hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノファイバインプリントによるナノ粒子添加フィルムのマイクロ構造化と機能特性評価

適正化と,得られたシートの機能特性を調査することを目的としている.本製造法は,微細な表面構造を有する金属・セラミックス焼結体の量産や,ナノ粒子との複合化により機能性の高い樹脂フィルムの作製,さらに細胞培養や触媒床、スカフォールドなどへの応用も期待できるという点では有用性が見出された.特に,ES-NFI法によるマイクロ構造を有する樹脂シートの高品質化が高いレベルで達成された.しかし,本年度の実験結果から,シングルナノ粒子の添加によるナノファイバシートの作製は可能であることが分かったが,ナノファイバの細径化は困難であり,またマイクロ構造体への転写性に悪影響を及ぼすという問題を見出した.さらに,Fe2O3シングルナノ粒子の凝集や酸化劣化による変色や透明度の低下など,光学特性や耐候性を低下させる弊害もあることが明らかになった.このことより,高屈折率かつ紫外線と近赤外線の吸収特性を持つ高機能なマイクロレンズアレイ等への応用に必要な光学特性を持つ樹脂シートを作製するのは容易ではないことを改めて確認した.本研究は,PMMA樹脂に有機分散させたシングルナノ粒子溶液を用いて,Si型上にエレクトロスピニングナノファイバを製膜し,ナノファイバ特有のマイクロフィブリル構造の発現による微細転写を行い,インプリント後の加熱によりシングルマイクロ構造を有する高機能フィルムの作製について探求した.紡糸液の調製条件がマイクロ構造体への転写性に及ぼす影響を調査し,紡糸液の樹脂配合割合と粘度がナノファイバの形成とマイクロ構造体への転写性に影響を及ぼすことを明らかにした.また,ナノ粒子の添加によって紡糸液の粘度が変化し,ナノ粒子を添加したマイクロ構造フィルムの作製が困難になると結論付けた.エレクトロスピニングナノファイバを用いたマイクロ樹脂型製造法の特許出願は完了し,学術論文への投稿も2件行い,うち1件は印刷中,もう1件は査読中であるが,本提案手法の主な3つの有用性の1つである,シングルナノ粒子を添加して作製したエレクトロスピニングナノファイバシートの高い光学的特性を得ることが困難であり,当初予定した光学的特性の評価に至っていない.この理由は,Fe2O3シングルナノ粒子をPMMA樹脂に均一分散させた溶液の不安定さと,溶媒除去後のシングルナノ粒子の凝集・変色が主な原因である.本製造法の優位性を高機能な樹脂フィルムの作製に活用するためにも,Fe2O3シングルナノ粒子とPMMA樹脂の紡糸溶液の再調製を行い,ナノファイバの細径化を行わないで,マイクロ構造体への転写性に悪影響を及ぼす原因を追求し,その転写性を改善できる製造条件を見出す.一方で,Fe2O3シングルナノ粒子を添加することによる特異な現象を逆手に取った新規の樹脂シートの製造プロセスを提案するとともに,それをCFRPの高機能化への応用を検討する方針である.工学シングルナノ粒子を添加して均一分散した紡糸溶液の作製は完了し,このナノ粒子を添加してESナノファイバシートおよびマイクロ構造を有する樹脂シートの作製は可能であることが分かったので,その作製条件の適正化と,溶剤除去および溶融後のナノ粒子の凝集・変色のメカニズムを明らかにする基礎的な現象把握を行う.この得意な現象を逆手に取った新規の樹脂シートの製造プロセスを提案する方針である.
粒度評価径や間隙径指標による土質物性の総合的解釈

本研究は,福田・宇野により提案された粒度評価径が種々の土質物性を説明する可能性を秘めていることに着眼して,(1)粒度を含む土の物理量と強度・不飽和透水係数などとの関係の誘導,更に(2)細粒土から粗粒土に亘って浸水時の土の強度低下を推定する試み,に焦点を当てた。粒度評価径と内部摩擦角との関係として,間隙比を組み込んだ関係式が誘導された。しかし,福田らの方法からさほど向上せず,±5°の精度であった。一方,粘着力との関係は,有意な関係を見出すには至らなかった。一方,現地で良く利用される標準観入試験N値との関係も種々調べたが,ばらつきが大きく明確な関連性が抽出できなかった。(1)不飽和透水係数と一軸圧縮強度が同じ試料で測定できる本研究で試作した「透水・圧縮試験装置」で,角柱試料の一軸強度が従来の一軸圧縮強度とほぼ同じ結果が得られ,飽和度が高くなると圧縮ひずみが大きくなること,および不飽和透水における水分特性曲線の特性値である,空気浸入値やフィルター層数が粒度評価径と関連性がある可能性を調べた。(2)「浸水時の土の強度低下」は応力制御と歪み制御のリングせん断試験を実施・比較することにより,強度低下量は浸水に伴う構造崩壊(コラプス)と密接な関係があり,歪み制御型のせん断試験におけるせん断応力変化を追跡する要素試験で評価が可能であることが判明した。また,粘土とシルト,砂の土質の違いによる影響は「間隙比圧力」関係での不飽和試料と飽和試料のずれる関係で説明可能なことが判明した。本研究は,粒度・間隙径などの指標が透水性・強度(特に粘着力)に及ぼす影響を筆者らが提案している「粒度評価径」による説明能力の検討と精度改善への意図で実施している.(1)資料収集・分析不飽和土の「粘着力と透水係数」および関連する粒度と間隙情報の収集を意図したが,本年は「飽和土の透水係数との関係」に集中して収集して検討した.間隙情報が飽和透水係数に直接的な関係を持つからである.その結果,透水係数には,間隙関数(間隙率や間隙比の関数)より粒子形状の支配する要素が微妙に影響することが判明した.(2)粘着力・内部摩擦角の粒度や間隙指標による検討強度との粒度・間隙指標の関係は,資料収集も限定したこと及び事項で述べる新しく試作した併用試験機の精度検討に力を集中したので,次年度の作業に期することとした.(3)透水試験と強度を併用する「透水圧縮試験機」開発不飽和な「角柱試料」に対する透水試験後に一軸圧縮試験を併用する試験機を試作した.これを使用したシルト質土に対する少数の実験結果であるが,満足すべき傾向を認めた.一軸試験では影響の大きい端面摩擦を無視した実験であるが,次のような概略的結果を得た.1)筆者らの提案した定常流型透水試験によるものと角柱の側面から水平流型の透水試験によるものとは,結果的に遜色のない精度の不飽和透水係数が計測できる.2)通常の円柱試料に対する一軸強度に対して,角柱の一軸強度は同程度の評価が可能であり,稜線の影響を工夫した評価で修正する方向性が認められた.最終年度の平成13年度は,(1)粒度を含む土の物理量と強度定数との関係,(2)昨年度と同様に,不飽和透水係数と一軸圧縮強度との関係,(3)浸水時の土の強度低下を推定する試み,に研究の焦点を当てた。得られた結果を要約すると次のようである。

