hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞-サイトカイン-吸収性足場材料による口腔組織再生に関する実験的研究

研究成果は以下の4項目に分類される。1.組織再生を目的とした細胞培養に関する研究では、口腔組織再生の鍵となる骨髄間質細胞や骨髄由来間葉系幹細胞の増殖と骨系分化に関する研究を行った。これらの細胞の増殖にはME培地を用い、骨系分化にはビタミンC、DEXとβグリセロホスフェートを配合したDME培地を用いる必要性が確認された。b-FGFの使用も増殖に効果的であった。また、培養株化細胞のサイトカイン発現や毒性効果に及ぼす菌体成分(LPS)や金属イオンの影響にも検討を加えた。外来刺激によってシグナリング機構が変化しその制御が今後の再生歯科医学に有効と示唆された。遺伝子の発現をDNAマイクロアレイによって評価した。骨系分化誘導にはTGF-βスーパーファミリーレセプターを発現する成長因子(リガンド)の使用が有効と示唆された。2.組織再生を目的とした足場材料の開発研究では、生吸収性のコラーゲン、ゼラチンやポリグリコール酸系材料を用いてスポンジやハイドロゲルを調製し、生吸収性や細胞付着性に検討を加えた。ゼラチンは成長因子徐放性足場材料として有用で、生分解性は化学架橋度に依存していた。コラーゲンスポンジは再生の足場及び細胞播種担体として有用であった。3.動物実験によって足場材料(ポリ乳酸、コラーゲンゲル、酸性ゼラチン)の生分解性の評価を皮下埋入試験によって行った。実験動物に作製した頭蓋骨欠損部を足場材料(酸性ゼラチン)と成長因子(b-FGF)の徐放によって修復し、その過程を検討した。4.アルカリ熱処理したチタンを人工体液に浸漬し、表面にアパタイト層を生成した。このアパタイト層は構造解析の結果、生吸収性を有する骨類似炭酸アパタイトであることが判明した。また、骨芽細胞の骨系分化を有意に促進することがRT-PCRによって確認された。本年度は採択課題を遂行するために、1.細胞培養研究、2.吸収性足場材料の調製と3.動物実験の3種類の研究を行った。1.細胞培養研究:(1)ラットの大腿骨より骨髄を採取後、間質細胞を培養し、培地組成、デキサメサゾン誘導と成長因子の影響を調べた。その結果、増殖と骨系分化にはそれぞれビタミンCとデキサメサゾン誘導の効果的なことが確認された。また、増殖にはDME培地を使用し、一方、骨系分化にはα-MEM培地を使用することが妥当と考えられた。(2)ヒト未分化間葉系幹細胞とラット骨芽細胞UMR106の培養を行い、至適培地と培養方法に検討を加えた。また、RT-PCRによって、未分化状態と分化状態に比較検討を加えた。未分化間葉系幹細胞の分化過程では軟骨系分化過程(アグリカン遺伝子発現)と骨系分化過程(オステオカルシン遺伝子発現)が複雑に入り込むことが示唆された。UMR106の骨系分化過程ではデキサメサゾン誘導の影響が大きいことを確認した。2.吸収性足場材料の調製:(1)成長因子の徐放能力に優れた酸性ゼラチン粉末を用いてグルタルアルデヒド化学架橋ハイドロゲルを調製し、凍結乾燥によってスポンジとした。スポンジには少量の生理食塩水が含侵することを確認した(将来の成長因子配合のため)。(2)I型コラーゲン溶液に脂溶性溶剤を加えてホモジナイズ後、凍結乾燥と脱水熱架橋することによってコラーゲンスポンジを調製した。適切な製法条件を用いると連通性の多孔体が得られた。3.動物実験::

(1)ゼラチンハイドロゲルとコラーゲンスポンジをラット背部皮下に埋入し、生体吸収過程を調べた。いずれも強度の炎症反応を生じず、緩やかに吸収されることを確認した。(2)ラット頭蓋部に6mmの円形の穴を開け、創傷治癒過程に検討を加えた。穴開け部位には成長因子を含む吸収性足場材料を埋入して、組織再生の効果を判定する予定である。(1)ラット骨芽細胞UMR106とラット骨髄間質細胞について、骨系分化に及ぼす培地の影響に検討を加えた。UMR106の通常培養では、骨シアロ蛋白mRNAの発現が認められ、骨系分化過程が後期に達していると考えられた。デキサメサゾン誘導培地の使用によってオステオカルシンmRNAの発現が認められ、骨系分化が最終段階に達することが確認された。ラット骨髄間質細胞の培養では、骨系分化の転写調節因子cbfa-1のmRNA発現が認められたものの、アルカリフォスファターゼmRNAの発現か認められず骨系分化の程度が初期段階と判断された。骨系分化の促進にはデキサメサゾン誘導培地の使用やアパタイト等の材料使用が必要であった。(2)人未分化間葉系幹細胞の軟骨-骨系分化に及ぼす細胞接地材料(チタン、アパタイト、ポリスチレン)の影響に検討を加えたところ、アパタイトは軟骨に特異的なアグリカンmRNAの発現を抑制する反面、骨特異的なオステオカルシンmRNAの発現を促進することが判明した。ポリスチレンは、逆に、軟骨の分化を促進し、チタンは、アパタイトより若干劣るものの、骨系分化を促進することが確認された。(3)トレフィンバーを用いてラット頭蓋骨にcritical sizeの欠損を形成し、欠損部にコラーゲンスポンジを挿入し、マイクロCTや軟X線を使用して軟組織形成過程と骨組織の欠損を確認した。(4)昨年に引き続き、コラーゲンスポンジを発泡法によって形成し、人未分化間葉系細胞を播種し、3次元培養を試みた。細胞はコラーゲン表層に多く存在したが、内部にも侵入・増殖することを確認した。(5)架橋酸性ゼラチンに塩基性線維芽細胞増殖因子b-FGFを配合後、ウサギの水晶体内に埋入し糖尿病患者に生じる血管進入の病態を作成した。次いで、薬剤を角膜に投与し、新生血管の減少-消失効果に検討を加えた。(1)DNAマイクロアレイによる培地誘導骨系分化時のヒト間葉系幹細胞の遺伝子解析:歯科再生医療においては,今後,患者の骨髄由来間葉系幹細胞の培養と分化誘導に関する研究が必要と考えられている.ヒト間葉系幹細胞をデキサメサゾン骨系分化誘導培地中で最長3週間培養し,単色系DNAマイクロアレイを用いて経時的に分化の程度に検討を加えた.その結果,骨系分化誘導期間の増加に伴い,発現に強弱の出る遺伝子の数がそれぞれ1000個程度まで増加することを見出した.骨系分化誘導によって初期マーカーのAlkaline phosphatase遺伝子は3日目に最大発現量を示し,以降,発現強度が減少した.中後期マーカーのOsteopontin, bonesialoprotein1遺伝子は7日後から発現が増大し14日目で最大となり,21日目で若干減少した.Collagen type 1,OsteonectinとOsteocalcinの遺伝子の発現は3週間にわたって変化が小さかったが,最終マーカーとされるOsteocalcinの遺伝子は14日目から微増する傾向が認められた.これらの遺伝子の発現制御によって,間葉系幹細胞を用いた歯科再生医療が向上すると考えられた.
らせんポリマーブラシを用いた電気信号によるキラル認識

