hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重度の盲聾二重障害児のコミュニケーションと探索活動の相互連関に関する実践的研究

この資料に基づき、平成8年2月には国立特殊教育総合研究所において、協力者が集い研究協議を行い、昨年度に作成した比較研究の枠組みに基づいて各事例(対象児)相互の共通性と独自性について検討した。さらに、平成8年度に実施する教育実践の内容・方法(教育計画)について修正し、結果のとりまとめ方についても併せて検討した。移動を伴う探索活動が活発な1事例、寝返り等の移動と手による探索活動が活発な2事例、寝返り等の移動は可能だが手によるよりは口を使うことによる探索活動の方が優位な1事例に関し、これまでの行動観察結果から、探索活動の活発さを軸にコミュニケーションの内容・方法を比較すると、おおむね探索活動とコミュニケーションのそれぞれの程度はパラレルな関係にあることがわかった。残りの1事例は現在伝い歩きの状態にあり、並行して手による玩具の探索が活発になってきている。だが、身ぶりサインの発信自体は増えておらず、むしろ周囲に対する受信が増大してきているので、この事例の観察をさらに続けることでコミュニケーション(特に身ぶり系及び発声系による発信・受信行動の促進)と探索活動の相互連関に関する新たな資料が収集できる見込みである。3年間の研究計画である。研究の対象となる肢体不自由と精神遅滞を伴う重度の盲聾二重障害児6名について、国立特殊教育総合研究所の教育相談への来所(3名)を依頼することにより、また対象児の所属機関(研究協力機関)である横浜市立盲学校(教育相談来所児の内の2名)、宮城県立盲学校(2名)及び福井県立盲学校(1名)への訪問、さらにそれぞれの対象児の家庭へ訪問することにより行動観察を重ね、子どもの日常生活行動及び探索活動とコミュニケーション行動の実態に関し、主としてビデオ映像により記録を収集し分析した。移動を伴う探索活動が活発な1事例(報告4)、自力歩行による移動は可能だが探索活動が乏しい1事例(報告3)、自力歩行による移動は可能だが人とのコミュニケーションにおいて「閉じこもり」を示す1事例(報告2)、寝返り等は可能だが手によるよりは口を使うことによる探索活動の方が優位な1事例(報告1)に関し、これまでの行動観察結果から、探索活動の活発さを軸にコミュニケーションの内容・方法を比較すると、おおむね探索活動とコミュニケーションの程度はパラレルな関係にあることがわかった。残りの1事例は現在自力歩行開始寸前の状態にあり、この時期になって手による探索が活発になってくるとともに、身ぶりサインを発信する頻度が増えてきており、この事例の観察を続けることでコミュニケーション(特に身ぶり系及び発声系による発信行動の促進)と探索活動の相互連関に関する中核となる資料が収集できる見込みであったが、本研究の研究期間内には自力歩行が完全には完成せず、資料の収集が終了していない。また福井県立盲学校の事例は平成7年度当初に他校へ転籍し、その後研究への協力を得ることができなくなった。
鉄テルルセレン超伝導体の鉄とテルル双方のメスバウアー効果による磁性と超伝導の関係

本研究は鉄系超伝導体のうち最も単純な構造をもつ鉄テルルセレン系を対象として、鉄とテルルの双方のメスバウアー効果を測定することで、その複雑な磁気秩序の起源を解明し、超伝導機構の理解を目指すものである。本研究の主要な成果の一つは、鉄とテルルの双方のメスバウアー効果を測定することで、鉄が磁気秩序を持つ際に、鉄のみならずテルルにも内部磁場が生じていることを見出したことである。このことは、鉄とテルルの混成により鉄の電子状態がテルルの電子状態に影響を及ぼしていることを示す重要な結果である。鉄テルルセレン化合物の試料作製条件の確立および試料評価を行い、純良な試料作製法についてはほぼ問題なく作成可能とすることができた。さらに、鉄57およびテルル125で同位体濃縮した試料を作製する際には試薬を少量しか使用できない条件で、なるべく大きな単結晶を作成する必要があり、さらなる試作を重ねることで、より効率よく良質な試料作製が可能になる条件が確立されつつある。作製した試料について、鉄57メスバウアー分光の詳細な温度変化の測定を行い、磁気秩序に伴う複雑な磁気構造の変化についての解明を行ってきた。それにより電子状態や磁気モーメントの磁気秩序における複雑な振る舞いについて様々な知見を得ることができた。さらに強磁場下の測定により、より詳細な磁気構造や反強磁性相互作用の議論を進展させることができた。また、核共鳴前方散乱の詳細な温度変化や強磁場下での測定を行い、単結晶試料における磁気構造の議論についても進展させることができた。さらに、磁気秩序を生じる温度より高温側で線幅の広がりが観測されるなどの情報も得ることができ、近年報告されたネマティック秩序との関連性についても新たな知見について議論を深めることができた。また、テルル125のメスバウアー分光を行い、テルルの磁気モーメントの評価を初めて可能にするなどの成果が出つつあり、さらにテルルのメスバウアー分光を強磁場下で行うという、これまでに例のない実験を進展させ、鉄だけでなくテルルにおいての磁気モーメントの測定と電子状態との関連性などの議論を進展させることができた。鉄テルルセレン化合物については、純良な単結晶試料の作成手法について、数多くの試行を行い、作成方法はほぼ確立されてきた。種々の化合物のうち、すでに作成方法が確立した鉄テルル化合物試料を用いて、鉄57メスバウアー効果による多結晶試料の詳細な温度変化測定を行った。それにより超伝導体母物質である鉄テルルにおける複雑な磁気構造についての解析を行い、磁気構造の解明が進展しつつある。さらに、強磁場下でのメスバウアー測定を行うことで、メスバウアーパラメータのより詳細な分析が可能となった。たとえば、強磁場下で磁気モーメントが磁場方向に揃おうとする振舞いから反強磁性相互作用の大きさの見積りを行うことや、強磁場下のメスバウアースペクトルで四極子分裂が対称化されていることから四極子分裂と磁気モーメントの結晶軸との関係性についての議論を行うことが可能となった。さらにテルル125のメスバウアー分光の測定を行い、その解析を進めているところである。テルル125のメスバウアー分光を用いた鉄系超伝導物質の研究はこれまで行われた例がないため、その解析から非常に重要な情報が得られると期待される。例えば、鉄テルル化合物におけるテルルの内部磁場や四極子分裂の情報はこれまで得られていなかったことから、鉄テルルのような11系と呼ばれる鉄系超伝導体が、1111系や122系などの鉄系超伝導体と異なり、複雑な母物質の磁気秩序をもつ原因などを推察することが可能になると考えられる。本研究は鉄系超伝導体中で最も単純な構造の"11系"超伝導体について、超伝導と密接な関係を持つ電子状態や複雑な磁気構造を、鉄とテルルの両面からのメスバウアー効果から明らかにすることを目的としている。今年度までに鉄テルルセレン化合物について同位体濃縮した純良試料の作成手法の確立に成功し、それを用いてほぼ計画どおりに鉄とテルルの双方のメスバウアー効果の実験を実施することができた。また実験結果の解析により、多くの新たな知見が得られており、本研究の目的をほぼ達成することができたと言える。新たに得られた重要な知見の主なものとしては、磁気転移を生じる鉄テルル化合物について、鉄の磁気秩序に伴い、テルルにおいても内部磁場が観測されることをテルルのメスバウアー効果から直接観測に成功し、テルルの電子状態が鉄の磁気秩序の大きな影響を受けていることの確証が得られたことが挙げられる。このことは"11系"化合物が単純な構造を持つにもかかわらず、複雑な磁気構造を持つメカニズムを解明する鍵となると考えられる。また、鉄とテルルのメスバウアー効果をそれぞれ強磁場中で行う実験や、単結晶試料を用いた放射光核共鳴前方散乱によるメスバウアーパラメータの詳細な測定などの予定された実験も実施済みである。これら実験データの解析において多くの重要な知見が得られており、今後の解析によってさらに詳細な議論を行うことが可能である。本研究により、鉄テルルセレン化合物の詳細な電子状態について、鉄とテルルの双方からの解明を行うことで、鉄系超伝導体で重要な問題となっている、磁性と超伝導との関連性についてのより詳細な議論に対して大きな貢献ができたと言える。

