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超長寿命電荷分離を目指した電子ドナー・アクセプター導入型白金錯体の合成研究

本研究ではスピン状態制御による電荷分離状態の長寿命化を目指して、光増感部として常温燐光発光錯体である白金錯体に電子ドナー部と電子アクセプター部を連結した分子システムを設計・合成した。その結果、1μs以上の寿命を有する電荷分離状態を高効率発生(量子収率95%以上)する白金錯体の合成に成功した。また、時間分解EPR測定においてスピン制御された電荷分離状態(スピン相関ラジカル対)の発生が確認された。光エネルギーを電気・化学エネルギーへ効率的に変換させるには、長寿命の光誘起電荷分離状態を有する分子システムの構築が重要と考えられる。本研究では、分子構造変化を利用した系や三重項励起状態を利用した系を用いて電荷分離状態の長寿命化を検討している。特に、三重項励起状態を利用した系では、電子移動によって生じると予測される三重項電荷分離状態において、その逆電子移動過程が禁制遷移となることから長寿命化が期待される。具体的な分子システムとしては、光増感部として常温燐光発光錯体である白金錯体、電子供与部としてジアニシルアミン、電子受容部してナフタルジイミド、連結部としてフェニレン架橋を用いた分子システムを設計・合成した。どの錯体も光励起することで、高い量子収率で電荷分離状態が生成していることを各種測定により明らかにした。その電荷分離状態の生成速度ならびに寿命は連結部によって制御可能であることが分かった。特に、電子供与部側の連結部にテトラメチルビフェニルを導入した系で1μs以上の寿命を有する長寿命電荷分離状態の発生に成功し、その量子収率は98%と高効率で起こっていることを明らかとした。また、時間分解ESR測定の結果と電荷分離状態の寿命の磁場効果から、当初目的にしていた三重項状態の電荷分離状態であることも明らかとした。本実験結果によって磁場による電池効率の向上や、スピン制御された電流出力を有するような太陽電池の構築が期待される。本研究では、三重項励起状態を利用した系を用いて電荷分離状態の長寿命化を検討した。昨年度までに、光増感部として常温燐光発光錯体である白金錯体、電子供与部としてジアニシルアミン、電子受容部してナフタルジイミド、連結部としてフェニレン架橋を用いた分子システムを設計・合成した。さらに本年度、白金部の効果の詳細を明らかにするために、白金部と電子供与・受容部を結ぶ連結部を変調した錯体、電子供与部をフェノチアジンとした錯体や電子受容部をボロンジピロロメテン誘導体とした錯体を設計・合成した。光励起することで、比較的長寿命の電荷分離状態が生成していることを各種測定により明らかにした。その電荷分離状態の生成速度ならびに寿命は連結部によって制御可能であることが分かり、系によっては1μs以上の寿命を有する長寿命電荷分離状態の高効率発生にも成功した。また、時間分解EPR測定の結果と電荷分離状態の寿命の磁場効果から、当初目的にしていた三重項状態の電荷分離状態であることも明らかとした。本実験結果により、白金錯体の三重項励起状態を用いることで超長寿命の電荷分離状態を有する分子システムの構築を可能にする端緒が開けたと考えている。また、本系におけるスピン制御型の電荷分離発生錯体は、スピントロニクスにおけるユニットとしての応用可能性を秘めている。
卵巣アルドース還元酵素のホルモンによる発現調節機構に関する研究

平成6年度科学研究費申請書に基づき、種々のホルモンおよび薬物投与後のラット卵巣アルドース還元酵素の変動を、酵素活性および酵素含量の両者から検討した結果、以下の知見を得た。1.発情間期第1日目のエストラジオールベンゾエ-トまたはテストステロンプロピオネートの単回投与は、アルドース還元酵素の発現レベルには大きな影響を与えなかった。2.発情前期にクロルプロマジンを投与し、黄体形成ホルモンの分泌を阻害を起こすとアルドース還元酵素の発現レベルは対照群に比較して著しく増加し、hCG(ヒト絨毛性性腺刺激ホルモン)を併用投与することによって、対照群のレベルに回復した。3.発情前期でのクロルプロマジン投与は、黄体形成ホルモンの分泌を阻害するとともに、プロラクチンの分泌を亢進することから、クロルプロマジンとドパミンD2アゴニストであるブロモクリプチンの併用投与を行ったところ、対照群およびクロルプロマジン投与群以上にアルドース還元酵素の発現を増加させることがわかった。以上まとめると、卵巣アルドース還元酵素の発現レベルは、黄体形成ホルモンおよびプロラクチンによって抑制的に調節されていることが明確になった。これらの知見より、卵巣におけるアルドース還元酵素が何らかの生理的役割を有すること、さらに視床下部-下垂体-卵巣系のホルモン異常によって、卵巣内のアルドース還元酵素の発現に異常を来たし、その結果ソルビトールが蓄積することによって卵巣機能障害が起こりうる可能性が示唆される。
耳小骨X

本年度はこれまでに入手しているベトナム産キクガシラコウモリ類R. thomasi、R. marshalli、R. pusillus、R. pearsoni、R. simanensis, R. luctusの胎児の比較発生学的研究を行った.特に耳小骨の形態形成を詳細に把握するため,マイクロフォーカスX線CTをもちいた三次元形態解析を行った.特に,CT画像を用いて耳小骨の系統進化の検討を進めるとともに,頬骨広頚筋、前耳介筋の付着、神経分布を肉眼解剖によって記載した.また,日本産のR. ferrumequinumの胎児を入手するため関連許可を取得のうえ新潟県において野外捕獲を進め,研究に十分量の胎児標本の入手に成功した.コウモリ類の発生に関する論文の発表が順調に進んでおり,研究遂行も順調に進んでいる.形態学的分析はほぼ計画通りに進行している.本年度は耳小骨形態の機能分析を行うため,共同研究者の協力を得て,耳小骨運動のモデリングおよび筋運動時の神経制御機構の解明を目指す.本年度はこれまでに入手しているベトナム産キクガシラコウモリ類R. thomasi、R. marshalli、R. pusillus、R. pearsoni、R. simanensis, R. luctusの胎児の比較発生学的研究を行った.特に耳小骨の形態形成を詳細に把握するため,マイクロフォーカスX線CTをもちいた三次元形態解析を行った.特に,CT画像を用いて耳小骨の系統進化の検討を進めるとともに,頬骨広頚筋、前耳介筋の付着、神経分布を肉眼解剖によって記載した.また,日本産のR. ferrumequinumの胎児を入手するため関連許可を取得のうえ新潟県において野外捕獲を進め,研究に十分量の胎児標本の入手に成功した.コウモリ類の発生に関する論文の発表が順調に進んでおり,研究遂行も順調に進んでいる.形態学的分析はほぼ計画通りに進行している.本年度は耳小骨形態の機能分析を行うため,共同研究者の協力を得て,耳小骨運動のモデリングおよび筋運動時の神経制御機構の解明を目指す.本年は免疫組織化学的分析は行わず,その他の研究費で購入・導入したマイクロフォーカスX線CTによって耳小骨の三次元的撮影および三次元再構築を主に行い,データの蓄積に注力した.マイクロフォーカスX線CTはランニングコストが不要であるため研究費に未使用額が発生した.来年度は本来予定していた免疫組織化学的的実験および野外実験を計画しており,多くの研究費が必要になると想定しており,本年度の未使用額を用いて研究が行えると期待している.
心臓の拍動に関する数学的理論における興奮系を通しての複数振動子の同調