本研究は、導電性基板上において、右手と左手のような関係にある光学活性な化合物(キラル分子)の吸着能や認識能を有する一方向巻きのらせん高分子からなるヘリカルポリマーブラシを、分子量および分子量分布を制御可能なリビングラジカル重合法により合成することを目的とする。さらに、溶液中におけるキラル分子との相互作用に伴うらせん構造(巻き方向やらせん周期)の変化やコンプレックス形成(ジアスレテオマーの形成)を、電気化学的な手法で検出するヘリカルポリマーブラシからなる不剤認識デバイスを構築する。このようなセンシングシステムを応用することで、左右や軸不斉などのキラリィー識別や光学活性体の光学純度を、極少量の試料で短時間の内に検知可能なキラルマイクロチップの開発が期待される。ヘリカルポリマーブラシが簡便な方法で合成可能かどうかを調べるため、基板としてシリコン基板と、ポリマー鎖としてトリエトキシシリル基を末端に有するポリジメチルシロキサン(PDMS)(分子量:11,600)を用いて、ポリマーブラシの作製を行った。PDMSはキラル高分子ではないが、様々な種類が市販されており、末端官能基導入反応も簡便であるため、このポリマーを選択した。得られたポリマーブラシの原子間力顕微鏡(AFM)観察を行ったところ、表面粗さの小さい(RMS<0.6nm)平滑な表面構造であることがわかった。この結果は、架橋やゲル化などの分子間での反応による会合体の形成が少ないことを示唆している。また、AFMにより、乾燥状態においてポリマーブラシの膜厚を測定したところ、1.8nmであるてとがわった。PDMSに対して貧溶媒である水中および良溶媒であるキシレン中でのPDMSブラシのモルフォロジー変化を、AFMを用いて調べた。水中では、PDMS鎖同士が貧溶媒である水を避けるようにデウェッティングして会合体を形成し、下地であるシリコン基板が露出されることがわかった。良溶媒中では、ポリマーブラシを観察することができなかった。これらの結果より、貧溶媒や良溶媒が与えるポリマーブラシの形態変化に関する知見が得られた。ヘリカルポリマーブラシを利用した溶媒中でのキラル分子認識を行う上で、溶媒の選択は極めて重要であるので、ここで得られた結果を考慮してセンシングシステムを構築していく。
中学・高校での生徒や学校薬剤師も参加する医薬品等教育&健康サポートシステムの構築

中高生(生徒)やその保護者に対する医薬品教育補完、薬物乱用防止やメディア教育の充実、またこれら教育への薬剤師の参加が必要である。これまで、医薬品適正使用、違法薬物に対する注意、医薬品や健康に関するメディア情報への接し方等について、情報紙(名称:ドラッグレター(DL)、A4用紙1ページ分)を申請者らが毎月1回作成し学校で生徒に配付、さらにDLを保護者にも見せるように促してきた。また、生徒らが医薬品や健康等について相談しやすいよう、当該校近隣の薬局を相談薬局に指定し、これらにより医薬品教育補完等の効果を検証してきた。その結果、高校生ではDLで発信した情報に関する理解度の上昇や意識の変化が示唆された。また12割であるが、生徒の家庭で、DLがきっかけで保護者から生徒への家庭内教育が行われたことも示唆された。一方、相談薬局への生徒からの相談はわずかだった。そこで本研究では、従来の取組を基本に、DLのデータベースを立ち上げるなどして「医薬品等教育&健康サポートシステム」を構築し、その機能検証、加えてデータベースを他の学校も利用できるように整備することを目的とした。平成30年度は、従来の取組に加え、以下の13を行った。すなわち、1.生徒の相談環境改良として、相談薬局の指定に加え、中学校・高校の保健室で学校薬剤師(申請者)が毎月1回開催する出張相談会を開始した。2.DL作成に保健委員生徒の意見も参考にした。具体的には、生徒へのDL配付に当たり、年度初めに保健委員生徒からDLのテーマや情報量等について意見をもらい、1年間のDL作成全体に意見を反映させた。3.DLのデータベースとして、WEBサイト(http://www.drug-letter.com/)を立ち上げた。これにより、DL最新号のURLを保護者に配信できるようになり、保護者がDLをもっと読んでくれるようにするための準備ができた。当初の計画どおり、平成31年度以降に予定している「医薬品等教育&健康サポートシステム」の機能検証に向けた準備ができた。平成31年度は、当初の計画どおり、以下の15を遂行する。すなわち、1.相談薬局の指定、出張相談会の開催を継続する。2.引き続きDL作成に保健委員生徒の意見も参考にしていくが、平成31年度は毎月のDLに対して細かく意見をもらい、作成に反映させていく。3.DLデータベースを稼働させ、DL最新号のURLを当該校から保護者に配信する。4.DLの内容に関する解説や、DLに盛り込めなかった詳細情報等もデータベースで見ることができるようにする。生徒に対しては、DLにQRコードを印刷し、それをスマートフォン等で読み取ってもらうことで、データベースの当該情報が見られるようにする。保護者に対しては、配信されたDL最新号のURLにアクセスすることで、当該情報が見られるようにする。5.年度末に生徒やその保護者に対し、「医薬品等教育&健康サポートシステム」に関するアンケート調査を行う。

保護者に対しては、配信されたDL最新号のURLにアクセスすることで、当該情報が見られるようにする。5.年度末に生徒やその保護者に対し、「医薬品等教育&健康サポートシステム」に関するアンケート調査を行う。DLの印刷に係る費用が当初の計画より少なかったため次年度使用額が生じたが、次年度以降もDLの印刷を行っていくことから、次年度の印刷費に合算する。
肥満に関する新たな行動モデリングとプロモーション最適化に関する研究－沖縄を事例に

