hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
農道舗装の合理的設計のための基礎的研究

舗装を構造体と考え,力学計算を行って舗装厚を設計しようとする合理的設計法は,舗装構成材が必ずしも通常の弾性体としての挙動をしないことや,車輌の通過に伴ってその性質が変化するなどのことから,国の内外での研究は多岐に亘っている.筆者の研究の内容は以下の通りである.1.舗装構造の力学計算この計算は,舗装構造を多層系弾性体と仮定し,軸対称問題を理論的に解析することを基礎としている.構造設計となると,力学的に破壊に対して安全であることが条件となる.その破壊の発生場所は必ずしも載荷面の中心線上ばかりではない.その理由を過去に報告したが,その後のひび割れの伝播経路も解析しようとして,有限要素法による解析も試みている.2.安定処理土の曲げ引張試験コンクリートや安定処理土のように圧縮に比べて引張に対して極端に弱い材料の曲げ破壊に対しては, JISに定められた試験法がある.しかし,そこで用いられている曲げ公式だけでは説明できないとの疑問を実験から得た.この疑問を説明するために,応力関数法によって応力・ひずみを一層厳密に計算した.それによって,先の疑問を説明できる資料を得た.さらに,有限要素法と剛体バネモデルとによって,ひび割れの発生と伝播経路も追求し,実験結果との対応性が得られることを確認した.3.繰返し載荷試験舗装構造は車輌の通過に伴う繰返し載荷を受け,それによって舗装構成材の力学的性状が次第に変化してくる.そのため,路床土についての繰返し載荷装置を作製し,室内実験によってこの影響を調べている.その結果,繰返し載荷によって力学的性状が変化し易い試料とそうでない試料およびその条件などが一部わかりつつある.舗装を構造体と考え,力学計算を行って舗装厚を設計しようとする合理的設計法は,舗装構成材が必ずしも通常の弾性体としての挙動をしないことや,車輌の通過に伴ってその性質が変化するなどのことから,国の内外での研究は多岐に亘っている.筆者の研究の内容は以下の通りである.1.舗装構造の力学計算この計算は,舗装構造を多層系弾性体と仮定し,軸対称問題を理論的に解析することを基礎としている.構造設計となると,力学的に破壊に対して安全であることが条件となる.その破壊の発生場所は必ずしも載荷面の中心線上ばかりではない.その理由を過去に報告したが,その後のひび割れの伝播経路も解析しようとして,有限要素法による解析も試みている.2.安定処理土の曲げ引張試験コンクリートや安定処理土のように圧縮に比べて引張に対して極端に弱い材料の曲げ破壊に対しては, JISに定められた試験法がある.しかし,そこで用いられている曲げ公式だけでは説明できないとの疑問を実験から得た.この疑問を説明するために,応力関数法によって応力・ひずみを一層厳密に計算した.それによって,先の疑問を説明できる資料を得た.さらに,有限要素法と剛体バネモデルとによって,ひび割れの発生と伝播経路も追求し,実験結果との対応性が得られることを確認した.3.繰返し載荷試験舗装構造は車輌の通過に伴う繰返し載荷を受け,それによって舗装構成材の力学的性状が次第に変化してくる.そのため,路床土についての繰返し載荷装置を作製し,室内実験によってこの影響を調べている.その結果,繰返し載荷によって力学的性状が変化し易い試料とそうでない試料およびその条件などが一部わかりつつある.
ポーラスアルミニウムの自己発熱発泡

本研究課題では自己発熱によるアルミニウムの発泡技術を開発することを目的として,次に示す発熱反応を利用してアルミニウムと水素化チタン(TiH2)からなるプリカーサを発泡させた。プリカーサは素粉末(チタン,炭化ホウ素,水素化チタン,アルミニウム)の混合粉末を圧粉し,固化成形したものを利用した。プリカーサを加熱すると,チタンと炭化ホウ素の間で反応熱が生じるので,反応および発泡が自己伝播可能である。本研究課題では,一連の研究の中で次の事項を明らかにした。1.自己発熱発泡条件自己発熱発泡を可能とするには反応系粉末(チタンおよび炭化ホウ素粉末)の添加量が一定以上必要であることが明らかになった。2.自己発熱による発泡挙動の観察チタンを水素化チタンへ一部置換することにより,気孔率が向上することが明らかになった。3.ポーラスアルミニウムの気孔率本手法により製造したポーラスアルミニウムの気孔率を調査した。水素化チタンへの置換量が気孔率に影響を及ぼすことが明らかになった。4.ポーラス構造観察および画像解析自己発熱発泡により製造したポーラスアルミニウムの断面観察および画像解析により気孔形状の定量的評価を行った。一定以上のチタン粉末を添加することにより気孔サイズが増大することが明らかになった。5.プリカーサ加熱時の温度履歴測定発熱量制御による気孔形状制御の可能性を検討した。チタン粉末量を増加するなど,発熱量を増加することにより気孔率が向上した。6.中空パイプとの一体成形の可能性の検討自己発熱反応の熱を利用して,ポーラスアルミニウムと中空パイプとの接合を発泡と同時に行った.この際,反応熱量が十分でなく,強固な界面接着がは得られなかった。本研究課題では自己発熱によるアルミニウムの発泡技術を開発することを目的として,次に示す発熱反応:を利用してアルミニウムと水素化チタン(TiH2)からなるプリカーサを発泡させた。この一連の研究の中でH16年度は次の事項を明らかにした。1.自己発熱発泡条件の解明自己発熱発泡を可能とする混合粉末組成(アルミニウムとTiH2との混合比,発熱助剤の添加量)やプリカーサ成形条件を明らかにした.ここでは,発泡時の発熱量および,温度履歴を測定することにより,安定しが発泡挙動を示す粉末混合組成を明らかにした。2.自己発熱による発泡挙動の観察Tiの一部をTiH2に置換することにより反応時にガスが放出される.TiのTiH2への置換量と気孔率,気孔サイズなどの発泡挙動との関連を調査した.3.ポーラスAlの気孔率本手法により製造したポーラスAIの気孔率を調査した.4.ポーラス構造観察および画像解析ポーラスアルミニウムは通常,独立気泡からなるクローズドセル構造を有している。そして,ポーラスアルミニウムの気孔性状は全体としてのバルク特性に大きな影響を及ぼす.そこで,自己発熱発泡により製造したポーラスアルミニウムの断面観察および画像解析により気孔形状の定量的評価を行った.5.プリカーサ加熱時の温度履歴測定示差走査熱量計を用い,様々な混合組成で作製したAl,Ti,C,TiH2混合粉末プリカーサの吸熱発熱ピークを調査した.このデータをもとに各プリカーサの発熱量を明らかにし,さらにポーラスAlの気孔形状との相関を調査した.この測定を通じて発熱量制御による気孔形状制御の可能性を検討した.本研究課題では自己発熱によるアルミニウムの発泡技術を開発することを目的として,次に示す発熱反応:を利用してアルミニウムと水素化チタン(TiH2)からなるプリカーサを発泡させた。この一連の研究の中でH17年度は次の事項を明らかにした。1.気孔形状デザイン手法の確立H16年度の研究にて自己発熱を利用した発泡プロセスの基本的な知見を得た.