本研究は11系鉄系超伝導体である鉄テルルセレン化合物について、鉄系超伝導体のうち最も構造が単純であるにも関わらず、他の代表的な鉄系超伝導体とは異なる複雑な磁気構造を持つ特徴について、鉄とテルルの双方のメスバウアー効果により研究することを目的とするものである。最終年度においても鉄テルルセレン化合物の強磁場中のメスバウアー効果および核共鳴前方散乱の実験の実施とその解析を進めることで、鉄テルルセレン化合物の磁気構造についてのより詳細な議論を可能にすることができた。またメスバウアー効果では磁気構造のみならず、さまざまな電子状態の情報が得られることから、鉄テルルセレン化合物の電子状態について、いくつかの新たな知見を得ることができた。本研究で得られた主要な成果の一つとしては、従来から知られている鉄の磁気秩序を生じる際に、テルルにも内部磁場が生じており、それが鉄の磁気秩序に起因しており、電子状態の混成によって生じることを明らかにしたことである。さらに、磁気秩序前後の詳細な温度変化測定から、磁気秩序が生じる温度よりやや高温側においても何らかの電子状態の変化が前駆現象として生じることの確証が得られたことも主要な成果である。この現象は、他のいくつかの系で発見されている微小な異方的秩序(電子ネマティック秩序)である可能性があり、鉄テルルセレン化合物でもこのような秩序が生じていることを示唆する重要な知見である。これらの成果をはじめとして、本研究によって、鉄とテルルの双方のメスバウアー効果を測定することで初めて明らかにできたいくつかの重要な知見を得ることができ、鉄系超伝導体の鉄テルルセレン化合物について、磁気秩序の描像や電子状態についての総合的な理解へ貢献することで、鉄系超伝導体の超伝導のメカニズムや、超伝導と磁性との関連性についての議論の進展に寄与したと言える。本研究は鉄系超伝導体のうち最も単純な構造をもつ鉄テルルセレン系を対象として、鉄とテルルの双方のメスバウアー効果を測定することで、その複雑な磁気秩序の起源を解明し、超伝導機構の理解を目指すものである。本研究の主要な成果の一つは、鉄とテルルの双方のメスバウアー効果を測定することで、鉄が磁気秩序を持つ際に、鉄のみならずテルルにも内部磁場が生じていることを見出したことである。このことは、鉄とテルルの混成により鉄の電子状態がテルルの電子状態に影響を及ぼしていることを示す重要な結果である。今年度までに本研究の目的についての研究はぼぼ順調に進展していると言え、ごく一部の実験が未実施となっている状況である。本研究の主な目的である鉄とテルルのメスバウアー効果の実験については、ほぼ予定通り実施が完了しているため、本研究の目的である鉄とテルルの双方からの解明という事項については、目的どおり多くの成果を得ることができたと言える。一方、本研究では放射光を用いた実験を想定しているが、一部の実験は実施できたものの、放射光のマシンタイムが想定された時間を確保できなかったなどの理由で、実施できなかった実験もある。しかしながら、放射光の実験においても目的の実験は十分達成しており、一部の挑戦的な実験を残すのみとなっていることから、本研究の達成度としてはほぼ順調であると判断できる。物性物理学本研究で得られた成果のうち、未発表の重要な成果については順次早急に報告を行う予定である。また本研究のうち、一部の挑戦的な実験については、次年度に実施が計画されており、本研究を踏まえた新たな知見が得られる見込みである。さらに本研究を発展させたいくつかの応用実験を進行中であり、さまざまな成果に進展しつつある。
サモア移民女性による「ホーム」の構築とジェンダー規範の影響：日本とNZの比較から