本研究は,沖縄県の肥満について行動経済学的な知見を利用して解明すること、肥満率の低下のためのプロモーションの最適な方法の提案を目的としている。本研究は3フェーズで構成される。(1)理論的な数理モデルの構築とシミュレーションなど「理論的検証」。(2)データによる「統計的検証」。(3)肥満率低下の施策検討し,国民に成果の発信を行うことである。最終年度の成果は、計画における(1)について下記の1、2および(2)に関しては1、3、(3)については1、2、4で行った。1.二重過程のモデル化とその調査・推定を行い、最適な介入方法を明らかにした。人の肥満行動には、目標の体重を設定しそれを実現する合理的な行動、一方で感情的に食べるという行動もある。これらを調整するセルフコントロールもある。本研究では合理的行動とセルフコントロールが何に影響を受けているかの調査・分析を行った。結果、性別ごとにこれらに影響を与えるものが異なることが明らかになった。2.介入の方法は多様にあるため最適な介入を調べる方法が必要である。人々の行動を機械学習でモデル化したうえで、コストなども考慮した最適な施策を自動探索するための方法を提案し、データで検証した。3.1の研究で合理的な情報の提示の有効性が明らかになったが、因果関係が不明であった。そこで全国および沖縄国際大学などでその検証のためのランダム化比較試験(RCT)を行った。4.これまでの研究結果の概要をウェブ上で公開している。1、2については対外的に発表を行っているほか、1は論文誌に投稿中である。研究期間全体の主な成果は、I.二重過程モデル化と推定と検証による最適プロモーションの明確化、II.ヘルス・プロモーションにおける最適化における平等性(社会厚生関数)の導入とその他分野への応用、III.事例ベース意思決定などの認知バイアス下でのプロモーションの最適化の三つである。本研究は,沖縄県の肥満の原因について主に経済変数や認知バイアスなどの行動経済学的な知見を利用して解明すること,肥満率の低下のためのソーシャル・マーケティング,具体的には健康情報のプロモーションの効果的な方法を明らかにすることを目的とする.本研究ではこのために下記の3つのフェーズで研究を行っている.(1)理論的な数理モデルの構築とシミュレーションによる妥当性の検証という「理論」的なアプローチ.次に(2)調査によるモデルの妥当性について「統計的検証」.(3)ヘルスプロモーションにおけるメディアの最適化および肥満率低下の施策検討し,最後に国民に成果の発信を行うことである.本年度の成果は,計画における(1)について下記の1,4および(2)に関しては2,3を行った.1.ヘルスプロモーションの際に,なにを目的に最適化が必要かということを検討した.結果,健康に関する様々な「平等性」などを考慮にいれ,複数のセグメントに対してプロモーションの最適化を行う必要があることが明らかとなった.これについて理論的考察し最適な条件を導出した.さらに健康情報を提供し,意識などが改善するかの実験を行い,結果人々の健康意識が改善し平等になることが明らかとなった.2.予備分析として,沖縄県において肥満に関連する変数の調査として既存データの分析を行い,沖縄のイベントやストレスの関連が明らかとなった.3.肥満行動に関連して行動経済学的な意志決定のモデル化のため,他者の効果(社会的相互作用),過去の意志決定の効果(事例ベース意志決定)についての実証研究も行った.これらの成果は2の拡張に利用可能である.4.1の理論化の際に,派生的に同様の枠組みが自動運転などの社会問題にも適用できることが明らかとなり,その理論的考察を行った.1,2,3,4については対外的に発表を行っており,もしくは国際会議に投稿中である.本研究は,2016年度は,主に理論研究についての検討を行う時期であった.すなわち,(1)理論的な数理モデルの構築とシミュレーションによる妥当性の検証という「理論」的なフェーズである(計画書における(1)).これに対して,本年度は,理論的な研究について進捗があった.具体的には,まずヘルスプロモーションの際に,なにを目的に最適化が必要かということを検討した.結果,健康に関する様々な「平等性」などを考慮にいれる必要があることが明らかとなった.そのうえで,複数のセグメントに対してプロモーションの最適化を行う必要がある.これについて理論的考察し,最適な条件を導出した.さらに派生的に同様の枠組みが人工知能や自動運転などの社会導入時における問題にも適用できることが明らかとなり,その理論的考察を行った.これら2つの成果については,国内学会で発表したほか国際会議に投稿中である.また,理論的のみならず,計画のフェーズ(2)(調査による実社会におけるデータによるモデルの妥当性について「統計的検証」.)についても前倒しを行い,インターネット調査を行っているほか,既存データの分析を行うなどの進捗があった.まず,プロモーションの最適化の方法についての実験を行い,それを実証している.また,予備分析として,沖縄県においてどのような変数が肥満に関連するのかについての既存データの分析を行い,沖縄のイベントやストレスの関連が明らかとなった.さらに,肥満行動に関連して行動経済学的な意志決定のモデル化のため,他者の効果(社会的相互作用),過去の意志決定の効果(事例ベース意志決定)についての実証研究も行っている.これら3つの成果については,それぞれ論文に投稿し収録が決定したもの,そして投稿中のものがある.以上を鑑みて,本研究はおおむね順調に進展している.

本研究は,肥満の原因について行動経済学的な知見を利用して解明すること,肥満率の低下のための最適なソーシャル・マーケティングを明らかにすることを目的とする.下記の3つのフェーズで研究を行っている.(1)行動の数理モデルの構築という「理論」的なアプローチ,次に(2)調査データを用いたモデルの「統計的検証」.(3)ヘルスプロモーションにおける最適化および肥満率低下の施策検討し,最後に国民に成果の発信を行うことである.本年度は,計画における(1)については下記の1,2,中心タスクである(2)については3を行った.それ以外にモデリングに関連し研究し4も行っている.1.プロモーションの際に,広範囲の価値観に対応するために目的変数として経済学で利用されている汎用的な社会厚生関数を導入して一般化した.2.プロモーションの最適化のために,行動モデルがブラックボックスである場合に,人工知能の一部である従来の機械学習,ディープラーニングで近似したうえでベイズ最適化を用いることを提案した.3.沖縄県で肥満関連のインターネット調査や分析を行った.行動経済学や意思決定プロセスで注目される,社会的相互作用,二重過程(デュアル・プロセス),さらに関連するセルフ・コントロールなどが肥満にとって重要であることが明らかとなった.上記に加えて,健康に関する行動と関連の深い貧困や教育に関する問題を明らかにするための調査および分析を行い,合理的なメリットなどの情報の伝達が重要であることを統計的に検証した.4.それ以外では,肥満行動などの行動経済学で扱われる,意思決定上のバイアス,特に情報過多という現象をモデル化,さらに過去の意志決定の効果(事例ベース意志決定)についても新たな実証研究を行った.1,2は対外的に発表や論文投稿を行っており,3については一部書籍で出版,現在分析中である.4は海外論文へ採録されている.本研究は,二年度目となっており,主に実証研究についての検討を行う時期であった.すなわち,(2)調査によるモデルの妥当性について「統計的検証」のフェーズである.(計画書における(2)).これに対して,本年度は,(1)理論的な研究および(2)実証研究について進捗があった.具体的に理論フェーズ(1)では,昨年度明らかになった社会厚生関数を用いたプロモーションの最適化をより拡張して一般的な社会厚生関数を導入したうえで分析することができることが明らかになった.統計的検証を行うフェーズの(2)についても,具体的にヘルス・プロモーションの最適化の研究・前年度明らかになった肥満の要因に加えて新たな行動経済学的な要因をふまえて,質問紙調査(インターネット)を行い,そのデータを分析した.さらに肥満低減のプロモーションに関連する貧困や教育に関するプロモーションについての調査や分析も行った.ただし,当初の予定と異なった点もある.当初インターネット調査および郵送調査を計画していた.しかし,現状仮説の増加に伴う質問数の増加がありコストの増加がみられたため,インターネット調査に重点化した.
地方分権の進展による影響とその方向性についての研究－日蘭の港湾整備事業を中心に