本研究は、恒温動物の心臓の活動に観察される振動、同調等の現象を解析するための常微分方程式モデルを対象とし、特に、興奮系を通しての複数振動子の同調に関する解析を行なうことを目標とした。先ず、基礎的問題として、外部からの周期的な影響に対する振動系の反応を解析するためのモデルとして考えられる、周期的外力の加えられた振動子を取り扱った。そこでは、周期的外力に対する振動子の同調の特質を数値を用いて表すために次の方法を考案した。周期的外力の加えられた振動子を、振動子の持つ周期解の軌道の接線方向と法線方向の成分の時間的変化が従う常微分方程式系に変換する。この常微分方程式系において、外力の周期の回数に対して、接線方向の成分が振動子の周期を何回増加させるかという、接線方向の成分の増加回数の割合の極限として得られる実数を“rotation number"と呼ぶ。この実数は、1サイクルの外力に対する振動子の平均反応回数と考えられる。このrotation numberにより同調を特徴づける方法の実用化に向け、階段関数による周期的外力の加えられたBonhoeffer-van der Pol方程式に対するフォートランプログラムを作成し、外力の周期に対するratation numberの変化等の解析を行なった。次に、振動子と興奮系の結合における同調に関する問題を取り扱った。このような状態の同調は複数の同一振動子と興奮系の結合における同調とも考えられる。ここでは、二つのBonhoeffer-van der Pol方程式を結合させることによって得られる常微分方程式系に対するフォートランプログラムを作成し、数値解析を行った。二つのBonhoeffer-van der Pol方程式の一つは振動子、もう一つは興奮系となるようにパラメータの値を設定した。数値実験の結果、興奮系の変数が閾値を超えるように振動し、興奮系の変数と振動子の変数が1対1に同調するような周期解が存在することが分かった。
自律神経系を中心とした膵周囲の臨床解剖学的研究と膵管分枝による新しい膵区域の検討

膵管走行を考慮した膵頭部温存手術が提唱されて間もないが、その基礎となる膵頭部膵管の立体的配置について肉眼解剖学的に調査・研究をした。膵管を3次分枝程度まで精細に実体顕微鏡下に剖出し、膵頭下部から上行しWirsung管(W管)もしくはSantorini管(S管)に流入する、いわゆる下頭枝にとくに着目した。その結果,ほぼ全例においてW管にもS管にも下頭枝は見いだされ,そのうち少なくとも一本は膵鉤部から来ていた。W管に流入する膵鉤部由来の下頭枝をa)W管S管合流部よりもVater乳頭側に入る、b)合流部よりも膵尾側に入る、の2パターンに分けた。これら2パターンと膵頭部膵管配置の関係について,論文として報告した(Surgery 1999.in press)さらに例数を増やして検索を進めた結果、新しいタイプとして(c)W管下頭枝は合流部のVater側にも膵尾側にも流入し、合流部は副乳頭に近く、W管は膵頭部内で大きくS字を描き蛇行するものを見いだした(第51回消化器外科学会総会)。そして、全例解剖に先立ち軟X線による膵管造影を行い、これまでX線学的に言われてきた膵管分枝の特徴的を解剖所見と比較検討した。1. W管上頭枝には総胆管の前と後ろのものがありタイプに関わらず後ろが優位であるがいずれも発達は不良。2.中頭枝はX線的には、W管に流入する膵頚部から来る枝と考えれてきたが、解剖所見から門脈の裏側の領域をドレナージするものであると判明した。また、この枝は約半数例でW管下頭枝と共通幹を形成することがわかった。これらについては,学会等ですでに報告し,現在論文準備中である。また,自律神経についての解剖所見もあわせて得ており,これらについても現在整理中であり,近々発表の予定である。平成9年度は、腹側膵切除や膵鉤部切除などの膵管走行を考慮した膵頭部部分切除術の基礎となる膵頭部膵管の配置を中心に解剖学的に研究した。研究は、実習用遺体25体を、膵管内に造影剤入シリコンを注入し軟X線装置を用いて膵管造影像を撮影後、実体顕微鏡下に膵管を剖出した。この所見を基に、膵鉤部をドレナージする膵管を次の3型に分類した。1型:副膵管と主膵管近位部に流入する。2型:副膵管と主膵管遠位部に流入する。3型:副膵管には流入せず、主膵管の近位部及び遠位部に流入する。これらの分類は、膵頭部膵管の配置を反映している事がわかった。Vater乳頭と主副膵管合流部の距離を測定したところ2型が有意に1型や3型より短く、副乳頭と合流部の距離は3型が有意に短かった。すなわち、合流部がVater乳頭に近いときは、2型、副乳頭に近いときは、3型になり、いずれの乳頭からの遠位にあるときは、1型になるということが、示唆された。また、全症例の軟X線膵管像と解剖所見との比較検討により、各型ごとにX線像では読影しきれない可能性のある膵管を明らかにし、臨床診断における基礎的なデータとして有用であると思われる。さらに、各型の膵管走行の特徴から、型別に膵頭部部分切除の可能性、難易度、注意すべき枝などについて考察した。これらは、第51回消化器外科学会総会(1998)にて発表した。
慢性閉塞性肺疾患の炎症制御機構の解明及び新しい炎症マーカーの開発