平成30年度には、1)本テーマに関わる先行研究の収集、2)ニュージーランドと日本におけるさらなる予備調査の実施、そして、3)途中成果の発表を計画していた。1)については、本研究を実施するための理論的枠組みを構築するために、昨年度に引き続き、人文地理学における国際移動と場所/ホームに関する最新の研究動向、結婚移住した女性の子育てに関する研究、サモア移民に関する研究の3領域についての先行研究について、日本とニュージーランドで文献調査を行った。このうち、人文地理学におけるMotheringに関わる研究の収集に着手した。また、ニュージーランドではサモアやポリネシアをフィールドとする現地研究者と情報交換を行ない、サモア人の子育てに関する研究のデータを入手した。2)については、5月に千葉県にて新たに1名のサモア人女性を対象に、移民や結婚の経緯に関わるライフストーリーの予備調査を実施した。また、7月と9月にわたり3回、在日サモア人の集まりに参加し、調査協力者を探し、新たに1名の協力を得られることになった。その一方で、ニュージーランドにおける調査協力者探しは難航しており、それを打開すべくオークランドで調査協力者であるサモア人研究者やポリネシア地域研究者と面談し、調査の方向性について意見交換を行った。3)については、先行研究の枠組みの一部、国際結婚とホームの関係性についてまとめ、個人の研究グループの会合で発表すると同時に、11月には奈良大学で実施された人文地理学会大会で口頭発表を行った。昨年度進捗がとても遅れた理由は3つある。第1に、4月には分かっていたことであるが、平成31年3月に8日間、学部学生をつれてフィリピンにいく実習を担当したからである。そのため、5月から募集説明の業務、10月からは事前学習に加え、受け入れ先とのやり取りや学内におけるリスク管理の業務などが次から次へと派生し、予想以上に研究のためのまとまった時間を確保することができなかった。第2に、学部卒業論文の主指導学生が多かったことである。平成30年度は9名の学生を指導したために、10月から1月まで、土日も含めかなりの時間を学生の論文を読み、指導するのに時間を必要とした。これらの理由により、平成30年度の10月以降の半年は国内の調査にでかけることができなかった。第3に、平成31年度より、別のフィールド調査を伴う科研費(B)の分担者となったためである。昨年度は1つ目の理由により、研究期間が9月までと限られていたが、6月にはこの科研の調査・研究会のために、岩手県へ赴いた。研究時間を2つの異なるテーマの研究に使わなければならなかったが、なかなか調整ができなかった。これらの3つに加え、ニュージーランドでの調査が難航していることも研究が遅れている理由の1つである。プライベートとして、未就学児と小学2年の親であったために、長期の休みに研究調査にでることが難しかった。今後も同じような状況は続くと予想されるので、とくにニュージーランドでの調査に工夫が必要である。また、ニュージーランドでの調査協力者が思うように集まらないので、移民女性の子育てというように少し方向を転換することを考えている。1)できるかぎり時間を確保し、まずは日本でのライフストーリー調査を進めていく。そして、これまでのデータを整理し、3月の日本オセアニア学会で口頭発表する。2)英語圏のフェミニスト地理学の先行研究に絞って、motheringを取り扱った研究をレビューする。また、ホームと移民の関係についても先行研究を整理する。それらをまとめて、日本の論文誌に投稿する。3)サモア人の子育てに関わる先行研究を整理し、ニュージーランドにおける調査を再検討する。今年度は8月9月と2月3月の2回、ニュージーランドへ渡航し、研究を進める。平成29年度には、1)3つの領域における先行研究の収集・整理、2)ニュージーランドと日本における予備調査の実施、そして、3)途中成果の発表を計画していた。1)については、本研究の理論的枠組みを構築するために、人文地理学における国際移動と場所/ホームに関する最新の研究動向、結婚移住した女性の子育てに関する研究、サモア移民に関する研究の3つの領域についての文献調査と収集を日本とニュージーランドで実施した。このうち、日本における結婚移住女性の子育てに関する研究についてはアジア女性の子育てに関する研究を集めて整理することができた。しかし、時間の制約上、人文地理学の当該書籍の収集やニュージーランドにおける文献収集が十分にできなかった。2)については、2月3月の6日間、ニュージーランドのオークランドとパーマストンノースで、2名のサモア人女性を対象に、移民や結婚の経緯、子育てに関する予備調査を実施した。また予備調査中に、オークランドで調査協力者であるサモア人研究者やポリネシア地域研究者と面談し、調査の方向性について様々な意見交換を行った。3)については、サモア移民に関する研究を整理する上で、サモア女性移民の経験に関するかつての研究をまとめ、査読付き英語論文を投稿・出版した。結婚移住した女性の子育てに関する研究をまとめつつ、そこから日本のサモア人妻たちの子育てとホームの関係について査読付き英語論文を執筆し、投稿した。日本のサモア人妻たちの子育てについてお茶の水地理学会で口頭発表を行った。2016年10月に本務校に着任し、1年未満であったために、本務校での授業準備(とくに英語による授業)や演習の引率業務(8月に岩手県陸前高田市に6日ほど)に追われ、2017年度の前期はあまり研究を進める時間が確保できなかった。

また、2017年度の後半では調査に向けて本学の倫理審査委員会に提出する書類、とくに英語による同意書の作成に時間がとられてしまい、実際に調査に着手できたのが2月末となってしまった。さらに、4月に子どもが小学校に進学し、初めてのことが多く、長期の休みの日程調整などが十分にできず、予備調査を実施する期間を得ることが難しかった。これらの3つの理由から、ニュージーランドでの文献調査、日本における予備調査の着手が計画通りに進まず、調査開始自体が予定していたより遅れたためにデータの整理が間に合わず、3月に計画していた学会発表は断念した。平成30年度には、1)本テーマに関わる先行研究の収集、2)ニュージーランドと日本におけるさらなる予備調査の実施、そして、3)途中成果の発表を計画していた。1)については、本研究を実施するための理論的枠組みを構築するために、昨年度に引き続き、人文地理学における国際移動と場所/ホームに関する最新の研究動向、結婚移住した女性の子育てに関する研究、サモア移民に関する研究の3領域についての先行研究について、日本とニュージーランドで文献調査を行った。このうち、人文地理学におけるMotheringに関わる研究の収集に着手した。また、ニュージーランドではサモアやポリネシアをフィールドとする現地研究者と情報交換を行ない、サモア人の子育てに関する研究のデータを入手した。2)については、5月に千葉県にて新たに1名のサモア人女性を対象に、移民や結婚の経緯に関わるライフストーリーの予備調査を実施した。また、7月と9月にわたり3回、在日サモア人の集まりに参加し、調査協力者を探し、新たに1名の協力を得られることになった。その一方で、ニュージーランドにおける調査協力者探しは難航しており、それを打開すべくオークランドで調査協力者であるサモア人研究者やポリネシア地域研究者と面談し、調査の方向性について意見交換を行った。3)については、先行研究の枠組みの一部、国際結婚とホームの関係性についてまとめ、個人の研究グループの会合で発表すると同時に、11月には奈良大学で実施された人文地理学会大会で口頭発表を行った。昨年度進捗がとても遅れた理由は3つある。第1に、4月には分かっていたことであるが、平成31年3月に8日間、学部学生をつれてフィリピンにいく実習を担当したからである。そのため、5月から募集説明の業務、10月からは事前学習に加え、受け入れ先とのやり取りや学内におけるリスク管理の業務などが次から次へと派生し、予想以上に研究のためのまとまった時間を確保することができなかった。第2に、学部卒業論文の主指導学生が多かったことである。平成30年度は9名の学生を指導したために、10月から1月まで、土日も含めかなりの時間を学生の論文を読み、指導するのに時間を必要とした。これらの理由により、平成30年度の10月以降の半年は国内の調査にでかけることができなかった。第3に、平成31年度より、別のフィールド調査を伴う科研費(B)の分担者となったためである。昨年度は1つ目の理由により、研究期間が9月までと限られていたが、6月にはこの科研の調査・研究会のために、岩手県へ赴いた。
全反射X線励起-走査型探針分光法の開発とその1原子分析への応用