(1)粒度評価径と内部摩擦角との関係では,福田・宇野により提案されていた関係式に対して,間隙比を組み込んだ関係式が誘導された。しかし,精度的にはそれほど向上せず,±5°であった。粘着力との関係は,有意な関係を見出すには至らなかった。これらは地盤工学研究発表会に公表する予定である。物理量として考慮した要因は,間隙比,粒度(均等係数も含めて),細粒分や粗粒分,コンシステンシー(塑性指数も含めて),などである。一方,現地調査で良く利用される標準観入試験N値との関係も種々調べたが,ばらつきが大きく明確な関連性が抽出できなかった。(2)不飽和透水係数と一軸圧縮強度が同じ試料で測定できる本研究で試作した「透水・圧縮試験装置」で次の2点が確認された。即ち,角柱試料の一軸強度と従来の円柱試料の一軸圧縮強度とはほぼ同じ結果が得られるが,飽和度が高くなると圧縮ひずみが大きくなる傾向が把握された。不飽和透水係数は飽和度と密接な関係を示すが,これは一軸圧縮強度との関係も同様であることが判明した。(3)「浸水時の土の強度低下」は応力制御と歪み制御のリングせん断試験を実施・比較することにより,強度低下量は浸水に伴う構造崩壊(コラプス)と密接な関係があり,歪み制御型のせん断試験におけるせん断応力変化を追跡する要素試験で評価が可能であることが判明した。また,粘土とシルト,砂の土質の違いによる影響は「間隙比圧力」関係での不飽和試料と飽和試料のずれる関係で説明可能なことが判明した。以上,総合的な解釈には程遠い結果となったが,当初からの予定した「土質物性と粒度評価径との関係」をかなり追求でき,不飽和土の透水性と強度に飽和度が及ぼす影響,さらに浸水時の強度低下を評価する手法に辿り着いたと考えている。
『離島の子育て“届ける”支援プロジェクト』　～村・医・学連携システムの構築～

本研究の目的は、沖縄県北部(以下、北部とする)の離島に居住する女性と家族が妊娠期から育児期に感じている困難感や求めている支援を明らかにし、離島での『子育て包括支援センター』の整備に向けて、村と診療所の母体である県立病院と大学との連携による子育て支援システムを検討することである。3年計画の骨子は、離島に共住する妊産褥婦のニーズ把握、北部地域の人材育成、村・医・学連携システムの検討の3つである。初年度は、以下の3点を実施した。【北部離島に居住する妊産褥婦のニーズの把握】育児相談や健診の機会を利用し、離島の母親が困っていること、ほしい支援について聞き取りを行った。診療所の医師や役場の保健師の関りには満足しているが、島には助産師がいないので母乳育児に関する疑問や乳房トラブルへの対処法は、ピアや実母・義母からの助言やインターネットが情報源になっていた。身近な支援者や保健師に母乳育児に関する最新の知見を知ってもらうことが望ましい。【他県の妊娠・出産包括支援モデル事業の視察】都市部の産後ケアセンターを視察し、利用者のニーズ、料金設定、自己負担金額の算定根拠等の聞き取りを行った。経済状況や家族形態等社会的背景は異なるが、利用者のニーズ特に初産婦が母乳育児や赤ちゃんへの対応に困っている点は共通であることが明らかになった。よって、産後ケアを利用しやすい料金設定にする必要がある。次に、北部離島と状況の似ている他県離島を視察し、周産期・母子保健の現状と課題、人材・財源確保の工夫等についてフィールドワークを行った。複数の町村が協力している広域連合立の病院であるので、医師や助産師の多くが地元の出身であり、「島での出産を何とか守らなければ!」という思いと、島で出産出来るように妊婦のセルフケア能力を引き出そう関わる助産師の意識があった。【人材育成】専門職と母親を対象に、各々母乳育児の研修を数回実施した。初年度に計画していたことは概ね実施できている。31年度は、昨年度の視察、フィールドワークで得た内容をまとめる。また、引き続き現任教育、人材育成を目的に研修を開催する。特に本年度は、厚生労働省が2020年を目標に産後ケア事業の整備を努力義務としているので、周産期のメンタルヘルス、保健師と助産師の連携、産科施設の助産師が地域へ活動の場を拡大するために有効な研修などを実施する。さらに、離島の診療所への医師の派遣元である県立病院と連携し、離島巡回母子支援の実現に向けた調整、リソースの整備に取り組む。初年度に計画していた離島の視察が、当初3名で計画していたところ、日程の関係で2名になり旅程も短縮されたため、総額が少なかった。31年度は、北部離島で健康教育や産後の支援などを実施するための物品購入の予算を多く充てたい。
葉酸代謝拮抗薬のバイオマーカーの探索

