hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
末梢動脈送血法の数理生物学的解析による理論体系の構築

心臓大血管手術では、大静脈から酸素分圧の低い血液を人工肺を通して酸素化し、これをポンプで大動脈に戻す事で心臓の循環を停止しても脳や内臓血流障害を起こすことはない。大腿動脈は露出が容易で、心臓再手術や低侵襲心臓手術における送血路として選択される。高齢者では下行大動脈から腸骨動脈に動脈硬化性病変が多く、大腿動脈からの送血は、頭蓋内に塞栓症を引き起こすことが危惧される。本研究では、コンピュータ上で大腿動脈からの送血が腸骨動脈および下行大動脈に及ぼす流速、せん断応力を計測。直接送血感を挿入する場合と、人工血管を縫着して行った婆を比較すると、腸骨動脈にかかるせん断応力は人工血管吻合法で低値であった。体外循環を用いた心臓大血管手術において,送血管からの血流が血管内の粥状硬化病変を破壊し,塞栓症を引き起こすことを報告してきた.本研究では,大腿動脈からの逆行性送血が動脈壁に与える影響を明らかにすることを目的とする.大腿動脈送血において送血管の太さ,人工血管を縫着した場合などで血流が直接流入する腸骨動脈および大動脈における血流速度,壁にかかるせん断応力をコンピュータ上で検討する.動脈硬化モデルとして腸骨動脈の蛇行と不整が著しい高齢者,腹部大動脈瘤合併例,胸部大動脈瘤合併例の患者CTから3次元大動脈-大腿動脈モデルを作成し,コンピュータ上で各部位の血流ベクトルの方向、剪断応力、血流速度を計測する.モデルの作成には,3次元立体構築ソフトMimicsを使用する.血流量は,通常の体外循環に準じた2.4l/min/m2とし,腹部分枝および弓部分枝の血流量分布は,従来の報告データを用いて割り振る.大動脈および腸骨動脈表面をメッシュで細かく細分し,流体解析ソフトを用いて解析する.腸骨動脈におけるせん断応力および血流速度の大きさの分布を計測から,腸骨動脈の形態や太さによるアテローム性粥腫の剥離の危険性を計算する.これにより,どのような形態で大腿動脈送血が危険であるかを明らかにする.大動脈内の流線に注目し,腸骨動脈から逆行性に噴出した血液の流れがどの動脈分枝に流入しやすいかを検討し,脳血管への塞栓の危険率を理論的に推定する.以上のような検討により,大腿動脈からの逆行性送血がどのような例で安全か,リスクの高い症例はどのような例かを明らかにする.心臓大血管手術では、大静脈から酸素分圧の低い血液を人工肺を通して酸素化し、これをポンプで大動脈に戻す事で心臓の循環を停止しても脳や内臓血流障害を起こすことはない。平成24年度は大腿動脈よりの送血モデルを作成し、末梢からの送血による腸骨動脈及び大動脈内の流れを検討した。基礎的検討として動脈硬化性病変の少ない若年者先天性大動脈狭窄の患者の術前CT写真から、3次元大動脈大腿動脈モデルをコンピュータ上に再現した。STAR-CDソフトウェアを使用して大腿動脈からの血流を再現した。入力条件は定常流で、腹部分枝および弓部分枝には血管抵抗を与えた。研究計画では、弓部分枝や腹部分枝の血流量を超音波検査で測定し、これに基づき血流分布を決定する予定であったが、個体差によるばらつきと、心拍出量によって異なることから、コンピュータシミュレーションモデルでは血管抵抗を与えることで、血流量分布が決定されるようなモデルに変更した。大腿動脈からの送血は、内径4mmカニューレ、5.2mmカニューレ、8mm人工血管吻合で行い、大腿動脈、腸骨動脈、腹部大動脈の血流速度と剪断応力を測定した。結果としては、4mmカニューレでは外腸骨動脈に最大172Paの大きな剪断応力がかかるが、5.2mmカニューレでは剪断応力は最大99Paと低かった。人工血管縫着では大腿動脈吻合部に127Paの大きな剪断応力が認められるものの、腸骨動脈全体の剪断応力、流速分布は小さかった。いずれのモデルでも、腹部大動脈に入ると流速、剪断応力とも低下していた。以上の結果から、若年者・非動脈硬化モデルにおいては、血管径の許すかぎり太いカニューレを選択することにより、腸骨動脈への血流負荷が少なくなると考えられた。本検討は、研究計画の最終的な目標である、高齢者の動脈硬化病変例における末梢送血の影響を検討するための基礎的研究に相当する。腹部分枝や弓部分枝の血流抵抗負荷モデルを理論的に構築し、体外循環中の流速および剪断応力分布モデルを作成できることが確認できた。心臓大血管手術では、大静脈から酸素分圧の低い血液を人工肺を通して酸素化し、これをポンプで大動脈に戻す事で心臓の循環をて停止しても脳や内臓血流障害を起こすことはない。

高齢者では下行大動脈から腸骨動脈に動脈硬化性病変が多く、大腿動脈からの送血は、頭蓋内に塞栓症を引き起こすことが危惧される。本研究では、コンピュータ上で大腿動脈からの送血が腸骨動脈および下行大動脈に及ぼす流速、せん断応力を計測。直接送血感を挿入する場合と、人工血管を縫着して行った婆を比較すると、腸骨動脈にかかるせん断応力は人工血管吻合法で低値であった。心臓血管外科申請者らは、弘前大学大学院理工学研究科のコンピューターを用いて、共同研究をすすめ、本研究費で購入した立体構築ソフトウェアを用いて、若年者および高齢者の大動脈モデルを再現した。Computational flow dynamics softwareを利用して、体外循環における大腿動脈からの送血をコンピューター上に再現し、大動脈および腸骨動脈内の血流速度と剪断応力の分布を検討した。また、送血法を大腿動脈に直接細い送血管を挿入した場合と、人工血管を吻合した場合で比較し、腸骨動脈内の血流パターンが大きく異なることを見いだした。上記の結果の概要は23rd Congress of the World Society of CardioThoracic Surgeons (2013.9.12 Split, Croatia)で招請講演として報告した。研究計画では、生体内での基礎的血流量分布の計測から、各分枝の血流量を決定してコンピュータシミュレーションの血流配分を決定する予定であったが、個体差が大きく、血流量の分布を一義的に決定することが困難であることがわかった。このため、方法を変更し、各分枝に血管抵抗を理論値として与え、血流量を様々に変化させて血管内の流速および剪断応力分布を求めるモデルとした。この点では、平成25年度の研究計画の一部まで進捗した状況である。上記の結果を本年度さらに詳細に検討し、国内外の学会で発表する予定にしている。本年秋の欧州胸部心臓血管外科学会および来年2月に開催される第45回日本心臓血管外科学会学術総会に発表予定である。さらにモデルの数を増やして、血流パターンを検討し、統計的な解析を行い、論文として投稿予定である。大腿動脈送血において送血管の太さ,人工血管を縫着した場合などで血流が直接流入する腸骨動脈における血流速度,壁にかかるせん断応力をコンピュータ上で検討する.動脈硬化モデルとして、腸骨動脈の蛇行と不整が著しい高齢者、腹部大動脈瘤合併例、胸部大動脈瘤合併例の患者CTから大動脈ー大腿動脈モデルを作成し、コンピュータ上で各部位の血流ベクトルの方向、剪断応力、血流速度を計測する.腸骨動脈におけるせん断応力の大きさの分布を計測から,腸骨動脈の形態や太さによるアテローム性粥腫の剥離の危険性を計算する.これにより、どのような形態で大腿動脈送血が危険であるかを明らかにする。大動脈内の流線に注目し,腸骨動脈から逆行性に噴出した血液の流れがどの動脈分枝に流入しやすいかを検討し,脳血管への塞栓の危険率を理論的に推定する.マテリアライズが医用画像処理のために開発した専用ソフトウェア(mimics)を継続し使用するために次年度に繰越をした。mimicsソフトウェア更新手続きに使用する。コンピュータシミュレーションの血流配分を決定する予定であったが、個体差が大きく、血流量の分布を一義的に決定することが困難であることがわかった。このため、方法を変更し、予定していたソフトレンタル料が発生しなかった。三次元画像解析ソフトレンタル料300千円、流体解析ソフト100千円旅費国内50千円,海外150千円
中国陝西省北宋時代石窟造像の調査研究 ―子長県鐘山石窟を中心として―