本研究の目的は活性酸素・窒素種の慢性閉塞性肺疾患への関与を、動物及びヒトで検討することであった。まず動物実験ではiNOSノックアウトマウスでチロシンのニトロ化を完全に抑制し、気道炎症がどの程度制御されるか検討した。本モデルではニトロチロシンの産生が完全に抑制され、iNOS由来のNOの重要性が示された(小荒井晃他、Pulm Pharmacol Ther 2002;20:609-616)。次に臨床検討では、誘発痰を用い慢性閉塞性肺疾患患者及び健常人で活性窒素の産生様式がいかように異なるかニトロチロシンの免疫染色で評価した。その結果、慢性閉塞性肺疾患患者ではニトロチロシン産生(チロシンのニトロ化の程度)量は健常人に比し有意に高く、その産生量は慢性閉塞性肺疾患患者の閉塞性障害の程度と相関していた。すなわち、活性窒素種測定は慢性閉塞性肺疾患患者の気道・肺の炎症マーカーとして有用で、且つその制御が治療につながることが示唆された。さらに、ニトロチロシン量をより定量的に評価する目的でHPLCを用いことにも成功し、検体の総チロシンの何分子がニトロ化するかも評価可能となった(杉浦久敏他、Eur Respir J accepted)。培養細胞を用い、炎症関連物質(サイトカイン、成長因子)の発現調節に関与すると考えられる、転写因子(NF-KB)のDNA結合活性と活性窒素の関連ををelectrophoretic gel mobility shift assay (EGMSA)にて検討する点の必要性が今後の課題として残された。一酸化窒素(NO)はスーパーオキサイドと極めて速やかに反応し傷害性の強いパーオキシナイトライトを形成する。今年度の研究では、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、気管支喘息、健常人の3群で、気道でのパーオキシナイトライトの産生量に相違があるか、又その産生量と閉塞性障害の程度に相関があるのか検討した。化学発光法による呼気ガスの一酸化窒素(NO)濃度測定、及び4%高張食塩水吸入によって得られた誘発痰の分析を行った。誘発痰では、抗iNOS(誘導型一酸化窒素合成酵素)抗体染色による誘導型NO産生酵素の存在確認抗二トロチロシン抗体染色によるパーオキシナイトライト産生の定量化を行った。気道閉塞性障害程度は一秒量で評価した。呼気NO濃度は、健常人(9.1±0.9ppb)、慢性気管支炎(11.3±1.1ppb)に比べ喘息で48.1±4.9ppbと有意に高い値であった。呼気NOガス濃度は喘息で、誘発痰中のiNOS陽性細胞数と正の相関を示したが、COPDでは示さなかった。喘息及びCOPDの誘発痰のパーオキシナイトライト産生は、iNOS陽性細胞数と正の相関を示し、その生成にiNOS由来のNOの関与が示唆された。さらにパーオキシナイトライト陽性細胞数、百分率とも健常人に比べ、喘息、COPDで亢進しており、両疾患間の比較では、COPDで有意に高かった。気道の閉塞性障害の指標である一秒量と誘発痰中ニトロチロシン陽性細胞数はCOPDで負の相関を認めたが、喘息では認めなかった。今回の検討で、喘息、COPDでパーオキシナイトライトの産生増加が起こっていることが明らかとなった。特にCOPDにおいてパーオキシナイトライトの増加程度は顕著であり、COPD患者の閉塞性障害の程度と正の相関を示したことから、パーオキシナイトライトがCOPDの発症・増悪に大きく関与していることが示唆された。昨年度の検討を踏まえ、今年度は、吸入ステロイドの投与によってCOPD患者におけるニトロチロシンの産生またはiNOSの発現が抑制されるか、また肺機能や気道過敏性に影響を及ぼすかについて検討した。(今年度の方法)

12名の症状の安定しているCOPD患者において、呼気NO測定後にスパイログラムを施行し呼吸機能を評価した。次にドシメーター法を用いてヒスタミンに対する気道過敏性を測定後、高張食塩水による誘発痰を施行した。誘発痰の細胞標本を作成し抗iNOS抗体と抗NT抗体を用いて免疫染色を施行し、細胞分画と各細胞分画におけるiNOS及びNT陽性細胞数を計測した。その後becromethasone(800オg/day)を4週間吸入投与し、同様に検査を施行し検討した。(今年度の結果)吸入ステロイドの投与によって吸入後の誘発痰中のNT陽性細胞とiNOS陽性細胞数が有意に減少し(p<0.01)、その減少程度は有意に相関した(p<0.01)。またNT陽性細胞数の減少程度及びiNOS陽性細胞数の減少程度と1秒量の改善程度(p<0.05及びp<0.01)及び気道過敏性の改善程度(p<0.01及びp<0.05)が有意に相関した。今年度の研究の目的は活性酸素・窒素種の慢性閉塞性肺疾患への関与を、動物及びヒトで検討することであった。まず動物実験ではiNOSノックアウトマウスでチロシンのニトロ化を完全に抑制し、気道炎症がどの程度制御されるか検討した。本モデルではニトロチロシンの産生が完全に抑制され、iNOS由来のNOの重要性が示された(小荒井晃他、Pulm Pharmacol Ther 2002;20:609-616)。次に臨床検討では、誘発痰を用い慢性閉塞性肺疾患患者及び健常人で活性窒素の産生様式がいかように異なるかニトロチロシンの免疫染色で評価した。その結果、慢性閉塞性肺疾患患者ではニトロチロシン産生(チロシンのニトロ化の程度)量は健常人に比し有意に高く、その産生量は慢性閉塞性肺疾患患者の閉塞性障害の程度と相関していた。すなわち、活性窒素種測定は慢性閉塞性肺疾患患者の気道・肺の炎症マーカーとして有用で、且つその制御が治療につながることが示唆された。さらに、ニトロチロシン量をより定量的に評価する目的でHPLCを用いことにも成功し、検体の総チロシンの何分子がニトロ化するかも評価可能となった(杉浦久敏他、Eur Respir J accepted)。培養細胞を用い、炎症関連物質(サイトカイン、成長因子)の発現調節に関与すると考えられる、転写因子(NF-KB)のDNA結合活性と活性窒素の関連ををelectrophoretic gel mobility shift assay(EGMSA)にて検討する点の必要性が今後の課題として残された。
人間とロボットの力学的協調作業に伴う動特性帯域を滑らかに調整する機械的可変機構