このデータを基に60%を超える気孔率,アスペクト比1.3以下の良好な円形度,1-2mmの間に分布する気孔径を有するポーラスアルミニウムを製造する条件を見出した.2.中空パイプ内へのポーラスアルミニウムの充填次に中空パイプ内でプリカーサを発泡させパイプ/ポーラスAl複合構造体を製造した.この際,パイプ内容積と比較して,プリカーササイズが小さい場合にはポーラスAl充填不良となり,大きい場合には十分に発泡しないことが明らかとなった.3.発熱系粉末の添加量の決定自己発熱反応の熱を利用して,ポーラスAlとAl中空パイプとの接合を発泡と同時に行った.この際,反応熱量が十分でなく,強固な界面接着がは得られなかった.4.機械特性の測定インストロン型万能試験機を用い,ポーラスアルミニウムの特性を測定した.圧縮強度,衝撃吸収エネルギー量を評価した.
中程度の等方圧付加による難焼結性粉体の固化成形

常圧10kg/cm^2未満の雰囲気制御可能なガス炉を購入・設置し、合金及セラミックス各種粉体の焼結実験を実施した。焼結体の相対密度および結晶粒度を特性値として、それらに対する原料粉体性状、焼結温度、付加圧力、焼結保持時間、昇降温プログラムなどの因子の影響を検討した。鉄合金やスーパーアロイ粉については、10kg/cm^2の圧力付加により、通常用いられる焼結温度範囲で十分に緻密な焼結体を得ることができた。しかし、ほう化物系工具合金の液相焼結で望まれる完全緻密化には、この程度の圧力付加は不十分であり、500kg/cm^2以上の高圧を要することが分かった。一方、結晶粒組織、残留気孔の分布形態、析出物の種類や分布などを画像解析により定量化し、組織形態変化を伴う焼結メカニズムの変化をを検討した。また、非接触型焼結収縮測定装置による実時間測定および焼結緻密化シミュレーションを実施し、常圧および加圧焼結速度式の導出を行った。現状では、実測とシミュレーションとの間の一致は、まだ不十分であるが、焼結緻密化に対する駆動力の内容がより明確になり、外部から付加された駆動力である付加圧力による緻密化促進効果を定量的に取り扱える見通しがついた。今後の解析に資するために、焼結緻密化に対する温度、圧力、時間および雰囲気の影響を図式化した焼結マップの構築を試みた。それらのマップから焼結緻密化に対する加圧効果が焼結メカニズムとの関連において定性的ではあるが明かになった。以下の成果を踏まえて、各種合金粉体についての焼結実験、適切な焼結組織モデルの検索とそれに基づく焼結速度式の導出およびシミュレーションを進め、低中程度の等方圧付加の焼結緻密化に対する効果を定量的に明かにした。一方、結晶粒組織、残留気孔の分布形態、析出物の種類や分布などを画像解析により定量化し、組織形態変化を伴う焼結メカニズムの変化を検討した。以上の成果を踏まえて、各種合金粉体についての焼結実験、適切な焼結組織モデルの探索とそれに基づく焼結速度式の導出およびシミュレーションを進め、低中程度の等方圧付加の焼結緻密化に対する効果を定量的に明かにしていきたい。常圧10kg/cm^2の雰囲気制御可能なガス炉を購入・設置し、合金及セラミックス各種粉体の焼結実験を実施した。

焼結体の相対密度および結晶粒度を特性値として、それらに対する原料粉体性状、焼結温度、付加圧力、焼結保持時間、昇降温プログラムなどの因子の影響を検討した。鉄合金やスーパーアロイ粉については、10kg/cm^2の圧力付加により、通常用いられる焼結温度範囲で十分に緻密な焼結体を得ることができた。しかし、ほう化物系工具合金の液相焼結で望まれる完全緻密化には、この程度の圧力付加は不十分であり、500kg/cm^2以上の高圧を要することが分かった。また、非接触型焼結収縮測定装置による実時間測定および焼結緻密化シミュレーションを実施し、常圧および加圧焼結速度式の導出を行った。現状では、実測とシミュレーションとの間の一致は、まだ不十分であるが、焼結緻密化に対する駆動力の内容がより明確になり、外部から付加された駆動力である付加圧力による緻密化促進効果を定量的に取り扱える見通しがついた。今後の解析に資するために、焼結緻密化に対する温度、圧力、時間および雰囲気の影響を図式化した焼結マップの構築を試みた。それらのマップから焼結緻密化する加圧効果が焼結メカニズムとの関連において定性的ではあるが明かになった。各種合金粉体についての焼結実験、適切な焼結組織モデルの探索とそれに基づく焼結速度式の導出およびシミュレーションを進め、低中程度の等方圧付加の焼結緻密化に対する効果を定量的に明かにした。常圧10kg/cm^2未満の雰囲気制御可能なガス炉を購入・設置し、合金及セラミックス各種粉体の焼結実験を実施した。一方、結晶粒組織、残留気孔の分布形態、析出物の種類や分布などを画像解析により定量化し、組織形態変化を伴う焼結メカニズムの変化を検討した。それらのマップから焼結緻密化に対する加圧効果が焼結メカニズムとの関連において定性的ではあるが明かになった。以下の成果を踏まえて、各種合金粉体についての焼結実験、適切な焼結組織モデルの探索とそれに基づく焼結速度式の導出およびシミュレーションを進め、低中程度の等方圧付加の焼結緻密化に対する効果を定量的に明かにした。
膜内化学反応と膜ダイナミクスが協同した人工細胞システムの創製と機能創出