本調査研究は、中国陝西省に所在する北宋時代に開かれた石窟寺院の仏教彫刻について、美術史および考古学の方法から現地調査とそれにもとづく研究をおこない、陝西省北部という辺境の地に展開した仏像様式を理解するとともに、北宋時代の仏教美術が日本におよぼした影響について研究を進めることを目的としている。1.現地調査第1年次(平成13年)10月20日10月28日、第2年次(平成14年)8月8日8月16日、第3年次(平成15年)12月17日12月24日の日程で、中国側研究協力者の調査チームに同行して現地を訪れ、子長県鐘山石窟を中心に研究を実施した。また関連研究として陝西省内および四川省所在の北宋時代石窟についても見学を実施した。2.資料の整理研究によって収集した資料については、(1)調査ノートを整理し、(2)画像データを整理し、(3)陝西省および四川省に所在する北宋時代石窟寺院に関する文献資料リストを作成した。3.中国側研究分担者の招へい第1年次は平成11年1月15日から1月26日の日程で陝西省考古研究所張建林、西安文物保護修復センター張在明氏を、第2年次は平成15年1月18日から2月1日の日程で西安文物保護修復センター張在明、笵培末の両氏を日本へ招へい、それぞれ陝西省の文化財保存等に関する研究会を開催し、日本国内の関連資料を共同調査した。4.研究会の開催平成13年度、平成14年度に実施した子長県鐘山石窟および周辺の北宋時代石窟寺院に関する調査と研究の成果をもとに、平成15年12月16日、西北大学文博学院との共同で「陝西石窟仏教芸術研究会」を開催し、これまでの調査結果についての発表と討議を行った。5.報告書の作成本調査研究については、科学研究費報告書のほかに、日中共同の学術出版をめざし、現在中国側での準備をすすめている。本調査研究は、中国陳西省に所在する北宋時代に開かれた石窟寺院の仏教彫刻について、美術史および考古学の方法から現地調査とそれにもとづく研究をおこない、北辺の守りの地に展開したこの仏像様式を理解するとともに、同時代(1012世紀)の中国各地の仏像様式との比較検討をすすめ、北宋仏像様式全般への展望を示すことを目的としている。1.現地調査10月20日10月28日の日程で中国へ赴き、中国側共同研究者の西北大学文博学院王建新、陳西考古研究所張建林、さらに今回の研究協力者として京都大学文学部根立研介、青山学院大学博士課程萩原哉、西安文物保護修復センター張在明、延安地区文物研究所姫乃軍、同袁継民の各氏とともに、陜西省子長県所在の北宋時代石窟寺院、鐘山石窟について調査を実施した。第1年目の本年は、主要3窟について、現存作品の彫刻史的調査を開始し、1067年の年記がある第3窟については、三世仏を安置する仏壇上と、左右の壁面について、概略の調査を終えた。同時に陜西考古研究所の専門技術者の協力を得て、同窟の平面図、立面図の作成、および窟内銘文の拓本作成について着手し、その半分の作業を完成した。風化の甚だしい第1、2窟については、写真撮影で概略を記録するにとどめた。

来年度の調査において、上記調査を継続し、完成させる目途を立てた。2.資料の整理(1)調査ノートを整理し、(2)35mmネガカラー写真837枚を整理して全てをデジタル画像化して日中双方の調査参加者に配布し、(3)陜西省及び四川省に所在する北宋時代石窟寺院に関する文献資料90件を収集した。3.中国側研究分担者の招聘第1年次は平成11年1月15日から1月26日の日程で陳西省考古研究所張建林、西安文物保護修復センター張在明氏を日本へ招聘し、関連資料を調査するとともに、1月23日に東京文化財研究所において陳西省の文化財保存に関する研究会を開催して、美術史研究、文化財保存の専門家との交流をはかった。1.現地調査8月8日8月16日の日程で岡田、津田、根立と研究協力者として青山学院大学博士課程萩原哉の4名が中国へ赴き、中国側共同研究者の陜西考古研究所張建林、西安文物保護修復センター張在明、同笵培末、延安地区文物研究所姫乃軍、同袁継民の各氏とともに、昨年に引き続いて鐘山石窟について調査を実施した。本年は、最大かつ最重要の1067年の年記がある第3窟について、大型カメラとデジタルカメラによる撮影、壇上合計8本の柱に刻まれた千仏の調査、洞窟4壁の調査、銘文拓本の採取、平面図・立面図の継続作成を実施した。風化の甚だしい第1、2窟についても、詳細な調査と撮影を実施した。さらに現在封鎖されている第4、5窟についても調査を実施し、とくに第5窟において窟内に2天王像、および羅漢像の痕跡があることを確認した。同時に陜西考古研究所の専門技術者の協力を得て、同窟の平面図、立面図の作成、および窟内銘文の拓本作成についてその作業を完成した。このほか、関連の北宋時代石窟寺院として、陜西省安塞県黒泉駅石窟、富県石泓寺石窟においても調査を実施した。2.資料の整理(1)調査ノートを整理し、(2)今年度撮影分の6×7型ポジカラー写真40枚とデジタル画像805枚を整理した。(3)中国側が担当して作成した第3窟の平面図、立面図および各像の図が完成した。3.中国側研究分担者の招聘第2年次は平成15年1月18日から2月1日の日程で西安文物保護修復センター張在明、笵培末の両氏を日本へ招聘し、関連資料を調査するとともに、1月22日に東京文化財研究所において地図情報を活用した文化財の保護に関する研究会を開催して、美術史研究、文化財保存の専門家との交流をはかった。4.これら調査の成果をもとに、最終年度となる2003年秋に西安において同石窟に関する報告と討論のためのシンポジウムを開催する予定で準備を進めている。最終年度である本年度は、前半に中国を中心として流行したSARSの影響により、当初9月に予定していた中国出張が延期になるなど、主要な作業を後半に実施せざるを得ない状況となったが、以下のように所定の項目を実施し、研究を完成することができた。1.研究会の開催12月16日(於:西安市西北大学文博学院)第1年目、第2年目に実施した子長県鐘山石窟および周辺の北宋時代石窟寺院に関する調査研究の成果をもとに、西北大学文博学院との共同で「陜西石窟仏教芸術研究会」を開催し、これまでの調査結果についての発表と討議を行った発表:1.張建林陜北宋代石窟調査の概況2.姫乃軍陜北宋代石窟概説3.萩原哉三世仏考-鐘山石窟第3号窟を中心に-4.津田徹英鐘山石窟第3号窟の基本的構想と信仰の基礎5.張在明鐘山石窟第3号窟北壁造像の配置と内容6.笵培松鐘山石窟第3号窟南壁造像の配置と内容7.岡田健北宋仏教造像概説8.根立研介10世紀から13世紀の日本彫刻が受けた中国美術の影響に関する考察9.王建新"長安模式"再論10.王瀧"長安模式"についてのいくつかの問題
ナノ結晶ゲルマニウム薄膜を用いた熱光発電素子に関する研究