樹立したペメトレキシド(MTA)耐性肺癌細胞株において、ゲムシタビンやAra-C細胞内活性や代謝関わる因子の発現が変化し、感受性が高めることを示した。MTAの効果予測因子として、ターゲットであるthymidylate synthase (TS)と薬剤排出ポンプABCC11の検討を行った。肺癌細胞株や臨床検体を用いてTSの遺伝子増幅がMTA治療の効果予測マーカーになる可能性を示した。ABCC11は多型による発現の違いに着目し、強制発現株を樹立したところ、高発現株Hela-538G(V5)でMTAやmethotrexateの耐性亢進を認めた。現在臨床肺癌検体での効果との関連について検討中である。MTA感受性規定因子検討の中で、我々は肺癌細胞株を用いてthymidylate synthase (TS)の遺伝子増幅を調べたところ、TSの遺伝子増幅とMTA感受性の間に負の相関関係を認めた。さらに肺がんの診断時に気管支鏡検査で得られた25検体の組織の腫瘍部位よりDNAを抽出し、TSの遺伝子増幅を調べたところ、過去の免疫組織染色の結果と同様に、扁平上皮癌(11検体)では腺癌(14検体)と比較して、TSの遺伝子増幅が亢進していた。さらに腺癌症例ではすべてプラチナ製剤とMTAの併用療法がおこなわれていたが、TSの遺伝子増幅増幅の亢進していた症例ではプラチナ製剤とMTAの併用療法の効果がなく、その腫瘍縮小の奏効率とTSの遺伝子増幅増幅に有意な相関を認めた。以上の結果からTSの遺伝子増幅がMTAおよびプラチナ製剤とMTA併用療法の効果予測マーカーになり得る可能性を認め、学術雑誌Anticancer Researchに投稿し採択された(掲載待ち)。前立腺cDNAを鋳型としてヒトABCC11遺伝子(538G)を作成、それを鋳型にABCC11遺伝子(538A)も作成した。これをベクターpcDNA3.1/V5-His、pDNA6.0/myc-Hisへそれぞれ組み込み、うちpcDNA3.1/V5-HisをHeLaへtransfectionし、ABCC11(538G)とABCC11(538A)を強制発現した細胞株を樹立した。これら2つのABCC11遺伝子強制発現細胞株HeLa-538G(V5)とHeLa-538A(V5)および親株において、pemetrexedに対するIC50を測定したところ、HeLa-538G(V5)は親株と比較して約28倍の耐性を有していたのに対し、HeLa-538A(V5)は親株と比し耐性に変化は明らかでなかった。さらにmethotrexate(MTX)に対しても、HeLa-538G(V5)は親株と比較して約8倍の耐性を有していたに対し、HeLa-538A(V5)は親株と比し耐性に変化は明らかでなかった。FPIA法によりMTXの細胞内濃度を測定したところ、HeLa-538G(V5)細胞株は、親株やHeLa-538A(V5)と比較し、MTX暴露2時間後の細胞内濃度は明らかに低下していた。以上の結果から、ABCC11遺伝子多型により、葉酸代謝拮抗薬の癌細胞内濃度低下による効果の違いが生じる可能性が示された。現在非小細胞非扁平上皮癌患者に対して一次治療としてプラチナ製剤+pemetrexedの併用療法で治療された症例での効果発現とABCC11遺伝子多型との関連について症例を蓄積し検討中である。SNP538の異なる2種類のABCC11強制発現細胞株を樹立し、vitroにおいてそのSNPにより葉酸代謝拮抗薬の細胞内濃度が変化し、薬剤の殺細胞効果に差が出ることを確認できた。現在IIIB+IV期または術後再発で、プラチナ製剤とMTA併用の化学療法を行った非扁平非小細胞肺がん患者の血液サンプルよりDNAを抽出し、治療効果とABCC11のSNPとの関連について臨床的な検討を行っている。SNP538の異なる3種類のABCC11強制発現細胞株(G/G、G/A、A/Aモデル)の樹立に関して順調に行われている。また、肺癌臨床検体からのDNA抽出によるTS、ABCC11のcopy numberや肺癌組織検体の免疫染色によるTS、ABCC11の発現量と奏効率、PFSなどの治療効果との関連性を調べる目的で、現在IIIB+IV期または術後再発の非扁平上皮患者の血液サンプル、肺癌理組織検体の採取を行っているが、こちらも順調に症例を蓄積している。IIIB+IV期または術後再発の非扁平上皮患者の血液サンプル、肺癌理組織検体の症例蓄積をさらに行い、MTA効果予測因子としのABCC11遺伝子多型の床的な意義を検討する。ABCC11

遺伝子の538G/G、G/A、A/Aの擬似的発現株の樹立を行い、ABCC11遺伝子多型とMTA感受性との関連についての基礎的検討をおこなう。IIIB+IV期または術後再発の非扁平上皮患者の血液サンプル、肺癌理組織検体の症例蓄積をさらに行い、MTA感受性規定因子としのTS遺伝子増幅の臨床的な意義を検討する。主には実験の消耗品に使用するが、学会発表の旅費や論文投稿料にも一部使用予定である。
自己組織化MAPにより可視化された熟達点検者の暗黙知を基軸とした打音点検の体系化

本研究では、熟達点検者の暗黙知である打音点検技能を可視化し、体系化することで熟達点検者(伝承者)から経験の浅い実務点検者(継承者)へのシームレスな打音点検技能獲得プロセスの体系化を図ることを目的とする。平成30年度では、実務経験者31名を対象に打撃プロファイル(打撃動作、打撃力、打撃面積、打撃の間隔、打撃のリズム等)を取得した。その結果、経験年数と欠陥検知率には明確な相関関係は認められず,打音点検の経験年数が欠陥検知率に及ぼす影響は小さいことが明らかとなり、単に経験年数を重ねても打音点検技能が向上しないことが明らかとなった。欠陥検知率が高い被験者は打撃の接触面積が大きく、加えて打撃力も大きいことが明らかとなった。欠陥検知率が高い被験者の打撃は欠陥検知率が低い被験者と比較して相対的に高周波成分を多く含んでおり、このことから打撃の接触時間が短いことが示唆された。点検用ハンマーの握り方においては,欠陥検知率が高い被験者は、親指の圧力が大きく、点検用ハンマーを親指で固定することで打撃の軌道を安定させ、これによって打撃面積が大きくなっている可能性が示唆された。一方、画像解析を用いた打撃座標取得システムを構築したが、被験者の身体で打撃点が隠れてしまう場合があり、計測方法を含めて今後更なる検討が必要であった。打音点検時の疲労軽減および動作アシストを目的とした装置を製作し、その検証を行った。装置着用時に上腕二頭筋および三角筋前部の筋電位の減少が認められ、打音動作である腕振り動作においても筋電位の減少が認められたが各被験者によって筋電位の減少率にばらつきがあり、更なる改善が必要であった。当初の研究計画では、熟達点検者の打撃動作を標準化することを目標としていたが、欠陥検知率に影響を及ぼす打撃属性は多岐に渡り、それらが相互に関係しており、打撃動作や打撃特性を標準化するまでには至らなかった。しかしながら、打撃力や打撃の接触面積などの欠陥検知率に影響を及ぼす重要な打撃属性が明らかになりつつあり、前年度取得した実務経験を有する被験者の打撃動作や打撃特性を自己組織化マップを用いて詳細に分析し、欠陥検知率に影響を及ぼす打撃特性の抽出を進めることで、本年度中には標準化が完了する予定である。また、打撃動作アシスト装置や打撃デバイスの開発も並行して進んでいる。これらの知見をまとめて、平成30年度は1編の査読付き学術論文を投稿し、掲載が確定していること、国内学会発表を4件行ったことから、研究の達成度は概ね順調に進展しているとした。本年度は昨年度までに取得した実務経験を有する被験者の打撃動作および打撃特性について、さらに詳細分析し、欠陥検知率の向上に資する打撃属性の抽出を進める。また、抽出した打撃属性に基づく、打音点検トレーニングシステムの開発と検証を実施する。初学者を対象に、トレーニング以前と以後の欠陥検知率の差異を評価指標とする。トレーニング後の各属性とトレーニング前の属性を比較し、改善の必要な打撃動作のみを重点的に実施できるトレーニング法を確立する。並行して、昨年度開発した打撃動作の補助器具の改善を含む打音点検補助治具の開発を引き続き進める。打音点検ハンマーに代わる打撃デバイスは、打撃面積が欠陥検知率に大きな影響を及ぼすことが明らかとなっているから、打撃の接触面積が向上する機構を検討する。本年度中にプロトタイプを作製し、欠陥検知率の精度向上に繋がるかどうか検証を進める。画像解析を利用した座標データ取得は上手くいかなかったため、本年度はエリアセンサーを利用する方式を検討している。既にプログラムは構築し、リアルタイムに座標が取得出来る段階であり、測定精度向上のための改良を行っている。平成29年度では、打音点検実務経験者および非実務経験者の欠陥検知率を評価するとともに、非実務経験者と実務経験者の打音点検動作の違いについて検討を行った。その結果、以下の知見を得られた。(1)実務経験者の欠陥検知率は46.8%で非実務経験者に比べて約8%高く、非実務経験者は実務経験者に比べて誤判定領域が大きい。(2)実務経験者と非実務経験者の欠陥検知率は欠陥領域が大きい程、欠陥埋設深さが浅い程、実務経験者の検知率が大きくなる傾向にあった。(3)壁面の欠陥埋設位置が下方になる程、欠陥検知率が低下した。(4)欠陥検知率と打撃時の肘および手首の関節角度変化量には相関性が認められ、打撃時の肘および手首の関節角度変化量が大きいほど欠陥検知率が高い傾向にあった。(5)欠陥検知率の向上には接触時間の短い打撃入力が有効であることが示唆された。(6)打撃動作中の手全体にかかる荷重(グリップ力)が大きくなるに従い、欠陥検知率が高くなる傾向にあった。(7)点検用ハンマーを最も後方に引いてから打撃する間の各指の平均圧力は、実務経験者は非実務経験者に比べて大きい。特に小指と親指の圧力が大きいことから、親指と小指で点検用ハンマーをしっかりと固定することで打撃のバラツキの減少や接触時間の短い打撃を行っている可能性が示唆された。