本年度は,マイクロスケールの油中水滴内で形成されるDNAマイクロ構造体の形成プロセスについて,顕微鏡を用いた直接観察を行い確認した。DNAのアニーリング時間が短い際は,DNAが油中水滴の膜界面に一様に集積した状態から,ゲル化するために,一様なカプセル状構造を形成した。その一方で,DNAのアニーリング時間が長い際は,DNAが油中水滴の膜界面に一様に集積した状態(ここまではアニーリング時間が短い時と同じ)から,膜界面上に小さな粒子を形成して凝集することでヘテロな構造を形成する経路と,小さな穴を開けてそれが大きくなることでヘテロな構造を形成する経路の2種類が存在することがわかった。これらの過程について,DNAの濃度,アニーリング時間を様々に変えることで構造を制御できることがわかった。これについて現在論文執筆中である。また,リポソーム(人工細胞膜)を用いたシステムでは,昨年度,2つのリポソーム形成法(界面透過法と水和法)で異なるダイナミクスが観察されたことを報告したが,どのように膜物性が異なるのかについて評価した。リポソームに界面活性剤を添加すると,界面活性剤は膜内に浸透し,脂質分子を取り込みながらミセル形成をし,最終的にリポソームは溶解する。溶解プロセスの途中でリポソームは,マイクロスケールのポアを形成する。このポアのサイズが,界面透過法と水和法で作るリポソームで異なることがわかった。これは,界面透過法と水和法で作るリポソームが違う原理で作成されるために,出来上がった時点のリポソームの膜張力が異なることに起因していることがわかった。こちらについても現在論文執筆中である。また,界面透過法を使ったリポソームを応用し,細胞を内部に封入し,現在研究を進行している。一部成果は,論文発表を行なった。本年度は,膜内化学反応と膜ダイナミクスが協同した人工細胞システムを構築するための基礎技術である裏打ち構造を有した油中水滴(ドロップレット)の構築と物理学的な構造制御に関する研究を行った.本研究では,実際の細胞膜構造に類似した人工細胞を構築に向け,裏打ち構造を有した人工細胞作製のために,裏打ち構造を有した油中水滴(ドロップレット)の構築を試みた.裏打ち構造の作製には,DNAナノテクノロジーの技術を利用し,正電荷脂質に被われたマイクロサイズの油中水滴(ドロップレット)内にDNA溶液を封入,油中水滴(ドロップレット)の界面においてDNAが自己組織化することで膜全面にDNAで裏打ちされた油中水滴(ドロップレット)の構築に成功した。さらに,DNAが自己組織化する過程において冷却温度を制御することよって膜全面にDNAで裏打ちされた構造からランダムにGapを形成することで不均一に裏打ち構造を有する油中水滴(ドロップレット)を作製することができることを発見し,構造制御できることを見出した.現在,不均一構造を形成するメカニズムを詳細にするためにDNAによる裏打ち構造形成のリアルタイム観察実験及び数理モデルを用いたシミュレーション実験も進めている.さらに,油中水滴(ドロップレット)内部で形成されたDNAの構造体を水中に取り出すことにも成功しており,化学反応系とのドッキングも進めている.また,膜全面をDNAで裏打ちされた油中水滴(ドロップレット)については,共同研究者と共に界面通過法によってリポソーム化し,裏打ち構造を有した人工細胞の作製に成功,現在,共著者として論文投稿中である.本年度は,研究計画にある通り,実際の細胞膜構造に類似した細胞サイズリポソームの構築に向け,裏打ち構造を有した油中水滴(ドロップレット)の構築を試み,その構造体の制御に成功した.また,この構造体を化学反応系とドッキングすることも進めている.共同研究ではあるが,一部リポソーム化にも成功しており,今後の条件の異なる構造(ドメイン構造・膜の非対称性)を有したリポソームの作製にも道筋ができつつある.このように,おおむね順調に進展している.本研究の目的は,生体システムに見られるような化学反応とダイナミクスの様な機能が協同するシステムを人工的に構築することである.昨年度から引き続き,DNAマイクロ構造体にRNA転写機能を付与した系の構築に成功した.さらに,DNAゲルで裏打ちされたリポソーム(人工細胞)の作製に共同研究として参画し,作製に成功,国際誌に共著者として掲載された.また,本年度は,ダイナミクスの一つである膜の変形についても評価した.本研究では界面透過法と呼ばれる方法でリポソーム(人工細胞)を作製しているが,従来の水和法と異なるのでダイナミクスへの影響が不明であったので,脂質膜に対して外的刺激を加えて,水和法によるリポソームのダイナミクスとの違いを考察した.ドロップレット内でのDNAマイクロ構造体形成では,幾何学的に複雑な構造にRNA転写という機能を付与することができた.さらに,DNAで裏打ちされた人工細胞の作製にも成功した.同時に,今後のダイナミクス機能の発現に向けて,リポソームの評価系を構築した.一部で遅れはあるが,概ね順調に進展している.本年度は,マイクロスケールの油中水滴内で形成されるDNAマイクロ構造体の形成プロセスについて,顕微鏡を用いた直接観察を行い確認した。

その一方で,DNAのアニーリング時間が長い際は,DNAが油中水滴の膜界面に一様に集積した状態(ここまではアニーリング時間が短い時と同じ)から,膜界面上に小さな粒子を形成して凝集することでヘテロな構造を形成する経路と,小さな穴を開けてそれが大きくなることでヘテロな構造を形成する経路の2種類が存在することがわかった。これらの過程について,DNAの濃度,アニーリング時間を様々に変えることで構造を制御できることがわかった。これについて現在論文執筆中である。また,リポソーム(人工細胞膜)を用いたシステムでは,昨年度,2つのリポソーム形成法(界面透過法と水和法)で異なるダイナミクスが観察されたことを報告したが,どのように膜物性が異なるのかについて評価した。リポソームに界面活性剤を添加すると,界面活性剤は膜内に浸透し,脂質分子を取り込みながらミセル形成をし,最終的にリポソームは溶解する。溶解プロセスの途中でリポソームは,マイクロスケールのポアを形成する。このポアのサイズが,界面透過法と水和法で作るリポソームで異なることがわかった。これは,界面透過法と水和法で作るリポソームが違う原理で作成されるために,出来上がった時点のリポソームの膜張力が異なることに起因していることがわかった。こちらについても現在論文執筆中である。また,界面透過法を使ったリポソームを応用し,細胞を内部に封入し,現在研究を進行している。一部成果は,論文発表を行なった。来年度(最終年度)は,本年度構築したシステムを発展させた人工細胞システムの作製の実現,及び人工細胞システム内の化学反応系と人工細胞膜の変形ダイナミクスがカップルするシステムの創発を目指す.特に,人工細胞膜上におけるドメイン形成機構の制御・ドメインのエンドサイティック/エキソサイティックな出芽を惹起する人工細胞システムの構築を目指す.リポソームの評価系をさらに,実際の細胞膜が有する構造に近づけた系での実証および化学反応とダイナミクス機能が協同するシステムの構築を行う他の助成金によって購入した物品によって,当初購入を検討していた物品の購入を見合わせたため.また,実験回数について,当初の予定よりも少ない回数で済んだため,高価な消耗品の試薬・材料の費用を抑えることができたため.当初購入予定であった機器は前年度,他の助成によって購入できたので,別の機器を選定した.研究遂行上,実験の特性で3次元情報が必要であり,3次元構造を構築するために,顕微鏡にZ軸情報を取得するための機器を設置した.また,適宜,消耗品として試薬・材料を購入した.当初から予定している計画研究をさらに迅速に遂行するために実験消耗品類の購入に充てる.また,得られた成果を論文誌等で公表するための費用に充てる.
グループホームにおける認知症高齢者への終末期ケア方略に関する研究

