hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
馬脂油の局所塗布による放射線皮膚障害予防・緩和に関する実験的研究

民間療法に用いられている馬脂油(馬の油)は皮膚機能を高め、皮膚微小循環を促進し、火傷などの創傷治癒を促進させるとの報告がある。本研究において、馬脂油が放射線皮膚障害の緩和、軽減に有用か否かをヘアレスマウスを用いて検討した結果、放射線皮膚障害による皮膚機能の破綻を早期に回復させることが可能と推測された。しかし、組織学的検討においては明らかな変化は見られなかった。放射線治療患者へのスキンケアに馬脂油を用いるためにはさらなる検討が必要と考えられた。馬脂油を用いた予防的スキンケアに関する基礎的研究(研究課題番号:18659636)において、馬脂油はヘアレスマウス皮膚の微小循環・熱傷治療過程を促進し、ヒトの皮膚機能改善効果を有することを証明した。本研究では、放射線照射による皮膚障害に焦点を絞り、ヘアレスマウスを用いて馬脂油が放射線照射線量を決定し、馬脂油が放射線皮膚障害に対し効果があるか否かを検討した。実験条件:実験期間は平成19年11月から平成20年3月。実験は、千葉大学看護学部および医学部で施行した。実験にはヘアレスマウス(Hos:HR-1、SLC株式会社)、雄性、8週齢を用いた。コントロール群は2匹、照射群(H.G)は8匹合計10匹を用いた。外用油として、馬脂油、精製馬油-L_2(Lot No5083,日光油脂株式会社)を用いた。X線照射はX線照射装置HITACHI MBR-1520R-3を使用した。照射線量は、10Gyで4日の照射を行い、総量は40Gyとした。照射部位はヘアレスマウスの背部とし、麻酔薬(ネンブタール)を腹腔内投与した後、伏臥位でコルク板に固定し、照射部位以外をタングステンシートで遮蔽し照射した。測定項目は、経表皮水分蒸散量(TEWL)、皮膚水分保有量とした。組織標本の作成のため、頚髄脱臼で安薬死後、照射部分をホルマリン保存した。背部の左側を対照とし、右側を塗布部位とし毎日馬脂油を一定時刻に塗布した。測定は週2回とし、期間は照射後一ケ月とした。皮膚障害は照射後、18日目から出現し、28日目には改善傾向がみられた。塗布部位と無塗布部位に外見上の差は見られなかったが、馬脂油塗布部のTEWLは、照射後28日目には、非照射部位のTEWLの値に戻った。馬脂油は放射線皮膚障害を早期に回復する可能性が示唆された。馬脂油は皮膚機能を高め、皮膚微小循環を促進し、火傷などの創傷治癒を促進させる。本研究では、馬脂油が放射線皮膚障害の緩和、軽減に有用か否かをヘアレスマウスを用いて検討した。照射部位はヘアレスマウス背部とし、麻酔薬を腹腔内投与した後、伏臥位でコルク板に固定し、照射部位以外をタングステンシートで遮蔽し照射した。Tevameterで経表皮水分蒸散量(TEWL)、Corneometerで皮膚水分保有量を測定した。組織標本の作成のため、安楽死後照射部位をホルマリン保存した。背部の左側を対照、右側を塗布部位とし馬脂油を一定時刻に毎日塗布した。(1)総線量による皮膚障害とその回復過程を比較するため、総線量40Gyと20Gyで検討した。40Gyでは、発赤・乾燥などの皮膚障害は照射後14日目に最もひどくみられた。20Gyでは、軽度乾燥が見られた程度であった。総線量の違いによる馬脂油塗布の肉眼的な影響は認められなかった。(2)総線量40Gyで、皮膚障害は照射開始後7日目から出現し、皮膚バリア機能の障害を示すTEWLの上昇は、照射後11日目にピークを示した。馬脂油の塗布側と無塗布側の皮膚症状に差は見られなかったが、TEWLは、塗布側が早期に回復する様子を示した。皮膚水分保有量に関しては、馬脂油塗布側の方が低値を示した。これは、創傷治癒過程に伴う痂皮化によるものと推測された。(3)40Gyの分割照射では、皮膚障害は照射後18日目から出現し、これに伴ってTEWLの上昇が認められた。TEWLは21日目にピークを示し、その値は一括照射の値の1/2であった。一括照射と同様にTEWLは馬脂油塗布側が早期に非照射レベルまで回復した。馬脂油は放射線皮膚障害によるバリア機能の破綻を早期に回復させると推測された。
食品機能性成分を内包した均一サイズの非球形固体脂マイクロカプセルの作製

食品機能性成分へのアクセスやその利用効率の向上が期待される新たな食品機能性成分送達システムとしての非球形固体脂マイクロカプセルの作製について検討した。高融点脂質や食品機能性成分などの食品用素材を適切に選択し、なおかつマイクロチャネルアレイチップを採用した結果、サイズが均一な食品用非球形固体脂マイクロカプセルを作製できた。マイクロチャネルアレイチップを利用することにより、非球形固体脂マイクロカプセルの形状も制御できた。まず、非球形固体脂マイクロカプセルの基材となる非球形油中水滴(W/O)マイクロ液滴の作製を行った。この時、固体脂として高融点脂質であるトリパルミチンを用いた。単結晶シリコン製マイクロチャネル(MC)アレイチップは、温度制御が可能なモジュールの中に設置された。非球形W/Oマイクロ液滴の作製に用いたサブミクロンW/Oエマルションは、80°Cでの高圧乳化により作製した。65°Cに加温した親水性MCアレイを介して分散相(サブミクロンW/Oエマルション)を連続相中に圧入したところ、サイズが均一なW/Oマイクロ液滴(内水相体積分率20 vol%)を作製することができた。この時作製されたW/Oマイクロ液滴のサイズは、直径と厚みがそれぞれ約20μmと8μmであり、円盤状であることが示された。円盤状W/Oマイクロ液滴をMCアレイチップ上で冷却した結果、円盤状W/Oマイクロ液滴内部のトリパルミチンが結晶化して扁平状の単分散固体脂マイクロカプセルを得ることができた。ちなみに、円盤状W/Oマイクロ液滴のカプセル化に伴うサイズの変化はほとんど認められなかったが、マイクロカプセルの曲面部に多少の凹凸が見られた。作製された単分散固体脂マイクロカプセルをMCアレイチップ上で観察したところ、サイズと形態の経時変化は見られなかった。また、加温したMCアレイチップを用いることにより、脂溶性機能性成分であるβ-カロテンやβ-シトステロールがトリパルミチンに内包されている単分散扁平状固体脂マイクロ粒子を作製することができた。表面親水化処理を施した単結晶シリコン製マイクロチャネル(MC)アレイチップを用いた円盤状油中水滴(W/O)マイクロ液滴の作製を試みた。液滴作製用MCアレイには、多数の並列矩形MC(幅4 μm、高さ4 μm)とテラス(高さ4 μm、長さ24 μm)が加工されている。W/Oマイクロ液滴作製時の分散相として用いるW/Oサブミクロンエマルションは高圧乳化を用いて作製した。MCを介して分散相(W/Oサブミクロンエマルション)を連続相(外水相)中に圧入したところ、多数のサブミクロン水滴を内包した円盤状の大豆油滴が作製された。内水相体積分率がW/Oマイクロ液滴作製の安定性に大いに影響する因子であることが示され、内水相体積分率が高い場合に均一サイズの円盤状W/Oマイクロ液滴(平均直径約20 μm)を安定的に作製できた。MCアレイを介した円盤状W/Oマイクロ液滴の作製プロセスの詳細がハイスピードカメラ観察により明らかとなった。操作温度がW/Oマイクロ液滴の作製に与える影響についても検討し、内水相体積分率が高い場合ではモジュールを冷却または加熱した状態であっても均一サイズの円盤状W/Oマイクロ液滴が安定的に作製されることが示された。本年度はまた、液滴変形用MCアレイ(幅8 μm、高さ8 μm)を用いた円盤状W/Oマイクロ液滴の変形についても検討した。円盤状W/Oマイクロ液滴は、液滴変形用MCアレイに進入する際に棒状(平均長さ約55 μm)に変形することが示された。代表者が開発した単結晶シリコン製のマイクロチャネル(MC)アレイチップを用いて、非球形固体脂マイクロカプセルの作製特性を検討した。固体脂であるトリパルミチンの融点以上の温度に設定したMCアレイを介して油中水滴(W/O)サブミクロンエマルション(油相の体積分率20 vol%)を連続相中に圧入したところ、均一サイズの円盤状W/Oマイクロ液滴が安定的に作製された。作製された円盤状W/Oマイクロ液滴は、下流側に設置されたMCアレイに進入した際に棒状W/Oマイクロ液滴へと変形した。作製された円盤状W/Oマイクロ液滴を静止させた状態で冷却した場合では、油相の結晶化が起きて円盤に近い形状の非球形固体脂マイクロカプセルが得られた。一方、円盤状W/Oマイクロ液滴を下流方向へ移動させながら冷却したところ、部分的に細長く伸びた非球形固体脂マイクロカプセルが得られ、連続相の流動状態によって非球形固体脂マイクロカプセルの形状が変化することを見出した。MC内部に存在している棒状W/O