当初の研究計画では、【1】点検者の打撃プロファイル(打撃力、打撃波形、打撃速度、打撃面の圧力分布等)を構成する属性の抽出、【2】点検者の打撃中の動作解析、【3】理想的な打撃を支援する打撃デバイスの開発を並行して行う予定であった。【1】、【2】については計測方法を確立し、打音点検者の欠陥検知率向上に資する有益な知見を得ることが出来た。【3】については、欠陥検知率に影響を及ぼす打撃プロファイルや打撃動作を明らかにすることが開発の前提であり、これらの知見を得られたのが当初予定した時期よりも遅れたため、【3】に関する成果を得るまでには至らなかった。しかしながら、これまで全く明らかとなってこなかった打音点検時の打撃プロファイルや打撃動作が欠陥検知率に及ぼす影響が定量的に評価され、今後の打撃デバイス開発の方向性は定まった。また、【1】、【2】の成果をまとめ、1編の査読付き学術論文を投稿し、掲載が確定していること、国内学会発表2件を行っていることから、研究の達成度はおおむね順調に進展しているとした。本研究では、熟達点検者の暗黙知である打音点検技能を可視化し、体系化することで熟達点検者(伝承者)から経験の浅い実務点検者(継承者)へのシームレスな打音点検技能獲得プロセスの体系化を図ることを目的とする。平成30年度では、実務経験者31名を対象に打撃プロファイル(打撃動作、打撃力、打撃面積、打撃の間隔、打撃のリズム等)を取得した。その結果、経験年数と欠陥検知率には明確な相関関係は認められず,打音点検の経験年数が欠陥検知率に及ぼす影響は小さいことが明らかとなり、単に経験年数を重ねても打音点検技能が向上しないことが明らかとなった。欠陥検知率が高い被験者は打撃の接触面積が大きく、加えて打撃力も大きいことが明らかとなった。欠陥検知率が高い被験者の打撃は欠陥検知率が低い被験者と比較して相対的に高周波成分を多く含んでおり、このことから打撃の接触時間が短いことが示唆された。点検用ハンマーの握り方においては,欠陥検知率が高い被験者は、親指の圧力が大きく、点検用ハンマーを親指で固定することで打撃の軌道を安定させ、これによって打撃面積が大きくなっている可能性が示唆された。一方、画像解析を用いた打撃座標取得システムを構築したが、被験者の身体で打撃点が隠れてしまう場合があり、計測方法を含めて今後更なる検討が必要であった。打音点検時の疲労軽減および動作アシストを目的とした装置を製作し、その検証を行った。装置着用時に上腕二頭筋および三角筋前部の筋電位の減少が認められ、打音動作である腕振り動作においても筋電位の減少が認められたが各被験者によって筋電位の減少率にばらつきがあり、更なる改善が必要であった。当初の研究計画では、熟達点検者の打撃動作を標準化することを目標としていたが、欠陥検知率に影響を及ぼす打撃属性は多岐に渡り、それらが相互に関係しており、打撃動作や打撃特性を標準化するまでには至らなかった。しかしながら、打撃力や打撃の接触面積などの欠陥検知率に影響を及ぼす重要な打撃属性が明らかになりつつあり、前年度取得した実務経験を有する被験者の打撃動作や打撃特性を自己組織化マップを用いて詳細に分析し、欠陥検知率に影響を及ぼす打撃特性の抽出を進めることで、本年度中には標準化が完了する予定である。また、打撃動作アシスト装置や打撃デバイスの開発も並行して進んでいる。これらの知見をまとめて、平成30年度は1編の査読付き学術論文を投稿し、掲載が確定していること、国内学会発表を4件行ったことから、研究の達成度は概ね順調に進展しているとした。
島根県におけるミツマタの栽培様式に関する研究

1.現地調査:島根県益田市および美都町において栽培方法および自然立地条件について調査を行った。栽培法については、山地での移植栽培が主流で栽植密度は10a当たり56,000本程度、収穫は植え付け後3年目から開始し、2年間隔で1015年択材している。岡山県と比較して粗放であるが、一方収穫年限が長い特色がある。立地条件については、"えこ"あるいは"えご"と呼ばれる谷間の山裾の比較的湿潤で日照時間の短い所が栽培適地といわれていて、岡山県で行われた水田転換畑での栽培は、過湿になりやすいことから生理的立ち枯れが多発し栽培には適さないことが分かった。2.土壌温度処理実験:地下部の呼吸特性と、根圈環境を変化させた場合の地上部と地下部の生理的反応を調査した。水耕栽培を行い地下部の呼吸を溶存酸素計で測定する方法を開発し実測したところ根の呼吸速度は若い根で1.61mg【CO_2】/g/hr(30°C),【Q_(10)】は2.3であった。土壌温度30°C下で水耕栽培の通気区、無通気区を比較すると、無通気区は6日目で蒸散量が急減し、全葉が下垂、水ポテンシャルも10.416.4barとなった。光合成速度は処理開始時の約40%であった。土耕栽培の材料を使って土壌温度30°C区と20°C区を設定し、無通気状態で処理を行ったところ7日目で両区とも下位葉が下垂し外観上区間差は認められなかったが、地上部の光合成速度は30°C区の方が機能の低下が大きかった。この結果ミツマタは高土壌温度、低酸素濃度条件下に置かれると生理的立ち枯れ現象が起こりやすいことが示唆された。3.葉の光合成特性;赤外線ガス分析計で葉の光合成特性の測定は行わなかったが、8月と9月に相対照度を変えて栽培を行い、陰葉化していく過程を、比葉面積と葉緑素計で追跡した。展開をほゞ完了した葉でも、低い相対照度条件下に置くと、その条件に対応した動きを示し、葉は厚く、葉緑素計の値も大きくなった。
歯髄細胞の増殖と機能分化における樹状突起の相互作用に関する研究