本研究では、人間とロボットの力学的相互作用下において、(i)人間およびロボットが有するそれぞれの動特性の干渉状態を滑らかに可変制御する機械インターフェースを開発し、干渉状態の遷移制御を実現したうえで、(ii)提案制御下で実施される協調作業に関する定量評価手法の提案を行った。研究成果として、(i)開発した動特性可変制御インターフェースを用いることで動特性の干渉状態を滑らかに遷移できることを実験的に確認し、(ii)人間とロボットの協調作業を定量的に評価できる解析手法を提案することができた。これらの研究成果については、学会や国際会議での発表ならびに原著論文の掲載にて公開を行った。本研究の目的は、人間とロボットの力学的相互作用において、人間およびロボットが有する動特性の連続的な干渉制御を実現するマンマシンインターフェースを開発し、干渉制御下で実施される協調作業に関する定量評価を行うことである。本年度の研究実績は、(i)前年度の研究において設計・製作を行った動特性可変インターフェースならびに提案制御法を用いた協調作業実験を実施し、人間とロボットの相互作用下において、提案概念の発現を確認したこと、そして、(ii)提案制御法の有効性を確認するため、光トポグラフィ装置(NIRS装置)を用いて実験実施中の被験者の脳血流変化を調べ、高次脳機能の賦活状態を解析する手法の確立を行ったことである。まず、動特性可変インターフェースを用いた検証実験を行い、提案した制御概念が具現化されていることを実験的に示した。当初の計画通り、本年度末(2013年度末)までにインターフェースの運動制御とロボットの運動制御を統合し、新たな制御法の確立を行うことができた。そして、この新しい制御法によって実現される人間とロボットの協調作業が、実験実施中の被験者の脳血流変化にどのような影響を与えるか、ヒトの高次脳機能の賦活状態を解析するために必要な解析手法の確立とその検証を行った。なお、開発した機械インターフェースと提案制御法の詳細については、国内の主要学会誌(日本機械学会論文集C編)に2報の論文掲載が行われた。本年度の研究実績は、(i)動特性の干渉制御を実現する機械インターフェースの開発ならびに(ii)その制御法の構築であった。まず、上述した動特性の連続的干渉制御を実現する新たな機械インターフェースの仕様設計を行い、開発作業に着手した。当初の計画通り、研究初年度末(2012年度末)までに開発が終了し、動作確認を実施することができた。また、機械インターフェースの運動制御とロボットの運動制御を統合する、新たな制御法の確立についても同時に実施し、プロトタイプとなる統合制御法が完成した。そして、開発したインターフェースとロボットシステムにプロトタイプ版の統合制御法を実装し、予備実験を行うことができており、現在は得られたデータの解析を行っている。現時点では、従来のインピーダンス制御と、筆者が考案したinherent dynamics interaction(ロボットの動特性と人間の動特性の分離を実現する制御法)との切替制御が可能になるとの知見が得られており、人間とロボットの動特性の非干渉化(あるいは低干渉化)が実現できている。また、両者間の動特性を結合することで、通常のインピーダンス制御も提供することができ、動特性帯域の整形機能やパワーアシスト機能を利用することが可能になっている。なお、開発した機械インターフェースと提案制御法(プロトタイプ)の詳細については、現在、国内の主要学会誌に論文投稿中である。本研究の目的は、人間とロボットの力学的相互作用において、人間およびロボットが有する動特性の干渉制御を実現したうえで、(i)制御状態を滑らかに可変制御する機械インターフェースを開発すること、そして、(ii)干渉制御下で実施される協調作業に関する定量評価を行うことである。本年度(2014年度)の研究実績は、(i)前年度までの研究において設計・製作を行った動特性可変インターフェースの機構改良を実施し、インターフェース自体の運動制御法を確立したことである。そして、(ii)ロボットシステムの動作を含めた提案制御法を定量的に評価するために必要となる、光トポグラフィ装置(fNIRS装置)を用いた新たな解析手法の確立を行った。これにより、酸化ヘモグロビンの相対変化量から被験者の脳血流変化を同定し、協調作業に関わる高次脳機能の賦活状態を確認できることを明らかにした。当初の計画通り、本年度末(2014年度末)までに機械インターフェースの運動制御とロボットの運動制御を統合することで新たな制御法を確立しただけでなく、協調作業に関わる人間の高次脳機能の解析を含めた評価を実現することができた。なお、本年度の研究実施分に関連する成果報告については、国内外の主要学会誌(日本機械学会論文集、Advanced Robotics)に学術論文として掲載された(合計3報)。

加えて、国際学会SICE Annual Conference 2014(SICE2014)にて、2件の研究発表を行った。ロボット工学、制御工学、機械工学研究申請時における年度末(2013年度末)までの予定は、(i)提案概念の発現についての検証実験、(ii)検証実験の解析手法の確立とその検証(ヒトの高次脳機能診断に基づく定量評価の実現)であった。まず、上述の(i)については、当初の予定通りに完了しており、提案概念の発現ができていることを実験的に確認している。前年度に設計・製作を行った動特性可変インターフェースならびに提案制御法を用いた、精密な組立作業(peg insertion task)や高剛性の対象物との接触作業などを行い、人間とロボットの相互作用下において、従来のインピーダンス制御とinherent dynamics interactionとの「滑らかな可変制御」が実現されていることを確認している。また、(ii)については、光トポグラフィ装置を用いて、実験実施中の被験者の脳血流変化を調べ、高次脳機能の賦活状態を解析する手法の確立を行い、現在はその検証を継続実施している。さらに上記項目に加えて、システム全体の安定解析を行う解析手法の構築を行い、これまで明らかにされていなかった提案システムの安定性についての議論を行うことができた。これにより、理論的な安定解析に基づいてシステムの安定性を保証できるようになった。なお、上記の2項目に関する詳細については、現在、データをとりまとめ、国内の主要学会誌(日本機械学会誌等)への論文投稿の準備をしており、本年度(2013年度)の達成度は充分であるといえる。研究申請時における研究初年度末(2012年度末)までの予定は、(i)動特性帯域の連続的な可変制御を実現する機械インターフェースの開発(2012年42013年3月)、(ii)機械インターフェース、ロボットの制御法構築と実装、解析(2012年102015年10月)であった。まず、上述の(i)については、当初の予定通りに完了しており、既に予備実験(動作実験)を実施している。また、(ii)については、統合制御法のプロトタイプ版が完成しており、開発した機械インターフェースとともにロボットシステムに実装し、動作実験に使用している状況である。統合制御法については、次年度以降、実験データの解析結果等を基に改良を加えていく予定である。なお、次年度より実施する安定解析や、動特性の可変制御下で実現される協調作業の結果を反映させ、より実用的な制御法にしていく。機械インターフェースの開発過程と統合制御法(プロトタイプ)の実装に関する詳細については、現在、国内の主要学会誌(日本機械学会誌等)に論文投稿中であり、研究初年度(2012年度)の達成度は充分であるといえる。次年度(最終年度)の研究計画は、(i)提案概念ならびに提案制御法の効果に対する検証、ならびに、(ii)研究の総括である。
明治・大正期における地方政治の実証的研究ー千葉県下を主要事例としてー