マイクロ液滴を冷却した結果、棒状固体脂マイクロカプセルを得ることができた。ちなみにW/Oマイクロ液滴から固体脂マイクロカプセルが作製された際のサイズ変化は、ごくわずかであった。また、MCアレイを利用した食品機能性成分を内包した非球形固体脂マイクロカプセルの作製についても検討した。食品機能性成分としてβーカロテンなど内包した固体脂を用いた非球形固体脂マイクロカプセルを作製することができた。食品工学、乳化・分散プロセス工学、マイクロ・ナノプロセス工学昨年度は、非球形固体脂マイクロカプセルの基材となる非球形W/Oマイクロ液滴の連続作製に成功し、主な研究目的である非球形固体脂マイクロカプセルの連続作製に必要な基礎的知見を得ることができた。また、本年度は、高融点脂質を用いた円盤状W/Oマイクロ液滴の連続作製および扁平状固体脂マイクロカプセル作製に成功し、研究目的の一つである非球形固体脂マイクロカプセルの作製を達成した。このように、申請者は本年度の研究で期待される成果をおおむね達成した。以上より、現在までの達成度に関して選択した自己評価((2)おおむね順調に進展している)が妥当であるといえる。本年度は、非球形固体脂マイクロカプセルの基材となる非球形W/Oマイクロ液滴の連続作製に成功し、主な研究目的である非球形固体脂マイクロカプセルの連続作製に必要な基礎的知見を得ることができた。申請者はまた、本年度の研究で期待される成果をおおむね達成した。以上より、現在までの達成度に関して申請者が選択した自己評価が妥当であるといえる。初年度および本年度の研究はおおむね順調に進展したので、最終年度である次年度の研究は当初の計画通り実施する予定である。具体的にはまず、マイクロチャネル(MC)アレイチップを用いた棒状の単分散固体脂マイクロカプセルの作製を実施する。その後、単分散非球形固体脂マイクロカプセルの連続作製・回収を行えるようにする。また、食品機能性成分を内包した非球形単分散固体脂マイクロカプセルの作製についても検討を進める。棒状の固体脂マイクロカプセルが作製された時点において、サイズ、形状、表面形態などについて評価を行い、棒状の固体脂マイクロカプセルの基本的性質を把握する。また、棒状の固体脂マイクロカプセルの保存安定性についても評価を行う。なお、研究を遂行する上で対応が必要な課題はない。本年度の研究はおおむね順調に進展したので、次年度以降の研究は当初の計画通り実施する予定である。具体的にはまず、マイクロチャネル(MC)アレイチップを用いた非球形(円盤状・棒状)の単分散固体脂マイクロカプセルの作製を実施する。その後、単分散固体脂マイクロカプセルの連続作製・回収を行えるようにする。また、水溶性・脂溶性の食品機能性成分を内包した非球形単分散固体脂マイクロカプセルの作製についても検討する。非球形固体脂マイクロカプセルが作製された時点において、サイズ、形状、表面形態などについて評価を行い、非球形固体脂マイクロカプセルの基本的性質を把握する。また、非球形固体脂マイクロカプセルの保存安定性についても評価を行う。次年度使用額92,176円は、研究費を効率的に使用して発生した残額である。本研究課題の推進のため、次年度の研究費は交付申請時の計画どおり使用する。
新規XAFS解析法によるバイメタリックナノ微粒子の平均3次元構造の明確化