近年、地方分権改革をめぐる議論が盛り上がりを見せている。しかし、それがどのような帰結を導くか不透明な点も多い。そこで本研究は、地方分権が進展することによって、政府間関係や政策帰結はどのような影響を受けるのかという点を地方政府と中央政府のパフォーマンスの変化に着目しながら明らかにする。本研究では、地方政府が実施主体となっている港湾整備事業を分析対象とし、日本とオランダのそれに注目した。分析を通じて、地方分権をめぐる地方政府の新たな取り組みやロッテルダム港における港湾管理の新しいあり方と、わが国が参照すべき点を明らかにした。そして国土政策のあり方などの将来的な研究課題の発見にも繋げた。平成27年度の上半期は、研究課題I(地方分権の進展が政府間関係・政策帰結に及ぼす影響の分析)のうち、地方政府は、どのような政治的・社会経済的背景のもとで権限を拡大し、それをいかなる意図をもって活用していくことになるのか。また、その際には、権限を喪失する側である中央政府や、超国家組織が、どのような行動を取ろうとするのかについての分析を進めた。そのためにオランダをはじめとする欧米における港湾の整備・管理のシステムに関する文献・論文・資料を収集した。これらをもとに、地方政府が権限を拡大していくにあたり、それらや中央政府、超国家組織といった関係するアクターがどのように行動しているのかを中心に分析を進めていった。これを踏まえて平成27年度の下半期は、地方分権の進展によって権限を拡大した地方政府は、他のそれらや中央政府、超国家組織との間に、どのような関係を築くのか。そして、それは政策帰結に、いかなる影響を及ぼすことになるのかについて明らかにすることにした。そのための作業として先進諸国、特に欧米の地方分権化や地方自治制度(大都市制度を含む)、政府間関係論に関する文献・論文・資料の調査・収集を進めた。また春期休暇中には、オランダ(アムステルダム市、ロッテルダム市)を訪問し、滞在期間中には、オランダの地方自治制度、ロッテルダム港をはじめとする欧州の港湾の整備・管理に関する資料の収集を進めた。現在、日本とオランダの港湾整備事業を比較し、地方分権をめぐって両国の間にどのような制度的な差異やアクターの選好の違いが存在するのか、その背景に存在する要因は何なのかといった内容の研究成果をまとめているところである。当初の想定以上に海外の文献や論文を発見、入手したため、そちらの分析に時間を要している。しかしながら、こうした遅れについては、取り戻せる見込みである。本研究は、地方分権(中央政府から地方政府への権限の委譲)が進展することによって、政府間関係や政策帰結はどのような影響を受けるのかという点を、地方政府と中央政府のパフォーマンスの変化に着目しながら明らかにしようとするものである。平成28年度は、まず平成27年度に収集した欧米の港湾の整備・管理、先進諸国の地方分権化や地方自治制度(大都市制度を含む)、政府間関係論に関する文献・論文をもとに、地方分権をめぐって両国の間にどのような制度的な差異やアクターの選好の違いが存在するのか、その背景に存在する要因は何なのかを分析した。つづいて、超国家組織であるEUは、欧州の港湾の整備・管理について、どのような役割を果たしているのか。また、各国の港湾管理者(地方政府)と、どのような関係にあるのかを明らかにするため、ESPO (European Sea Ports Organisation)の公表資料や先行研究などを中心に分析を進めた。これにより、筆者のこれまでの研究成果を軸に、地方分権的な制度のもとで関係するアクターがどのような行動をとり、それが政策帰結にいかなる影響を与えるかといった点が明らかになりつつある。最後に、平成28年度において、これらの研究成果を相次いで発表するというところまでは至らなかったが、その準備は着実に進んでいる。また、収集した資料の調査・分析を続ける過程で、いくつかの新たな研究課題の着想にも至った。その一つとして、オランダでは1953年に発生した北海沿岸大洪水により甚大な被害に見舞われている。この後、オランダ政府は、締切大堤防をはじめとする大規模な治水対策(デルタ計画)を進めることになった。オランダにおける、このような国土政策(復興政策)を分析することによって得られる知見を、わが国の大災害からの防災・減災や復興政策に提供することを今後の研究課題として考えている。平成28年度は、研究課題II(地方分権のネクスト・ステップについての検討ー現状維持・さらなる分権化・再集権化の視点からー)の分析を進めることも念頭に置きながら、平成27年度から収集を開始した欧米の港湾の整備・管理、先進諸国の地方分権化や地方自治制度(大都市制度を含む)、政府間関係論に関する文献・論文の整理・分析を進める。必要に応じて東京で追加調査を実施する。

それから研究課題Iに関連して、超国家組織であるEUは、欧州の港湾の整備・管理について、どのような役割を果たしているのか。また、各国の港湾管理者(地方政府)と、どのような関係にあるのか。これらを明らかにするため夏季休暇期間中にEUの機関であるEuropean Sea Ports Organization(ESPO)の資料調査を進めたいと考えている。こうした国内での調査ならびに海外調査で得た資料などをもとに、研究課題2-1を総括する。そのために日本とオランダをはじめとする欧米の港湾整備事業とを比較し、分権化されたシステムのもとで政府間関係(たとえば中央ー地方、超国家組織ー中央ー地方など)がどのように規定され、それが政策帰結にいかなる影響を与えているかについて学会・研究会で報告するほか、論文にまとめ公表する。最後に、それまでに得られた知見・収集した資料をもとに、研究課題IIのうち、地方分権のネクスト・ステップについての検討に関する作業を進める。この検討をもとに、最終的には、わが国の地方分権や港湾整備事業のあり方についての政策提言を関係官庁・諸機関に行っていくことにしたい。政治学2016年2月にオランダに渡航をしたため、冬季ということもあり、当初の想定よりも航空運賃が下回った。そのため次年度使用額が発生している。海外調査等の旅費として使用する予定である。
乱流エネルギー生成機構と秩序構造の相関の研究