太陽熱または排熱からの赤外光光電変換により電力を得るための素子材料としてナノ結晶ゲルマニウムを検討した。ナノ結晶ゲルマニウムの作製方法として低コスト化が可能な高周波スパッター法を用いたが、プラズマ電位で加速された正イオンの衝突損傷による材料特性の劣化が課題であった。本研究では高周波スパッターのカソード電極に負の直流バイアスを印加することでプラズマ電位の低下を試みた結果、高周波プラズマの自己バイアスより大きな値の負の直流バイアスを印加することで、プラズマ電位の低下にはじめて成功した。また、同条件で作製したナノ結晶ゲルマニウムの結晶性に改善が見られ、正イオン衝突損傷が抑えられてことが確認でした。本研究では熱光発電用の赤外線吸収光電変換材料として、薄膜結晶ゲルマニウムに注目している。薄膜結晶ゲルマニウムの作製法として生産性の高い反応性スパッタ法を検討している。スパッタ法を用いたプロセスでは、イオン衝突によるダメージが懸念されており、プラズマ電位の制御によるダメージの低減が重要である。本年度は、カソード電極に自己バイアス以下の負のDCバイアスを印加することによるプラズマ電位の低減とゲルマニウムの製膜に与える効果を検討した。実験はゲルマニウムターゲットを設置したRFマグネトロンスパッタ装置のカソード電極に高周波カットフィルターを介して自己バイアス以下の負のDCバイアスを印加することで行った。RF電力100W、圧力7Pa、アルゴン5sccm、水素50sccmの製膜条件において、負のDCバイアスを自己バイアス値である-120Vより-200Vまで変化させた。プラズマ電位は負のDCバイアスの増加に伴い71Vより46Vまで単調に減少すること、浮遊電位も41Vから28Vに減少することが確認できた。これは負のDCバイアスをカソード電極に印加することでプラズマ電位が低減できることを実験的に示す初めての報告である。ゲルマニウム製膜への効果に関しては、負のDCバイアスの増加に伴い製膜速度が3倍程度に増加することが確認できた。これは、負のDCバイアスの増加によりプラズマとカソード電極の電位差が大きくなり、スパッタ効果が促進されたためだと考えられる。また、イオンダメージの影響を反映する結晶性が負のDCバイアスの増加により改善することが確認できた。これはイオンダメージが低減したことを明白に示す結果である。以上の結果から、負のDCバイアス印加にはプラズマ電位を低減させると同時に製膜速度を向上させる効果があり、スパッター法において低イオンダメージかつ高製膜速度を実現できることを示唆している。再生可能エネルギーによる循環型エネルギー社会の構築のため、太陽エネルギー熱または廃熱等からの赤外光放射をエネルギー源とする熱光発電の実現を目指し、赤外光に有効な感度を持つ光電変換材料の検討を行った。本研究では実用性の高い高周波スパッター法によるナノ結晶ゲルマニウム薄膜の作製を行っており、これまでに、水素とアルゴンの混合ガスを用いた反応性スパッター法により、光感度を持つナノ結晶ゲルマニウムの作製に世界で初めて成功している。しかしながら、スパッター法ではスパッター効率を維持するため、ある程度大きな運動エネルギーを持つアルゴンイオンが必要であり、そのため高い比較的プラズマ電位が必要である。その結果、試料付近のプラズマ電位も高くなり、試料側にシースで加速されたアルゴン等の正イオンの衝突損傷による材料特性の劣化が課題となる。本提案ではスパッター効率を維持したままイオン衝撃を低下させるため、高周波遮断フィルターを介して高周波電源と並列に接続させた直流電源により負の直流電圧をターゲット電極に印加することを検討した。その結果、製膜種生成を司るターゲットとプラズマ間の電位差を低下させることなく、試料基板に対するプラズマ電位を低下させることに成功した。同条件で作製したナノ結晶ゲルマニウムにおいて、成膜速度が低下することなく結晶性の改善が見られ、生産性を維持したまま正イオン衝突損傷が抑えられてことが確認できた。カソードへの直流電圧バイアス印加によるプラズマ電位低減を直接計測により確認したのは世界初であり、プラズマ物理やプラズマプロセス全般にとって大変有意義な成果である。また、これは本手法によるプラズマ電位の低下が製膜材料に与えるイオンダメージを抑えたことで結晶成長が促進したことを示す結果であり、プラズマ電位低減の有効性が改めて確認できた。本研究ではRFプラズマプロセス装置のカソード電極にDC電源をRF遮断フィルターを介してRF電源と並列に接続し、負のDCバイアス電圧をカソードに印加することで、電子密度を低下させることなく基板に対するプラズマ電位を低下させ、高品質半導体膜を作製することを目指している。負のカソードバイアスの効果を確認するため、当大学で開発した新エミッシブプローブ法によって電子温度、プラズマ電位の測定をお試みた。その結果、DCバイアスを-250-320[V]と印加させたとき、DCバイアスの低下とともにプラズマ電位が単調に減少することを確認した。