不均一系触媒としての利用が期待されるバイメタリックナノ微粒子(BNP)の高性能化には,触媒性能とBNPの3次元原子配置,電子状態との関係を見出し,これに基づく材料設計が重要である.そこで本研究では,1X線吸収分光法(XAS)に基づく3次元原子配置評価法の開発および2実作動条件での触媒性能-原子配置相関の明確化を行った.前者1に関して,XAS解析で求めた平均配位数の組に合うように原子配置を調整する解析手法を確立した.後者2に関して,Pd-Pt系のプロペン酸化触媒能を調べた所,300°C以下の温度域でPdコアPtシェル微粒子の方がPd-Pt合金微粒子よりも高活性であることがわかった.バイメタリックナノ微粒子(BMNP)は表面積が大きいことに加え,異種金属間相互作用,サイズ効果等により特異な物性を示すことから,機能性材料として不均一系触媒,燃料電池用電極触媒,量子ドット,ナノ磁石等の広範な用途への応用が期待されている.より高性能な材料を開発するためには,性能とBMNPの幾何構造,電子構造との関係を見出すことが肝要である.本研究では原子レベルの局所構造,電子構造がわかるX線吸収分光法に着目し,材料・デバイスが作動している条件で同分析を行うことで上述の関係を見出すことを最終目標としている.2014年度はX線吸収スペクトルから原子配置を評価する解析手法を開発した.BMNPとして異なる原子配置(PdPt合金およびPdコアPtシェル)のPdPtナノ微粒子を用いた.ノイズの少ないスペクトルを得るために,冷凍機を用いて極低温でPdPtナノ微粒子のPd KおよびPt L3吸収端でX線吸収スペクトルを取得した.カーブフィッティング解析により局所構造情報(種々の原子間距離,配位数)を求めた.配位数の組に合わせるように順々に原子配置を入れ替える解析手法を確立し,配位数の組に合う原子配置を評価できるようにした.また求められた配置について全原子計算を行い,実測値と計算値とが良い一致を示すことを確認した.2015年度は本研究で確立した解析手法を,具体例として自動車排ガス浄化触媒の実作動条件分析に適用し,触媒性能と構造との関係を議論したいと考えている.バイメタリックナノ微粒子(BNP)は表面積が大きいことに加え,異種金属間相互作用,サイズ効果等により特異的な物性を示すことから,機能性材料として排ガス浄化触媒,燃料電池用電極触媒,量子ドット,ナノ磁石等の広範な用途への応用が期待されている.より高性能な材料を開発するためには,性能とBNPの幾何構造,電子構造との関係を見出すことが肝要である.本研究では原子レベルの局所構造,電子構造がわかるX線吸収分光法(XAS)に着目し,材料・デバイスが作動している条件で同分析を行うことで,上述の関係を見出すことを最終目標としている.2015年度は本研究内で2014年度に開発した3次元原子配置評価法を自動車排ガス浄化触媒の実作動条件分析に適用し,PdコアPtシェル(Pd@Pt)微粒子の原子配置の温度依存性を把握するとともに同微粒子の触媒性能と原子配置との関係を調べた.プロペン-酸素化学量論組成(窒素バランス)の気流中,150-600°Cの温度域でPd@Pt微粒子の原子配置を調べた所,400°CまでPd@Ptの原子配置を維持することがわかった.500°Cから原子配置の変化が現れ始め,600°Cで原子混合が加速されPd-Pt合金状態となった.同雰囲気においてPd@Ptコアシェル微粒子としての触媒性能を引き出したい場合,500°C未満の温度域でPd@Pt微粒子を使用する必要があることがわかった.これを踏まえ,Pd@PtとPd-Pt合金のプロペン酸化触媒能を比較した.その結果,300°C以下の低温においてPd@Ptの方がPd-Pt合金よりも高活性であることがわかった.不均一系触媒としての利用が期待されるバイメタリックナノ微粒子(BNP)の高性能化には,触媒性能とBNPの3次元原子配置,電子状態との関係を見出し,これに基づく材料設計が重要である.そこで本研究では,1X線吸収分光法(XAS)に基づく3次元原子配置評価法の開発および2実作動条件での触媒性能-原子配置相関の明確化を行った.前者1に関して,XAS解析で求めた平均配位数の組に合うように原子配置を調整する解析手法を確立した.後者2に関して,Pd-Pt系のプロペン酸化触媒能を調べた所,300°C以下の温度域でPdコアPtシェル微粒子の方がPd-Pt合金微粒子よりも高活性であることがわかった.当初の研究計画通り,局所構造情報に基づく解析初期モデルの決定およびX線吸収スペクトルから原子配置を求める解析手法の開発を行うことができた.また2015年度計画分の実作動条件における評価も予備検討として実施し,原子配置と反応性との間に相関があることを確認できた.放射光利用科学,材料物理化学最終年度である2015年度は,上述の解析手法を自動車排ガス浄化触媒の実作動条件分析に適用し,触媒性能(反応性)と構造・原子配置との関係を議論する予定である.
高温超伝導体の臨界電流密度に対する非接触測定法の数値的研究

本研究の目的は大きく分けて2種類あった.1つは多層構造をもつHTS(High-Temperature Superconductors)内を流れる遮蔽電流密度の時間発展を解析する高精度有限要素法コードを開発することであった.特に,遮蔽電流密度解析のために必要不可欠となる特異2重積分の高精度評価の開発に重点をおいた.もう1つの目的は,同コードを用いてHTS薄膜の臨界電流密度を非接触で測定する永久磁石法及び誘導法の数値的再現を行い,得られた結果の可視化を行うことである.まず,筆者は漸近展開を用いた積分法を提案し,同法の性能を調べた.その結果,従来用いていたDE公式による積分法と比べて高速かつ同程度の積分精度を得ることに成功した.次に,提案法を数値コードに組み込んだ後,同コードで永久磁石法と誘導法の再現を行った.永久磁石法の数値結果として,臨界電流密度はHTS薄膜に働く最大反発力に比例することがわかった.これは実験結果と定性的に一致している.一方,誘導法では,コイルに流れる交流電流が閾値電流を超えたとき,第3高調波電圧が急激に立ち上がるという結果が得られた.この結果も実験結果と定性的に一致した.また,著者等は「実験条件が臨界電流密度の測定にどのような影響を及ぼすか?」という疑問を出発点に多くの数値結果を得ることができた.特筆すべき結果として,誘導法ではコイルがHTS薄膜の境界近傍に置かれたとき,臨界電流密度が高精度に評価できないことが数値的にわかった.一方,永久磁石法では,永久磁石が境界に存在する場合でも,臨界電流密度は最大反発力に比例した.この結果は,永久磁石法を用いることによって,HTS薄膜の境界近傍の臨界電流密度が評価できること示しているといえる.上述の研究結果は数々のジャーナルに掲載及び掲載予定である.詳細に関しては研究発表の項目を参照して頂きたい.本研究の目的は大きく分けて2種類あった.1つは多層構造をもつHTS(High-Temperature Superconductors)内を流れる遮蔽電流密度の時間発展を解析する高精度有限要素法コードを開発することであった.特に,遮蔽電流密度解析のために必要不可欠となる特異2重積分の高精度評価の開発に重点をおいた.もう1つの目的は,同コードを用いてHTS薄膜の臨界電流密度を非接触で測定する永久磁石法及び誘導法の数値的再現を行い,得られた結果の可視化を行うことである.まず,筆者は漸近展開を用いた積分法を提案し,同法の性能を調べた.その結果,従来用いていたDE公式による積分法と比べて高速かつ同程度の積分精度を得ることに成功した.次に,提案法を数値コードに組み込んだ後,同コードで永久磁石法と誘導法の再現を行った.永久磁石法の数値結果として,臨界電流密度はHTS薄膜に働く最大反発力に比例することがわかった.これは実験結果と定性的に一致している.一方,誘導法では,コイルに流れる交流電流が閾値電流を超えたとき,第3高調波電圧が急激に立ち上がるという結果が得られた.この結果も実験結果と定性的に一致した.また,著者等は「実験条件が臨界電流密度の測定にどのような影響を及ぼすか?」という疑問を出発点に多くの数値結果を得ることができた.特筆すべき結果として,誘導法ではコイルがHTS薄膜の境界近傍に置かれたとき,臨界電流密度が高精度に評価できないことが数値的にわかった.一方,永久磁石法では,永久磁石が境界に存在する場合でも,臨界電流密度は最大反発力に比例した.この結果は,永久磁石法を用いることによって,HTS薄膜の境界近傍の臨界電流密度が評価できること示しているといえる.上述の研究結果は数々のジャーナルに掲載及び掲載予定である.詳細に関しては研究発表の項目を参照して頂きたい.
VEGF遺伝子導入細胞による骨組織再生促進