1.明治10年代に全国的に盛り上がった自由民権運動が地方政治状況とどにように関連しているのかについて、千葉県下を事例に考察した。国会行開設請願運動の中で県下最大の民権結社「以文会」が結成されたこと、民権派政論紙『総房共立新聞』の発刊経緯を具体的に明らかにし、これに対し明治15年10月ころから船越衛県令が民権抑圧政策を強化したことを検証した。2.明治16年17年ごろ千葉県の民権勢力が展開した抵抗運動について検討し、減租請願運動、政談演説会などの活動を新発見史料などによって実証的に明からにした。これに関連して船越県令による県会対策や警察力強化についても明治20年代初頭までを視野に入れて具体的に分析した。3.日露戦争後に本格化する地方改良運動の具体的な展開過程を忠葉県を事例として検討し、その政治的な意味についても考察した。他県の事例とも比較しながら山武郡源村などの模範村づくり、地方資料展覧会によるキャンペ-ンなどを新史料に基づいて実証的に明らかにした。4.明治11年から大正12年まで続いた地方行政組織である郡制の実態について、日露戦争後の千葉県を主要な事例として検討した。弱体な財政基盤の中で、県と町村の間を媒介する組織としての機能を実証的に考察した。5.第2次世界大戦後における地域開発の展開、及びその地方行政との関連について、千葉県を事例として実証的に検討した。1960年代に入ると、川崎製鉄誘致に始まった京葉工業地帯の造成に拍車がかかり、行政機構も整備された。昭和37(1962年)「千葉県長期計画」のような長期的な展望をもった開発計画が作られたが、一方、その中で農林水産業の比重が後退するなどの問題点も生じてきたことを具体的に明らかにした。1.購入した『報知新聞』のマイクロフィルム並びに『地方改良運動史料集成』などにより千葉県関係の資料を収集した。とくに日清戦争時から大正期にかけての史料を中心に収集した。2.鴨川市立東条小学校所蔵の旧安房郡東条村役場文書の史料調査を行い、とくに明治後半から大正期にかけての役場日誌を中心に史料を収集した。3.元千葉県会議員の志賀吾郎の日誌全巻(明治中期昭和初期)のマイクロフィルム化を行ない、地方名望家の政治への関心と行動様式について具体的な知見を得た。4.静岡県旧稲取村(現東伊豆町)の町史編さん室並びに現地を訪ねて千葉県旧山武郡源村との関連で旧模範村関係の史料を収集した。明治末期から本格的に開始される地方改良運動の特質について考察するため、今後、宮城県下の旧模範村生出村の調査も計画している。5.京都大学文学部博物館所蔵の明治初期千葉県関係文書について調査を実施し、同大学人文科学研究所所蔵の新聞や関係史料についても調査した。6.国立国会図書館の所蔵資料のなかから千葉県関係史料を系統的に収集する計画を立て、とくに同館憲政資料室所蔵の明治・大正期の政治家関係文書の中の千葉県関係史料について調査を進めている。7.今後の研究計画としては、収集史料の集約・整理と、千葉県内所在の未見史料の調査・収集に努める。同時に研究代表者・分担者による共同研究の態勢をつくり、それぞれの問題関心による研究結果を発表し、本研究課題の解明に一歩進める予定である。1.前年度に引き続き購入した「郵便報知新聞」の復刻版や、新たに購入した「横浜毎日新聞」の復刻版などにより、千葉県関係の史料を収集した。

2.明治中期に県会議員・衆議院議員を勤めた千葉県安房郡富山町の加藤淳造の関係文書について、史料調査と史料収集を行なった。3.宮城県名取郡旧生出村(明治期の模範村)の役場旧蔵文書について史料調査と史料収集を行なった。4.静岡県賀茂郡旧稲取村(明治期の模範村)の村長田村又吉の関係史料について調査・収集を行なった。5.千葉県山武郡旧源村(明治期の模範村)の役場旧蔵文書(千葉県文書館収蔵)について史料調査と史料収集を行なった。6.埼玉県浦和市在住の柴山松治氏の所蔵する千葉県政関係文書について史料調査と史料収集を行なった。7.明治中期に山武郡会議員・県会議員を勤めた志賀吾郷の日誌(明治中期昭和初期)につき収集史料に基づいて具体的分析に着手した。8.明治期に衆議院議員・貴族院議員を勤めた千葉県茂原市の高橋喜惣治の関係文書、明治・大正期に衆議院議員だった印旛郡本埜村の吉植庄一郎の関係文書について、史料調査を計画したが、種々の事情から本年度は実行できなかった。9.来年度の研究計画としては、収集史料の集約・整理と千葉県内所在未見史料の調査・収集に努める。同時に研究代表者・分担者による共同研究の態勢を維持し、それぞれの問題関心による研究結果を発表し本研究課題に沿って内容を深め集約して、年度内に報告書を作成する予定である。1.新たに購入した『時事新報』のマイクロフィルムから千葉県関係の史料を収集した。2.宮城県名取郡旧生出村(明治期の模範村)の役場旧蔵文書や村長長尾四郎右衛門の関係文書について史料調査と史料収集を行なった。3.静岡県賀茂郡旧稲取村(明治期の模範村)の村長田村又吉の関係史料について調査・収集を行なった。4.千葉県山武郡旧源村(明治・大正期の模範村)の役場旧蔵文書(千葉県文書館収蔵)について史料調査と史料収集を行なった。5.前年度に引き続き明治中期に山武郡会議員,千葉県会議員を勤めた志賀吾郷の日誌(明治中期昭和初期)について,収集史料に基づいて具体的な分析を進めた。6.明治期に衆議院議員・貴族院議員を勤めた千葉県茂原市の高橋喜惣治の関係文書について史料調査を行なった。一方,明治・大正期に衆議院議員だった印旛郡本埜村の吉植庄一郎の関係文書については,本年度も史料調査を実行することができなかった。7.以上の史料収集のほか,千葉県関係の文献や新聞記事の収集をも行ない,研究会を定期的に開いて研究成果の総括を進めてきたが,3年間にわたって収集した史料を十分に活用した成果を出すためには時間が不足であることが明らかになった。従って,研究成果報告書の作成は,平成3年度に延期し,従来の研究を抜本的に再検討したうえで,納得のいく報告書としてまとめたいと考えている。
食材ポリアセチレン化合物による糖新生抑制効果と統合的代謝調節機構の解析