本研究で行ったX線分析とSTM装置を組み合わせる研究は世界で始めての試みであった。このため、実験条件を探り、得られた結果が何に起因するものなのか、そして、この実験結果にはどのような情報が含まれているのか、といった非常に基本的なところから1つ1つ調べていく必要があった。よって、実験を初めて1年以上もまともな成果が得られなかったが、平成7年の春頃から糸口が得られ始めた。STM探針近傍にX線(数keV)を照射するトンネル電流とは異なる電流が観測された。このX線励起電流の特性について調べる基礎的な実験を行った。具体的には、X線照射時の入射角依存性、STM探針近傍のガスの種類とそのガス圧依存性、試料へのバイアス電圧依存性、X線強度依存性、試料の種類依存性などについて試料から発せられる蛍光X線の測定と併せて調べた。その結果、X線励起電流はX線照射に伴って試料表面から発せられる光電子・Auger電子に起因し、これらの電子が探針に引き寄せられる過程でガス分子・原子と衝突を繰り返し、これらを電離することによってさらに多くの電子を生み出していることがわかった。現在、線分析を行ってこのX線励起電流による局所分析の可能性を探っている段階である。当初の目標であった1原子分析への応用までは今回の研究期間内に成果を得ることができなかったが、今後も実験を継続し、特に、照射するX線のエネルギーを変えながら測定を行っていく計画である。科学研究補助金(一般研究(B))により大気圧下-走査型トンネル顕微鏡を購入した。納入時期が11月であったためや研究室の移転時期と重なったため、まとまった成果はまだ得られいないのが現状である。これまで得られた結果と問題点を以下に述べる。1.大気圧下でのSTM観測まず、大気圧下でグラファイトの劈開面を原子レベルで観測できることを確認した。また、Auの真空蒸着薄膜のグレインの観測を行ったところ、真空蒸着時の蒸着速度や基板の加熱温度によってグレインの大きさが変化することが判った。2.X線照射下でのSTM観測X線を照射するとSTM像が乱れしまうことが判った。この原因の1つは、大気圧下で測定しているため空気が電離されることが考えられる。よって、現在、真空中仕様のSTM装置に改良中である。温度制御・防振についても対策が必要であることが判った。3.平成7年度の計画真空仕様のSTM装置の動作確認を行った後、当初の計画に従いX線を照射して実験を行う。この時のX線の分光器も準備している。STM探針近傍にX線(数keV)を照射すると、トンネル電流とは異なる電流が観測された。当初の目標であった

1原子分析への応用までは今回の研究期間内に成果を得ることができなかったが、今後も実験を継続し、特に、照射するX線のエネルギーを変えながら測定を行っていく計画である。
非拘束・環境重畳型ヒューマンインタフェースの開発と応用

我々はこれまで,実物体を取り扱う作業を行う際に遠隔地の人物や計算機から支援を受けるための情報提示方法について研究を行ってきた.従来これはHMDのように,実物体と眼球の間に表示デバイスを挿入することで実物上に情報が重畳提示されるものが多かったが,これは装着の負担や視野の狭窄の問題などが指摘されている.そこでユーザに対して何らの機器も装着しない非拘束型の情報提示手法が求められている.この特定領域研究においては,昨年度までにプロジェクタとカメラを利用したシステムを開発してきた.これは対象物体の形状を三角測量法により計測するとともにその形状情報を利用してプロジェクタにより像を正確に位置合わせしながら投影する方法であり,汎用性の高いものであるが,実物が提示される場合に比べて直観性に劣るという問題がある.そこで今年度は昨年に引き続き,ヒューマノイドのジェスチャを利用した情報提示の方法についてシステムを開発し,その評価を行った.昨年までに作成したヒューマノイドのジェスチャや,それを用いた遠隔指示システムを発展させ,また実用的にするために,移動ロボットにヒューマノイドを搭載し,指示を行いたい場所をクリックするだけで指示を出すために最適な位置へ自動的に移動するようにした.また立ち位置だけでなくその向きも制御することで,指示が出来る方向の自由度を高め,任意軸回りの回転の指示が出来るようになった.このようなシステムの完成度を上げ,最終的には一般の(このロボット等を見たことがない)被験者を用いて実験を行った.マガジンラックのような実際に世の中にある物体の組み立て作業を遠隔地へ伝達する実験を行い,結果として非常に容易に指示を理解出来ること,また逆に今回の被験者のような非専門家でもスムーズに指示を入力出来ることを確認した.我々はこれまで,実物体を取り扱う作業を行う際に遠隔地の人物や計算機から支援を受けるための情報提示方法について研究を行ってきた.従来これはHMDのように,実物体と眼球の間に表示デバイスを挿入することで実物上に情報が重畳提示されるものが多かったが,これは装着の負担や視野の狭窄の問題などが指摘されている.そこでユーザに対して何らの機器も装着しない非拘束型の情報提示手法が求められている.この特定領域研究においては,昨年度までにプロジェクタとカメラを利用したシステムを開発してきた.これは対象物体の形状を三角測量法により計測するとともにその形状情報を利用してプロジェクタにより像を正確に位置合わせしながら投影する方法であり,汎用性の高いものであるが,実物が提示される場合に比べて直観性に劣るという問題がある.そこで今年度はヒューマノイドのジェスチャを利用した情報提示の方法について検討を行い,システムを開発した.まず1点に,ジェスチャのデザインを行った.ここでは多数のジェスチャを人物のコミュニケーションから抽出し,それに基づき多数のジェスチャを数値化した.次にこれらのうちどのジェスチャがユーザにとって理解しやすいかどうかを実験により評価することで選定した.次にこれにより円滑なコミュニケーションが実現できるかどうかについて実験を行った.これによると簡単な物体配置作業について遠隔地から適切に作業指示することが可能であること,またヒューマノイドと人物,対象物体の位置関係を変更しても理解の度合いが大きく変化しないことが確認できた.我々はこれまで,実物体を取り扱う作業を行う際に遠隔地の人物や計算機から支援を受けるための情報提示方法について研究を行ってきた.従来これはHMDのように,実物体と眼球の間に表示デバイスを挿入することで実物上に情報が重畳提示されるものが多かったが,これは装着の負担や視野の狭窄の問題などが指摘されている.そこでユーザに対して何らの機器も装着しない非拘束型の情報提示手法が求められている.この特定領域研究においては,昨年度までにプロジェクタとカメラを利用したシステムを開発してきた.これは対象物体の形状を三角測量法により計測するとともにその形状情報を利用してプロジェクタにより像を正確に位置合わせしながら投影する方法であり,汎用性の高いものであるが,実物が提示される場合に比べて直観性に劣るという問題がある.そこで今年度は昨年に引き続き,ヒューマノイドのジェスチャを利用した情報提示の方法についてシステムを開発し,その評価を行った.昨年までに作成したヒューマノイドのジェスチャや,それを用いた遠隔指示システムを発展させ,また実用的にするために,移動ロボットにヒューマノイドを搭載し,指示を行いたい場所をクリックするだけで指示を出すために最適な位置へ自動的に移動するようにした.また立ち位置だけでなくその向きも制御することで,指示が出来る方向の自由度を高め,任意軸回りの回転の指示が出来るようになった.このようなシステムの完成度を上げ,最終的には一般の(このロボット等を見たことがない)被験者を用いて実験を行った.マガジンラックのような実際に世の中にある物体の組み立て作業を遠隔地へ伝達する実験を行い,結果として非常に容易に指示を理解出来ること,また逆に今回の被験者のような非専門家でもスムーズに指示を入力出来ることを確認した.
糖尿病における腎糸球体メサンギウム細胞内情報伝達異常の分子機構