(1)SOX9遺伝子をマウス骨髄細胞に導入し高密度培養したところ、アルシアンブルー染色陽性の軟骨細胞様細胞に分化し、II型コラーゲン、アグリカンなどの軟骨基質タンパクを発現した。それら遺伝子導入細胞をdiffusion chamberに封入しヌードマウスに移植したところ、4週後には軟骨様組織塊を形成した。その組織では、細胞外基質はアルシアンブルー染色陽性で、II型コラーゲンの免疫組織染色も陽性であったが、X型コラーゲンでの染色性は認めず、硝子軟骨様組織であった。(2)骨芽細胞への分化誘導をかけたラット培養骨髄細胞は、アルカリフォスファターゼ、オステオカルシンの活性およびそれぞれのmRNAの発現が上昇していた。しかし、継代が進むにつれて骨芽細胞への分化能は低下した。それら細胞をdiffusion chamberに封入してヌードマウスに移植したところ、P0P2までの培養骨髄細胞では良好な骨軟骨形成を認めたが、P3の細胞では骨軟骨組織は形成されなかった。(3)11例20肢に骨髄細胞および多血小板血漿の移植を併用した仮骨延長術を施行し、そのうち治療が終了したのは5例8肢の成績を検討した。移植した培養骨髄細胞は、平均2.5×10^7個(1.4×10^75.0×10^7個)で、すべてP3であった。アルカリフォスファターゼ活性はP1でピークを示したが、P3細胞でも保たれていた。精製後の多血小板血漿における血小板濃度は、静脈血清中のものの約7倍に濃縮されていた。延長量は平均8.3cm、延長期間は平均77日、骨成熟待機期間は平均102日、Healing Indexは平均24.0日/cmであった。軟骨無形成症例において従来の仮骨延長術と比較したところ、Healing Indexは従来法の37.1日/cmに対し、骨髄細胞移植併用では21.3日/cmであり、本法の併用により治療期間は著しく短縮した。骨髄細胞をドナーとした骨再生治療法の臨床応用のため、まず骨髄細胞の継代による骨芽細胞への分化能とin vivoでの骨形成能を検討した。ラットの骨髄細胞を採取し、デキサメサゾンを含む培養液(osteo-medium:OS)と含まない培養液(control medium:CM)で培養したところ、アルカリフォスファターゼ(ALP)、オステオカルシン(OC)の活性およびmRNA発現は、OSで培養された細胞の方が有意に上昇していた。次に、OSでの継代別の骨芽細胞分化能および骨形成能を検討した。In vitroでは、培養液中のALP、OC活性およびmRNAの発現は継代が進むにつれ低下した。継代別に培養細胞をdiffusion chamberに封入し、ヌードマウスの背部皮下に移植後4週にて、形成された組織をX線および組織学的に検討した。P0P2までは良好な骨軟骨形成が認められたが、P3では明らかな骨軟骨形成は認められなかった。継代して細胞数を増加させることにより骨形成能が低下してしまうという結果は、臨床応用を考えると克服すべきものである。現在、ヒトの細胞での結果を検討するとともに、骨形成能を維持したまま増殖させる方法を検討中である。さらに偽関節の臨床応用を目的として、血管新生能を有するvascular endothelial growthfactor(VEGF)を骨髄細胞に遺伝子導入後、ラット脚延長モデルおよび骨欠損モデルに注入して骨形成能を検討している。完全長ヒトVEGF cDNAを含む発現vectorをcompetent cellにtransformationののち大量培養し、精製してラット骨髄細胞にリポフェクション法により遺伝子導入した。

導入効率は培養液中のVEGF活性を指標にしているが、今のところ導入効率が一定しておらず、導入方法の変更などを考慮している。前年の動物実験の結果をふまえて、今年度は仮骨延長術の骨再生を目的とした臨床応用を開始した。骨髄細胞を培養下に骨芽細胞に分化、増殖させ、別途作製した多血小板血漿とともに、延長仮骨部位に移植し、骨形成を促進させることにより治療期間の短縮を図った。11例20肢に骨髄細胞および多血小板血漿の移植を併用した仮骨延長術を施行し、そのうち治療が終了した5例(軟骨無形成症3例、脚長差を有する症例2例)8肢(大腿骨5肢、下腿骨3肢)の成績を検討した。手術時に採取した骨髄液は遠心後、中間層の細胞をデキサメサゾン含有の培養液で約3週間培養して骨芽細胞への分化を促した。細胞移植の48時間以内に自己の多血小板血漿を精製し、そこに培養した骨髄細胞を混濁してトロンビン、カルシウムとともに局麻下に延長仮骨部に注入した。移植した培養骨髄細胞は、平均2.5×10^7個(1.4×10^75.0×10^7個)で、すべてP3であった。アルカリフォスファターゼ活性はP1でピークを示したが、P3細胞でも保たれていた。一方、P1CPは継代するにつれて増加する傾向にあった。1回の移植につき、平均189ml(155200ml)の静脈血より平均8.1ml(420ml)のPRPを精製した。静脈血清中の血小板濃度は平均2.51×10^5/ul、精製後のPRPにおける血小板濃度は平均17.4×10^5/u1であり、血小板濃度は約7倍に濃縮されていた。延長量は平均8.3cm、延長期間は平均77日、骨成熟待機期間は平均102日、Healing Indexは平均24.0日/cmであった。我々の施設で行った軟骨無形成症症例に対する骨髄細胞移植を併用しない従来の脚延長術との治療成績を比較したところ、Healing Indexは従来法の37.1日/cmに対し、骨髄細胞移植併用では21.3日/cmであり、本法の併用により治療期間は著しく短縮した。
慢性疾患を持つ小児のレジリエンスを促進するための介入プログラムの開発