本研究はカルシウム感受性の遺伝子変異酵母株YNS17の生育回復活性を指標とする新規な薬剤スクリーニング技術を用いて得られた食材由来の生物活性物質の新たな機能性に関する研究である。特に、セリ科やウコギ科の山菜に含まれるポリアセチレン化合物falcarindiolの糖代謝改善効果に関わる機能性の作用機序を明らかにすることを目的とした。初年度は、糖新生酵素の調節因子と栄養応答シグナル経路に対する作用の解析、及びウコギ科山菜抽出物の生物活性を評価した。これまでに、ラット肝臓由来細胞株においてfalcarindiolの作用で栄養応答シグナル経路が活性化されることが示唆されている。そこで、ウエスタンブロット法でmTORシグナル経路のタンパク質群のリン酸化を解析した結果、falcarindiol処理によりリン酸化されるmTORC調節因子が認められた。また、インスリンシグナル経路の下流で制御される転写因子のリン酸化とタンパク質発現量を解析した結果、FoxO1タンパク質量の減少が示唆された。これらの現象がfalcarindiolの糖新生抑制作用と関連する可能性が高いため継続して解析する予定である。次に、ウコギ科山菜の食用部及び成長体の抗2型糖尿病効果に関わる生物活性を評価した。岩手県の森林よりウドやタラノキなど6種のウコギ科山菜を春季と夏季に採集し、メタノール抽出して遺伝子変異酵母株YNS17に対する生育回復活性を検討した。活性評価したメタノール抽出物のうちウドとヤマウコギに顕著な生育回復活性が認められ、いずれも夏季に採集した天然資源でも活性が認められた。これらの結果から食用時期を過ぎたウコギ科山菜の葉を食品機能性素材や薬用植物資源として有効利用できる可能性が得られた。初年度の研究計画としてあげていたfalcarindiolの糖新生酵素の調節因子及び栄養応答シグナル経路に対する作用機序の解析については、ラット肝臓由来細胞株H4IIEを用いて詳細に解析できた。当初の予想と反して、falcarindiolはインスリンシグナル伝達経路の下流の転写因子のリン酸化の亢進における明確な影響はみられなかったが、タンパク質発現量に影響している可能性が得られた。今後はFoxO1とタンパク質分解経路に関わる作用機序を詳細に検討する必要がある。ラット肝臓由来細胞株に対する作用の詳細が明らかになったことから次にヒト肝臓由来細胞株に対する作用を解析し、ラット細胞における応答と比較検討する予定である。また、岩手県の森林より6種のウコギ科山菜を採集し、メタノール抽出して遺伝子変異酵母株YNS17に対する生育回復活性評価を実施できた。春季に得られる食用部だけでなく、夏季に採集する成長体にも生育円活性が認められたことから、falcarindiolの大量精製法の確立の可能性が得られた。栄養応答シグナル経路とGSK-3β阻害活性との関連性については重要な知見が得られる可能性がある今後の検討課題である。ラット肝臓由来細胞においてfalcarindiol作用によりインスリンシグナル伝達の下流分子と各種転写因子の応答についての知見が得られたが、ヒト肝細胞に対する影響はあまり明らかになっていない。また、ウコギ科山菜におけるポリアセチレン化合物の活性をfalcarindiolと比較検討する必要がある。さらに、falcarindiolの構造類縁体であるfalcarinolでも同様の作用を示すかどうか検討する予定である。今後は、falcarindiolのヒト細胞GSK-3β阻害活性を明らかにするため、ヒト胎児腎細胞株HEK293のGSK-3βの恒常的活性化株を作成し、グリコーゲンシンターゼのリン酸化とβ-cateninのタンパク質発現量をウエスタンブロット法で解析する。グリコーゲンシンターゼのリン酸化の抑制、またはβ-catenin量の増加が認められた場合、ファルカリンジオールはGSK-3βをリン酸化による間接的な不活性化ではなく、直接的に阻害していることが明らかになる。GSK-3β阻害剤は肝臓におけるグリコーゲン合成を促進して中性脂肪合成を抑制するため、ポリアセチレン化合物のヒト肝細胞HepG2におけるグリコーゲンと中性脂肪合成抑制作用を評価する。さらに、メタボリックシンドロームDNAマイクロアレイ試験にて、遺伝子発現プロファイリングからfalcarindiolの糖尿病や肥満に対する機能性を明らかにする。falcarindiol処理したHepG2細胞におけるメタボリックシンドローム関連遺伝子の発現変化をDNAマイクロアレイにて網羅的に解析する。

次に、ウコギ科山菜の食用部及び成長体の抗2型糖尿病効果に関わる生物活性を評価した。岩手県の森林よりウドやタラノキなど6種のウコギ科山菜を春季と夏季に採集し、メタノール抽出して遺伝子変異酵母株YNS17に対する生育回復活性を検討した。活性評価したメタノール抽出物のうちウドとヤマウコギに顕著な生育回復活性が認められ、いずれも夏季に採集した天然資源でも活性が認められた。これらの結果から食用時期を過ぎたウコギ科山菜の葉を食品機能性素材や薬用植物資源として有効利用できる可能性が得られた。初年度の研究計画としてあげていたfalcarindiolの糖新生酵素の調節因子及び栄養応答シグナル経路に対する作用機序の解析については、ラット肝臓由来細胞株H4IIEを用いて詳細に解析できた。当初の予想と反して、falcarindiolはインスリンシグナル伝達経路の下流の転写因子のリン酸化の亢進における明確な影響はみられなかったが、タンパク質発現量に影響している可能性が得られた。今後はFoxO1とタンパク質分解経路に関わる作用機序を詳細に検討する必要がある。ラット肝臓由来細胞株に対する作用の詳細が明らかになったことから次にヒト肝臓由来細胞株に対する作用を解析し、ラット細胞における応答と比較検討する予定である。また、岩手県の森林より6種のウコギ科山菜を採集し、メタノール抽出して遺伝子変異酵母株YNS17に対する生育回復活性評価を実施できた。春季に得られる食用部だけでなく、夏季に採集する成長体にも生育円活性が認められたことから、falcarindiolの大量精製法の確立の可能性が得られた。栄養応答シグナル経路とGSK-3β阻害活性との関連性については重要な知見が得られる可能性がある今後の検討課題である。ラット肝臓由来細胞においてfalcarindiol作用によりインスリンシグナル伝達の下流分子と各種転写因子の応答についての知見が得られたが、ヒト肝細胞に対する影響はあまり明らかになっていない。また、ウコギ科山菜におけるポリアセチレン化合物の活性をfalcarindiolと比較検討する必要がある。さらに、falcarindiolの構造類縁体であるfalcarinolでも同様の作用を示すかどうか検討する予定である。今後は、falcarindiolのヒト細胞GSK-3β阻害活性を明らかにするため、ヒト胎児腎細胞株HEK293のGSK-3βの恒常的活性化株を作成し、グリコーゲンシンターゼのリン酸化とβ-cateninのタンパク質発現量をウエスタンブロット法で解析する。グリコーゲンシンターゼのリン酸化の抑制、またはβ-catenin量の増加が認められた場合、ファルカリンジオールはGSK-3βをリン酸化による間接的な不活性化ではなく、直接的に阻害していることが明らかになる。
地方都市の生活基盤施設立とそ政策国際比較