通常、プラズマ電位はガス種、圧力、電子温度等で決まる値であり、単純に低下させるのは難しいと思われていたが、本方法により効果的にプラズマ電位が低下することが今回初めて判明した。これはプラズマCVDや本件で用いているスパッター法により作製する試料へのイオンダメージを低減できる可能性を示唆するものであり、カソードへの負DCバイアス印加は高品質半導体膜の作製法として期待できることが確認できた。本方法が製膜試料に与える効果について検討するため、既に光電変換材料として実績のある微結晶シリコンの反応性スパッター法による製膜に適用し、半導体として最も重要な特性の一つである光電変換特性に改善がみられた。光電変換特性は半導体中の欠陥生成によって低下することが知られており、本方法によるイオンダメージの低減が効果的に欠陥生成を抑えたことが分かる。これらの結果は本方法が半導体薄膜作製に対し本計画で期待する効果を持つことを証明するものであり、目標達成の見込みが得られたと考えている。負のDCバイアスを自己バイアスである-120Vから-200Vまで低下させ印加したことで、ゲルマニウム薄膜の結晶化率が向上するとともに製膜速度が3倍程度に増加することが確認できた。スパッタ効果を促進させると同時に、イオンダメージを抑制できることを示す結果であり、スパッター法において低イオンダメージかつ高製膜速度を実現できることを示唆している。これらの結果は反応性スパッタによる高品質薄膜結晶ゲルマニウムの作製を実現するため、非常に有効な指針を今後の研究に与えるものである。この結果をもとに次年度は目標達成に向け大きく進展することが期待できる。本年度の目標であった負のカソードDCバイアスによるプラズマ電位の低減に成功しており、微結晶シリコンの成膜において本方法が特性改善に効果があることを合わせて示すことができた。また、24年度から検討を開始する欠陥処理についても、23年度中に計画通り装置の設計と組み立てが終了し、すでに検討を開始している。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断する。本年度までに得られている成果をもとに以下の項目を検討する。1.プラズマ制御を追求し、成膜用基板とプラズマとの電位差をできる限り低減。2.結晶ゲルマニウム薄膜の高品質化を進め、熱光発電に十分な赤外領域での光電変換特性を得る。2.成膜速度の向上による実用性を確認する。次年度はカソードDCバイアスを用い反応性スパッター法で結晶ゲルマニウム薄膜の作製を試みる。本方法によるイオンダメージ低減の効果を検証するとともに、光電変換特性に優れたナローギャップ材料を作製する。また、昨年度設計及び組み立てを終えた高圧力欠陥処理装置による欠陥処理を合わせて検討し、光電変換素子として充分な材料特性を得ることを目指す。光電変換特性と光吸収特性の評価が極めて重要であり、最終年度には5倍以上の光感度と単結晶ゲルマニウム並みの光吸収係数の達成を目標とする。
梅雨期の積乱雲内の降雪粒子分布の測定

九州北部・梅雨末期の集中豪雨機構解明のための重要領域研究に参加し、集中共同観測期間中(7月6日20日)、高田市に設置された気象研究所のドップラーレーダ班と密接な連絡をとりながら、福岡管区気象台より特殊ラジオゾンデ3機を飛揚した。わが班は集中豪雨を降らせる雲内での降水機構の解明に重点をおき、そのため降水粒子の空間分布の測定を新しく開発したラジオゾンデ方式で測定した。ラジオゾンデは降水粒子の光と影の情報を、その落下速度を考慮しながら再生するものである。今までは大きな雪片が形成され、豪雨がもたらせると考えられていたが、飛揚の結果、予想に反して上空0°C層以上でも直径1ミリ以上の大きな雪片は観測されなかった。集中豪雨をもたらす雲内の降水機構解明に新しい情報を提供することができた。
ハイブリッドQM/MM経路積分法による核の量子効果を考慮した溶媒和機構の解明

これまで我々は、電子核混合系を量子力学的に取り扱うため、第一原理経路積分分子動力学(path integral molecular dynamics (PIMD))法の開発・実装および具体的応用計算を実行し、常温においても核の量子効果が重要であることを見出してきた。平成21年度は、低温領域における量子効果を効率良く取込むために、20年度に作成した4次の経路積分分子動力学法をより効率的にするために、4次の経路積分ハイブリッドモンテカルロ(PIHMC)法を開発し、フッ化物イオン水和クラスターに応用した。ハイブリッドモンテカルロ(HMC)法は、MC法における試行配置生成の過程をMD法で置き換える手法である。これにより、MD法の利点である1ステップで全核配置を更新できることが可能となる。しかしながら単純に4次のTrotter展開をHMC法に適用すると、二階微分の計算が必要となり計算コストが高くなってしまう。そこで、試行配置生成に2次のTrotter展開の力と、採択・棄却に4次の有効ポテンシャルを組み合わせることで、新しい経路積分ハイブリッドモンテカルロ(PIHMC)法を開発した。本手法を水素分子に適用したところ、2次展開では収束に128ビーズが必要であるのに対し、4次展開では16ビーズで収束し、さらに4次PIHMC法では二階微分の計算を回避することで、劇的に計算コストを抑えることができた。そこで本手法を用いて、フッ化物イオンー水クラスターの同位体構造を解析した。その結果、幾何学的同位体効果として、フッ素-酸素間距離はD体の方がH体に比べ長くなることを見出した。水素結合構造の水の配位数依存性として、配位数が増加するにつれフッ素-酸素間距離は長くなる一方、酸素-水素結合水素の距離は、短くなることも解った。これまで我々は、電子核混合系を量子力学的に取り扱うため、第一原理経路積分分子動力学(ab initio path integral molecular dynamics(PIMD))法の開発・実装および具体的応用計算を実行し、常温においても核の量子効果が重要であることを見出してきた。平成20年度は、低温領域における量子効果を効率良く取込むために、4次のTrotter展開によるPIMD法を実装し、H_3O_2^-のH/D/T同位体効果とその温度依存性を解明した。H_3O_2^-の理論的研究は多数報告されているが、原子核の量子効果を含めた最近の研究として、経路積分分子動力学(PIMD)法[1]と量子モンテカルロ(QMC)法[2]がある。しかしながら重原子間距離(Roo)および中心水素(H^*)に関する距離の差(δ_<OH*>)に関しては、互いに異なる結果が報告されている。この異なる幾何学的同位体効果(GIE)の原因を明らかにすることを目的に、4次補正によるPIMD法を実装し、様々な温度領域での系統的解析を行った。ポテンシャルには、Braamsらの作成した(CCSD(T)/aug-cc-pVTZ)レベルのものを用いた。50Kの分布はH体、T体ともにピークが一つであった。これは零点振動によってδ_<OH*>=0Åにある障壁を越えたためである。またポテンシャルの非調和性により、T体のRoo期待値はH体のRoo期待値よりも短くなった。これらの傾向は、OKにおけるQMCの結果を支持するものとなった。一方400Kにおいては、H体の分布は一つのピークのままであったが、T体の分布は緩やかな二つのピークとなった。400Kでは酸素間距離の伸張により、量子性の低いT体の場合は有効ポテンシャル障壁が高くなり、その分、障壁が越えづらくなったためと考えられる。実際400Kにおいては、T体のRoo期待値はH体のRoo期待値よりも長くなった。これらの傾向は、300KにおけるPIMDの結果を支持するものとなった。以上より、低温領域ではポテンシャルの非調和性における零点振動が、高温領域ではδ_<OH*>とRooの多次元的な寄与が支配的となり、低温と高温で異なるGIEを示すことがわかったこれまで我々は、電子核混合系を量子力学的に取り扱うため、第一原理経路積分分子動力学(path integral molecular dynamics (PIMD))法の開発・実装および具体的応用計算を実行し、常温においても核の量子効果が重要であることを見出してきた。

その結果、幾何学的同位体効果として、フッ素-酸素間距離はD体の方がH体に比べ長くなることを見出した。水素結合構造の水の配位数依存性として、配位数が増加するにつれフッ素-酸素間距離は長くなる一方、酸素-水素結合水素の距離は、短くなることも解った。
谷頭堆積物の浸透水圧による土石流化に関する研究