本研究の目的は、慢性疾患をもつ小児のレジリエンスを高めるための支援として、レジリエンスの促進要因に働きかけを行う介入プログラムを検討することであった。慢性疾患をもつ青年期では、「解釈を変更する」「体調を良い状態に保つ」「自分の状態を客観的にとらえる」「自分で行動を調整できる」がレジリエンスを促進していた。レジリエンスを高めるための支援は、1小児期に共通したレジリエンス要因、2慢性期に特有のレジリエンス要因、3個別のリスクと防御・促進要因、に働きかけることと、個人、家族、学校、地域など、環境のリスクとレジリエンス要因をアセスメントすることが必要である。本研究は、慢性疾患を持つ小児を対象として、レジリエンスの促進に関する要因を明らかにし、レジリエンスを高めるための効果的な介入を探ろうとするものである。慢性疾患を持つ小児のレジリエンスモデルに対応した介入プログラムを開発し、慢性疾患を持つ小児のレジリエンスの促進を通して、その後のより健全な発達へのきっかけとなることをねらいとしている。平成25年度の計画は、慢性疾患を持つ小児のレジリエンスの構成要因において、どのような要因が特に影響しているのかを明らかにするために、要因間の関係性を検討することであった。外来通院を行っている幼児期から思春期・青年期までの慢性疾患患児を対象として、レジリエンスとその影響要因と考えられる変数を測定する複数の尺度による質問票を検討・作成した。なお、幼児期および学童前期については、質問紙によるセルフレポートが困難であるため、親の認識を調査することとした。調査項目として、1)対象の属性(年齢、性別、治療の状況、生活状況等)、2)レジリエンス得点、3)個人内要因、環境要因に関する項目などを検討した。現在、質問票の検討が終了し、調査段階に入っている。調査結果から、慢性疾患患児のレジリエンスの構造モデルが明らかになることが期待される。分析によって示された影響要因モデルに基づいて、学童期以降のレジリエンスの促進・強化に影響が大きいと考えられる個人内要因、環境要因を抽出し、介入のポイントとなる因子が明確化されると考えられる。平成26年度は、25年度に引き続き、小児のレジリエンスの構成要因において、どのような要因が特に影響しているのかを明らかにするために、要因間の関係性を検討すること、および慢性疾患を持つ小児のレジリエンスを促進するための介入プログラムの検討を行った。また、今年度は慢性疾患を持つ児のレジリエンスの特徴を明確にするために、健康児に対する調査を並行して実施した。思春期(高校2年生)約500名を対象として実施した調査では、女子より男子で有意にレジリエンス得点が高かった。レジリエンスの影響要因のひとつと考えられる愛着スタイルとの関連では、安定型の愛着スタイルを持つもので有意にレジリエンスが高いという結果が得られた。このことから、乳幼児期に形成される愛着スタイルはレジリエンスに影響を及ぼすことが示唆された。他の発達段階における調査についても現在進めている。介入プログラムについては、小児期に長期にわたって慢性疾患を経験した研究協力者を招き、現在事例検討会を行ってプログラム作成に関する基礎データを収集中である。平成28年度は慢性疾患患児のレジリエンスを高めるための支援プログラムを検討した。子どものレジリエンスを促進するプログラムに関する国内外の先行研究の分析を行うとともに、慢性疾患患児に対するレジリエンス支援の国内外の報告を精査し、疾患を持つ小児に対するレジリエンス支援プログラムにおける介入モデルの枠組みを明確化した。子どものレジリエンスの基盤となる要因として、1.安全と所属意識、2.自分の価値と能力に対する自尊感情、3.正しい自己認識に基づく自己効力感、が重要であり、これらの要因に働きかけることが介入のポイントになると考えられた。加えて、本人、家族、コミュニティのそれぞれのレベルで、レジリエンスを形成するリスク要因と保護要因の相互作用に働きかけることがもう一つのポイントになると考えられた。また、これまでに入院中の患児に対して実施した療養環境への適応を促進する介入プログラムでの事例のデータについて、レジリエンスの保護要因の側面から再分析を行い、介入モデルとの整合性を検討した。その結果、慢性疾患を持つ子どもでは、継続して行われる受診・治療・処置やその後の健康管理に対する理解が自己認識と深く関連しており、教育的支援もレジリエンスを促進する要因のひとつであることが考えられた。これらの結果を合わせて、健康問題を持ちつつも成長発達過程において安定した適応性を保つことを支援するためのプログラムを考案し、慢性腎疾患、小児がん経験者の小・中学生を対象にパイロット調査の実施に取りかかっている。

本研究は小児を対象とすることから、調査における倫理審査手続きについて時間を要し、調査を予定している医療機関への協力依頼が遅くなった状況がある。また、研究対象者の募集について、依頼に関する連絡調整がなかなか整わず、開始が遅れ必要な人数に至っていないことも進捗が遅れている原因である。小児看護学今後は、慢性疾患を持つ小児に対する調査および介入を進めていく。平成27年度の実施計画である介入プログラムの検討と実施を予定通り進める。現在進めている連携研究者、研究協力者との介入プログラム検討チームでのプログラム試案にもとづき、プレテストを経てプログラム評価を実施する。本研究は小児を対象とすることから、質問紙の構成には理解度、表現等についてより配慮が必要であり、質問紙の作成に関して時間を要したことが、進捗が遅れている主な原因である。また、このような事情から、研究開始における倫理審査手続きについても時間を要し、調査を予定している医療機関への協力依頼が遅くなった状況がある。今後は、平成25年度に遅れた質問紙調査のデータ分析を急ぎ、平成26年度以降の実施計画である介入プログラムの検討を予定通り進めていく。連携研究者、研究協力者と介入プログラム検討チームを立ち上げて具体的な方法を検討するとともに、研究対象者の中からプレテスト協力者を募ってプログラム評価を実施したい。翌年度の研究計画において、プログラム検討チームでのさらなる資料購入代として追加したいと考えたため。プログラム考案にともなう文献、資料の購入。
精神疾患言説の比較歴史社会学