第一段階において、スペクトル法と差分法を併用して、チャネル流、および、混合層流の3次元Direct Numerical Simulation(DNS)を行うコードを作成した.第二段階では、このコードを用いて、高ならびに低レイノルズ数におけるチャネル流・混合層流の計算を行い、DNSデータを生成した.用いた格子点数は、チャネル流、混合層流において、各々、最大384x257x384および512x180x192であった.第三段階として、これらのDNSデータにフィルター操作を施し、全スケールを格子以上(Grid scale,GS)とそれ以下(Sub-grid scale,SGS)に分離したLarge Eddy Simulation(LES)データを生成した.第四段階では、このデータを用いたGS-SGS間のエネルギー伝達の解析を行い、伝達方向は、平均としてはGSからSGSへの順カスケードであるが、無視できない強度のSGSからGSへの逆カスケードが起きること、SGS生成項中のShear成分では順方向が支配的であるのに対し、Normal成分では順方向と逆方向がほぼ等分に起きることを示した.これは、Shear成分には平均のShearが含まれるためであり、この傾向は高レイノルズ数においてより顕著になる.したがって、逆カスケードが起きる頻度も、高レイノルズ数において減少する.このため、空間局所的な秩序構造の抽出には、平均Shearが含まれないNormal成分に着目する方法が適切であり、本研究では、エネルギー伝達機構と乱流場中の秩序構造との相関を、逆カスケードの発生機構を中心に解析した.まず、大きな逆カスケードが発生する領域を条件付アンサンブル平均(VISA)法により抽出し、同領域に対応して抽出した過度の分布を解析した.この結果、チャネル流では壁面に垂直な渦に、また、混合層流では下流方向に軸をもつBraid領域のRib渦に沿って、大きなSGSエネルギーの生成が起きること、また、これらの渦は何れの流れ場においても楕円形状の断面を有し、順・逆カスケードはその4象現で起き、4重極的構造をもって分布していることを示した.第五段階として、こうしたSGSエネルギーの生成構造の近似能力の観点から、SGS Reynolds応力に対する各種SGSモデルの検証を行った.その結果、等方型渦粘性係数モデルは4重極構造を全く表現できず、非等方型渦粘性係数モデルでは改善が見られるが、スケール相似則に基くモデル、特に、Filtered-Bardinaモデルが最も近似精度が高いことを示した.更に、これらのSGSモデルの精度を、渦構造の時間発展の追跡から動的に検証し、この検証においても、スケール相似則モデルの精度が高いことを示した.これらの結果は、GS渦度の支配方程式中のStretching項の近似精度に依存していること、特に、等方型渦粘性係数モデルにおいては渦度の拡散のみが表現され、渦の伸長が正確に近似されないことを示した.第一段階において、スペクトル法と差分法を併用して、チャネル流、および、混合層流の3次元Direct Numerical Simulation(DNS)を行うコードを作成した.第二段階では、このコードを用いて、高ならびに低レイノルズ数におけるチャネル流・混合層流の計算を行い、DNSデータを生成した.用いた格子点数は、チャネル流、混合層流において、各々、最大384x257x384および512x180x192であった.第三段階として、これらのDNSデータにフィルター操作を施し、全スケールを格子以上(Grid scale,GS)とそれ以下(Sub-grid scale,SGS)に分離したLarge Eddy Simulation(LES)データを生成した.第四段階では、このデータを用いたGS-SGS間のエネルギー伝達の解析を行い、伝達方向は、平均としてはGSからSGSへの順カスケードであるが、無視できない強度のSGSからGSへの逆カスケードが起きること、SGS生成項中のShear成分では順方向が支配的であるのに対し、Normal成分では順方向と逆方向がほぼ等分に起きることを示した.これは、Shear成分には平均のShearが含まれるためであり、この傾向は高レイノルズ数においてより顕著になる.したがって、逆カスケードが起きる頻度も、高レイノルズ数において減少する.このため、空間局所的な秩序構造の抽出には、平均Shearが含まれないNormal成分に着目する方法が適切であり、本研究では、エネルギー伝達機構と乱流場中の秩序構造との相関を、逆カスケードの発生機構を中心に解析した.まず、大きな逆カスケードが発生する領域を条件付アンサンブル平均(VISA)法により抽出し、同領域に対応して抽出した過度の分布を解析した.この結果、チャネル流では壁面に垂直な渦に、また、混合層流では下流方向に軸をもつBraid領域のRib渦に沿って、大きなSGSエネルギーの生成が起きること、また、これらの渦は何れの流れ場においても楕円形状の断面を有し、順・逆カスケードはその4象現で起き、4重極的構造をもって分布していることを示した.第五段階として、こうしたSGSエネルギーの生成構造の近似能力の観点から、SGS Reynolds応力に対する各種SGSモデルの検証を行った.その結果、等方型渦粘性係数モデルは4重極構造を全く表現できず、非等方型渦粘性係数モデルでは改善が見られるが、スケール相似則に基くモデル、特に、Filtered-Bardinaモデルが最も近似精度が高いことを示した.更に、これらのSGSモデルの精度を、渦構造の時間発展の追跡から動的に検証し、この検証においても、スケール相似則モデルの精度が高いことを示した.

これらの結果は、GS渦度の支配方程式中のStretching項の近似精度に依存していること、特に、等方型渦粘性係数モデルにおいては渦度の拡散のみが表現され、渦の伸長が正確に近似されないことを示した.
高層高密度居住時の健康影響

近年,都市への人口集中に伴って住宅の高層化、過密化が一般化したが、このような居住形態の変化が人間の健康状態に及ぼす影響についてはまだ充分に検討されていない。そこで本研究では、高層高密度住宅に居住する住民がどのような適応あるいは不適応を示しているのかを調べこのような居住環境が人間に与える健康影響を多面的に評価・検討することを目的とした。調査の対象となったのは東京都内の高層集合住宅に居住する幼児およびその母親、主婦、そして60歳以上の高齢者である。これらの対象に対してアンケート調査を行ない、さらに協力が得られた世帯において生ダニ数、温湿度、騒音レベル等の測定を行なった。その結果、以下の点が明らかとなった。(1)、高層階居住児は母親との密接度が高く、低層階居住児と比較して基本的生活習慣の自立が遅れる傾向にあるが、その遅れは年齢とともに減少する。(2)、高齢者生活の質(Quality of Life)を「生活の張り」、「生活満足度」、「幸福感」の3指標で評価すると、それらは高齢になるほど、また不安や憂うつ感、孤独感が強い人ほど低く、自立度が高く豊かなリーシャル・サポートをもっている人ほど高いという傾向がみられたが、居住階とは無関係であった。(3)、主婦の精神健康度をGHQで測定し、札幌市内の高層高密度集合住宅に居住する主婦の得点と比較すると、札幌市の主婦の方が高かった。(4)、超高層住宅における昼間の騒音レベルは、中層階で低く低層階で高かった。(5)、生ダニ数は夏期にピークを示し、また、畳よりもジュウタンの方が多かった。
大工棟梁「明王太郎」の建築生産活動に関する研究