土石流の発生に寄与する土砂の供給源に、1)渓谷堆積物、2)谷頭および斜面崩壊土、3)火山噴出物によるものがある。1)の場合は土石流への移行過程は理論的に明らかであるが、2)についての過程すなわちその量および崩土の土石流への移行過程は必ずしも明確でない。本研究は、2)の谷頭堆積物および崩落が滲透力によって崩壊する限界とその規模およびそれが土石流に移行する条件について考察した。斜面の安定問題は、未知数の数と式の数とが一致しない不静定問題で古くからその解法が論じられて来たものである。解決のためには、土塊の微小要素の鉛直面に作用するせん断力を物理的に正しく評価するのにどのようなモデルを用いるかである。力学的には解明されていないので、底面と同様にク-ロン型で近似するか、未知関数で表わして境界条件を満たすように関数形を決めるかが、今迄にとられてきた。これらの方法は、解析に大型計算機が必要で、かつての解が一つにならず、さらに何らかの条件が必要になる。本研究は、繰返し計算の労を避けて、一次的に不安定領域を求めるため、次の方法を開発した。土塊内のx、y方向の応力σ_x,σ_yおよびせん断力τ_<xy>が、土塊両端の境界条件を満たす直線分布であると仮定し、これから、主応力σ_1、σ_2およびτを求めた。この主応力より土塊内のせん断抵抗力τ_yをτ_y=σ_1・tanφ、として求め、このτ_yとさきに求めたτとを比較して、τ_y<τの領域が不安定領域で、τ_y=τの線をその境界とし、この不安定領域がスベル方向はモ-ルの円の考え方に従って決めた。実験を行って、実験結果と解析結果が比較的良く一致することを確めた。以上の考察で、浸透力によって生じる崩壊の安定条件とその崩壊規模が決定され、これが上石流へ移行するのは、渓床型土石流の発生条件で定まるとした。本研究は,斜面の崩壊に伴う土石流の発生条件とその規模を決める方法を見出すことを目的としている.崩壊の原因を地下水の惨透圧に求め,本年は惨透圧による崩壊の規模の算定法の解明を行なった.斜面の安定問題は,未知数の数と式の数が一致しない不靜定の問題で,従来は,そのために,スベリ土塊の形を円弧またはその他の形で予め与えて,その安定を調べているので,条件なしにスベリ土塊の規模を求めることはできない.本研究では,任意のスベリ面形状,土質条件および応力状態に対処できるよう,仮想のスベリ土塊を細片状に分割し,細片ごとに,水平および鉛直方向とモーメントについての釣合い式およびスベリ土塊全体の水平方向およびモーメントの釣合い式をたてた.これらの式で,法先および法尻の端では,土圧および鉛直面に作用するセン断力をゼロとすると,式の数と未知数とが一致し,法尻から順次計算を進められるようにした.この方法で解を求めると,いくつかの解が得られる.これらのうち,どれを解にするかが問題として残っているが,細片間に負の力が作用するものは除き,法尻の細片の安定が一番悪いものをもって解とした.これについては厳密性がかけるので,さらに考察する.

この解の妥当性を検討するため,実験を行ない,スベリ規模を測定して理論との比較を行った.実験では,理想的な形での崩壊が生じ難いので,精度の良い比較ではないが,ほぼ妥当なことが確かめられた.ただ実験では,土塊のスベリによって,下部の安定層がセン断破壊することが観測され,これによるスベリ土塊の規模拡大が,次の課題である.来年度は,この崩壊土塊が,谷の中で,河水で土石流化する機構について考察する.本研究は、斜面の崩壊に伴う土石流の発生条件とその規模を決める方法を見出すことを目的としている。本年は山腹から崩落した土塊が、背後の湛水の浸透圧によって不安定になる領域を求める方法を考察した。昨年の成果に述べたように、斜面の不安定領域を求める問題は、式の数と未知数の数とが一致しない不静定問題で、色々手法を講じても解方に複雑さは免れない。本研究はこの複雑さを避け、かつ解が確定する方法として、土塊内の応力分布が境界条件を満たして、直線的に変化すると仮定をたてて、土塊内のせん断力および主応力を求め、せん断抵抗力以上のせん断力が生じる領域を見出すことで、不安定領域を見出すことをはかった。浸透圧は、外水位の変動に伴って時間的、場所的に変化するものを対象に行った。しかし、土塊内の浸透水の時間的変化はそれほど大きいものでなく、結果としては、種々境界条件の浸透曲線の存在のもとでの定常としての解を積み重ねることで非定常のときの解が得られるとしてよいことが分かった。解を求めた境界条件は、斜面表面の湛水が、a,上流側あり、下流側ゼロ、b,両側にある(ただし下流側が低い)c,上下流共なし(ただし、解析上、実用上差支えない程度の圧力を与えている)。d,上流湛水があって、浸透の前面が土塊中にある、の4ケースである。これらのケースの組合わせに対して、不安定の生じる領域を図化した。この結果は実験とも一致することができた。来年度は、前年度の成果と今年度の結果とを結合して、土石流の発生限界をそれぞれの環境に応じて判定できるよう、フロー図を作成する予定である。土石流の発生に寄与する土砂の供給源に、1)渓谷堆積物、2)谷頭および斜面崩壊土、3)火山噴出物によるものがある。1)の場合は土石流への移行過程は理論的に明らかであるが、2)についての過程すなわちその量および崩土の土石流への移行過程は必ずしも明確でない。本研究は、2)の谷頭堆積物および崩落崩落が滲透力によって崩壊する限界とその規模およびそれが土石流に移行する条件について考察した。斜面の安定問題は、未知数の数と式の数とが一致しない不静定問題で古くからその解法が論じられて来たものである。解決のためには、土塊の微小要素の鉛直面に作用するせん断力を物理的に正しく評価するのにどのようなモデルを用いるかである。力学的には解明されていないので底面と同様にク-ロン型で近似するか、未知関数で表わして境界条件を満たすように関数形を決めるかが、今迄にとられてきた。これらの方法は、解析に大型計算機が必要で、かつての解が一つにならず、さらに何らかの条件が必要になる。本研究は、繰返し計算の労を避けて、一次的に不安定領域を求めるため、次の方法を開発した。土塊内のX、Y方向の応力σ_X、σ_Yおよびせん断力τ_<XY>が、土塊両端の境界条件を満たす直線分布であると仮定し、これから、主応力σ_1、σ_2およびτを求めた。この主応力より土塊内のせん断抵抗力τgをτy=σ_1・tanφ、として求め、このτyとさきに求めたτとを比較して、τy<τの領域が不安定領域で、τy=τの線をその境界とし、この不安定領域がスベル方向はモ-ルの円の考え方に従って決めた。実験を行って、実験結果と解析結果が比較的良く一致することを確かめた。
本邦亜熱帯地域におけるカイガラムシ類（カメムシ目カイガラムシ上科）の分類学的研究