本年度は過去3年間にわたる研究活動のまとめとして、(1)近代日本における大衆的な精神疾患言説の通時的分析を行い、(2)その大衆化要因を比較歴史社会学の視点から考察した。前者の通時的分析としては、近代日本における精神疾患言説を5つの時期(第I期:187090年代、第II期:190010年代、第III期:192030年代、第IV期:19501970年代前半、第V期:1970年代後半以降)に区分し、それぞれの時代に特有な言説の布置を明らかにした。また後者の言説大衆化に関する比較歴史社会学的考察からは、次のような知見を得た。第一に、各時代の精神疾患言説には、それらを存立させてきた普遍的な構造、すなわち各期に共通して見られる言説上の特徴や諸アクター間の関係性が認められること。具体的には、各期の医学言説が(a)同時代の社会経済的な変動と間言説的な関係を構築することで疾患の社会問題化を推進してきたこと、(b)疾患の解釈において対立する複数の医学者の見解が示され、そのことが現象の医療対象化を継続させてきたこと、(c)マスメディアと医学の協調/対立構造の中で、精神疾患に対する大衆的な関心が惹起され続けたことなどを明らかにした。また第二に、近代日本における「神経衰弱」「ヒステリー」「外傷性神経症」「ノイローゼ」という四つの疾患の流行現象を比較し、大衆的な精神疾患言説が構成されるに至る社会学的な要因について考察した。その結果、疾患の流行が引き起こされる背景には、(1)医学界の中枢にいる医学者集団が疾患の研究に参与していること、(2)精神医療体制の何らかの変動が存在していること、(3)疾患の病因が明確ではないこと、(4)政治的抑制因子が存在しないこと、以上四つの条件が必要であることが示唆された。本年度の研究成果は、戦前期日本における外傷性神経症(Traumatic Neurosis)に関する歴史社会学・知識社会学的研究と、明治期の精神疾患に関する新聞報道の分析に分けられる。前者に関しては、心的外傷後ストレス障害(PTSD)の先行概念と見なされる「外傷性神経症」という疾患概念の歴史を分析し、近代日本における同疾患の成立・衰退過程を考察した。外傷性神経症という疾患は、191020年代の日本で医学者たちの注目を集めた神経学的疾患であり、とくに国有鉄道の鉄道医たちが中心となって研究を遂行していた。鉄道医たちがこの疾患を研究した理由は、当時の国鉄が手厚い福利厚生制度を有しており、労災補償の給付基準を明確化する必要があったからである。こうした政策的要請によって開始された戦前日本の外傷性神経症研究は、結果として同疾患を<補償を求める患者の欲望が生み出す病>という心因論的解釈へ落とし込むことで、次第に医学研究の後退を導いた。こうした事例からは、特定の疾患が研究される際には研究主体を取り巻く政治経済的要因が重要な規定因となっており、またその疾患の社会的意味づけや研究の帰結も、当該社会の政治的な環境に影響を受けることが分かった。後者の新聞報道の分析に関しては、数千件の明治昭和期の精神疾患に関する新聞報道資料を収集し、主として明治前半における精神疾患の報道のされ方を考察した。その結果、当時の新聞紙上で語られていたのは、「狐憑き」などの憑依現象を「神経病」として語る啓蒙的言説と、精神疾患に陥ったとされる者の逸脱行為の報道であることがわかった。また旧刑法の施行と前後して、新聞紙上でも精神鑑定の模様が報道され始めることが確認された。本年度は、昨年度から引き続き戦前期日本における外傷性神経症に関する歴史社会学的研究と、明治期の精神疾患に関する新聞報道の分析を行った。前者の研究は、現在PTSD(心的外傷後ストレス障害)と呼ばれる精神疾患の近代日本における研究の端緒を明らかにしたものであり、その成果は年報『科学・技術・社会』第18巻に掲載された(「戦前期日本における外傷性神経症概念の成立と衰退:1880-1940」)。また後者の新聞報道に関する研究では、明治期から昭和期にかけて『讀賣新聞』に掲載された精神疾患に関する報道を通覧し、報道内容を記事のタイプ、登場するアクターの属性、逸脱行為の内容等に沿ってデータベース化するとともに、その通時的変化を分析した。その結果、1891年の大津事件を契機として新聞紙上で精神疾患に関する医学的報道が増加していくことや、19045年の日露戦争報道を契機として「神経衰弱」に関する大衆的な医学報道が開始されることを発見した。またこれに加えて、本年度は東京大学図書館に所蔵されている明治大正期の精神疾患に関する新聞資料を分析対象に加え、精神疾患報道の横断的な分析に取り組んだ。これは東京府巣鴨病院(松沢病院の前身)医員が蒐集したと考えられる新聞記事の切り抜き集であり、東京圏の有力紙から全国の地方紙に至るまで、多様な新聞に掲載された精神疾患に関する記事が集約されたものである。この史料の存在は当時の医学者たちが新聞というメディアに現れる精神医学の表象に強い関心を寄せつつ、事件記事を対象として公衆衛生学的な精神医学研究を志向していた可能性を示唆するものであり、マスメディアと精神医学の関係を歴史的に考察する上で貴重なデータといえる。なお、この史料に関する研究成果は、次年度以降に学術論文として発表される予定である。

本年度は過去3年間にわたる研究活動のまとめとして、(1)近代日本における大衆的な精神疾患言説の通時的分析を行い、(2)その大衆化要因を比較歴史社会学の視点から考察した。前者の通時的分析としては、近代日本における精神疾患言説を5つの時期(第I期:187090年代、第II期:190010年代、第III期:192030年代、第IV期:19501970年代前半、第V期:1970年代後半以降)に区分し、それぞれの時代に特有な言説の布置を明らかにした。また後者の言説大衆化に関する比較歴史社会学的考察からは、次のような知見を得た。第一に、各時代の精神疾患言説には、それらを存立させてきた普遍的な構造、すなわち各期に共通して見られる言説上の特徴や諸アクター間の関係性が認められること。具体的には、各期の医学言説が(a)同時代の社会経済的な変動と間言説的な関係を構築することで疾患の社会問題化を推進してきたこと、(b)疾患の解釈において対立する複数の医学者の見解が示され、そのことが現象の医療対象化を継続させてきたこと、(c)マスメディアと医学の協調/対立構造の中で、精神疾患に対する大衆的な関心が惹起され続けたことなどを明らかにした。また第二に、近代日本における「神経衰弱」「ヒステリー」「外傷性神経症」「ノイローゼ」という四つの疾患の流行現象を比較し、大衆的な精神疾患言説が構成されるに至る社会学的な要因について考察した。その結果、疾患の流行が引き起こされる背景には、(1)医学界の中枢にいる医学者集団が疾患の研究に参与していること、(2)精神医療体制の何らかの変動が存在していること、(3)疾患の病因が明確ではないこと、(4)政治的抑制因子が存在しないこと、以上四つの条件が必要であることが示唆された。
がん薬物療法における血管新生阻害薬の薬物効果予測因子としての眼底所見の探索的研究