近世建築生産史の研究が近畿地方に集中する状況にあって、関東地方を代表する大工棟梁「明王太郎」に注目し、遺された膨大な史料を用いて実証的な考察に努めた。更に、他の家系や地域の大工にまで視野を広げ、立体的かつ重層的に大工棟梁の存在を復元・構築することを目指した。その結果、地域に固有の条件を巧みに利用し、建築生産に必要な人・もの・情報の獲得を実現していたことが明らかとなった。また、市井の職人である大工棟梁が、出現し成長していく過程を辿ることができた。本研究の目的は、相模国大山を拠点として活躍した大工棟梁「明王太郎」の分析を通じて、江戸時代の建築生産の内容や特質を解明することである。本年度は、当該領域の学術的な課題を抽出し、研究の方向性を改めて定めた上で、最終的な研究成果の内容を思い描きつつ、研究を実施した。その結果、明王太郎という個別具体的な事例だけを扱うのではなく、比較対象を求めて視野を広げる必要のあることが明確となり、甲斐国の下山大工や郡内大工仲間に注目した。また、上記のような作業を行った動機の一つに、下山大工に関連する新資料を披見する機会を得たことも挙げられる。そこで、山梨県内の個人宅に所蔵されている史料を読解し、内容を把握することから開始した。特に、享保年間に行われた北口本宮冨士浅間神社の境内整備事業に焦点を絞り、社殿等の普請に関与した大工を特定した。それら大工の社会的な位置付けや相互間形成を分析し、仲間を主体として活動する大工と、神社を拠り所として活動する大工と、二つの異なる性質を見出すことができた。大工の活動について、市場が拡大傾向にあるときは自由な営業を求めるが、縮小傾向にあるときは職場の独占を欲する。いかに仕事を得るかという問題が、大工の有り様を大きく規定することになる。仲間を形成する大工は自ら活動を制限することで、神社に帰属する大工は特定の場所にとどまることで、安定的な仕事量の確保を目指した。一方で、相模国の明王太郎は、自らの名前を売ることで活動の範囲を広げることに成功した。甲斐国の大工と比較して、全く異なる存在様態であることが想定されるのである。本研究の目的は、近世を通じて活躍した大工棟梁「明王太郎」を題材に、建築生産史的な考察を実施することにある。当該領域における研究の蓄積は膨大で、既に通史や概論も記され、成果は一定のレベルに達している。それでもなお新しい資料の発掘や個々の事例の詳細な分析が進められ、それら研究により通説は修正が加えられることとなる。本研究においても、先学の研究に多くを負いつつ、それを乗り越えることを目標に掲げている。以上を踏まえ、本年度は新資料の発掘と具体事例の詳細分析を行った。山梨県立博物館に所蔵されている武藤家文書には、大工に関連する古文書が多数含まれており、読解と分析を進めた。その結果、下山大工にまつわる新たな争論の実態が明らかとなり、それより近世の大工が形成した仲間の評価を試みた。また、荻野村(厚木市荻野地域)の大工における技術の獲得・蓄積という観点から分析を行った。中世に遡る技術を有する明王太郎などの大工と共同することによって、村の大工はそれを継承したことが明らかとなり、更にはそれら技術が村に蓄積されることによって地域における大工の供給源となっていたことを指摘した。これまでは明王太郎を理解するために必要な付随的な分析を行ってきたが、今後は明王太郎の活動に焦点を絞って研究を進める計画である。特に、拠点である大山の阿夫利神社本殿の建築に注目し、変遷を追うことで代々の明王太郎の特質を明らかにすることを目指す。本研究の目的は、近世を代表する大工棟梁「明王太郎」の考察を通じて、建築生産史の研究を前進させることにある。そのためには、江戸時代の大工における多様性を理解することが必要であり、甲斐国下山村の大工と相模国荻野村の大工を対象に資料の読解や分析を進めた。それら段階を経て、明王太郎の研究をより充実させることができる。本研究の目的は、既に膨大な研究成果の蓄積がある近世建築生産史の領域にあって、なお課題として残されていた東国の状況を解明すべく、具体的に大工棟梁「明王太郎」を対象として実証的に考察することにある。神奈川県立公文書館に所蔵されている「相模国大山大工棟梁手中家資料」を主に参照しつつ、他の家系や地域に遺された史料まで範囲を広げ、立体的かつ重層的に大工棟梁の存在を復元・構築することを目指す。本年度は、研究の最終年度であり、これまでの成果を踏まえた総括を行った。本研究は歴史学の分野に該当し、究極的な目的は歴史の著述にあると考える。歴史は文章という方法でしか表現し得ず、つまりは通史を記述することが求められる。一方で、通史を記述することは容易でなく、頻繁に書き換えることには無理がある。そこで先学の業績に新たな視点を付加するというアイデアを考案した。代表的な通史として『建築学大系4日本建築史・東洋建築史』(彰国社、1957年)の「近世建築生産」を挙げ、大工棟梁が政治的・経済的な枠組みから捉えられていることを指摘し、更に社会的な枠組みを設定することの必要性を提示した。また、明王太郎による相模国阿夫利神社本宮の普請について、手中家史料を用いて考察した。

特に、元禄・宝永・享保・安永期に行われた修復や再建に注目し、社殿の形態を復元しつつ普請の特徴を解明した。従前の社殿の内容を踏襲しながらも規模や機能を拡大していく過程や、毎回の普請における職人の手間や材料の代金などの差異を指摘することができた。近世建築生産史の研究が近畿地方に集中する状況にあって、関東地方を代表する大工棟梁「明王太郎」に注目し、遺された膨大な史料を用いて実証的な考察に努めた。更に、他の家系や地域の大工にまで視野を広げ、立体的かつ重層的に大工棟梁の存在を復元・構築することを目指した。その結果、地域に固有の条件を巧みに利用し、建築生産に必要な人・もの・情報の獲得を実現していたことが明らかとなった。また、市井の職人である大工棟梁が、出現し成長していく過程を辿ることができた。本研究の目的は、相模国大山を拠点として活躍した大工棟梁「明王太郎」の分析を通じて、江戸時代の建築生産の内容や特質を解明することである。明王太郎を一つの指標とすることで、歴史的な事象を相対化することを目指している。一方で、明王太郎の特殊性を考慮する必要があり、比較対象として甲斐国の大工を位置付けることができた。下山大工や郡内大工仲間との共通点や相違点を明確にすることで、より充実した成果を得ることができる。今後は、研究を総括すべく、明王太郎の分析を進める。具体的には、残された資料から阿夫利神社本殿に関連するものを抽出し、その変遷を辿るとともに、明王太郎の行動を把握する。また、これまでに得られた研究の成果を総合して、明王太郎を建築生産史の中に位置付けることを目指す。日本建築史今後は、1建築生産史的な課題とそれを分析することができる2相模国明王太郎の活動及び3甲斐国下山大工・郡内大工仲間の活動の、13の三つの観点からそれぞれをまとめ、相互を比較し関連付けることで、江戸時代の大工に対する新たな見方を提示することを行う。具体的には、施主との結びつきや職人や物資の調達方法などの観点から分析を実施する。一回の調査で得られた成果が予想を超えて大きく、データの整理や分析の時間を必要とし、結果的に調査回数が減少したため。これまでに得られた資料の整理や分析を踏まえて、新たに調査の必要性も明確となり、改めて調査を次年度に実施する計画である。
セルロースアセテートへのヘミセルロースの有効利用に関する研究