「病巣無菌化組織修復療法(LSTR)」により、現在、歯髄を積極的に保存し、歯髄の修復や増殖をさせることが可能となっているが、さらに進めて、抜髄や断髄時に、あるいは、抜去歯より採取した歯髄を保存培養し、混合抗菌薬剤を用いることにより無菌の歯髄腔を確保し、その歯髄腔へ培養歯髄細胞を再び戻すことで再植あるいは移植する術式の基礎的な確立を目的とする基幹の段階として、本研究計画では、1,細胞突起による歯髄細胞ネットワーク形成の誘導の検討、および、2,付着細胞機能分析装置(ACAS)による細胞間の情報伝達分析を行った。1,凍結保存しておいた培養歯髄細胞をフィブロネクチン,タイプIコラーゲンおよび象牙質上にて培養した結果、早期に歯髄細胞は付着・伸展し、樹状突起を伸ばし、細胞ネットワークを形成した。これらを利用することにより早期にネットワークを形成した歯髄細胞のシートを得られる可能性が示唆された。また、タイプIコラーゲンと温度感受性ポリマー(PNIPAAm)をウェルにコートし、その上にシート状に配列させた歯髄細胞は、一部ウェル底面よりはがれ浮遊し、やがて凝集し、スフェロイドを形成した。細胞塊だけが、細胞突起同志結合を保ったまま3次元構造を形成していた。2,ネットワークを形成し、シート状に密に配列した歯髄細胞にfluo-3AM(Ca^<2+>蛍光試薬)を標識した後、ACASをもちいて分析した結果、細胞内のCa^<2+>の局在が見られた。Ca^<2+>は細胞内情報伝達のセカンドメセンジャーの1つであり、細胞内Ca^<2+>の動態は細胞の活性化の指標に利用できるもので、樹状突起による接触と化学伝達物質による情報伝達の分析の技術の1つが確立できた。さらに今後の研究において、免疫刺激あるいは日常臨床で使用されている薬剤や酸などの刺激を加えて分析することで、歯髄細胞間の相互作用の分析を図る。
オピオイドペプチドの生合成と遊離に関する研究

モルモット回腸のアウエルバッハ神経叢付き縦走筋標本を、4mlのKrebs液が入った36°Cの恒温水槽に入れ、下端を固定し、上端は絹糸を介してFDトランスジューサ-に結んだ。Krebs液中の上部と下部に置いた白金電極を介して、標本内の神経細胞に、持続時間1msecの次極大の電場刺激を頻度0.1および10Hzで与え、遊離するオピオイドペプチド(OP)、標本内に残存するOP、および標本内プロエンケファリンAならびにプロエンケファリンBのmRNA量などを測定した。その結果、(1)頻度0.1Hzの刺激ではOPの遊離は認められないこと、(2)10Hzの刺激では有意なOPの遊離が認められること、(2)0.1Hzで反復刺激している間に、40分毎に30秒間10Hz刺激を与えると、少なくとも4時間は、各回とも10Hz刺激に応じて遊離するOP量に有意な変化は認められないこと、(3)このような条件では、標本内のOP量、およびmRNA量などにも有意な変化が認められないこと、(4)10Hz刺激で遊離するOPには、ミューおよびカッパーのリガンドが混在していること、および(5)アマスタチン感受性アミノペプチダーゼ、ホスホラミドン感受性エンドペプチダーゼ-24.11、およびカプトプリル感受性ジペプチジルカルボキシペプチダーゼIなどで不活性化されるOPが含まれていること、などが明らかにされた。今後、遊離OP量が減少する刺激条件、ならびに組織内OP量およびmNRA量などが変化する条件などを明らかにしていきたい。
肺病変における類洞病態の解析-類洞内皮細胞を中心として-

1.肝類洞内皮特異的抗体の作製種々の肝病変における類洞相皮細胞の変化を明らかにする目的で、類洞内皮細胞特異的抗体の作製を試みた。エルトリエーターにより遠心分離したラット類洞内皮細胞を、マウスに免疫することによって単クローン抗体SE-1を得た。この抗体は肝で類洞皮内とのみ反応、門脈,肝動脈,肝静脈の内皮とは反応しなかった。さらには各臓器の血管内皮についても検索した結果、SE-1は肝類洞内皮のみを特異的に認識することが明らかとなった。免疫電顕法による検索により、SE-1抗原は類洞内皮の細胞膜に局在し、またpinocytotic vesicleの内腔側にも認められた。以上からSE-1抗原は、類洞内皮の特異的機能に関連すること、また受容体分子であることが推測される。さらにSDS-PAGEによる解析から、この分子の分子量は約45Kdであることが示された。2.肝がん組織における血管内皮細胞の変化がん化の過程では腫瘍結果の新生が起こることが知られている。しかし、腫瘍結果と既存の血管との機能的差異についてはほとんど明らかにされていない。そこで実験肝発がん過程で出現する肝病変の血管内皮の変化について、SE-1を用いて検索した。その結果、前がん病変の内皮ではSE-1の発現の減少がみられ、さらに大部分の肝がん組織の血管内皮ではSE-1の発現が消失していた。肝がん組織の血管では、類洞内皮では認められない基底膜構造が出現することから、コラーゲンtypeIII,フアイブロネクチン,ラミニンの抗体を用いて基質の発現変化とSE-1の消失との関連を検討した。その結果、いずれの基質成分もがん組織での異常発現は認めず、これらとSE-1の消失との直接的関連ははっきりしなかった。現在、他の基質成分についても検索中である。
歯周病原細菌が惹起する肺炎と動脈硬化に対する骨吸収抑制薬の炎症増強作用の解析