本研究では,小売業,飲食店および個人サービス業を生活基盤を支える施設として位置づけ,それを空間的公平性の観点から整備する政策を日本に提言するために,その先進的政策を実施しているイギリスの都市を事例として,政策の概要とその問題点を実態調査により解明した。イギリスのカーディフ市とダドリィ市では生活基盤施設の整備を進めているが,同時に都市の競争性を高めるための巨大開発を優先していた。本研究では、小売業、飲食店および個人サービス業を生活基盤を支える施設として位置づけ、それを空間的公平性の観点から整備する政策を日本に提言するために、以下のことを目的としたい。第1に、日本と比較するために生活基盤施設の計画に関する先進地であるイギリスの政策とその問題点を解明する。第2に、日本の生活基盤施設の立地政策を検討し、その問題点を指摘する。最後に、イギリスの事例から、日本でコンパクト・シティを実現するための生活基盤施設の立地に関して実現可能性のある政策に関して提言する。本年は、調査用のデジタルカメラを購入した。それにより、商店街の店舗を撮り、土地利用図が効率よく作成できる。本年は来年度以降本格的に調査する都市を決定するために、平成22年9月にイギリスのカーディフ市、ダドリィ市、ノッティンガム市を調査した。中心市街地とその周辺の調査から、今後調査対象都市を決定する予定である。さらに、平成23年3月に、日本の北陸の都市である福井市の中心市街地とその周辺の土地利用調査を行った。その結果、中心部の空き店舗と、その周辺部の空き店舗の多さを指摘できた。本研究では,小売業,飲食店および個人サービス業を生活基盤を支える施設として位置づけ,それを空間的公平性の観点から整備する政策を日本に提言するために,以下のことを目的とした。第1に,日本と比較するために生活基盤施設の計画に関する先進地であるイギリスの政策とその問題点を解明した。第2に,日本の生活基盤施設の立地政策を検討し,その問題点を指摘した。本年度は,2011年5月に青森市,2012年1,月に岡山市,3月に金沢市に調査に行った。それにより,日本の生活基盤施設の立地政策に関する資料を収集し,中心市街地とその周辺における立地の実態を調査した。一方,イギリスの調査は2012年2月に行った。調査地は,ノッティンガム市の場合,中心市街地から2km圏内にあるインナーシティである。ハイソン・グリーン・ディストリクトセンターという周辺商業地を中心とする地域の土地利用を調査した。ハイソン・グリーン・ディストリクトセンター周辺はエスニックマイノリティが多い地域で,パキスタン人とバングラディシュ人が集中する。その地域における生活基盤施設の政策と実態の乖離を調査した。カーディフ市では,インナーシティの工業地域が住宅,商業,スポーツ施設により再開発された一帯を調査した。本一帯は住宅が立地するが商業施設の立地は進んでいない。本年度は,2013年9月にイギリスに行った。調査地は,シェフィールド市,ノッティンガム市,カーディフ市である。シェフィールド市に関しては,シティセンターの土地利用図を購入した。ノッティンガム市の場合,中心市街地から2km圏内にあるインナーシティである。カーディフ市では,インナーシティの旧工業地域が住宅,商業,スポーツ施設により再開発された一帯と,近隣商店街を調査した。さらに,カーディフ市役所で,近隣再生の政策に関する聞き取り調査を行った。さらに,2012年11月と2013年3月には,今までの調査の総決算というべき研究発表を行った。本年は東日本大震災の影響で全額の交付が遅れたため,購買する予定であった中心市街地のデータを購入できなかった。それによりシェフィールド市の地図の購入は遅れたが,その分、ノッティンガム市とカーディフ市のインナーシティで土地利用調査を行い,イギリスの実態をかなり把握できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後はノッティンガム市の土地利用調査を進めていく。さらに,シェフィールド市のデータを購入する予定である。それにより,当初の予定であるイギリスの生活基盤施設の立地政策と実態との乖離を解明でき,日本の政策への提言をできると考える。今のところ,本研究課題を推進する障害はない。
腸内細菌叢を標的とした新たな肝細胞癌術後再発制御法の開発

脂肪肝を背景とした肝癌切除後における予後因子を探索し、予後改善策を見出す。脂肪肝を背景とした肝癌モデルを作成し、肝切除モデル、probioticsおよびprebiotics治療のモデルを作成し、a)肝障害、b)肝再生、c)線維化、d)発癌を評価する。残肝を質量分析イメージング゙法(IMS)で解析し、予測マーカーを見出す。probioticsとして、1Lactobacillus、2Bifidobacterium、3Akkermansiaの投与を行う。prebioticsとしてオリゴ糖の投与を併用する。メトホルミン投与による相互作用も検証する。肝切除前後での腸内細菌叢の変化を検討する。
光電変換色素を固定したポリエチレンフィルムの生体適合性の向上-人工網膜への応用-

我々はこれまでに、網膜中の視細胞と同等の機能を有する膜の作製を目的とし、光を吸収し電気的信号に変換する光電変換色素をポリエチレンフィルム表面に化学固定する方法を確立している。さらに作製した色素固定フィルムが視細胞未発達のニワトリ受精卵(ヒヨコ)の網膜を刺激し、人工網膜としての機能を有することを明らかにしてきた。人工網膜は眼球の奥に挿入して使用するため、代謝の激しい体内で長期間安定に機能を果たすことが求められる。それに加えて、好ましくない生体反応を起こさず、双極細胞などの神経細胞との親和性に優れ、生体適合性を有することも必須条件である。そこで以下に示す2つの点に着目し、生体内で安定して機能する生体適合性の優れた人工網膜の作製を検討した。1)色素固定基板として用いるポリエチレンフィルム表面の物性と生体適合性の検討2)ポリエチレンフィルム表面の反応性末端基を利用した化学修飾による生体適合性の向上我々はこれまでに、網膜中の視細胞と同等の機能を有する膜の作製を目的とし、光を吸収し電気的信号に変換する光電変換色素をポリエチレンフィルム表面に化学固定する方法を確立している。1)色素固定基板として用いるポリエチレンフィルム表面の物性と生体適合性の検討2)ポリエチレンフィルム表面の反応性末端基を利用した化学修飾による生体適合性の向上本研究で用いる光電変換色素固定ポリエチレンフィルム(人工網膜)は眼球の奥に挿入して使用するため、代謝の激しい体内で長期間安定に機能を果たすことが求められる。そこで本年度は以下に示す2つの点に着目し、生体内で安定して機能する生体適合性の優れた人工網膜の作製を検討した。1)色素固定基板として用いるポリエチレンフィルム表面の物性と生体適合性の検討(フィルム表面の親水性と細胞増殖性)色素固定用フィルムの作製条件と表面物性には密接な関係がある。したがってさまざまな条件でフィルムを作製し、フィルム表面上での細胞増殖性を検討した。ポリエチレンフィルムの発煙硝酸処理時間の増加に伴い、フィルム表面の水の接触角は小さくなり、親水性が増加した。それぞれのフィルム上で細胞(PC12細胞)を培養したところ、フィルム表面の親水性が大きいほど細胞増殖性が向上した。2)ポリエチレンフィルム表面の反応性末端基を利用した化学修飾による生体適合性の向上発煙硝酸処理後のポリエチレンフィルム表面に存在する-COOH基を利用して、生体由来の成分(コラーゲンや細胞接着タンパク質RGDS)を化学固定した。続いてそのフィルム上に光電変換色素を固定し、人工網膜を作製した。得られた人工網膜上で細胞(PC12)培養を行った結果、コラーゲンやRGDSにより表面修飾することで細胞増殖性が大きく向上することが分かった。本研究で用いる光電変換色素固定ポリエチレンフィルム(人工網膜)は眼球の奥に挿入して使用するため、代謝の激しい体内で長期間安定に機能を果たすことが求められる。2)ポリエチレンフィルム表面の反応性末端基を利用した化学修飾による生体適合性の向上発煙硝酸処理後のポリエチレンフィルム表面に存在する-COOH基を利用して、生体由来の成分であるコラーゲンや細胞接着タンパク質RGDSを化学固定した。
バイオメカニクス特性解析に基づいた義歯設計最適化システムの開発