全国のグループホームに対して質問紙調査を実施し、終末期ケアの現状と課題を看護師雇用の有無と施設背景等により比較検討した。さらに医療連携と医療の質の確保に関する面接調査を実施した。結果、半数の施設は終末期ケア経験を有し、医療連携を困難な課題としていた。医療の提供は、施設内外の看護師と連携をとり実施していた。円滑な医療連携には十分なアセスメントと医療機関への的確な情報提供が必要であり、内外の研修会を活用して職員の能力向上を図っていた。研究目的:わが国のグループホームおけるさ終末期ケアに関する施設の課題とその困難の程度、ならびに看護師の役割に対する意識を把握する。研究内容:全国のグループホームへの質問紙調査1.対象:2009年7月の時点で、独立行政法人福祉医療機構の運営するワムネットの介護事業者情報に登録され、施設名および住所の確認できた全国のグループホーム9785施設より、無作為に4886施設を抽出して質問紙を送付した。2.データ収集期間:2009年8月25日9月30日。郵送留め置き法で回収した。3.調査内容、施設の概要、入居著の平均要介護度、終末グア経験の有無と現在の終末期ケアの取り組み状況。先行研究で明らかになった終末期ケア提供での課題・困難についてその程度、終末期ケアにおける看護師の役割に対する施設側の意識、地域医療連携における困難・課題の有無。研究成果:1174施設から回答が得られた(回収率24.0%).調査施設の概要は入居者の平均要介護度2.66、終末期ケアー経験があると答えた施設は607施設で、全体の51.7%であった。過去一年間にグループホームで看取りを行った施設は282施設(24.0%)であった。地域医療連携加算は714施設(60.8%)、看取り介護加算は312施設(26.2%)が取得し、施設独自の終末期ケア指針を策定している施設は544施設(46.3%)であった。看護師を雇用している施設は487施設で全体の58.5%であった。研究目的:グループホームにおける終末期ケア提供の現状と課題をふまえ、それぞれの施設が終末期ケア体制をどのように整えているのかを明らかにする。研究内容:前年度実施した全国のグループホームへの質問紙調査結果より、終末期ケアの取り組み状況と課題、施設の終末期ケアの体制の違いを検討した。また、さまざまな背景を持つ施設が、終末期における入居者への医療とケアの提供のためにどのように看護体制と終末期ケア体制を整えていったのかを把握するためのインタビューを2施設に対して行った。研究成果:1174施設(回収率24.0%)から回答を得られた(H21年度実施調査)。終末期ケアを経験している施設は607施設(51.7%)であり、入居者の平均要介護度は終末期ケア経験のない施設よりも重度で(P<0.001)、終末期ケア指針の保持、看取り介護加算の取得において有意に高かった(P<0.001)。看護師の雇用のある487施設(41.5%)は、そうでない施設に比較して終末期ケア経験の有無、地域医療連携加算の取得、看取り介護加算取得、終末期ケア指針の策定で有意に実施割合が高く、終末期ケアの課題に・困難の程度は「医療の知識・技術が不足」、「看護・介護の連携が困難」、「終末期ケア指針の策定が困難」の項目で有意に低かった。このことから、グループホームでの終末期ケア実施には、それぞれの施設の状況を熟知している看護師の存在が重要であると示唆された。2施設への面接調査においても、施設の利用者の状況を熟知している看護師の雇用は終末期ケアの体制をとるうえで、必要であり望ましいとしながらも、雇用が困難であることなどが語られていた。研究目的:グループホームにおける終末期ケア提供の現状と課題をふまえ、終末期ケア提供のための医療とその質を確保するための医療連携の実際を明らかにする。研究内容:平成21年度に実施した調査結果をもとに、看護師雇用の有無、看取り経験の有無別にみた終末期ケア体制の違いを検討した。さらに、経営母体による終末期ケアの取り組み状況の違いの検討を行った。これら結果をもとに、同意の得られた全国9か所のグループホームに対して、終末期ケア提供に必要な医療とその質の確保にむけて、どのように医療連携を行ったかについてたずねる面接調査を行った。研究成果:9施設に対して調査を行った。施設の経営母体はそれぞれ有限会社3施設、医療法人2施設、NPO法人2施設社会福祉法人1施設、株式会社1施設、であった。看護師雇用施設は4施設で看護師の雇用のない施設では訪問看護ステーションとの連携により看護師の確保をしていた。また、終末期ケアに必要な医療は、協力病院・訪問看護ステーションとそれぞれに連携をとり提供していた。

それぞれの施設とも、円滑な連携には、医療機関に対する的確な情報提供とそのためのアセスメントが必要であると認識していた。施設では職員の研修会や訪問看護ステーションの看護師等を活用し、職員の能力向上を図っていた。今後の発展と課題:終末期ケア提供に必要な医療連携において施設と医療機関の間で看護が実際にどのように機能しているか、医療連携に必要な日常生活援助場面における職員のアセスメント力向上のために看護師が実施している事等、医療連携に必要な看護師の行動の詳細を明らかにしていく必要がある。
本邦の周産期登録データベースを用いた双胎妊娠における適正体重増加量の策定

日本産科婦人科学会周産期登録データベースを使用した後ろ向き観察研究を行なう.対象期間は2009年1月1日から2018年12月31日とし,対象期間内に分娩した双胎の患者を対象とする.対象を非妊娠時のBMIおよび妊娠中の体重増加量により分類し,その妊娠分娩転帰および体重増加量を統計解析することにより,本邦の双胎妊娠における推奨される妊娠中の体重増加量を策定する.日本産科婦人科学会周産期登録データベースを使用した後ろ向き観察研究を行なう.対象期間は2009年1月1日から2018年12月31日とし,対象期間内に分娩した双胎の患者を対象とする.対象を非妊娠時のBMIおよび妊娠中の体重増加量により分類し,その妊娠分娩転帰および体重増加量を統計解析することにより,本邦の双胎妊娠における推奨される妊娠中の体重増加量を策定する.
神経特異的な糖鎖による神経可塑性の調節機構の解明

