hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自律神経失調による口腔乾燥症における客観的な自律神経機能的評価に関する研究

神経性の口腔乾燥症の診断法は未だ確立されていない。質問紙票は数多く存在するが、反復して実施すると、学習効果により正確な値が得られない可能性がある。今回、加速度脈波計を用いて自律神経機能を測定したところ、不安尺度と有意な相関が認められた。従って、本法を用いることによって、神経性の口腔乾燥症を診断できる可能性が示唆された。口腔乾燥症の原因のひとつにストレスによる自律神経失調がある。しかしその臨床的な診断基準は明確化されていない。よって、加速度脈波を用いた客観的な自律神経系の機能的評価の有効性を検討することを目的とし、本研究を立案した。まず初年度は新潟大学医歯学総合病院「くちのかわき外来」の来院患者を対象に、精神健康調査(GHQ)を用いて自律神経失調が原因と思われる患者を選定するとともに、加速度脈波計の測定条件に関する検討を行った。1.自律神経失調が原因と思われる患者の選定2005年3月から2008年12月までに新潟大学医歯学総合病院「くちのかわき外来」を訪れた患者のうちVAS法による口腔乾燥の自覚症状、現病歴、既往歴、服薬歴、GHQによる精神健康度調査および唾液分泌量測定が可能であった212名(男性43名、女性169名)を対象にした。自律神経失調が原因である口腔乾燥症と診断されたのは、86名(男性13名、女性73名)であった。次年度、この86名を対象にして加速度脈波を測定し、治療前と治療後の自律神経機能を評価する予定である。2.加速度脈波測定器アルテットの測定条件加速度脈波測定器アルテットは自律神経機能を測定することができる機器である。チェアーサイドでの臨床応用を考えると、測定時間は短い方が好ましい。健常者による予備実験の結果、測定時間は2分で十分であることがわかり、次年度、2分で測定を行う予定である。1.加速度脈波による自律神経機能評価と精神健康度(GHQ)、唾液中ストレスマーカー安静時唾液および加速度脈波を測定した47名に対して、心拍変動周波数解析における低周波領域(LF)と高周波領域(HF)の比であるLF/HF値、精神健康度(GHQ)の合計点数、状態特性不安検査(STAI)、唾液中ストレスマーカーであるクロモグラニンAおよびコルチゾールを測定した。その結果、GHQとLF/HF値・状態不安・特性不安、LF/HF値と状態不安に有意な相関が認められた。2.唾液分泌低下者における自律神経機能評価と精神健康度安静時唾液分泌量が0.1ml/min以下であったのは19名であった。そのうちGHQが6点以下である者を健常群(9名)、7点以上である者を精神神経症状あり群(10名)とした。前者のLF/HF値は0.73±0.47後者は4.70±3.86と有意に高かった(p<0.01)。3.考察質問紙による精神健康度調査や状態特性不安検査は、繰り返し行うとその学習効果によって、正しい値が得られないことがある。また、いずれも10分程度の時間を要する。今回、加速度脈波測定によって、唾液分泌機能低下者においても自律神経機能を簡便に測定することができる可能性が示唆された。
微粒子を含む液体における電気二重層の作用と伝熱制御

