.34、3.27(F=3.3、P<0.05)であった。なお、BMI補正前のリスクファクター集積数のF値はインスリンでF=46.2、レプチンでF=19.8であった。インスリン、レプチンの両者ともRF集積症候群とBMIとは独立して関連していたが、その程度はインスリンにおいて強かった。このことは、レプチンの上昇がRF集積の結果である可能性も示唆するものであると考えられた。今後は、RF集積症候群において上昇したレプチン値がどのような生体影響を及ぼしているかの研究が必要であると考えられる。
バイオミネラリゼーションに倣う遷移金属水酸化物の高配向薄膜形成と機能化

生物が形成する硬組織であるバイオミネラルは、次世代の環境調和型材料のモデルとして注目されている。バイオミネラルは生体分子と無機物の複合体であり、精緻な秩序構造とそれに由来する優れた機能を有する。このような構造は、有機分子・無機成分間の相互作用を基盤として、両者が温和な環境下で自己組織的に複合化することによって作り出される。こうした生物による複合体形成機構に倣い、新規な有機/無機複合材料の開発手法が確立されれば、安価で豊富な天然資源から微細構造を有する高機能材料の創製が可能となる。本研究では、バイオミネラルの形成機構に倣う結晶化手法を用いることで、金属水酸化物結晶の配向制御及びらせん構造の構築を試み、らせん構造色を呈する電極材料の構築を目的とした。基礎的な知見を得るため、薄膜状高分子マトリクスと水溶性高分子添加剤を用いていくつかの金属水酸化物の結晶成長を試みた。亜鉛水酸化物など数種類の化合物について、高分子による核形成制御・結晶成長制御を通して、薄膜結晶化が可能であることが示唆されたが、その他の化合物については結晶が形成されなかった。これは、結晶化の駆動力と、高分子による結晶化阻害作用のバランスが大きく影響している為と考えられる。また、高分子の種類やマトリクス作製時の処理によって結晶配向が制御できることが示唆された。さらに一軸配向した高分子マトリクスやらせん構造を有する液晶性高分子マトリクスを用いることで、構造の制御を試みた。関連した研究として、らせん状高分子マトリクスを用いて炭酸カルシウムの結晶成長を行い、らせん構造を保持した均一な有機/無機複合体の作製に成功した。今回、金属水酸化物結晶についてらせん状複合体を得ることはできなかったが、結晶化制御および結晶配向制御の知見を活かし、さらなる構造制御を達成できれば、高機能材料の開発につながるものと考えられる。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。