窒素含有ビスフォスフォネート(NBPs)はcaspase-1活性化を介して歯周病原性細菌が誘導する炎症性サイトカインIL-1β産生を促進すること、加えて、Smad3を介してケモカインのMCP-1とMIP-1α産生を抑制することが明らかになった。NBPsによるこれらの作用がNBPsの炎症性副作用および顎骨壊死の発症に関与する可能性を示唆する。また、歯周病に関連する肺炎と心血管疾NBPs投与により増悪する危険性が考えられる。さらに、窒素非含有BPのclodronateは、NBPsの炎症増強作用を抑制した。この結果から二種類のBPsの併用がNBPsの炎症性副作用を抑制する可能性が期待できる。1.歯周病原性細菌であるPorphyromonas gingivalis、またはTannerella forsythiaと共に窒素含有bisphosphonateであるalendronateをマクロファージ細胞株に加えて培養すると、IL-1βの産生がalendronateを加えない場合と比較して有意に増加した。しかし、TNFαの産生にalendronateの添加は影響しなかった。2.TLR2 ligandのPam3CSK4、またはTLR4 ligandのLipidAと共にalendronateをマクロファージ細胞株に加えて培養した場合もIL-1βの産生が有意に増加したが、TNFαの産生には影響しなかった。3.窒素非含有bisphosphonateであるclodronateをalendronateと共に加えた場合には、IL-1β産生の増加が有意に抑制された。4.AlendronateによるIL-1β産生の増加がおこるメカニズムを解明するため、prolL-1βを成熟IL-1βへ誘導するcaspase-1の活性化を調べた。その結果、alendronateを加えて培養したマクロファージ細胞株では加えない場合と比較してより高いcaspase-1の活性化が認められた。さらにcaspase-1インヒビターであるAc-YVAD-CMKを加えて培養した場合にはalendronateによるIL-1β産生の増加が抑制された。以上の結果から、alendronateはcaspase-1の活性化を介して歯周病原性細菌によるマクロファージ細胞株のIL-1β産生を促進することが示唆された。さらにalendronateによるIL-1β産生の促進作用はclodronateで抑制される可能性が示された。平成19年度の結果により、窒素含有骨吸収抑制薬bisphosphonate(NBP)であるalendronateはcaspase-1活性化を介して歯周病原性細菌によるマウスマクロファージ様細胞株J774.1のIL-1β産生を促進することが明らかになった。引き続き、alendronate前処理はPorphyromonas gingvalisによるヒト末梢血単核球のIL-1β産生を促進することを平成20年度に明らかにした。また、顎口腔領域を含む全身の感染症に関与するIL-6に及ぼすalendronateの影響も調べた。その結果、P.gingvalisまたはToll-like receptor2/1リガンドであるPam_3CSK_4によるIL-6産生はalendronateの刺激で増加された。これらの結果から、NBPsによるIL-1βとIL-6産生増加がNBPsの炎症性副作用および顎骨骨髄炎、顎骨壊死の発症に関与する可能性を示唆する。また、歯周病に関連する肺炎と心血管疾患はNBPs投与により増悪する危険性が考えられる。ケモカインである単球走化活性因子(MCP-1)およびマクロファージ炎症性タンパク質(MIP-1α)は破骨細胞の分化と骨吸収に関わると報告されている。本研究では、J774.1細胞のこれらのケモカイン産生が、alendronate前処理により減少した。また、Smad3がlendronateにより活性化された。これらの結果から、alendronateはSmad3を介してMCP-1およびMIP-1α産生を抑制することが明らかになった。NBPsによるこれらのケモカイン産生減少は破骨細胞の移行および骨更新を抑制し、顎骨壊死を引き起こす可能性が考えられる。
無細胞真皮マトリックスを基質とした皮膚のTissue Engineering

A本研究では、同種皮膚の無細胞化と低抗原化、同種皮膚の滅菌方法の検討、および複合型培養皮膚の開発を行った。まず基礎的な研究の結果、以下の4点が明らかとなった。1蛋白分解酵素を用いず凍結融解処理や高張食塩水処理だけで作成した同種無細胞真皮マトリックスが、最も細胞親和性が高い。2同種無細胞真皮マトリックスの滅菌法としては、高濃度グリセロール法が最も優れている。4細胞培養は、異種細胞や牛脳下垂体抽出物を用いない、臨床的安全性の高い方法で行いうる。1 3例の重症熱傷患者に、同種皮膚を基質とした自家Tissue engingered skinを移植し、平均96%のほぼ完全な生着を得た。これは同種皮膚の自家植皮化を意味し、世界的に初の臨床成功例となった。2移植後の組織像では、正常の極性・分化を有する表皮層、基底膜を介した表皮層と真皮層の良好な接着、および正常な真皮コラーゲン構造を認めた。Cさらに付随する研究として、線維芽細胞の増殖調節の検討、瘢痕由来線維芽細胞の遺伝子異常の解析、複合型培養口腔粘膜の開発と臨床応用、培養小腸粘膜の開発、培養代用真皮の開発を行い、それぞれ論文にて発表した。本研究は臨床使用に適したTissue Engineering皮膚(複合培養皮膚)の開発を目的とするものである。皮膚のTissue Engineeringにおいては、培養細胞成分のよりよい調整とその足場であるマトリックスの開発が必須である。今年度は、細胞成分として表皮細胞と線維芽細胞の混合培養法を進歩させ、マトリックスとして同種皮膚を用いた無細胞真皮マトリックスの開発を試み、以下のような結果を得た。a:デイスパーゼとトリトンX100による処理、b:凍詰・融解の反復による処理、c:高張食塩水とSDSによる処理、d:トリプシンとトリトンX100による処理。これらの方法のいずれにおいても同種皮膚は無細胞化されたが、ADMにおける基底膜成分の残存程度は処理方法の違いにより異なっていた。2、ADMの安全性と移植特性:細菌学的試験およぴ細胞毒性試験にてADMの安全性を確認した後、ADMをラット皮下に移植した。その結果全てのADMは拒緯されることなく生着した.さらにADMと自家植皮の同時移植を同様のモデルで検討した結果、種々の処理方法で作成したADMの中で、トリプシン・トリトンX100処理ADMが最も高い生着率を示し、有意に創収縮を抑制した。3、ADMへの細胞の組み込み:ADMへの表皮細胞と線維芽細胞の組み込みにおける最適な細胞密度を検討するために、両培養細胞の播種比率を変えて各種増殖因子の産生量を測定した。その結果、等量の播種濃度での増殖因子の産生が安定していた。これらの結果からトリプシン・トリトンX100処理ADM上に表皮細胞と線維芽細胞の混合播種を試みた。現在こうして作成したTissue Engineering皮膚の組織学的検討に着手している。本研究は臨床使用に適したTissue Engineering皮膚(複合型培養皮膚)の開発を目的とするものである。平成13年度の研究で確立した無細胞真皮マトリックスヘの細胞の組み込みを発展させ、今年度は実際の臨床応用を含めて、以下のような結果を得た。(1)複合型培養皮に適した無細胞真皮マトリックス(Acellular Dermal Matrix : ADM)の開発:種々の方法で作成しADMと表皮細胞の接着性を検討した結果、表皮真皮境界部に残存する基底膜成分が接着性を高める事が確認された。このことから複合型培養皮膚に適したADM作成法としては高張食塩水処理を基本とすることとした。(2)複合型培養皮膚における線維茅細胞の役割:ADM上での表皮細胞の培養特性と線維芽細胞の有無との関連を検討した結果、線維芽細胞は表皮細胞の増殖と重層化には影響を与えないことが示された。ADMを基質とした複合型培養皮膚における線維芽細胞の役割について、今後さらなる検討が必要である。(3)複合型培養皮膚の作成:これらの基礎研究を踏まえて、ADMを基質とした複合型培養皮膚を作成した。