HNK-1糖鎖は学習記憶などの脳の高次機能の調節に重要な糖鎖である。本研究ではHNK-1糖鎖がどのような分子機構で脳の高次機能を調節しているのかを明らかにする目的として研究を行い、HNK-1糖鎖がスパインと呼ばれる神経細胞上の重要な構造の形成に関与することや新たなキャリアー分子としてグルタミン酸受容体のサブユニットの一つであるGluR2上に発現せいていることを明らかにした。本研究は脳の高次機能の基盤とも言える神経可塑性の制御機構について、HNK-1糖鎖を分子プローブとしてのその総合的な理解を目指している。本年度は以下の2点について研究を行った。1)スパインの形成におけるHNK-1糖鎖の役割HNK-1糖鎖合成酵素遺伝子(GlcAT-P)欠損マウスでは脳内のHNK-1糖鎖が消失し、海馬CA1領域における長期増強現象と記憶学習機能に異常が観察されていた。そこで長期増強に異常が見られた海馬CA1錐体神経細胞に着目し、脂溶性蛍光色素(DiI)を用いてin vivoでの神経突起の詳細な形態観察を行った。その結果、GlcAT-P遺伝子欠損マウスにおいて樹状突起スパインの成熟異常を見いだした。この異常は、海馬初代培養神経細胞を用いたin vitroでの系でも再現され、GlcAT-P遺伝子の導入により形態異常は完全に回復することを示した。また、免疫蛍光染色によりGlcAT-P欠損神経細胞では、シナプスがスパイン上ではなく樹状突起シャフト上に異所的に形成されることを見いだした。2)HNK-1糖鎖の発現調節機構本年度は、GlcAT-Pに存在する2つのアイソフォーム(アミノ末端に13アミノ酸の有無が選択的スプライシングにより決定される)によるHNK-1糖鎖の発現調節に関する研究を行った。その結果、2つのアイソフォームの試験管内でのグルクロン酸転移活性は同等であるにもかかわらず、細胞内では短いアイソフォームが長いものより高いHNK-1糖鎖合成活性を有することが明らかとなった。その原因として短いものはその大部分がゴルジ体に局在するのに対し、長いものはゴルジ体以外にERにも局在することが明らかとなった。その局在を調節する機構としてGlcAT-Pの膜貫通領域近傍に存在するdibasic motifが重要であり、さらにCOPII小胞の構成因子であるSar1が関与していることを明らかにした。本年度は主に以下の成果が得られた。1) HNK-1糖鎖によるGluR2の表面発現量の調節機構マウス脳を生化学的に分画して解析したところ、AMPA型のイオンチャネル型グルタミン酸受容体(AMPA受容体)サブユニットの一つGluR2上にHN-1糖鎖が発現していることが明らかとなった。GluR2はAMPA受容体の輸送を制御する重要なサブユニットであり、細胞膜表面と細胞内プールの間を積極的に往来することで細胞表面でのAMPA受容体の存在量やシナプス伝達効率(シナプス可塑性)を調節することが知られている。そこで、初代海馬培養神経細胞を用いてHNK-1糖鎖がGluR2のエンドサイトーシスに与える影響について検討を行った。その結果、GlcAT-P欠損神経細胞ではGluR2のエンドサイトーシスが増加しており、それに伴い表面上のGluR2量も減少することが明らかとなった。2) HNK-1糖鎖の発現調節機構HNK-1糖鎖生合成酵素であるグルクロン酸転移酵素は糖鎖の末端に存在するガラクトース残基にグルクロン酸を転移する。昨年度の解析の結果、脳内ではいくつかのガラクトース転移酵素が存在するにもかかわらず、B4GalT2の遺伝子欠損マウスにおいて脳内でのHNK-1糖鎖がほとんど消失していることを明らかにした。そこで、何故B4GalT2の遺伝子欠損マウスでHNK-1糖鎖の消失が引き起こされるのかについて解析した結果、このB4GalT2が脳内でGlcAT-Pと分子複合体を形成していることが明らかとなった。またその相互作用は非常に特異的であり、B4GalTファミリー内で最も相同性の高いB4GalT1とは相互作用しないことも明らかとなった。以上の結果から、B4GalT2とGlcAT-Pとの特異的な分子複合体がHNK-1糖鎖合成に重要であると考えられた。1)GluA2の表面発現量の調節機構AMPA受容体はGluA14のサブユニットからなるが、GluA2は成体マウスの海馬においてほとんどのAMPA受容体に含まれているため、本受容体の細胞内輸送制御に重要なサブユニットであると考えられている。GluA2には4カ所のN型糖鎖付加部位(N256,N370,N406,N413)が存在する。本年度は昨年度作製したGluA2の糖鎖付加部位に変異を加えた変異体を用いてGluA2の細胞表面発現量と糖鎖との関係を解析した。

その結果、GluA2上のN370に変異を加えたものでは、その細胞発現量が顕著に減少し、ほとんどのものがERに存在していた。またN413に変異を加えたものは、細胞表面発現量に大きな影響はないものの、HNK-1糖鎖の付加が大きく抑制されることが明らかとなった。従ってGluA2上のN370に存在する糖鎖は細胞表面への輸送に重要な糖鎖であり、N413がHNK-1糖鎖の主要な付加部位であることが明らかとなった。2)HNK-1糖鎖の発現調節機構申請者らは既にHNK-1糖鎖の生合成に中心的な役割を担うグルクロン酸転移酵素(GlcAT-P)のX線結晶構造解析を行い、グルクロン酸転移機構の詳細を明らかにした。しかし、GlcAT-Pの触媒領域に、電子密度を与えない構造不明の領域(flexible loop)が存在しており、その領域が本酵素の機能・性質にどのように関与しているのかは不明であった。そこでまず、GlcAT-Pのloopを欠失させたGlcAT-PΔloopを作製し解析したところ、GlcAT-PΔloopの酵素活性は野生型に比べ著しく低下していることが明らかとなった。さらに、loop配列に変異を加え、どのアミノ酸が重要であるのかを調べたところ、loop内の酸性アミノ酸に変異を加えた場合に酵素活性が低下することが明らかとなった。以上の結果より、GlcAT-Pに存在するflexible loopはその転移活性に必須であり、特に酸性アミノ酸がloop機能に重要であると考えられた。
海洋および海洋底における放射性物質の分布状況要因把握

本研究の目的は,福島第一原発事故により放出された放射性物質の海洋および海洋底における分布状況と要因を把握し,モデル化を図ることである。海水中の水平及び断面観測を行い,北太平洋における原発事故由来放射性セシウム輸送の三つの主要な経路と輸送の様相を明らかにした。北太平洋海流によって表面輸送される経路、亜熱帯モード水の沈み込みに伴って亜表層を南に運ばれる経路及び中央モード水の沈み込みに伴って海洋内部に運ばれる経路である。また,原発近傍海域における放射性セシウム、H-3、Sr-90、I-129、Puの動態を明らかにした。外洋域における粒状態放射性セシウムの鉛直輸送と陸棚斜面での水平輸送を明らかにした。1.黒潮続流より南側の亜熱帯域で、深さ約300 mの亜表層で放射性セシウムの極大値が観測された。事故直後に黒潮続流の南側に降り注いだ放射性セシウムは表面海流に沿って東向きに輸送されただけでなく、事故後約10ヶ月以内に亜熱帯モード水の形成および沈み込みにより南向きにも輸送されたと結論した。そのモード水中に含まれるCs-134の全量は約6 PBqと見積もられ、これは北太平洋に放出された福島原発事故由来Cs-134の総量の1060%に相当することが分かった。また、Sr-90がCs-137と同様に原発近海で高く、港湾から拡散した高濃度水塊が沿岸流によって南へと輸送されている姿を明瞭にとらえた。Sr-90/Cs-137比は原発近海の監視定点の値と一致しており、長期的な漏洩を示唆している。2.福島第一原子力発電所事故後17-18ヶ月の福島沖から北部北太平洋(北緯47度、西経170度)までの表層0-100mの海水において、一定のI-129/Cs-137を持つ事故起源かつ大気経由で沈着したI-129, Cs-137の付加が確認された。3.西部北太平洋外洋域の観測定点の水深の異なるセジメントトラップに捕集された放射性セシウムフラックスの時系列変化を解析したところ、粒状態放射性セシウムの多くは一日当たり約50mの速度でゆっくりと沈降していることが明らかとなった。また、原発沖陸棚堆積物の高濃度汚染粒子は、海底付近で再懸濁し、海水の流れと伴に沿岸に沿って沈着と懸濁をくり返しながら南下していることが分かった。4.領域海洋モデルおよび北太平洋モデルを用い、福島第一原子力発電所から放出された放射性セシウムの再現計算を実施し、観測結果と比較することによって、現象解明を行った。また、領域海洋モデルについては、学術会議のモデリングWGと連携し、複数モデルの相互比較実験を行い、モデル間のばらつきを把握した。(1)北極海から南極海を縦断して採取した表面海水中の放射性セシウムを測定した。亜寒帯域及び混合海域では相対的に高濃度の134Csが検出されたが、最も高い濃度(2.3 Bq/m3)は福島第一原発から離れた亜寒帯で観測された。亜熱帯域では北緯25度で0.3 Bq/m3の134Csが検出されたが、それ以南では検出限界以下であった。同時期の他の観測結果と合わせて得られた北太平洋全域における分布図からは、汚染水の直接流入に由来する134Csが北太平洋海流に沿って東に運ばれ日付変更線付近にその極大が存在すること、またそれは亜寒帯および亜熱帯ジャイアに沿ってそれぞれ南北にも拡がりつつあることが確認された。(2)福島第一原子力発電所近海における海水中の90Srの分析を行った。原発港湾口の沖合800mの地点では局所的に高い濃度が観察された。このことは原発からの放出がいまだに続いており、さらに潮汐のような日周変動を伴う過程を経て放出、原発近傍で不均一に分布している可能性を示唆している。(3)福島第一原子力発電所沖の129I/137Csは30x10-6 Bq/Bqであり、事故後3, 17ヶ月の0.1, 15 x10-6 Bq/Bqとの比較から、現在は137Csが除去され相対的に減少している汚染水が流出していることが確認された。(4)福島原発東南東約100km沖に設置してある時系列式セジメントトラップ実験の解析で、未だに半減期の短い134Csが沈降粒子から検出されており、134Cs濃度の高い福島原発に近い海底堆積物が半遠洋海域まで海中を水平輸送されている可能性が示唆された。(5)数値シミュレーション手法を組み合わせることによって、福島第一原子力発電所事故による海洋汚染の実態解明を行った。福島沖の領域海洋モデルを構築し、観測データと組み合わせることで、約4年間に亘る直接漏洩量の時系列変化を推定した。(1) 2015年夏の東経165度線での観測によると、中央モード水に相当する密度には事故由来の放射性セシウムはほとんど見いだされなかった。すでに東へ輸送されたと考えられる。東経165度線でみると亜表層で北緯2度に達する早い南向きの輸送が見いだされた。