カイガラムシ上科昆虫は応用上重要な害虫群であるがこの分類群の研究は日本においては著しく遅れている。さらに近年ではこれまで日本から報告のない新規外来カイガラムシと考えられる種の発見も相次いでおり、外来種問題の上でも日本のカイガラムシファウナの全容解明が望まれている。こうした背景の下、日本において特にファウナの解明が遅れている本邦亜熱帯地域においてカイガラムシの分類・ファウナ研究を推進すべく、沖縄本島・奄美大島・徳之島などの南西諸島域を中心に計5回の現地採集調査をおこない、カイガラムシ類の採集と採集物の分類学的な検討を行った。この調査の結果、少なくとも日本未記録種と考えられる種が相当数(最低でもマルカイガラムシ科: 5種、コナカイガラムシ科: 2種以上)得ることができた。これらの種の分類学的な検討はまだ十分にできてはいないが、検討が済み次第随時学術誌上で報告する予定である。また今回の調査途上、2012年に沖縄島から発見されている“ニセナスコナカイガラムシPhenacoccus defectus"が大量に得られた。本種についてはナスコナカイガラムシPh. solani,クロテンコナカイガラムシPh. solenopsisといった近縁種との関係について分類学的な問題が存在することが知られている。今回得られた本種の標本を利用し、海外の研究者と共同で海外産の標本も含めて本種の分類学的再検討を行った結果、Ph. defectusはPh. solaniと同種である可能性が浮上した。この結果について現在海外の研究者との連名で論文を投稿中である。なお今回の研究の成果公表はまだ中途であるが、成果の公表が済み次第これらの結果を利用した市民教育用教材開発も行い、外来種問題の教育普及活動を行う予定である。
600℃の高温と強いγ線照射に耐える流体式情報処理集積回路の研究

人類が近づくことのできない過酷な宇宙空間や原子炉内外における作業機械を将来開発するならば、500°C以上の超高温や強烈なγ線など、非常に厳しい環境下で動作する情報処理回路が必要である。本研究は、電子の代わりに流体を信号伝達媒体とし、電気-流体間の相似性を利用した集積回路をマイクロマシン技術で形成して、極限環境おける情報処理を可能とするものである。最終年度となるH16年度は、流体式集積回路の大規模化設計に向けた適用技術と、耐環境応用に重点を置いて研究を実施した。1.流体式集積回路の大規模化適用設計技術これまで、要素的な流体式集積回路の実現と動作特性の解明を行うべく、マイクロバルブ単体における小信号等価回路モデルの構築、動作特性の解明を行ってきた。多数のマイクロバルブを集積化する大規模流体集積回路の形成にあたっては、マイクロバルブのみならず、それらを相互に接続するマイクロ流路に関係する寄生パラメータのモデル化が重要となる。本研究では、回路配線にあたる微小流路を抵抗と容量でモデル化し、寄生素子の影響を踏まえた回路レベルの動作解析を行なった。RC遅延モデルで解析した回路特性は実測結果と良い一致を示し、大規模回路の設計で重要な信号伝搬遅延に関する基本的な解析手法を見いだすことに成功した。2.流体式集積回路の耐環境応用流体式集積回路は、過酷な環境下において高い特性安定性が期待される。耐環境用途において代表的技術であるSOI-CMOSとの放射線耐性を比較し、流体式集積回路の可能性を検証した。ドーズ量10^<15>cm^<-2>の放射線を照射したSOI-MOSFETにおいては、OFFリーク電流が2桁以上増加し、スイッチング特性が大幅に劣化した。一方で、シリコンの機械特性を利用するマイクロバルブはその影響を殆ど受けず、これまでに確立した技術を用いて高い耐環境性を有する情報処理回路を実現できる可能性が見いだされた。以上の結果より、大規模化を可能とする流体回路の実現に関する基本技術の実証実験を行うことができた。また、本技術を用いた耐環境情報処理集積回路の実現にむけて、従来技術であるSOI-CMOSとの比較を行うことができた。従来にない高い耐環境性を有する画期的集積回路技術の実現可能性を見いだした。人類が近づけない過酷な宇宙空間や原子炉内外における作業機械を将来開発するならば、500°C以上の超高温や強烈なγ線など、非常に厳しい環境下で動作する情報処理回路が必要である。本年度は、下記の要素技術の確立を行うことができた。1.流体式集積回路における基本素子の耐環境特性評価とモデル化流体回路内でトランジスタの役割を果たすシリコンマイクロバルブの圧力-流量特性を詳細に測定して、その計算機モデルを抽出した。デバイスの温度特性を測定することで、流体式回路の耐温度性を評価した。圧力、流量をトランジスタの電圧と電流に換算し、測定結果に基づいてマイクロバルブのSPICEモデルを形成したことによって、集積回路設計用回路解析ツールを用いて流体集積回路を設計することが可熊となった。また、流量制御特性のデバイスサイズ依存性を明らかにし、様々な構成の流体式集積回路を設計する上での基礎データを得た。2.大規模流体集積回路形成に向けた小信号解析手法の確立と実験的検証流体式集積回路の静的・動的特性を定性的・定量的に理解するための新たな解析手法が確立さる必要がある。そこで、マイクロバルブの小信号等価モデルを構築し、実測特性から抽出したパラメータを用いて流体集積回路の小信号等価回路を導入した。その結果、流体回路網の小信号解析結果は製作した流体集積回路の特性と良好な一致を示した。よって、複雑性を有する流体式集積回路においてもその特性を一部理論的に予測することが可能となり、大規模流体集積回路の形成に必要な設計手段の基礎を確立できたと考えられる。これらの結果は、次年度以降の計画にとって非常に有益な結果であり、今後の計画の推進が期待される。本年度は、機能的流体集積回路の動作特性の究明と、安定した耐環境性能を達成するために必要なデバイス設計技術の確立に重点をおいて下記のとおり研究を遂行した。1.流体式集積回路の動特性評価流体式集積回路の動作時において、信号に相当する圧力、流量が時間的に変化した場合の回路の動特性は、マイクロ構造体の機械共振に依存すると考えられる。そこで、有限要素法にてモーダル解析を実施し、流体式集積回路においてトランジスタに相当するマイクロバルブの動特性解析を行った。その結果、バルブの最大動作速度はそれ自身のダイヤフラム構造が有する共振周波数とその高次モードに極めて強く依存することが判明し、いくつかのキーパラメータを絞り込むことができた。その結果、流体式回路の高速化を実現するにあたっての設計上における重要な技術指針を得た。2.環境変化による変動を最小化するマイクロバルブ素子の構造解明