がん薬物療法における血管新生阻害薬のバイオマーカーの確立を目的に、がん薬物療法中の患者計137名を対象に探索的に眼底検査を行った。大腸癌において術前治療による腫瘍縮小効果が大きい被験者で眼底血管の縮小率が大きかった。多発性骨髄腫において眼底血管径の変化と治療効果との相関を認めた。転移再発大腸癌において治療効果を認めた被験者ではベバシズマブの投与前後の眼底血管径の変化が大きい傾向があった。本研究では、がん薬物療法における血管新生阻害薬のバイオマーカーの確立を目的に、外来化学療法中の患者を対象に無散瞳眼底カメラによる眼底所見の解析を行っている。平成25年4月8日までに128名より同意を取得し、眼底所見の撮影は延べ901名に行った。男性75名および女性53名、年齢は中央値64歳(28歳86歳)。大腸がん患者が115名と大部分を占めており、治療内容(レジメン)は24レジメン。H23年度の眼底所見の解析により、治療期間が長い患者でベバシズマブの投与前後における網膜血管径の変化がより大きい傾向がある、網膜血管の変化はベバシズマブ投与終了後の数時間にわたり持続してその後回復する、術前治療例では腫瘍縮小効果が大きい患者で網膜血管の変化が大きい傾向があることが認められた。これらの知見は、ベバシズマブの投与前後の網膜血管の変化が治療効果のバイオマーカーである可能性を示唆している。H24年度には、以下の学会発表を行った。1.大腸癌患者の術前化学療法(カペシタビン+オキサリプラチン+ベバシズマブ)において、明らかな腫瘍縮小効果が認められた3名(12.6%)とそれ以外の3名(8.6%)の間で、化学療法前後の網膜静脈血管径の縮小割合に差を認めた。2.多発性骨髄腫8名に対して眼底血管の経時的に観察を行った。うち1名について、血管新生阻害作用を有するレナリドミド+デキサメサゾンにより治療効果が得られ、レナリドマイド変更によって網膜静脈血管径は有意に縮小した。さらに、その縮小効果は血液検査から確認される治療効果に先行していた。3.ベバシズマブ投与によって1年以上の病勢コントロールができた転移再発大腸癌患者5名について解析したところ、化学療法の前後で網膜静脈血管径は左右眼底とも平均15%縮小していた。早期に病勢が増悪した症例群では血管径の変化は明らかではなかった。本研究では、がん薬物療法における血管新生阻害薬のバイオマーカーの確立を目的に、がん薬物療法を受けている患者を被験者として探索的に眼底検査を行った。交付申請書の実施計画に基づき平成23年度に学内倫理委員会より承認を得たのちに、外来化学療法室に無散瞳眼底カメラ(NIDEK NAVIS-Lite for AFC-230)を設置して、文書による参加同意が得られた外来化学療法を受けている被験者に眼底所見の記録を行った。平成2325年度までの3年間に累計137名(中央値64才、範囲2886才)に眼底所見の撮影を行い、測定はそれぞれ456回、429回、202回、1名あたり125回であった。大腸癌が大部分を占めた。治療レジメン数はフルオロウラシルを基本とする化学療法に血管新生阻害剤ベバシズマブを併用するレジメンを含め24であった。これまでの解析により、治療期間が長い被験者ではベバシズマブの投与前後の網膜血管径がより大きく変化する傾向があること、術前治療例では腫瘍縮小効果が大きい被験者で網膜血管がより大きく変化する傾向があることを認めていた。平成25年度はまず血管径測定のばらつき(誤差)を減らすために市販ソフト(Adobe Photoshop)を用いて画像上の血管面積での検討を行ったが、最終的な結果には影響しなかった。また、大腸癌患者の術前化学療法(カペシタビン+オキサリプラチン+ベバシズマブ)において、30%以上の腫瘍縮小効果を認めた5名(14.5±6.5%)とそれ以外の5名(8.8±6.2%)との比較により化学療法前後の血管径の縮小の程度に差を認めた(第11回日本臨床腫瘍学会学術集会で発表)。これらの知見は、本研究の仮説のとおり、ベバシズマブの投与前後の網膜血管の変化が治療効果のバイオマーカーとなりうることを示唆していると考えられる。現在研究成果を英文論文としてまとめている。本研究では、がん薬物療法における血管新生阻害薬の有用なバイオマーカーの確立を目的に、がん薬物療法中の患者を対象に探索的に眼底検査を行っている。平成23年度は、交付申請書の実施計画に基づいて、学内倫理委員会より承認を得たのちに、外来化学療法室に無散瞳眼底カメラを設置して、文書による参加同意が得られた外来化学療法中の患者を対象に眼底所見の記録を行った。平成24年3月末までに83名より同意を取得し、眼底所見の撮影は延べ462名に対して行った。

これら83名の内訳は男性48名および女性35名であり、年齢は中央値58歳(28歳83歳)であった。大腸がん患者が78名と大部分を占めており、治療内容(レジメン)は、大腸がんに対するフルオロウラシルを基本とする化学療法に血管新生阻害剤ベバシズマブを併用するレジメンをはじめとして、あわせて16レジメンであった。なお、本研究で撮影した眼底所見をきっかけとして、網膜中心静脈閉塞症および眼底出血の患者をそれぞれ1名を偶然に発見した。眼底所見の系統的な解析は開始したばかりであるが、すでにいくつかの臨床的に重要な知見を得ている。第一に、治療期間が長い患者においてベバシズマブの投与前後における網膜血管径の変化がより大きい傾向が認められた。第二に、ベバシズマブ投与終了後23時間で網膜血管の変化がもっとも大きくなるため、眼底所見の観察に適していると考えられた。第三に、術前治療例での観察から、腫瘍縮小効果が大きい患者において網膜血管の変化が大きい傾向が認められた。これらの知見から、本研究の仮説のとおり、血管新生阻害薬ベバシズマブの投与前後の網膜血管の変化はその治療効果を予測するバイオマーカーとして有用である可能性がある。また、網膜血管の変化をより科学的に検証するために、適切な定量法も検討中である。外来化学療法室に研究専用の眼底カメラを設置することにより、円滑に眼底所見の記録を行うことができた。すでにいくつかの知見が得られており、H24年度初めに計画した通り、学会発表を行うことができた。外来化学療法室に本研究専用の眼底カメラを設置できたことにより、眼底検査が円滑に進められた。眼底写真の記録に関わる手技の習得にやや時間を要した。すでに得られた科学的知見を補完することを意識して、対象疾患や薬剤を絞ってデータを収集する。今後も当研究を発展させるために眼底所見の解析方法について標準化を検討する。また、これまでに得られた科学的知見を英文論文にまとめる。平成23年度における眼底所見の探索的な記録をとおして、血管新生阻害薬ベバシズマブ投与の前後における網膜血管径の変化がその抗腫瘍効果を予測するバイオマーカーとなる可能性が示唆された。平成24年度はより定量的で再現性の高い血管径の評価法の検討とともに、眼底所見と抗腫瘍効果の関連について統計学的な解析を行う。本年度内の学会発表を予定する。研究成果を発表するため、学会発表のための旅費、英文論文の投稿に関係する雑費、その他データ解析に必要な文具や記憶媒体などの消耗品を予定している。国内旅費として本研究の初期成果についての学会発表、消耗品費として眼底所見の解析に必要な記憶媒体や文具、眼底カメラの維持費などを予定している。
VR技術を利用した動的に変化する道具の身体化に関する研究