また、2014年以降東電福島第一原発事故により海洋環境に放出された人工放射性核種のごく一部が日本の西部に再循環で戻ってきていて、亜熱帯モード水の密度25.5付近の表層水中で、わずかながらの134Cs放射能の濃度上昇が見出されている。(2)モニタリング試料の129I測定により、129I/137Csが0.3と0.04-0.07の2グループと大別され、海洋への直接流出の他、129Iの除去された後に放出という過程の存在が示唆された。(3)太平洋を北極海から南極海を縦断して、表面海水中の放射性セシウムを測定した。同じ時期に測定されたデータと合わせることで、福島原発事故後約1年半後の、北太平洋のほぼ全域における福島事故起源の放射性セシウムの拡がりを明らかにした。(4)福島原発沖に設置してある時系列式セジメントトラップ実験の結果、捕集粒子の主成分が鉱物粒子であること等から福島原発事故由来の放射性セシウムが沈着した福島原発沖海底堆積物が再懸濁し、大陸斜面に水平輸送されている様子が窺えた。また秋季に見られた放射性セシウム濃度・フラックスの増加は台風が接近・通過することで、より浅い水深の海底堆積物が再懸濁し水平輸送されたと推定された。(5)福島第一原発事故によって、大気からの降下および直接漏洩によって供給された137Csの4年間の領域海洋スケールのシミュレーションを実施し、直接漏洩率の時間変動を推定した。また、北太平洋スケールのシミュレーションを4年間実施し、観測結果との比較によって、西への移流や中層水への潜り混みなどの挙動を明らかにした。(1)北太平洋の外洋域において、放射性セシウム測定のための海水試料を採取し、同海域における福島原発事故起源放射性セシウムの拡がりを明らかにした。事故から約10ヶ月後に実施したおおよそ東経149度線に沿った観測では、北太平洋亜熱帯モード水の沈み込みに伴って、事故起源放射性セシウムは亜熱帯域の亜表層を速やかに南へ運ばれている事実を明らかにした。一方で、混合海域・亜寒帯域においては、事故起源放射性セシウムは東向する表面海流に沿って北太平洋を横断している様子が推察された。このように南北で放射性セシウムの拡散過程に違いが明らかになりつつあるため。(2) 2014年までに採取した海水試料の129I、134Cs、137Csの分析はほぼ予定通りに完了し、福島沖から北部北太平洋における2014年までの129I、134Cs、137Csの3次元分布・インベントリ・経時変化を明らかにできたため。(3)環境試料(海水・土壌・生物)中の放射性ストロンチウム分析に必要となる迅速分離法を開発し、学術誌に発表した。特に分析の困難とされる海水試料についてこの新規分析法を適用し、原発近傍での詳細な汚染拡散状況のマッピングを実施している。放射性セシウムとの相互比較により原子炉滞留水・地下水・汚染処理水など海洋への汚染源となり得る候補について、時系列的な変動も考慮した同定を行ってきた。原発近傍における経時的な変動についても解析を進め、汚染源の解明を行っているため。(4)複数点・複数層における時系列式セジメントトラップでの沈降粒子の捕集および沈降粒子中の放射性セシウムの分析は順調に行われた。解析の結果、福島起源放射性セシウムの海洋内での鉛直輸送速度、存在形態、海底堆積物の再懸濁と水平輸送状況等の新たな知見が得られ、それらは論文発表・学会発表・プレス発表により適宜公表されており初期の目的は達成されつつあるため。・2015年及び2016年の外洋での放射性セシウムの鉛直分布の測定結果から、東経165度線に沿う北緯36度から北緯44度の領域では福島原発事故由来の放射性セシウムはほとんど見えず、中央モード水とともに沈み込んだ放射性セシウムがこの地域から東方向に移動したことを示唆している。・亜熱帯海域においては、放射性セシウムの深度200400mの亜表層極大構造が2014年でも観測されたものの、その極大値は低下したことが分かった。
膵癌進展を反映する尿中メチル化セルフリーDNAの臨床応用

膵癌における尿検体を用いたliquid biopsyは低侵襲・かつ採取が用意なため担癌患者の病勢モニタリングを行う上で極めて有用であると考えられる。近年、cell-freecirculatingtumorDNA (cfDNA)が腎でろ過されずに尿検体から検出可能であることがわかり、肺癌など他領域の癌の診断にも応用されている。本研究では膵癌特異的メチル化マーカープロファイルを明らかにしておいた上で、周術期の尿検体からそれに合致するcfDNAのメチル化マーカーを検出し、病勢モニタリングとして利用可能な診断法の具体的な手技・手順を確立することを目指す。
矯正－呼吸器内科連携による閉塞性睡眠時無呼吸発症・重症化リスク予測システムの開発