糖尿病性腎症の成因として、研究代表者らは、腎糸球体メサンギウム細胞の代謝異常および機能障害の重要性を提唱してきた。これらの異常は、糖過剰状態における、メサンギウム細胞の種々の物質に対する細胞内情報伝達系の異常に起因している可能性が考えられる。近年、細胞機能の発現に種々のキナーゼが関与していることが明らかとなり、特にmitogen-activated protein kinase (MAPK) cascadeの重要性が注目を集めている。そこで、本研究では、メサンギウム細胞のMAPK cascadeに関する予備的検討を行い、その後、糖過剰状態におけるメサンギウム細胞のMAPK cascadeを検討した。予備的検討では、1.メサンギウム細胞のMAPK cascadeは、endothelin 1などの血管収縮物質およびPKC活性化剤により活性化された。2.細胞内Cyclic AMPおよびcyclic GMPを上昇させる刺激は、上記のMAPK cascade活性化を抑制した。3.ANPはMAPK cascade活性化を抑制すると共に、MAPKの脱リン酸化酵素であるMKP-1の発現を増強させた。高糖濃度条件下で培養したメサンギウム細胞では、1.MAPK cascadeを構成するリン酸化酵素(MARKK、MARK)が活性化されていた、2.MAPK cascadeの活性化は、その下流に存在するcPLA2の活性化を惹起していた、3.このMAPK cascadeおよびcPLA2の活性化はPKC依存性であり、高糖濃度条件下で活性化されるPKCがその下流に情報を伝達していると考えられた。本研究ではさらに、高糖濃度条件下で培養したメサンギウム細胞で認められたMAPK cascadeの活性化が、実際にin vivoでも生じているか否かに関しても検討を加えた。その結果、MAPK cascadeの活性化は、in vitroのみならず糖尿病ラット腎糸球体でも認められ、これはインスリン治療により阻止された。すなわち、糖尿病に基づく代謝異常がMARK cascadeの活性化を惹起していると考えられた。以上の成績より、糖尿病状態では腎糸球体メサンギウム細胞に種々の重要な細胞内情報伝達異常が生じており、これらの異常がメサンギウム細胞の機能障害を惹起し、糖尿病性腎症の発症に寄与していると考えられる。近年、細胞機能の発現に種々のキナーゼが関与していることが明らかとなり、特にmitogen-activated protein kinase(MAPK)カスケードの重要性が注目を集めている。そこで、本研究は、糖過剰状態におけるメサンギウム細胞の、成長因子や血管収縮物質に対する反応性異常の発生機構を、細胞内情報伝達物質特にキナーゼの面から明確にすることを目的とした。特に前述のMAPKカスケードに着目し、メサンギウム細胞において成長因子や血管収縮物質がMAPKを活性化するか否か、およびその上流・下流の情報伝達機構を明らかにすると共に、糖過剰状態において障害が生ずる部位を明確にすることを目的とした。本年度は、培養メサンギウム細胞におけるMAPKカスケードおよびその刺激因子を明らかにすると共に、次年度に予定している糖過剰状態での実験を一部行った。

特にMAPK活性測定には正確を期すため、in vitro kinase法、in gel kinase法、immunoblot法の3種類の方法を用いた。その結果、1.Western blot法で、メサンギウム細胞にMAPKの一種であるERK1、ERK2およびMAPKキナーゼの一種であるMEKが存在することが明らかとなった。2.MAPKは、成長因子であるIGF-I、FBSおよび血管収縮物質であるangiotensin II、endothelin、AVPにより活性化された。3.これら血管収縮物質はMAPKキナーゼも活性化した。4.糖過剰状態で培養したメサンギウム細胞では、MAPK活性の基礎値が、正常糖濃度条件下の細胞に比し、有意に上昇していた。平成7年度はこれらの成績に基づき、糖過剰状態におけるメサンギウム細胞の情報伝達異常発生機構をより明確にしたい。糖尿病性腎症の成因として、研究代表者らは、腎糸球体メサンギウム細胞の代謝異常および機能障害の重要性を提唱してきた。これらの異常は、糖過剰状態における、メサンギウム細胞の種々の物質に対する細胞内情報伝達系の異常に起因している可能性が考えられる。近年、細胞機能の発現に種々のキナーゼが関与していることが明らかとなり、特にmitogen-activated protein kinase(MAPK)cascadeの重要性が注目を集めている。そこで、本年度は、糖過剰状態におけるメサンギウム細胞の情報伝達異常発生機構を、特にMAPK cascadeを中心に検討した。その結果、以下の点が明らかとなった。すなわち、1.高糖濃度条件下で培養したメサンギウム細胞では、MAPK cascadeを構成するリン酸化酵素(MAPKK、MAPK)が活性化されていた、2.MAPK cascadeの活性化は、その下流に存在するcPLA2の活性化を惹起していた、3.このMAPK cascadeおよびcPLA2の活性化はPKC依存性であり、高糖濃度条件下で活性化されるPKCがその下流に情報を伝達していると考えられた。本年度はさらに、高糖濃度条件下で培養したメサンギウム細胞で認められたMAPK cascadeの活性化が、実際にin vivoでも生じているか否かに関しても検討を加えた。その結果、MAPK cascadeの活性化は、in vitroのみならず糖尿病ラット腎糸球体でも認められ、これはインスリン治療により阻止された。すなわち、糖尿病に基づく代謝異常がMAPK cascadeの活性化を惹起していると考えられた。以上の成績より、糖尿病状態では腎糸球体メサンギウム細胞に種々の重要な細胞内情報伝達異常が生じており、これらの異常がメサンギウム細胞の機能障害を惹起し、糖尿病性腎症の発症に寄与していると考えられる。
統計的手法を用いた医用画像データ解析システムの開発