表皮細胞をADMの上層面、線維芽細胞を下層面に組み込み、共通の培地で4日間培養した。その後培地の血清濃度を上げて分化を誘導しながら、表皮層を重層化させるためにADMの表層を気相に暴露させ、さらに数日培養した。こうして作成した複合型培養皮膚の組織学的検討を行い、約5層に重層化した表皮層、表皮分化の程度、基底膜の残存、線維芽細胞の遊走を確認した。(4)ADMを基質とした複合型培養皮膚の臨床応用:説明と同意の下、重症熱傷患者の残存皮膚の一部から表皮・線維芽細胞を分離培養し、ADMを基質とした複合型培養皮膚を作成した。これを同患者の熱傷創に移植し、完全生着を得た。今後早期にADMを基質としたTissue Engineering皮膚の完成を目指したい。今年度も引き続き、同種皮膚の無細胞化と低抗原化、同種皮膚の滅菌方法の検討、および複合型培養皮膚の開発を行った。研究の結果、以下の4点が明らかとなり、また無細胞化した同種皮膚を基質としたTissue engineered skinの臨床応用に成功した。1蛋白分解酵素を用いず凍結融解処理や高張食塩水処理だけで作成した同種無細胞真皮マトリックスが、最も細胞親和性が高い。2同種無細胞真皮マトリックスの滅菌法としては、高濃度グリセロール法が最も優れている。4細胞培養は、異種細胞や牛脳下垂体抽出物を用いない、臨床的安全性の高い方法で行うことが可能である。以上の基礎研究を踏まえて、同種無細胞真皮マトリックスを担体とした自家Tissue engineered skinを作製し、2例の重症熱傷患者に移植した。共に熱傷創切除後の脂肪組織の上に移植したものであるが、2例とも完全生着を得た。このTissue engineered skinは、同種皮膚を自己の細胞で置換して永久生着を可能としたものであり、この完全生着は世界初の結果である。さらに現在、同種無細胞真皮マトリックスを担体とした、皮膚以外の種々の上皮組織、すなわち培養口腔粘膜や培養小腸上皮の作成法を確立しつつある。
炭化珪素基板上高品質無極性面III族窒化物の成長と電子・光デバイス応用に関する研究

これまで当研究グループにおいて,無極性面4H-SiC基板上へAlNをMBE成長することによって,通常の2H構造と異なる4H構造の無極性面AlNが高品質に成長可能であることを報告してきた.本研究では,この高品質無極性面4H-AlNを利用した光デバイス,電子デバイス実現の基礎を確立することを目的として,AlGaNとAlN/AlGaN量子井戸構造の成長と特性評価,およびAlN/SiC界面を用いた金属/絶縁体/半導体(MIS)デバイスの作製,特性評価に取り組んだ.まず,AlGaN成長においては,複数存在する無極性面のうち特定の面を選ぶことでAlNと同等の品質を有するAlGaNが成長可能であることを見出した.また,このAlGaNとAlNを用いで量子井戸構造を作製することで,欠陥発生や結晶構造変化を伴わない良質な量子井戸構造を無極性面上に4H構造で作製可能であることを示し,さらに,発光特性評価において,明瞭な発光を得た.これらの結果は,本研究特有の4H構造AlNが,現在盛んに研究が行われている2H構造AlNと並んで,深紫外固体発光の可能性を有していることを示すものである.また,SiO2/SiCを利用した次世代電力デバイスSiC MOSFETにおける課題である,低いチャネル移動度を解決すべく,高品質4H-AlNを代替ゲート絶縁膜として用いた,SiC MISFETの作製を試みた.作製したMISFETは,この系において初めてとなる明瞭な動作を示し,4H-AlNの電子デバイス応用の可能性を示すことに成功した.本研究のAlN/SiC界面は,同一結晶構造(AlN:4H,SiC:4H)とヘテロバレント(族が異なる(AlN:III-V族,SiC:IV-IV族))の特徴を有しており,電子デバイスとして動作したことは,実用への可能性が示されただけでなく,学術的にも興味深いものである.これまで当研究グループにおいて,無極性面4H-SiC基板上へAlNをMBE成長することによって,通常の2H構造と異なる4H構造の無極性面AlNが高品質に成長可能であることを報告してきた.本研究では,この高品質無極性面4H-AlNを利用した光デバイス,電子デバイス実現の基礎を確立することを目的として,AlGaNとAlN/AlGaN量子井戸構造の成長と特性評価,およびAlN/SiC界面を用いた金属/絶縁体/半導体(MIS)デバイスの作製,特性評価に取り組んだ.まず,AlGaN成長においては,複数存在する無極性面のうち特定の面を選ぶことでAlNと同等の品質を有するAlGaNが成長可能であることを見出した.また,このAlGaNとAlNを用いで量子井戸構造を作製することで,欠陥発生や結晶構造変化を伴わない良質な量子井戸構造を無極性面上に4H構造で作製可能であることを示し,さらに,発光特性評価において,明瞭な発光を得た.これらの結果は,本研究特有の4H構造AlNが,現在盛んに研究が行われている2H構造AlNと並んで,深紫外固体発光の可能性を有していることを示すものである.また,SiO2/SiCを利用した次世代電力デバイスSiC MOSFETにおける課題である,低いチャネル移動度を解決すべく,高品質4H-AlNを代替ゲート絶縁膜として用いた,SiC MISFETの作製を試みた.作製したMISFETは,この系において初めてとなる明瞭な動作を示し,4H-AlNの電子デバイス応用の可能性を示すことに成功した.本研究のAlN/SiC界面は,同一結晶構造(AlN:4H,SiC:4H)とヘテロバレント(族が異なる(AlN:III-V族,SiC:IV-IV族))の特徴を有しており,電子デバイスとして動作したことは,実用への可能性が示されただけでなく,学術的にも興味深いものである.
バイオプリンティング再生医療に応用可能な新規ｉｎ　ｓｉｔｕ架橋ゲルの開発