未だセルロースアセテート製造原料として用いられたことのない、α-セルロース含量90%以下の低純度溶解パルプを取り上げ、そのセルロースアセテートの調製における問題点の抽出と改善策の検討を行った。すなわち、低純度針葉樹サルファイト溶解パルプ(α-セルロース含量87.5%)および低純度広葉樹前加水分解クラフト溶解パルプ(α-セルロース含量89%)を実験対象とし、酢酸/無水酢酸/硫酸での反応系及び同反応系に有機溶媒を第三成分として添加した系での不溶物及び可溶部のキャラクタリゼーションを通して、低純度溶解パルプのセルロースアセテート原料としての有効利用の道を切り拓くための基礎的検討を行った。その結果、高純度パルプ並みに溶液中で高透過率を有し、熱安定性に優れたセルロースアセテートが、これら針葉樹及び広葉樹の低純度溶解パルプからでも調製し得ることを見い出した。このことは、低純度溶解パルプに含まれるヘミセルロースの酢化物が、セルロースアセテートの物性を低下させることなく混在し、有効にセルロースアセテートと共に利用され得ることを示唆している。以上の研究成果は、特に資源の有効利用の観点から満足のいく結果であるが、ビーカースケール及び3リッターでのニ-ダによるものであるため、今後はパイロットプラントによる、より実用レベルでの調製の検討が課題である。今後、地球規模での森林資源の枯渇の問題が深刻化していく中、地球上のバイオマスの有効利用の方策を求めて、その適切な調整方法を有効に引き出しながら、より効果的かつ現実的な加工法を意識した研究をさらに進めていくことが望ましい。酢酸セルロースの調製に針葉樹の低純度サルファイト溶解パルプ(α-セルロース含量; 87.5%)を用いると、無水酢酸/酢酸/硫酸の反応系に三酢酸セルロース(CTA)と三酢酸グルコマンナン(GTA)の会合体からなる不溶物が多量に存在するが、ある種の第3成分を反応系に添加すると不溶物が低減することが知られた。特に、ニトロメタン、ジクロロ酢酸添加系での混合比〔第3成分/酢酸=3/7(V/V)〕の反応系で不溶物量が最も低減(1.1%程度)し、反応溶液は高純度溶解パルプ(α-セルロース含量;96.0%)並みに高い透明度を安定に持続した。しかし、ニトロメタンおよびニトロエタンの添加系での混合比〔1/9〕および〔2/8〕の系では一昼夜撹拌中に透過率が低下することが判明した。得られた酢化物の熱的特性をDSC、DTAおよびTGAで解析した結果、透過率が高く充分溶解した系〔3/7〕からのものは熱安定性が認められ、CTAに特徴的なDSC曲線を示した。一方、混合比〔1/9〕および〔2/8〕の系よりの酢化物は熱安定性が低く、熱分解による吸熱とCTAに由来する情報が重ね合わされたDSC曲線を示た。また、本科学研究費で購入した熱重量質量分析装置により、熱安定性を欠く酢化物からはその熱分解に伴い、導入されたアセチル基が分解し酢酸を遊離することを明らかにした。構成糖分析の結果、これらいずれの酢化物も原料パルプと同程度の高いマンノース含量(69%)を示しており、純度的にはいずれも原料の低純度パルプを反映するものであった。熱的安定性の高い酢化物は、CTAおよびGTAの完全溶解の結果、沈殿回収に際しただ単に物理的に混合したもので、CTAがCTAとして挙動し結晶化し得るのに対し、熱安定性を欠く酢化物は、CTAとGTAが分子レベルで会合体を形成した形で回収され、CTAがCTAとして結晶化し得ず熱安定性を欠いたものと推察した。これはX線回折図によっても確認し得た。このことは、針葉樹の低純度溶解パルプを用いても、高純度パルプ並みに高透過率を有し、熱安定性に優れた酢酸セルロースが調製できることを示唆さしており、大変興味深い。今後は、現在すでにスタートしている広葉樹の低純度溶解パルプに研究をせ広げ、針葉樹での結果と比較検討していきたい。

以上の研究成果は、特に資源の有効利用の観点から満足のいく結果であるが、ビーカースケール及び3リッターでのニ-ダによるものであるため、今後はパイロットプラントによる、より実用レベルでの調製の検討が課題である。今後、地球規模での森林資源の枯渇の問題が深刻化していく中、地球上のバイオマスの有効利用の方策を求めて、その適切な調整方法を有効に引き出しながら、より効果的かつ現実的な加工法を意識した研究をさらに進めていくことが望ましい。酢酸セルロースの調製に針葉樹の低純度サルファイト溶解パルプ(α-セルロース含量;87.5%)を用いると、無水酢酸/酢酸/硫酸の反応系に三酢酸セルロース(CTA)と三酢酸グルコマンナンの会合体からなる不溶物が多量に存在するが、ニトロメタンやジクロロ酢酸などの有機溶媒を第3成分として系に添加することで不溶物が低減することが知られている。またこれらの反応溶液は透過率が高く、その酢化物は熱安定性に優れていることが知られているが、いずれの酢化物も原料パルプと同程度の高いマンノース(69%)を含有している。このことから針葉樹の低純度溶解パルプを用いても、酢化物反応系での溶解状態如何で高純度パルプ並みに高い透過率が得られ、熱安定性に優れた酢酸セルロースが調製できることが示唆された。これらの結果を踏まえて、今年度は針葉樹パルプのグルコマンナンとは異なり、キシランを多く含む低純度の広葉樹加水分解クラフトパルプからの酢化物について検討を加えることにした。その結果、パルプ中のα-セルロース含量が減少するにつれて不溶物量は増加し、特に低純度パルプ(α-セルロース含量;86.2%)で不溶物が23.8%と急増した。また可溶部の酢化物はほとんどCTAからなっているのにい対し、不溶部は熱安定性を欠くものであった。次に、第三成分として17種類の有機溶媒を選び、それらを添加した反応系での不溶物量を調べた結果、不溶物量は溶媒種により大きく変化し、特にジクロロ酢酸の系で4.5%と低減した。さらにこの系で得られた酢化物は高いXDAを含むにもかかわらず高純度パルプ並みに優れた熱特性を示すことが判明した。これらのことより、酢化反応系に適切な有機溶媒を添加することで、低純度の広葉樹溶解パルプからでも、針葉樹パルプと同様に熱特性に優れた酢酸セルロースが調製し得ることが明らかとなった。セルロースアセテートの原料として、低純度の広葉樹前加水分解クラフトパルプを用い、これまでの低純度の針葉樹サルファイト溶解パルプでの結果と比較検討した。その結果、低純度広葉樹前加水分解クラフト溶解パルプ(α-セルロース含量:89%)を用いた場合の不溶物はセルローストリアセテート(CTA)とキシランアセテート(XDA)の会合体であることが明らかになった。このことは、針葉樹でも広葉樹でもいずれにしても、ヘミセルロースアセテートが、セルロースアセテートの溶液物性に大きく影響を与えることを意味し、ヘミセルロースをセルロースアセテートの一部分として有効に利用する上で、多くの示唆を与えるものである。さらに、酢化反応系に各種有機溶媒を第三成分として添加した反応系で不溶物量の変化を調べるため、ニトロメタン、ニトロエタン、ジクロロ酢酸など17種の有機溶媒を検討し、不溶物量低減に効果のある溶媒を抽出した。また、これらの反応系における不溶物および可溶部についてのキャラクタリゼーションを行なった。その結果、針葉樹溶解パルプでの結果と同様、酢化反応系への有機溶媒の添加が、反応系での不溶物量に大きく影響することが明らかとなった。また、ニトロメタン及びジクロロ酢酸が不溶物量の減少に効果的であった。しかしながら、メチレンクロライドやニトロエタンは、針葉樹溶解パルプで見られたほど不溶物量を低減することはできなかった。
人工歯根膜の開発と臨床応用