流体式集積回路は、過酷な環境下における動作が要求されている一方、その動作特性についても激しい環境変化に対して高い安定性が求められる。この特性変動は、シリコン等の構造材料の機械物性に加えて、バルブ構造そのものが大きな影響を有すると考えた。各種の材料物性をもとに、有限要素法解析ならびに実素子の製作・評価を行って、特性変化の比較を行った。解析の結果、バルブ素子の特性にもっとも大きな影響を与えるのはゲート部の流体流出側であり、その部分の設計形状によって、外乱安定性が大きく変化することが判明した。その傾向は実素子の比較測定結果ともよい一致を示しており、流体式集積回路の特性を安定化する上で不可欠な知見を得ることができたと考える。これらの研究成果から、流体式集積回路の要素となるマイクロバルブの最適設計を行うことが可能となった。今後は、大規模流体集積システムの実現という次なるステップへと研究を進める予定である。人類が近づくことのできない過酷な宇宙空間や原子炉内外における作業機械を将来開発するならば、500°C以上の超高温や強烈なγ線など、非常に厳しい環境下で動作する情報処理回路が必要である。本研究は、電子の代わりに流体を信号伝達媒体とし、電気-流体間の相似性を利用した集積回路をマイクロマシン技術で形成して、極限環境おける情報処理を可能とするものである。最終年度となるH16年度は、流体式集積回路の大規模化設計に向けた適用技術と、耐環境応用に重点を置いて研究を実施した。1.流体式集積回路の大規模化適用設計技術これまで、要素的な流体式集積回路の実現と動作特性の解明を行うべく、マイクロバルブ単体における小信号等価回路モデルの構築、動作特性の解明を行ってきた。多数のマイクロバルブを集積化する大規模流体集積回路の形成にあたっては、マイクロバルブのみならず、それらを相互に接続するマイクロ流路に関係する寄生パラメータのモデル化が重要となる。本研究では、回路配線にあたる微小流路を抵抗と容量でモデル化し、寄生素子の影響を踏まえた回路レベルの動作解析を行なった。RC遅延モデルで解析した回路特性は実測結果と良い一致を示し、大規模回路の設計で重要な信号伝搬遅延に関する基本的な解析手法を見いだすことに成功した。2.流体式集積回路の耐環境応用流体式集積回路は、過酷な環境下において高い特性安定性が期待される。耐環境用途において代表的技術であるSOI-CMOSとの放射線耐性を比較し、流体式集積回路の可能性を検証した。ドーズ量10^<15>cm^<-2>の放射線を照射したSOI-MOSFETにおいては、OFFリーク電流が2桁以上増加し、スイッチング特性が大幅に劣化した。一方で、シリコンの機械特性を利用するマイクロバルブはその影響を殆ど受けず、これまでに確立した技術を用いて高い耐環境性を有する情報処理回路を実現できる可能性が見いだされた。以上の結果より、大規模化を可能とする流体回路の実現に関する基本技術の実証実験を行うことができた。また、本技術を用いた耐環境情報処理集積回路の実現にむけて、従来技術であるSOI-CMOSとの比較を行うことができた。従来にない高い耐環境性を有する画期的集積回路技術の実現可能性を見いだした。
「講」集団の社会的研究-生駒調査-

平成8年度は、平成7年度の研究調査をもとに、学会共同発表、並びに、報告書作成のために力を尽くした。研究代表者村田充八は、昨年に引く続き、生駒地域の宗教集団の「講」について聞き取りと、ま資料収集を行なった。研究分担者三木は、生駒地域の民俗宗教の調査を続け、天竜院はじめ多くの信者たちの聞き取りを重ねた。これらの成果は、96年5月25日に行われた倉敷芸術科学大学における関西社会学会において、研究担者である三木を中心に、4名の研究協力者が学会発表を行なうことができた。共同報告は「生駒の宗教と社会」と題し、三木英が「10年後の生駒の神々」、種田博之が『石切神社』参道における『運命鑑定業者』の実態-1985年と現在(1996年)との比較より-」、中西尋子が「聖天信仰者の入信過程」、星野智子が「南陽院の水子供養についての社会学的-考察」を発表した。村田は、96年6月29日の阪南大学公開講座において「生駒の神々をたずねて」と題して講演し、それは加筆訂正のうえ『阪南大学公開講座河内の歴史と分化』(阪南大学産業経済研究所、1997年3月)に記載された。また、95年4月から97年3月まで2年間に行ってきた調査の研究の成果は、97年3月に『民俗宗教の動態-生駒宗教調査-』と題して研究成果報告としてまとめることができた(村田充八・三木英編著、阪南大学産業経済研究所刊)。そこには6本の論文をおさめることがきた。論文名は次の通りである。三木英・福富康人・敷波郁夫「10年五の生駒の神々」。三木英「山を降りて街のなかへ-民俗宗教の行方-」。星野智子「現代日本社会と水子供養-奈良県の二団体の水子供養調査を通して得た知見-」。種田博之『石切神社』参道における『占い師』の実態-1985年と1986年との比較-」。中西尋子「信仰の継承-聖天信仰者のライフヒストリーから-」。村田充八「生駒の講-意味と活動の変化-」。なお、これらの論文は、加筆された形で、1998年3月刊行予定の『神宿る都市空間』(創元社)の一部として掲載される予定である。1995年度(平成7年度)は、生駒調査のために、宗教社会学の会のメンバーの協力を得て、生駒調査のために、6回の研究会を英知大学を会場として開催し、宗教社会学の会のフル・メンバーによる調査を一度実施した。研究代表者村田、研究分担者三木は、ともにこの宗教社会学の会の一員として、長く大阪大学の塩原勉先生のもとで、科研の調査を行ってきたが、今回は、研究代表者が村田となり、同じく宗教社会学の会のメンバーの支援を受けている。村田は、信貴山朝護孫子寺管長田中真端先生・生駒山宝山寺管長代理

大谷実圓先生・滝谷不動明王寺津田誠司先生ら、生駒関係の有力寺社の長老たちの聞き取り調査をすませ、また講集団の講元にインタビューし、他に石切神社のなど様々な講集団の資料を収集し調査を継続的に行っている。また、三木は、生駒山系全体の宗教調査を継続して行っている。いままでに蓄積された宗教社会学の調査のデータと比較しながら、生駒山系の宗教変動の調査を行っている。その回数は、10回以上にわたり、三木に傾倒する学生たちの援助を受けて調査を続けている。村田・三木の協力者として、宗教社会学の会の会員が、かなりの回数にわたって生駒の調査に当たっている。来年度の終わりに、共に報告書を刊行して調査報告を刊行する予定であるが、すでに来年度の生駒調査のために、各研究者が論文作成の準備段階にあり、かなりの会員が研究会を通して、すでに作成した論文の習作を発表している。できるなら、関西社会学会において、この中間報告をやりたいと考えている。なお宗教社会学の会全体の調査は、一回であるが、村田・三木の研究の援助者として、会員一人一人が、生駒山系の寺院や石切の占いの宗教調査を進めている。彼らは、自弁で調査を援助してくれており、交通費の請求があった場合には、交通費を支給している。研究会は、宗教社会学の会の生駒調査グループを中心に組織された。研究会は、ほぼ隔月に英知大学において開催し、調査に必要な研究討議を重ねると同時に、適切な講師を招聘して必要な勉強会を開催した。宗教社会学の会の生駒調査としても位置づけられた本研究は、二年間に各研究員が精力的に調査を行った。なかには、延べ20回にのぼる踏査を行った者もある。成果は、96年5月25日に行われた倉敷芸術科学大学における関西社会学会において、4名の者が代表者として立ち、中間調査報告を行うことができた。そこでは、共同報告「生駒の宗教と社会」と題し、三木英が「10年後の生駒の神々」、種田博之が「『石切神社』参道における『運命鑑定業者』の実態-1985年と現在(1996年)との比較より-」、中西尋子が「聖天信迎者の入信過程」、星野智子が「南陽院の水子供養についての社会学的一考察」を発表した。村田充八は、96年6月29日の阪南大学公開講座において「生駒の神々をたずねて」と題して講演し、それは加筆訂正のうえ『阪南大学公開講座河内の文化と社会』(阪南大学産業経済研究所、1997年3月)に掲載された。95年4月から97年3月まで2年間に行ってきた調査の研究の成果は、97年3月に『民俗宗教の動態-生駒宗教調査-』と題した研究成果報告書としてまとめた(村田充八・三木英編著、阪南大学産業経済研究所刊)。そこには6本の論文をおさめることができた。論文名は次の通りである。三木英・永富康人・敷波郁夫「10年後の生駒の神々」。三木英「山を降りて街のなかへ-民俗宗教の行方-」。星野智子「現代日本社会と水子供養-奈良県の二団体の水子供養調査を通して得た知見-」。種田博之「『石切神社』参道における『占い師』の実態-1985年と1986年との比較-」。中西尋子「信仰の継承-聖天信迎者のライフヒストリーから-」。村田充八「生駒の講-意味と活動の変化-」。なお、これらの論文は、加筆された形で、1998年3月刊行予定の『神宿る都市空間』(創元社)の一部として掲載される予定である。
バイオアクティブステントグラフトと細胞移植を組み合わせた新しい血管内治療法の開発