統計的手法に基づく医用画像データ処理をより実用的なものにするため,以下の3項目について研究を行った.まず,我々が以前の研究で開発した統計的手法に基づく画像処理アルゴリズムの高速化を行った.統計的手法に基づく画像処理アルゴリズムは,一般に評価関数の最小化に基づくため経験的な画像処理アルゴリズムより多くの計算量を必要とする.そこで,以前の研究で開発した『SPECT・PET画像再構成』アルゴリズムと『MRI画像領域分割』アルゴリズムを実用化に耐え得るように高速化した.ブロック反復や数理計画の手法を導入することで短時間で十分な精度の解を得ることが可能となった.次に,新しい医用画像処理問題への一般化を行った.これまで国内外で研究が少なく我々も未検討の統計的手法に基づく『少数方向投影からの3次元血管像再構成』・『領域分割された吸収マップ再構成』・『医用動画像からのオプティカルフロー抽出』などのアルゴリズムを開発した.数理計画の手法・トポロジー拘束条件付きラベリング法・ウェーブレット変換などの統計的手法に基づく画像処理の分野では独創性の高い新しい概念を導入し,実用性の高いアルゴリズムを開発することができた.最後に,ワークステーション上での医用画像データ解析システムの構築を行った.上記の5つのアルゴリムを実装したソフトウェアのデータ入出力形式を統一化し画像表示などのユーザインターフェースを加え,医用画像データを対象とした画像データ解析システムを構築し動作のテストを行った.統計的手法を用いた医用画像データ解析システムを構築するため、幾つかの重要な医用画像処理問題に対するアルゴリズムの構築や改良を行った。まず、PETやSPECTにおいて統計雑音を軽減した良好な画像を得るため、最ゆう推定や事後確率最大推定の評価関数を反復法を用いて最小化する原理に基づく画像再構成アルゴリズムを開発した。ニュートンSOR法やブロック反復法などの最新の反復法を導入することにより、短時間での画像再構成が可能な効率的なアルゴリズムを完成させることができた。アルゴリズムの有効性を数値実験と実PETデータの再構成により示した。次に、MRIで撮影した脳画像を計算機で解析して灰質・白質・脊髄液・背景・その他の5つの領域に分割する画像領域分割アルゴリズムを統計的手法の一つであるEMアルゴリズムに基づき開発した。特に、ブロック反復と呼ばれる新しい考え方を導入することで、EMアルゴリズムの収束速度は十倍程度になり実用的なアルゴリズムとなった。アルゴリズムの有効性を数値実験と実データへの適用により示した。最後に、気管支の動画像を解析して気管支を構成する線毛の運動の様子を定量化するアルゴリズムを開発した。アルゴリズムは動画像をオプティカルフローと呼ばれる画像処理の手法で解析し、得られた動きベクトル場を解析することで運動の様子を定量化する原理に基づいている。実データを用いた実験を行い、アルゴリズムの有効性を示した。これらのアルゴリズムは全て使いやすいソフトウェアとしてまとめられている。来年度以降は、これらのソフトウェアを統合して一つのシステムとして構築することを検討していく予定である。統計的手法に基づく医用画像データ処理をより実用的なものにするため,以下の3項目について研究を行った.まず,我々が以前の研究で開発した統計的手法に基づく画像処理アルゴリズムの高速化を行った.統計的手法に基づく画像処理アルゴリズムは,一般に評価関数の最小化に基づくため経験的な画像処理アルゴリズムより多くの計算量を必要とする.そこで,以前の研究で開発した『SPECT・PET画像再構成』アルゴリズムと『MRI画像領域分割』アルゴリズムを実用化に耐え得るように高速化した.ブロック反復や数理計画の手法を導入することで短時間で十分な精度の解を得ることが可能となった.次に,新しい医用画像処理問題への一般化を行った.これまで国内外で研究が少なく我々も未検討の統計的手法に基づく『少数方向投影からの3次元血管像再構成』・『領域分割された吸収マップ再構成』・『医用動画像からのオプティカルフロー抽出』などのアルゴリズムを開発した.数理計画の手法・トポロジー拘束条件付きラベリング法・ウェーブレット変換などの統計的手法に基づく画像処理の分野では独創性の高い新しい概念を導入し,実用性の高いアルゴリズムを開発することができた.最後に,ワークステーション上での医用画像データ解析システムの構築を行った.上記の5つのアルゴリムを実装したソフトウェアのデータ入出力形式を統一化し画像表示などのユーザインターフェースを加え,医用画像データを対象とした画像データ解析システムを構築し動作のテストを行った.本年度は以下の3点について研究を進展させ,2件の学術雑誌論文・1件の国際会議論文・2件の国内会議論文として成果を発表した.まず,昨年度の研究において開発した統計的推定に基づく『SPECT・PET画像再構成』、『MRI画像領域分割』、『気管支線毛運動動画像からの動きベクトル抽出』の各アルゴリズムの性能評価を行い,これらのアルゴリズムが統計的推定に基づかない従来の代表的手法(フィルタ補正逆投影法によるSPECT・PET画像再構成、K平均クラスタリング法によるMRI画像領域分割、ブロックマッチング法による動くベクトル抽出)と比較して優れた性能を持ち計算量も昨年度行ったアルゴリズムの高速化により現実的なものになっていることを実証した.次に,新しい考え方に基づく画像処理アルゴリズムの試みとして,非線形計画法の双対性と呼ばれる数理計画法の理論やトポロジー拘束条件付きのラベリングと呼ばれる画像処理の分野で極めて新規性が高いと思われる着想に基づいて,アンギオグラフィーやPETなどの医用画像診断装置で撮影した少数方向の投影データから被写体の断層像を再構成し可視化するアルゴリズムを開発した.