インプラント周囲にヒト歯根膜由来培養細胞を用いた人工歯根膜を介在させ、天然歯により近い機能を再現させることを目的として引き続きヒト歯周組織由来細胞の培養を行い、細胞培養に関する基礎的検討を行った。歯根面より採取した歯根膜組織の初代培養は、採取条件の検討を重ねた結果、成功率が向上し、また自己細胞を用いることを考慮して凍結保存後再解凍し培養することを検討した結果、再培養はできたが、安定した継代培養が困難であった。これまでに単層での歯根膜細胞の培養は可能となったが、単層の歯根膜細胞では動物に移植した実験で歯根膜組織の構築は困難であるとの報告がみられることから、実験室内で生体の条件に近いとされる細胞の3次元的環境での培養法であるコラーゲンゲル内培養法を試みることを検討したが十分な細胞数が得られず、未だ成功していない。臨床応用を考慮すると、活発な細胞増殖と分化誘導能を有している時期の細胞を用いることが適当で、細胞が生体材料に効率よく接着し、増殖分化できることが重要と思われるため、細胞周期、細胞増殖能について検討した。歯根膜細胞は採取する細胞が微量であるため、広く臨床応用していくためには、in vitroの細胞培養系と保存法の確立が本研究の発展継続のために重要であると思われた。インプラント周囲にヒト歯根膜由来培養細胞を用いた人工歯根膜を介在させ天然歯により近い機能を再現させることを目的とした人工歯根修復法の第1段階として、ヒト歯周組織由来細胞の培養を試み、細胞培養に関する基礎的検討を行った。東京医科大学口腔外科外来において、歯周組織と矯正治療のための便宜抜去歯及び埋伏智歯抜去歯等の歯根面より歯根膜組織を採取し、初代培養を行った。採取した組織は10μg/ml Fungizoneを含むRPMI-1640に直ちに無菌的に保存した。組織片はPBSで3回洗浄した後、2mM L-glutamine,5 μM mercaptoethanol、100units/ml penicilin G、100μg/ml Kanamysin,10%ウシ胎児血清(FBS)を含むRPMI-1640を培養液としてexplant法を用いて12well multi plate上で、37°C、5% CO_2インキュベータ内で静置培養した。培養1週間目より歯根膜片より線維芽細胞様細胞が認められた。Outgrowthした細胞がconfluentにmonolayerとなった時点で、0.05%Typsin,0.53mM EDTAで細胞分散し継代培養を行った。培養液は34日毎にその半量を交換し、7日毎に継代培養した。全過程を通じて倒立位相差顕微鏡下で線維芽細胞様細胞がsheet状に増殖するのを観察した。細胞は約3ヶ月間RPMI1640/FCS存在下で維持することが可能であった。形態学的観察から、実験に供するには38代継代培養した細胞が適当と思われた。またヒト歯根膜細胞の初代培養の成功率は70%であった。歯周疾患を患っている高齢者の組織は細菌汚染により継代培養を行うことが困難であった。一部の細胞についてはcytokeratin(AE1+AE3)陰性であることを確認した。現在、この他にFacsを用いて細胞の表面性状、接着因子等について検討中である。インプラント周囲にヒト歯根膜由来培養細胞を用いた人工歯根膜を介在させ、天然歯により近い機能を再現させることを目的とし、継続してヒト歯周組織由来細胞の培養を試み、細胞培養に関する基礎的検討を行った。インプラント周囲に歯根膜を再生することを目的とした場合、実際に人工歯根修復術の適応なる患者は高年齢者が多数を占めるものと考えられることから、引き続き必要抜去歯及び埋伏智歯抜去歯のみならず、高年齢者からの歯根膜細胞の培養を試みたが、これまでに歯周疾患由来の細菌によると思われるContaminationの問題を解決することができなかった。そのため、高齢者を対象とした場合には自家歯根膜の移植に際しては限界があると思われた。

そこで移植可能な歯根膜細胞を継続的に実験に供するための十分の細胞量を確保するために、細胞の凍結保存法を検討した。凍結操作には10%FBS含有ジメチルスルホオキシドを用い、4°Cにて凍結用培地に作用させたのち-80°Cに保存した。解凍は37°Cで急速解凍し、そののち再培養を行い細胞の生存を確認した。インプラント周囲にヒト歯根膜由来培養細胞を用いた人工歯根膜を介在させ、天然歯により近い機能を再現させることを目的として引き続きヒト歯周組織由来細胞の培養を行い、細胞培養に関する基礎的検討を行った。歯根面より採取した歯根膜組織の初代培養は、(1)抜歯時の口腔内消毒に十分留意する。(2)無菌的操作で歯根膜組織を採取する。(3)採取した歯根膜組織は抗真菌症例を含むPBSで十分に洗浄する。(4)培養液に耐性菌の少ない抗菌剤を添加して培養するなどの改善により高齢者等の歯周疾患を有する患者からでも初代培養成功率が向上した。これまでに単層での歯根膜細胞の培養は可能となったが、単層の歯根膜細胞では動物に移植した実験で歯根膜組織の構築は困難であるとの報告がみられることから、実験室内で重層して培養することを検討した。生体の条件に近いとされる細胞の3次元的環境での培養法であるコラーゲンゲル内培養法を現在試みている。また歯根膜細胞はosteoblastのphenotypeであるといわれていることから、歯根膜の他に骨髄組織由来細胞の培養を行ってALPase活性を比較することを検討している。また臨床応用には活発な細胞増殖と分化誘導能を有している時期の細胞を用いることが適当と思われるため、細胞周期、細胞増殖能についても検討中である。歯根面より採取した歯根膜組織の初代培養は、採取条件の検討を重ねた結果、成功率が向上し、また自己細胞を用いることを考慮して凍結保存後再解凍し培養することを検討した結果、再培養はできたが、安定した継代培養が困難であった。これまでに単層での歯根膜細胞の培養は可能となったが、単層の歯根膜細胞では動物に移植した実験で歯根膜組織の構築は困難であるとの報告がみられることから、実験室内で生体の条件に近いとされる細胞の3次元的環境での培養法であるコラーゲンゲル内培養法を試みることを検討したが十分な細胞数が得られず、未だ成功していない。臨床応用を考慮すると、活発な細胞増殖と分化誘導能を有している時期の細胞を用いることが適当で、細胞が生体材料に効率よく接着し、増殖分化できることが重要と思われるため、細胞周期、細胞増殖能について検討した。歯根膜細胞は採取する細胞が微量であるため、広く臨床応用していくためには、in vitroの細胞培養系と保存法の確立が本研究の発展継続のために重要であると思われた。