1.バイオアクティブステントグラフト(bFGF徐放stent-graft)の研究開発(1)ラット皮下への移植実験:Stent-GraftにエラスチンをコーティングしたbFGF徐放stent-graft(S/G)をラットの皮下へ移植し、RIを用い検討したところ徐放能が証明され、肉眼的、組織学的にも周囲組織の血管新生、線維化が劇的に促進することを証明した。(2)ビーグル犬大動脈への留置実験:bFGF徐放S/Gをビーグル犬の胸部大動脈へ留置した。bFGF徐放S/Gを留置した大動脈壁は、bFGF徐放能のないS/Gに比べ、組織学的にS/Gを留置した部位の大動脈壁の内膜肥厚が著明に促進することを証明した。2.胸部大動脈瘤モデルでの留置・移植実験ビーグル犬の頸静脈を採取し静脈パッチを得た。続いて左開胸を行い、下行大動脈に静脈パッチを逢着し大動脈瘤を作製した。2週後開胸開腹し、腹部大動脈より経過テーテル的にbFGF徐放S/Gを胸部大動脈瘤部に留置し、直視下にexclusionされた瘤腔内に線維芽細胞、筋衛星細胞を含んだcollagen gelを注入移植した。3週後に摘出し、肉眼所見、組織所見を検討した所、生着しており、bFGF徐放能のないS/Gのみ留置した対象群に比べ器質化が進んでいた。この研究より(1)我々が開発したbFGF徐放S/GはbFGFの徐放が可能で明らかな生物活性を示したこと、(2)S/Gにてexclusionされた瘤腔内に線維芽細胞、筋衛星細胞をcollagen gelを用い自家移植が可能で、劇的に器質化線維化を促進することを明らかにした。この成果をもとに特許出願(特願2003-291799、国際特許出願PTC/JP2004/003730)を行った。今後は6ヶ月以上の慢性実験を行い副作用、他臓器への影響の有無などについて検討し、安全性を確立した上で、臨床応用を目指したい。本年度はバイオアクティブステントグラフトの研究開発を行うとともにビーグル犬での胸部大動脈瘤モデルの作製とステントグラフト(S/G)留置実験を行った。1.バイオアクティブステントグラフトの研究開発a)作製水溶性エラスチンに水溶性架橋剤およびヘパリンナトリウムを加え、ヘパリン含有水溶性エラスチン溶液を作製、この水溶液を用い架橋エラスチン多層S/Gを作製した。b)ラット皮下への移植実験架橋エラスチン多層S/Gをb-FGF溶液に浸し、バイオアクティブステントグラフト(薬剤徐放能附加S/G)を作成した(I群)。またヘパリンリガンドを持たない架橋エラスチン単層S/Gを作製し、b-FGF溶液に同様に浸し徐放能を持たないS/Gを作製した(II群)。e-PTFEにて被覆したのみのS/Gを対照とした(III群)。以上のS/Gをラットの皮下への移植した。3週後の所見では、肉眼的にも組織学にもI群はII群、III群にくらべS/G周囲の血管新生、線維化が劇的に促進していた。

またb-FGFをI^<125>にてラベルしたバイオアクティブS/Gを作製しラット皮下に移植しRIにて徐放能を検討したところ徐放能が証明された。c)ビーグル犬頸動脈への留置実験バイオアクティブS/Gをビーグル犬の総頚動脈へ留置、対側の総頚動脈へ対照としてコーティングしていないS/Gを留置した。バイオアクティブS/Gを留置した総頚動脈壁は、4週後には対照側に比べ、組織学的にS/Gを留置した部位の内膜肥厚が約2倍促進していた。2.胸部大動脈瘤モデルの作製とステントグラフト留置実験ビーグル犬の頸静脈を採取し静脈パッチを得た。続いて左開胸を行い、下行大動脈に静脈パッチを逢着し大動脈瘤を作製した。2週後開胸開腹し、S/Gを腹部大動脈より作製した胸部大動脈瘤部に直視下に留置した。このモデルを3匹作製し得たため次年度は細胞移植も同時に行う予定である。1.バイオアクティブステントグラフト(bFGF徐放stent-graft)の研究開発a)ラット皮下への移植実験:エラスチンに成長因子(b-FGF)を結合させてドラッグデリバリーシステムとし、Stent-GraftにコーティングしたbFGF徐放stent-graft(S/G)をラットの皮下への移植し、肉眼的にも組織学にも周囲組織の血管新生、線維化が劇的に促進していた。またb-FGFをI^<125>にてラベルしたbFGF徐放S/Gを作製しラット皮下に移植しRIにて徐放能を検討したところ徐放能が証明された。b)ビーグル犬頸動脈への留置実験:bFGF徐放S/Gをビーグル犬の総頚動脈へ留置、対側の総頚動脈へ対照としてエラスチンコーティングしていないS/Gを留置した。bFGF徐放S/Gを留置した総頚動脈壁は、4週後には対照側に比べ、組織学的にS/Gを留置した部位の内膜肥厚が約2倍促進していた。2.胸部大動脈瘤モデルの作製とstent-graft留置実験ビーグル犬の頸静脈を採取し静脈パッチを得た。2週後開胸開腹し、腹部大動脈より経過テーテル的にS/Gを胸部大動脈瘤部に留置し、直視下にexclusionされた瘤腔内に線維芽細胞、筋衛星細胞を含んだcollagen gelを注入移植した。3週後に摘出し、肉眼所見、組織所見を検討した所生着し、対象群に比べ器質化が進んでいた。この研究より(1)我々が開発したbFGF徐放S/GはbFGFの徐放が可能で明らかな生物活性を示したこと、(2)S/Gにてexclusionされた瘤腔内に線維芽細胞、筋衛星細胞をcollagen gelを用い自家移植が可能であることを明らかにした。この成果をもとに特許出願(国際特許出願PTC/JP2004/003730)した。