新潟大学医歯学総合病院呼吸器感染症内科の成人患者から無作為に抽出した112名〔男性56名平均年齢54.0歳(30.076.0歳),女性56名平均年齢56.4歳(21.275.6歳)〕を対象とした.資料は,OSAの治療前に撮影した側面セファログラムとPolysomnography(PSG)検査の結果とした.側面セファログラムのトレース後,頭蓋骨,上下顎骨,上下顎切歯,舌骨,頸椎,咽頭気道,軟口蓋長径,舌断面積について計測した.PSGの検査結果からは,Apnea hypopnea index(AHI; event/h),BMI,Lowest SpO2(%)およびCT90(%)を抽出した.続いて,性別および50歳をカットオフ値として年代別に2群に区分し,合計4群について統計学的に比較検討した.その結果,4群の中でAHIの平均が最高値を示したのは男性50歳以上群,BMIの平均が最高値であったのは男性50歳未満群であった.男性50歳未満群と比較し男性50歳以上群では舌骨が低位にあり,舌断面積が大きかった.これらのことから,男性では加齢変化による顎顔面形態の変化がリスク要因となる可能性が示された.一方,女性では年代間の形態的相違はわずかであった.各因子の相関についてみると,男性50歳未満群,男性50歳以上群,女性50歳以上群において,舌骨の位置やBMIなどがAHIと有意な相関を認めたが,女性50歳未満群においてはAHIと相関のある計測項目は認められなかった.以上のことから,OSA患者を性別,年代別に比較検討した結果,各群で病態に関する特徴が異なり,OSA発症のリスク因子に相違のある可能性が示唆された.呼吸器感染症内科の成人患者を対象とした研究はほぼ予定通りに進行している。矯正歯科治療患者についての研究は遅れている。これは睡眠時呼吸機能評価は自宅にて患者自身にデータ採得してもらうという性質上、鼻カニューレやSpO2プローブの脱離が問題となり、統計解析に十分なデータが得られづらいこと、研究開始初期に動的治療終了後の睡眠時呼吸機能評価後、検査機器パルスリープLS-120が数度の督促にもかかわらず返却されず、結局転居のため回収不能となり、検査機器の不足が生じていることが主な原因である。呼吸器感染症内科の成人患者を対象とした研究は引き続き計画通り進めていく。矯正歯科治療患者についての研究は検査機器パルスリープの追加購入を行い、データ採得のペースを上げていこうと考えている。新潟大学医歯学総合病院呼吸器感染症内科の成人患者112名(男性57名、女性55名)を対象とした。資料は、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)の治療前に撮影した側面セファログラムと終夜睡眠ポリグラフ(PSG)検査結果とした。側面セファログラムのトレース後、頭蓋骨、上下顎骨、上下顎切歯、舌骨、頸椎、咽頭気道、軟口蓋面積、舌面積について計測し、PSG検査結果からは無呼吸低呼吸指数(AHI)、BMIを抽出した。次に、男女別にBMIを指標に肥満度について3群に、年齢について50歳をカットオフ値として2群にそれぞれ区分した。各群における計測結果について、Spearmanの順位相関係数を求め統計学的に比較検討した。対象者全体ではAHIとBMI、舌骨の垂直的、前後的位置、舌面積についてそれぞれ有意な正の相関が認められた。男女別にみると、男性では鼻部咽頭気道前後径のみに、女性では舌骨の垂直的位置とBMIにそれぞれAHIと有意な正の相関が認められた。年齢別にみると女性50歳未満群ではAHIと相関がみられる項目は認められなかった。肥満度別にみると男女とも、軽度肥満群でのみAHIと舌骨の位置に有意な正の相関を認めたが、標準群と重度肥満群ではAHIと相関がみられる項目は認められなかった。BMIが大きく舌骨が下方にあるほどAHIが大きかった。また、第三頸椎と舌骨の距離が長いほどOSAが重症化している可能性が示された。性別や年齢、肥満度別に検討した結果、各群によってOSAの病態の特徴が異なることが示唆された。新潟大学医歯学総合病院矯正歯科にて矯正歯科治療を予定している成人患者11名を対象にパルスリープLS-120を用いた睡眠時呼吸機能評価を行った。2名については動的治療終了後にも同様に睡眠時呼吸機能評価を行った。術前後において閉塞性睡眠時無呼吸の症状がみられたものはなく、術後にAHIの上昇は認められなかった。呼吸器感染症内科の成人患者を対象とした研究は概ね予定通りに進行している。これは睡眠時呼吸機能評価は自宅にて患者自身にデータ採得してもらうという性質上、鼻カニューレやSpO2プローブの脱離が問題となり、統計解析に十分なデータが得られづらいこと、研究開始初期に動的治療終了後の睡眠時呼吸機能評価後、検査機器パルスリープLS-120が返却されず、数度の督促にもかかわらず未だに返却されておらず、検査機器の不足が生じていることが主な原因である。新潟大学医

歯学総合病院呼吸器感染症内科の成人患者から無作為に抽出した112名〔男性56名平均年齢54.0歳(30.076.0歳),女性56名平均年齢56.4歳(21.275.6歳)〕を対象とした.資料は,OSAの治療前に撮影した側面セファログラムとPolysomnography(PSG)検査の結果とした.側面セファログラムのトレース後,頭蓋骨,上下顎骨,上下顎切歯,舌骨,頸椎,咽頭気道,軟口蓋長径,舌断面積について計測した.PSGの検査結果からは,Apnea hypopnea index(AHI; event/h),BMI,Lowest SpO2(%)およびCT90(%)を抽出した.続いて,性別および50歳をカットオフ値として年代別に2群に区分し,合計4群について統計学的に比較検討した.その結果,4群の中でAHIの平均が最高値を示したのは男性50歳以上群,BMIの平均が最高値であったのは男性50歳未満群であった.男性50歳未満群と比較し男性50歳以上群では舌骨が低位にあり,舌断面積が大きかった.これらのことから,男性では加齢変化による顎顔面形態の変化がリスク要因となる可能性が示された.一方,女性では年代間の形態的相違はわずかであった.各因子の相関についてみると,男性50歳未満群,男性50歳以上群,女性50歳以上群において,舌骨の位置やBMIなどがAHIと有意な相関を認めたが,女性50歳未満群においてはAHIと相関のある計測項目は認められなかった.以上のことから,OSA患者を性別,年代別に比較検討した結果,各群で病態に関する特徴が異なり,OSA発症のリスク因子に相違のある可能性が示唆された.呼吸器感染症内科の成人患者を対象とした研究はほぼ予定通りに進行している。矯正歯科治療患者についての研究は遅れている。これは睡眠時呼吸機能評価は自宅にて患者自身にデータ採得してもらうという性質上、鼻カニューレやSpO2プローブの脱離が問題となり、統計解析に十分なデータが得られづらいこと、研究開始初期に動的治療終了後の睡眠時呼吸機能評価後、検査機器パルスリープLS-120が数度の督促にもかかわらず返却されず、結局転居のため回収不能となり、検査機器の不足が生じていることが主な原因である。呼吸器感染症内科の成人患者を対象とした研究は引き続き計画通り進めていく。矯正歯科治療患者についての研究は次年度予算も使用して検査機器パルスリープの追加購入を行う事も検討し、データ採得のペースを上げていこうと考えている。矯正歯科治療患者についての研究は検査機器パルスリープの追加購入を行い、データ採得のペースを上げていこうと考えている。次年度にパルスリープを追加購入することも検討しており、そのための予算として残した。機器の返却がさらに遅れる場合、パルスリープを追加購入する。次年度に検査機器パルスリープの追加購入を行う予算を確保するため。
双方向の再生軸索を含む新しい神経移植法に関する研究