多くの道具では使用の際、その動きに応じて形状などの特性が変化する。本研究では道具の形状変化が道具の身体化に及ぼす影響について調査を行うことを目的とした。そこで、道具使用者の周期的な手の振りのリズムに応じて、把持した道具が様々な力学モデルに従って伸縮するVirtual棒システムを開発した。2、3の力学モデルを実装したVirtual棒による実験を行ったところ、筋電位によって、道具使用行為の型(身体図式)の獲得の評価ができる見通しと、Virtual棒の伸縮リズムの違いによって身体化のプロセスが異なる可能性が示された。多くの道具では使用の際,その動きに応じて形状などの特性が変化する.一方,これまでの道具の身体化の研究においては道具側の挙動はほとんど考慮されておらず,これが道具の身体化に及ぼす影響は未知である.本研究ではこうした問題意識にもとづき,道具使用者の周期的な手の振りのリズムに応じて,把持した道具が様々な力学モデルに従って動的に変化する仮想道具システムを開発する.そして手の振りや仮想道具の形状変化と道具の身体化との関係ついて,調査を行うことを目的とした.本年度は,振りの動作に対して巻いた紙が棒の長手方向に周期的に伸縮する玩具であるカメレオン棒を題材に,身体行為に応じて動的に変化する道具と身体の関係について下記の通り研究を行った.1.幾つかの力学特性を持つカメレオン棒を作成し,被験者が使用した際の手首の回転運動のリズムと道具の伸縮の回転のリズムやさらには,腕部の筋電位を計測し,双方のリズムがどのように影響を及ぼしあっているかを検討した.2.カメレオン棒を人工現実空間上に再現する仮想カメレオン棒システムを開発した.そこで光学シースルー型のディスプレイを用いて,仮想カメレオン棒の伸縮部が手に把持したグリップの3次元的な動きと整合して重畳表現される技術を開発した,またグリップの先端に加速度センサを配置し,手の動きに合わせたカメレオン棒の伸縮運動を再現した,さらに力覚を再現するため,バックドライバビリティを考慮したトルク提示システムを新たに設計開発した.なお,仮想の棒と実際の棒においてCross-modal Congruency Taskを行ったところ,その効果において同等の結果が得られており,本VRシステムによって実物の棒のシミュレーションを行う妥当性が示唆されている,以上により,カメレオン棒の物理的特性を自在に制御可能な実験を行える見通しを得た.多くの道具では使用の際,その動きに応じて形状などの特性が変化する.本研究では道具使用者の周期的な手の振りのリズムに応じて,把持した道具が様々な力学モデルに従って動的に変化する仮想道具システムを開発し,道具の形状変化と道具の身体化との関係ついて調査を行うことを目的とした.本年度は,昨年度開発したVRカメレオン棒を利用し,下記の研究を遂行した.1.線形減衰振動子のように線形的な挙動を示すモデルに加え,挙動の予測が難しい非線形的なモデルなどをVRカメレオン棒に実装し,このVRカメレオン棒を被験者の任意のリズムで振ってもらう実験を行った.この際.振りの動作に応じて発生する腕部の筋電位を計測した.実験の結果,線形減衰振動子のモデルを実装した条件においては,コツがつかんだとの主観報告に応じる形で筋電位のピークが小さくなる様子が観察された.また線形減衰振動子の固有周波数を変えたところ,振りにくい周波数においては筋電位のピークが大きくなることがわかった.非線形減衰振動子のモデルを実装した条件においては,振りのリズムを安定化できず,筋電位のピークも時々刻々変化することがわかった.以上から,筋電位がVRカメレオン棒のリズムに対する行為の円滑性と関係しており,行為の型(身体図式)の獲得の評価につながる可能性が示唆された.2.以上に加え,操作者の全身的な予備動作であるタメの情報を道具の形状変化に反映させ,身体と道具の結びつきを強める研究も併せて行った.具体的には,身体の重心移動に着目してタメの情報を取得し,これを手で把持して対象物を叩く棒型のVirtual Toolの操作系に取り込む手法について検討した.
近接アセチレンの渡環環化反応を利用したゼトレン誘導体の合成とその物性評価

本研究では、ジナフトテトラデヒドロ[10]アヌレンの近接アセチレンの高い反応性を利用するという、新規なアプローチでゼトレン誘導体の合成とその物性について明らかにすることを目的に研究を行った。まず、ゼトレン前駆体なるジナフトテトラデヒドロ[10]アヌレンの合成法を開発し、その詳細な物性を解明することに成功した。また、ジナフトテトラデヒドロ[10]アヌレンとヨウ素の反応により、7,14-ジヨードゼトレンに導いた後、種々のエチニル置換を有する安定なゼトレン誘導体の合成に成功し、これまで未解明であったゼトレン誘導体の基礎的な物性を明らかにした。本研究では、1950年代に合成が達成されたゼトレンに注目し、ジナフトテトラデヒドロ[10]アヌレンの近接アセチレンの高い反応性を利用するという、新規なアプローチでゼトレン誘導体の合成とその物性について明らかにすることを目的に研究を行った。本年度は、ゼトレン前駆体となるジナフトテトラデヒドロ[10]アヌレンの合成法を確立する目的で、種々の前駆体を用い、検討を行なった結果、ジヨードナフタレンとトリメチルシリル基が置換したジエニチルナフタレンを系中でシリル基を除去しながらカップリング反応を行なうことにより、低収率ながらこれまで全く合成が達成されていなかったジナフト[10]アヌレンを得ることができた。この時、添加剤として水酸化ナトリウム水溶液を用いることで、収率は向上することが分かった。ジナフト[10]アヌレンの^1H NMRおよび単結晶X線結晶構造解析および計算化学について検討を行ない、その芳香族性について調査した結果、10員環を有するものの、全く芳香族性を示さないことを明らかにした。次に、ジナフトテトラデヒドロ[10]アヌレンから、7,14-二置換ゼトレンへの渡環環化反応の検討を行なった。ハロゲンの三重結合への付加反応に着目し、手始めに臭素を用いて反応を行なったところ、期待した渡環環化反応がおこり、7,14-ジブロモゼトレンが得られたが、この時、モノブロモゼトレンならびに、さらに臭素化が起こった3および4置換プロモゼトレンも得られることが分かった。反応にヨウ素を用いて検討を行なったところ、溶媒にクロロホルムを用いたときに中程度ながら選択的に7,14-ジヨードゼトレンを得ることができた。ジヨードゼトレンに対して、アセチレン誘導体とのPd-Cu触媒を用いたカップリング反応を行なったところ、速やかに反応が進行し、目的のジエチニル置換ゼトレンを得ることができた。さらに、その電気化学測定を行なったところ、1電子の可逆的な酸化および還元波が観測され、2電子目は、不可逆な酸化および還元波が観測された。前年度合成法を確立したゼトレン前駆体となるジナフトテトラデヒドロ[10]アヌレンは、アセチレンが非常に近接しており、不安定であることが予想されたが、空気中で充分に取り扱いができるほど安定であることがわかったが、一般的な有機溶媒に対して非常に溶解度が悪いため、分離精製が非常に困難であるといった問題点が挙げられた。そこで、本年度は、まずジナフトテトラデヒドロ[10]アヌレンの溶解性の向上を目的に、ジナフトテトラデヒドロ[10]アヌレンにtert-ブチル基を導入することを試みた。ナフタレンを出発原料として用い、既報の論文に従い、フリーデルクラフツアルキル化によりナフタレンにtert-ブチル基を導入し、ニトロニウムイオンの求電子付加と還元によりジアミノジ-tert-ブチルナフタレンを合成した。その後、tert-ブチル基のないゼトレン誘導体の合成と同様の方法で、テトラ-tert-ブチルデヒドロ[10]アヌレンを合成し、渡環環化によりtert-ブチル基を導入したジョードゼトレン誘導体へと導いた。次に、薗頭カップリング反応を用いて、フェニルアセチレン、ジメチルアミノフェニルアセチレン、ニトロフェニルアセチレンとクロスカップリングさせることにより、電子供与性基や電子求引性基を有するゼトレン誘導体を合成した。合成したいずれのジ-tert-ブチルゼトレン誘導体は高い安定性と溶解性を示すことがわかった。

これらゼトレン誘導体の紫外可視吸光スペクトル、蛍光スペクトル、ならびにサイクリックボルタンメトリーの測定を行ったところ、導入したアミノ基、ニトロ基の置換基に依存し、コアとなるゼトレンの電子状態が大きく変化することが明らかとなった。さらに、量子力学計算もあわせておこなった。