疼痛を感じるまでの口腔粘膜の厚さおよびその変化量と荷重量を同時に測定するシステムを開発し,口腔粘膜の性状と疼痛閾値の関係を検討した.結果,厚さは沈下量のみと有意な相関を認めた.弾性率は圧力,圧縮率および沈下量の間で有意な相関を認めた.しかし,厚さと弾性率の間に有意な相関は認めなかった.以上から,粘膜の厚さからは疼痛を生じる沈下量しか推定できず,疼痛を生じる圧力や圧縮率を推定するためには粘膜の弾性率の評価が重要であることが示唆された.疼痛を感じるまでの口腔粘膜の厚さおよびその変化量と荷重量を同時に測定するシステムを開発し,口腔粘膜の性状と疼痛閾値の関係を検討した.結果,厚さは沈下量のみと有意な相関を認めた.弾性率は圧力,圧縮率および沈下量の間で有意な相関を認めた.しかし,厚さと弾性率の間に有意な相関は認めなかった.以上から,粘膜の厚さからは疼痛を生じる沈下量しか推定できず,疼痛を生じる圧力や圧縮率を推定するためには粘膜の弾性率の評価が重要であることが示唆された.I.目的:有床義歯補綴治療のための適切な診断を行う上で,義歯支持粘膜のバイオメカニクス特性の評価は重要である.当教室では義歯支持粘膜のバイオメカニクス特性を,粘膜の厚さの計測に超音波厚さ計,弾性率の計測に触覚センサーを使用し,それぞれ計測値を算出し,厚さと固さの両者の関連を明らかにすることを研究してきた.しかし,厚さと弾性を別々に測定することは操作が煩雑で臨床応用が難しく,加えて義歯支持粘膜の粘弾性的性質を評価できない.そこで,義歯支持粘膜の粘弾性的特性を評価するために,測定荷重量と厚さを同時に計測する新システムを開発した.本年度は,その有用性について検討した.II.方法:超音波厚さ計(25DL・PLUSR,日本パナメトリクス)の探触子の柄にひずみゲージを貼付し,厚さと測定荷重量の同時計測を行った.計測条件は最大荷重量3.ON,測定時間約9秒,15秒とした.計測対象は,擬似粘膜として想定した厚さ3mmの軟質裏装材(ソフリライナーR,トクヤマデンタル)と有歯顎者の口蓋粘膜である.III.結果:擬似粘膜に最大荷重を加えたときの厚さの変化量から弾性率3.31MPaをもとめた。測定時間9秒,15秒にて弾性率を比較した結果,時間による差はないことが示された.同条件にて,口蓋粘膜に荷重を加えたところ弾性率を算出可能であった.IV.結論:以上から,探触子にひずみゲージを貼付し,測定荷重量と厚さの同時計測を行なうことで,口腔粘膜の粘弾的特性を評価できる可能性が示唆された.I.目的:有床義歯補綴治療のための適切な診断を行う上で,義歯支持粘膜のバイオメカニクス特性の評価は重要である.当教室では粘膜の硬さと厚さの両者の関連を明らかにするため超音波による粘膜厚さの計測と,周波数の減衰を応用し弾性率の計測を行った.しかし,厚さと弾性を別々に測定することは操作が煩雑で臨床応用が難しく,義歯支持粘膜の粘弾性的性質を総合的に評価できない.そこで,義歯支持粘膜の粘弾性的特性を客観的に評価するために,荷重量と厚さを同時計測する新システムを開発した.本年度は、荷重と粘膜厚さの変化量の同時測定手法の確立を目的とした.II.方法:超音波厚さ計の90゚の探触子と45゚角度付探触子の柄にひずみゲージを貼付し,厚さと荷重量の同時計測を行った.測定条件は最大荷重量3.0N,測定時間15秒とした.測定対象は,擬似粘膜として想定した厚さ3.0mmの軟性裏装材と有歯顎者の口蓋粘膜にて弾性率の計測を行った.III.結果:擬似粘膜において弾性率を比較したところ,45゚角度付探触子に水準器を付与することで,90゚の探触子とほぼ同等の計測値が得られた.したがって,口腔粘膜においては臨床応用範囲の広い45゚角度付探触子の使用が可能であることが示された.IV.結論:45゚角度付探触子を用いた新システムにおいて荷重量と厚さの同時計測を行うことで,口腔粘膜の粘弾性について評価できる可能性が示唆された.【目的】義歯支持粘膜の性状と疼痛閾値の関係はリリーフ量や付与すべき咬合様式など,義歯設計に大きな影響を与える.そこで,当教室では疼痛を感じるまでの口腔粘膜の厚さおよびその変化量と荷重量を同時に測定するシステムを開発した,本年は,口蓋粘膜の荷重前の厚さ,厚さの変化量,変化率,弾性率を測定し,義歯支持粘膜の性状と疼痛閾値との関連性を明らかにした.【方法】測定には超音波厚さ計の探触子の把持部にひずみゲージを貼付した装置を用いた.探触子を口蓋粘膜へ徐々に加圧(1N/sec)し,被験者が主観的に疼痛を感知した時点で信号発生器のスイッチ押下を指示した.

その時の信号および超音波厚さ計の波形を記録し,ひずみゲージで求めた荷重量の波形と同時に記録した、これにより荷重前の口蓋粘膜の「厚さ」(mm),粘膜の硬さを示す「弾性率」(MPa),疼痛を生じる「圧力」(MPa),疼痛を生じる粘膜の「圧縮率」(%)および疼痛を生じる粘膜の「沈下量」(mm)を測定し,粘膜性状のパラメータとしての厚さと弾性率と疼痛閾値のパラメータとしての圧力,圧縮率および沈下量の相関係数を求めた.【結果】弾性率は圧力,圧縮率および沈下量のいずれの間とも有意な相関を認めた.厚さは沈下量のみと有意な相関を認めた.しかし,粘膜性状を表す厚さと弾性率の間で有意な相関は認められなかったことから,一概に厚さから弾性率の推定は困難であると考えられた。以上から,粘膜の厚さからは疼痛を生じる沈下量しか推定できず,疼痛を生じる圧力や圧縮率を推定するためには粘膜の弾性率の評価が重要であることが示唆された.