本研究は顔面神経欠損に対する新たな概念に基づいた術式の開発に向けての動物モデルを用いた研究である。臨床においては顔面神経と舌下神経のネットワークをより少ない移植神経で、より簡便に作成するのが目的である。本術式の特徴的な点は一本の移植神経内に双方向の軸索再生を期待する点である。マウスを用いたモデルを作成し、複数の神経源から一本の移植神経に双方向の軸索再生が起こるこの現象を証明できた。現在ラットの顔面神経モデルの研究を進めている途中である。耳下腺の悪性腫瘍の切除後の欠損は耳下腺内を走行する顔面神経の欠損を伴うことが殆どであり、それにより顔面神経麻痺が生ずる。顔面神経の1期的な再建は欠損部の顔面神経を補うように神経移植をするのが一般的であるが、顔面神経は1本の本幹が耳下腺内で多数の枝に分岐している。従来の神経移植は数本の移植神経を束ねて1本の本幹に縫着してきたが、顔面神経の中枢断端は多くの場合、深部に存在し手技的に大変困難であった。移植神経を1本にして、複数ある顔面神経とは端側吻合することが考案され、この術式の有用性は検証された(Matsuda K etal. J Plast Reconstr Aesthe Surg 2008 61 (11) : 1357-1367.)。本研究はさらに移植神経の遠位端に神経を吻合することにより、1本の移植神経に2か所以上から再生軸索の流入が起こるか否かの検証をすることである。本年度は移植神経の一本の移植神経内に双方向の軸索再生が起こるのか否か、また、それが長期にわたって維持されるのかをThy-1 YFPトランスジェニックマウス(Feng G etal. Neuron 2000 28 (1) 41-51)坐骨神経モデルを用いて検証した。このマウスでは黄色の蛍光を発するタンパクが知覚、運動ニューロンに特異的に発現しており、蛍光顕微鏡下で再生軸索が可視化されるため、移植神経内の双方向の軸索を直接観察することが出来る。マウスの片側の坐骨神経の腓骨神経、脛骨神経分岐部より末梢を約5mmの長さで切除し、神経欠損を作成した。野生型マウスの尺骨神経を採取し一方の断端を腓骨神経に、もう一方の断端を脛骨神経に縫合した。移植された神経の側面に神経周膜までの開窓を二箇所行い、それぞれに腓骨神経、脛骨神経の遠位断端を縫合した。術後2週間、4週間、12週間で移植神経の近位ならびに遠位を含めて一塊に採取し、レーザー共焦点顕微鏡で観察した。腓骨神経から脛骨神経へ、脛骨神経から腓骨神経へ向かう軸索が観察されたため、移植神経が双方向の再生軸索を含むことが証明された。ラット顔面神経交叉移植モデルを用いて両側の顔面神経頬筋枝を両側の顔面神経とつなぐ形の顔面神経交叉移植モデルを作成し、これを用いて再生軸索の由来(同側もしくは対側)や、その比率、両側の顔面神経からの入力のない場合に比べてどのくらい再生の効率が上がっているか等を比較、検討している。ラット両側耳前部の切開から両側の顔面神経を本幹まで剥離し、頬骨枝を温存しながらそれ以外の顔面神経枝を本幹近くから1.5cm切除する。倫理上の問題から自家神経の採取は行わず、近交系ラットを用いた同種移植とする。神経は頭部の皮下トンネルを通して対側まで導く。両側の頬筋枝は片側顔面神経、もしくは両側顔面神経から再支配される事になる。術後12週と24週で二群の評価、比較を行っている。(A)運動機能評価髭の毛根付近の筋肉(whisker pad muscles)は頬筋枝により支配されており、髭の動きの評価を術後一週毎に目視で行い、大まかな頬筋枝の機能回復を評価している。(B)電気生理学的評価顔面神経本幹の電気刺激を行い、対側の顔面表情筋への神経支配の有無を評価している。(C)組織学的評価両側顔面神経頬筋枝ならびに移植神経を採取、トルイジンブルー染色を施し、神経軸索数、密度、軸索の直径、ミエリンの厚さを計測している。(D)逆行性トレーサーによる評価術後12週と24週に神経トレーサーであるフルオロゴールド(FG)、フルオロルビー(FR)をそれぞれ左右の頬筋枝に注入し、逆行性に顔面神経核を標識する(同時二重標識法)。脳幹部の凍結切片を蛍光顕微鏡下で観察すると、2種類のトレーサーにそれぞれ標識された細胞が観察される。左右の顔面神経核が共に二色のトレーサーで標識されれば双方向の再生軸索の存在が証明される。

各々の標識された細胞数を比較、検討し神経機能回復の量的、質的評価を行っている。平成24年度も引き続き上記の実験を継続している。ラット顔面神経交叉移植モデルを用いて両側の顔面神経頬筋枝を両側の顔面神経とつなぐ形の顔面神経交叉移植モデルを作成し、これを用いて再生軸索の由来(同側もしくは対側)や、その比率、両側の顔面神経からの入力のない場合に比べてどのくらい再生の効率が上がっているか等を比較、検討している。ラット両側耳前部の切開から両側の顔面神経を本幹まで剥離し、頬骨枝を温存しながらそれ以外の顔面神経枝を本幹近くから1.5cm切除する。倫理上の問題から自家神経の採取は行わず、近交系ラットを用いた同種移植とする。神経は頭部の皮下トンネルを通して対側まで導く。両側の頬筋枝は片側顔面神経、もしくは両側顔面神経から再支配される事になる。運動機能評価、電気生理学的評価、組織学的評価、逆行性トレーサーによる評価で評価を行っている。当初、逆行性トレーサーによる評価で使用する予定だったトレーサーのうちフルオロルビーが手技の問題か、正常ラットに使用しても標識されなかった。現在はフルオロルビーを辞めて、True Blueで標識をしている。そのため術後評価が遅れ、長期のデータとして術後48週でフルオロゴールドとTrue Blueにて評価し直している。すでに平成22年度課題のThy-1 YFPのマウス坐骨神経モデルの検討はすんでおり、ラットの顔面神経交差移植モデルの課題に取り組んでいる。現在はそのモデルのデータ回収段階であり、その結果を踏まえ、術後12週のデータの取り直しとともに、11月の形成外科基礎学術集会で成果を発表したいと考えている。器具と設備の準備に時間が要し、やや遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。器具と設備が整ったので実験を進めてはいるが、実験評価が時間を要するため(12週と24週)平成24年度も引き続き実験を行っている。