そして,心臓血管のファントムやラットをアンギオグラフィー装置で撮影した実データやPETの実データを用いた実験を行い,提案手法が極めて有効であることを実証した.最後に,昨年度から開発してきたソフトウェアを昨年度購入したワークステーション(コンパック社製XP1000)上に統合する作業を開始し,一部のアルゴリズムについてはデータ入出力形式を統一化し統合を終了することができた.本年度は以下の3点について研究を進展させ,1件の学術雑誌論文・1件の国際会議論文・3件の国内会議論文・1件の解説論文として成果を発表した.まず,昨年度開発した(アンジオグラフィー装置で撮影した)少数方向X線投影データから血管の3次元構造を再構成するCT画像再構成法に性能や計算量の点での改良を加え,昨年度の再構成法では不可能であった4方向投影データから細かい血管の3次元構造を高精度で再構成できる見通しを得た.そして,実際にこの画像再構成法をマルケット大学で開発中のマイクロCT装置に実装し,8方向投影データから一辺が2cmの立方体程度のラット肺血管を正確に再構成することに成功した.次に,統計的推定によるSPECT・PET画像再構成における評価関数最小化を高速に行うため,非線形計画問題の双対性・非線形相補性問題法・内点法などの数理計画法の考え方に基づく幾つかの新しい画像再構成法を検討した.そして,その中で非線形計画問題の双対性に基づく再構成法がきわめて優れた特性を持つことをシミュレーション実験により明らかにした.この画像再構成法を米国CTI社や島津製作所のPET装置で取得した2次元・3次元PETの実データに実装して,12回の少ない反復回数で雑音の影響を抑えた十分な品質の再構成画像が得られることを実証した.最後に,初年度から開発してきたソフトウェアを初年度の研究費で購入したワークステーション(コンパック社製XP1000)上に統合する作業を行い,ほぼ全てのソフトウェアについてデータ入出力形式を統一化し統合と動作のチェックを終了することができた.
高機能電子プローブを用いた走査型透過電子顕微鏡による界面解析

走査型透過電子顕微鏡(STEM)と電子エネルギー損失分光法(EELS)を組み合わせることで構造と同時に、電子プローブ位置に対応した場所でのスペクトルを原子カラム分解能で知ることが可能である。しかし、これまでバルク領域とは異なるスペクトル構造を見出すことや、不純物元素の検出は可能でも、非周期的な構造に由来する理論計算の困難さから、スペクトルの微細構造の解釈法にはまだ多くの課題が残されている。本研究では、層状ダブルペロブスカイト構造のLa2CuSnO6結晶のような層状結晶の場合、STEM像中でCuとSnサイトを投影面内で分離して観察することが可能であるため、電子プローブを各CuとSnサイトに置いた場合で酸素のK殻励起EELSの違いを観測した。このような結晶学的に非等価な同種元素の電子状態の違いを各サイト分解して測定しようとする試みは『サイト分解EELS法』と呼び、原子分解能での電子状態のマッピングの実現に向けた基礎研究であると位置づけられる。酸素のK-edge取得に際して電子ビームを金属原子サイト上に置くことでその強いクーロンポテンシャルにより波動関数を空間的に局在化させると同時に、非局在性因子を利用し周りの酸素を励起させることで、Cu2+O6八面体のヤーン・テラー歪みに起因する酸素の電子状態の違いを検出し、Cu2+のd軌道に存在する1つの正孔の空間的な対称性を明らかにした。本研究は正確なバンド計算の可能なLa2CuSnO6単結晶を積層界面(CuO6/SnO6)構造の集合体とみなしサイト分解EELS法を適用しており、界面研究への展開が期待される。HAADF-STEM法(高角度円環暗視野走査型透過電子顕微鏡法)を用いた正確な界面の分析法を確立するためには、電子顕微鏡像から原子位置を正確に把握する必要がある。そのため、HAADF-STEM法の原子分解能像における像コントラストの定量化を電子のチャネリング現象も考慮した計算により調べ、実験結果と比較することで評価を行った。HAADF-STEM像では分解能以下の距離離れた原子カラムは一つの原子カラムとして観察されるが、この研究結果により、一般的に分解能以下の原子カラム同士の距離と結晶中での原子がもつ温度因子がHAADF-STEM像コントラストにどのような影響を及ぼすのかについての知見を得ることができた。そのことにより、実験で得られた像コントラストがどの原子カラムに対応するのか正確に把握することが可能となった。今後、界面等の特殊な場所や、複雑な構造を持つ材料であっても、像コントラストから得られる情報の幅が広がり、正確に位置を特定しやすくなると考えられる。またこの研究結果を応用することで、SrTiO_3基板上に成長させたLa_2CuSnO_6薄膜の界面の構造解析を行い、基板の原子レベルでのステップが結晶のエピタキシャル成長に及ぼ響について研究を行った。次のステップとして、Å以下に絞った電子プローブを用いて、EELS(電子エネルギー損失分光法)測定を単原子カラムから行うことで隣り合う原子カラムの電子状態の違いを、実験的に研究を行う予定である。これらの研究により正確に界面の構造と電子構造を知ることができ、将来的に原子分解能像と原子分解能での電子状態の2次元マッピングが実現されるようになると考えている。
蛋白質系境界潤滑膜の最適構造の解明に基づく人工関節軟骨の実用化に関する研究