3Dインクジェットプリンターにより細胞とゲルからなる生体組織様構造を作製するインクジェットバイオプリンティングが近年注目され、この用途に適したゲル材料の開発が求められている。本研究では、金属イオンの添加により瞬時にゾルーゲル転移するイオン架橋性ゲルに着目し、自在に分子設計可能な合成高分子のみからなる新規イオン架橋性ゲルの開発を通じてバイオプリンティングに適した革新的なゲル材料の開発を目指した。本年度は、より高性能な合成高分子イオン架橋性ゲルを実現するための前駆体高分子の分子設計の指針となる知見を獲得すべく、ABA型トリブロックコポリマーからなる新規イオン架橋性ゲルの開発に取り組んだ。その結果、金属イオンの添加により直接ゲル化可能な新規イオン架橋性ゲルが直鎖高分子でも実現できることが示され、イオン架橋性ゲルの材料設計の幅を広げることに成功した。また、合成高分子イオン架橋性ゲルの3Dインクジェットプリンティングについて化学工学的検討も行った。昨年度は、スターブロックコポリマーを前駆体高分子とする合成高分子イオン架橋性ゲルを用い、インクジェットプリンターにより3次元ゲル構造物を作製した。これを反応拡散プロセスとしてモデル化することにより、印刷解像度向上のための材料設計の指針となる知見の獲得を試みた。その結果、ゲル化に要する金属イオン量が少ない方が高解像度を実現できると示唆され、本モデルにより実験結果を矛盾なく説明できた。本研究の成果により、イオン架橋性ゲルの自在な分子設計への道が拓かれると同時に、インクジェットバイオプリンティングに適した高性能なゲル材料を設計するための指針となる知見の一端が明らかとなったと考えられる。今後さらに、上述のような材料設計とプロセス検討の一体的検討を加速していくことで、バイオプリンティング分野にブレークスルーがもたらされることが期待される。29年度が最終年度であるため、記入しない。3Dプリンターにより細胞とゲルからなる生体組織様構造を作製するバイオプリンティングが近年注目され、この用途に適したゲル材料の開発が求められている。本研究では、金属イオンの添加により瞬時にゾルーゲル転移を示すイオン架橋性ゲルに着目し、自在な分子設計が可能な合成高分子のみからなる新規イオン架橋性ゲルの開発を通じてバイオプリンティングに適した革新的なゲル材料の実現を目指している。本年度は、過去の検討において開発したカルシウムイオン(Ca2+)架橋スターブロックコポリマーゲルの高性能化を図り、酸化還元応答性鉄イオン架橋スターブロックコポリマーゲルの開発に取り組んだ。また、この新規イオン架橋性ゲルを用いたインクジェットバイオプリンティングの検討にも取り組んだ。まず、過去の検討で使用したCa2+と比較して、強固な架橋点構造が期待され、酸化還元応答性の付与が期待される鉄(III)イオン(Fe3+)を使用し、イオン架橋性スターブロックコポリマーゲルの作製を検討した。その結果、外部刺激による酸化・還元を用いて任意のタイミングでゲル化・ゾル化可能で、より生体内安定性の高いイオン架橋性スターブロックコポリマーゲルを開発できた。また、上述のイオン架橋性スターブロックコポリマーゲルを用いて、インクジェットプリンターによる3次元ゲル構造物の作製を検討した。その結果、Fe3+をはじめ種々の金属イオンを架橋イオンとして用いることにより、設計どおりのゲル構造物が得られた。これにより本材料が3Dプリンティング可能な材料であり、バイオプリンティングに応用可能であると示唆された。前駆体高分子の分子構造に着目して合成高分子イオン架橋性ゲルの高機能化を実現するという当初の計画は達成できなかったものの、架橋イオンの変更という別アプローチにより合成高分子イオン架橋性ゲルの高機能化が実現した。また、インクジェットプリンターを用いたバイオプリンティングプロセスの検討については、当初の計画より1年前倒しで取り組み始めることができた。以上より、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。今後は、前駆体高分子の分子構造に着目してより高性能な合成高分子イオン架橋性ゲルの開発に改めて取り組む。現在までの検討により、新たな分子構造の合成高分子イオン架橋性ゲルを得ることに成功している。

この材料を詳細に検討していく中で、さらなる機能・物性の向上を実現するための分子設計の指針となる知見の獲得を目指していく。さらに、バイオプリンティングプロセスについてもさらなる検討を進め、解像度等を向上させるための材料の設計指針となる知見の獲得も目指していく予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
次世代傾斜機能を具備したドラッグデリバリーシステムの開発

複数の組織で構成される歯周組織で発現する複数の成長因子を遺伝子導入させるリン酸カルシウムナノ粒子ベクターを作製する。生体外実験において、時系列的観点も含めて複数の成長因子が歯周組織関連細胞に及ぼす影響を生化学的に分析する。この結果を踏まえて、3次元的なscaffodを用いて生体内における生体反応を生化学的及び組織学的に評価を行う。これらの結果から、歯周組織再生を目的とする遺伝子療法の基盤を確立していく。
ショウジョウバエの感覚器形成の発生遺伝学的解析

感覚器の形成においてproneural genesとneurogenic genesの相互作用により母細胞が出現すると、引き続いて母細胞が将来どのタイプの感覚器をつくるかというspecificationが起こる。現在のところ、外部感覚器か内部感覚器かという選択のスイッチングにはpox-neuro遺伝子がキー遺伝子として重要な役割をはたしている事が分かっている。この段階に働いている遺伝子のネットワークの詳細を明らかにするため、感覚器母細胞に発現している遺伝子をエンハンサートラップ法で分離する事を試みた。およそ1,000のエンハンサートラップ系統を得、その内ほぼ半数の系統で翅成虫原基を調べた結果、感覚器母細胞あるいはその周囲(proneural cluster)でレポーター遺伝子が発現しているものが15系統単離された。その内、化学刺激受容感覚器に特異的な発現をするのが2系統(chemo-1,chemo-2)、また機械刺激受容感覚器に特異的な発現をするのが1系統あった。chemo-1及びchemo-2では胚でも同様に母細胞とその周囲で発現するが、特に、chemo-1では各体節に2対存在するpoly-innervated sense organの母細胞に特異的な発現が見られた。これらの系統での突然変異の表現型を調べるため挿入されたP因子の再転移による突然変異体の分離を行っている。また、機械刺激受容感覚器に特異的な発現をする系統では、特定の剛毛(感覚器)が減少する表現型を持っている。この系統の成虫原基での発現パタンの変化や胚での発現パタンを現在解析中である。また、低頻度であるが剛毛が減少する突然変異の系統の中には、胚での発現パタンが末梢神経細胞に特異的な系統も2系統得られている。今後、これらの遺伝子群の階層性などを調べることにより、感覚器形成の遺伝子制御の実体が明らかにされると期待される。