昨年度の研究から,人工軟骨候補材料ポリビニルアルコール(PVA)ハイドロゲルの低摩擦化には,ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)による多分子膜形成が重要な機軸となることが確認された.また,リン脂質多分子膜のモデル膜としてDPPC二分子膜をPVAハイドロゲルの摩擦相手面に付与した摩擦試験により,DPPC二分子膜が初期摩擦の低減に有効であることが確認された.そこで本年度は,DPPC二分子膜の維持・修復性に着目し,摩擦試験後の表面膜形態の観察を行うことで,より詳細にDPPC二分子膜がPVAハイドロゲルの摩擦挙動に与える影響を調査した.その結果,以下の知見を得た.1.DPPC水溶液もしくはリン脂質成分を含むウシ血清溶液を潤滑液として用いた場合,DPPC二分子膜の摩擦低減効果は滑り距離が増加した場合においても維持され,特にDPPC水溶液を用いた場合は,摩擦係数0.015程度の低摩擦を維持した.また,摩擦試験後のDPPC二分子膜の観察により,潤滑液成分によるDPPC二分子膜の維持・修復効果が確認された.また,生体関節軟骨の潤滑特性に及ぼす軟骨下部組織の影響を調べるため,様々な軟骨下部組織厚さを有する軟骨試料を用いて摩擦試験を行った.その結果,以下の知見を得た.1.軟骨下部組織厚さが薄いほど高摩擦を示し,軟骨層の厚さに対して十分に厚い軟骨下部組織を有する試料は低摩擦を示した.また,軟骨下部組織が関節軟骨の二相性潤滑能および水和潤滑能に影響を及ぼすことが示唆され,関節軟骨の潤滑性に及ぼす軟骨下部組織の重要性が示された.2.生体関節軟骨は生体高分子からなるハイドロゲルとみなせる.1.の知見を考慮すると,人工のハイドロゲルを人工軟骨として臨床応用する際には,ハイドロゲルのバルク特性のみではなく,ハイドロゲルの潤滑性を十分に発揮させるための摩擦面への固定法の重要性が示された.本年度は,人工軟骨候補材料ポリビニルアルコール(PVA)ハイドロゲルの摩擦低減に有効な境界潤滑膜構造の解明の一環として,蛋白質境界膜の安定性に及ぼす潤滑液組成の影響を調べ,また関節液成分から成る境界膜形成のその場観察を行った.PVAハイドロゲル-ガラスの組合せで摩擦試験を行い,摩擦面に形成される蛋白質境界膜下層部における蛋白質の吸着挙動を全反射蛍光顕微鏡を用いて観察した.その結果,吸着性の強いγ-グロブリンを主体とした境界膜下層部を形成することが,安定した蛋白質境界膜の形成には重要であることが確認された.また,安定した境界膜を形成した条件においては,摩擦負荷による境界膜形成の促進が確認された.また,ヒアルロン酸,アルブミン,γ-グロブリンを添加した溶液を潤滑液として用い,境界膜形成のその場観察を行った.その結果,γ-グロブリンとヒアルロン酸の共存が境界膜形成には重要であり,アルブミン,γ-グロブリンが均一に分布し,かつヒアルロン酸を境界膜内部に取り込んだ境界膜が形成されることが,PVAハイドロゲルの摩擦低減に有効であることが確認された.潤滑液にアルブミン,γ-グロブリン,ヒアルロン酸に加えてリン脂質(L-αジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC))を添加し,境界膜形成のその場観察を行った.蛋白質のみを添加した場合と比較して摩擦の低減は見られたが,DPPC未添加の場合と比較して境界膜が薄膜化し,蛋白質を混合添加した潤滑液中では境界膜の安定性が低下した.また,主にアルブミン・DPPCからなると推察されるフィルム状薄膜の剥離痕が境界膜表層部に確認された.これにより,低せん断性を有する蛋白質・DPPC複合薄膜形成により摩擦は低減するが,潤滑液の成分系の複雑化により境界膜の均一性,成分の吸着安定性は低下し,安定した境界膜は形成されないものと推察された.昨年度の研究から,人工軟骨候補材料ポリビニルアルコール(PVA)ハイドロゲルの低摩擦化には,リン脂質:ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)が一つの重要な機軸となることが確認された.そこで本年度は,DPPCの境界潤滑性への寄与を調べるため,以下の系統的評価を行った.1.DPPC0.01wt%水溶液を潤滑液とした場合,摩擦係数が二面性を示したが,低摩擦を示した場合,DPPC多分子膜からなると思われる平滑な境界膜が形成された.そこで,ガラス表面に平滑なDPPC二分子膜を作成し,摩擦試験を行った.その結果,生理食塩水中では二分子膜の無い場合と比較して顕著に摩擦が低減しか.一方,アルブミンまたはγ-グロブリンのみを添加した潤滑液では,初期摩擦に顕著に低減したが,滑り距離の増加に伴い,DPPC二分子膜の無い場合と同程度まで摩擦は上昇した.2.DPPCとアルブミンの共存下では,平滑なフィルム状薄膜の形成が確認され,他の蛋白質との共存下よりも低摩擦を示した.原子間力顕微鏡による境界膜の観察から,DPPC添加によるアルブミン凝集体の小型化,および境界膜の平滑化が確認された.さらに,赤外分光光度計による境界膜の分析から,フィルム状境界膜にはDPPCが含まれていることが確認された.ヒアルロン酸(HA)0.5wt%とDPPC0.01wt%を添加した水溶液に種々の濃度で蛋白質を添加した場合,蛋白質未添加条件が最も低摩擦を示し,HA-DPPC複合体からなると推察される表面形状を有する境界膜が形成された.

そこで,HA0.5wt%・DPPC0.01wt%添加溶液中で摩擦試験を行い,HA-DPPC複合境界膜を摩擦面に付与した後,生理食塩水に蛋白質を様々な濃度で添加した溶液を潤滑液として摩擦試験を行った.その結果,全ての条件でHA-DPPC複合境界膜末付与の条件よりも摩擦が低減した.昨年度の研究から,人工軟骨候補材料ポリビニルアルコール(PVA)ハイドロゲルの低摩擦化には,ジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)による多分子膜形成が重要な機軸となることが確認された.また,リン脂質多分子膜のモデル膜としてDPPC二分子膜をPVAハイドロゲルの摩擦相手面に付与した摩擦試験により,DPPC二分子膜が初期摩擦の低減に有効であることが確認された.そこで本年度は,DPPC二分子膜の維持・修復性に着目し,摩擦試験後の表面膜形態の観察を行うことで,より詳細にDPPC二分子膜がPVAハイドロゲルの摩擦挙動に与える影響を調査した.その結果,以下の知見を得た.1.DPPC水溶液もしくはリン脂質成分を含むウシ血清溶液を潤滑液として用いた場合,DPPC二分子膜の摩擦低減効果は滑り距離が増加した場合においても維持され,特にDPPC水溶液を用いた場合は,摩擦係数0.015程度の低摩擦を維持した.また,摩擦試験後のDPPC二分子膜の観察により,潤滑液成分によるDPPC二分子膜の維持・修復効果が確認された.また,生体関節軟骨の潤滑特性に及ぼす軟骨下部組織の影響を調べるため,様々な軟骨下部組織厚さを有する軟骨試料を用いて摩擦試験を行った.その結果,以下の知見を得た.1.軟骨下部組織厚さが薄いほど高摩擦を示し,軟骨層の厚さに対して十分に厚い軟骨下部組織を有する試料は低摩擦を示した.また,軟骨下部組織が関節軟骨の二相性潤滑能および水和潤滑能に影響を及ぼすことが示唆され,関節軟骨の潤滑性に及ぼす軟骨下部組織の重要性が示された.2.生体関節軟骨は生体高分子からなるハイドロゲルとみなせる.1.の知見を考慮すると,人工のハイドロゲルを人工軟骨として臨床応用する際には,ハイドロゲルのバルク特性のみではなく,ハイドロゲルの潤滑性を十分に発揮させるための摩擦面への固定法の重要性が示された.