本研究は,電気二重層のもつ2つの作用である電気浸透に関連する界面動電現象の誘因作用と粒子間に働く電気二重層の重なりにより生じる電気二重層斥力の作用に焦点を置き,それぞれ対応する伝熱現象を電気二重層と関連づけて取り扱うもので,電解質水溶液の凝固に伴う粒子の掃き出し・補足現象および電気浸透による粒子層の脱水・乾燥を対象として以下の成果を得た。(1)ガラス粒子およびアルミナ粒子を含む電解質水溶液(主に,塩化ナトリウム,塩酸,水酸化ナトリウム)の凝固実験を行い,水溶液濃度と限界凝固速度の関係を実験的に明らかにし,電解質水溶液中における粒子の掃き出し・補足現象に及ぼす電解質濃度および表面電位の効果について明らかにした。さらに,凝固層と粒子間に働く電気二重層斥力に対し,DLVO理論を基礎とした取り扱いを示し,粘性抵抗力,重力を加えたモデルにより限界凝固速度を理論的に求め,実験結果との比較検討を行った。(2)難脱水性を示す粒子層の脱水・乾燥に対する電気浸透の効果を明らかにするために,シリカ粒子およびベントナイト粒子を用いた電気浸透脱水および乾燥実験を行った。電気浸透脱水に対する電場強度および電極位置の効果を実験的に明らかにするとともに,電気浸透流とダルシー流を組み合わせて取り扱い,飽和および不飽和状態に適用できる電気浸透流モデルを提示した。本研究は,電気二重層のもつ2つの作用である電気泳動・電気浸透と関連する界面動電現象の誘因作用と粒子間に働く電気二重層の重なりにより生じる電気二重層斥力の作用に対し,対応する伝熱現象を電気二重層と関連づけて取り扱うもので,以下の成果を得た。(1)種々の粒子からなる飽和粒子層に平面電極からなる直流電場を付与し,飽和粒子に対する電気浸透速度を粒子の表面電位と関係づけて明らかにした。(2)ポアソンーボルツマン方程式から得られる電気二重層を考慮した電気浸透流とダルシー流を組み合わせた飽和粒子層内の電気浸透流に対する基礎的な取り扱いを確立した。(3)種々の粒子および水溶液において,飽和および不飽和状態における電気伝導度を水分含水率と関係づけて実験的に明らかにするとともに,不飽和状態に適用できる電気伝導度の構成方程式を作成した。(4)種々の粒子からなる不飽和粒子層に平面電極からなる直流電場を付与し,電気浸透速度を含水飽和度および粒子の表面電位と関係づけて明らかにした。(5)コロイド液体中の粒子に平面電極からなる交流電場を付与し,誘電泳動の立場から,粒子の凝集現象に及ぼす周波数及び印加電圧の影響を実験的に明らかにした。(6)表面電位が異なるガラス粒子とアルミナ粒子の混合粒子層に対し,交流電場付与による特徴的な凝集形態を実験的に明らかにした。(7)ガラス,ベントナイト,アルミナ粒子-水系の凝固実験を行い,粒子の掃き出し・捕捉現象を凝固速度および粒子径と関係づけるとともに,粒子の表面電位と限界凝固速度の関係を実験的に明らかにした。(8)凝固層と粒子間に働く電気二重層斥力に対し,DLVO理論を基礎とした取り扱いを示した。本研究は,電気二重層のもつ2つの作用である電気泳動・電気浸透と関連する界面動電現象の誘因作用と粒子間に働く電気二重層の重なりにより生じる電気二重層斥力の作用に対し,対応する伝熱現象を電気二重層と関連づけて取り扱うもので,電解質水溶液の凝固および粒子層の脱水・乾燥を対象に以下の成果を得た。(1)ガラス粒子-塩化ナトリウム水溶液,塩酸および水酸化ナトリウム水溶液の凝固実験を行い,水溶液濃度と限界凝固速度の関係を実験的に明らかにし,電気二重層の違いによる粒子の掃き出し・捕捉現象を明確にした。(2)アルミナ粒子-塩化ナトリウム水溶液,塩酸および水酸化ナトリウム水溶液の凝固実験を行い,水溶液濃度と限界凝固速度の関係を実験的に明らかにし,粒子の掃き出し・補足現象に及ぼす電解質濃度および表面電位の効果について明らかにした。(3)凝固層と粒子間に働く電気二重層斥力に対し,DLVO理論を基礎とした取り扱いを示し,粘性抵抗力,重力を加えたモデルにより限界凝固速度を理論的に求め,実験結果との比較検討を行った。

(4)種々の粒子および水溶液において,飽和および不飽和状態における電気伝導度を水分含水率と関係づけて実験的に明らかにするとともに,不飽和状態に適用できる電気伝導度の構成式を作成した。(5)電気浸透流とダルシー流を組み合わせた飽和浸透流に関する基礎的取り扱いを不飽和粒子内の電気浸透流に拡張し,粒子周りの液膜量,液膜の存在形態および電気二重層の重なりを考慮したモデルを提示し,不飽和電気浸透流に対する理論を示した。(5)シリカ粒子およびベントナイト粒子層の電気浸透脱水および乾燥実験を行い,電場強度および電極位置の効果について実験的に明らかにした。
アジアにおける日本脳炎ウイルスおよびデングウイルスの分子疫学的研究

この研究は、日本脳炎ウイルスの生態学に関して末解決である(1)温帯におけるウイルス土着説と、(2)熱帯からのウイルス持ちこみ説に対して、従来のように流行閑期に直接ウイルスを証明しようとする今までの方式と異なり、地理的年代的に分離歴を異にする多くのウイルス分離株を分子疫学的に解析する事によって解答の緒を得ようとし、同時に1953年フィリッピンの小児における流行以来東南アジアの大都市で相次いで流行し次第に都市周辺にも波及し、今日では東南アジアにおける最も重要なウイルス性疾患となっている。デング出血熱の発病病理に関して(1)ウイルス毒力説と(2)二次感染説に対する解答の緒を得るために地理的年代的に分離歴を異にするウイルスの分析と共に重症例から分離されたウイルスと軽症例から分離されたウイルスについての分子疫学的分析を行なおうとした。日本脳炎ウイルスは1935年から1983年まで分離された日本国内の株と、1949年から1983年まで分離された国外の株、合計38株を分析し、デングウイルスは3型6株と4型4株を分析に供した。ウイルスはヒトスジシマカ培養細胞クローンC6/36で増殖し感染培養液から濃縮精製後、フェノール法でRNAを抽出しエタノール沈殿後庶糖密度勾配遠心法で42SのウイルスRNAを精製した。RNAはT1-RNaseで切断後γ【^(32)P】-ATPとpolynucleotide kinaseで5'末端を標識し、二次元電気泳動で展開してオートラジオグラフィーを作成した。日本脳炎ウイルスのフィンガープリント解析の結果、日本のウイルスは互いに類似いており1980年以後の東南アジアの株とは明らかに相違していた。この事は土着説に対して有利な所見である。デングウイルス3型のフィンガープリント解析ではフィリピンの株はインドネシアの株と明らかに異なり、タイ国の株とも相違した。同一の流行で重症例から分離されたウイルスは軽症例から分離されたウイルスと11スポットの差しか示さなさった。
膵癌治療標的になり得るaxon guidance geneの機能解明への試み

膵癌は組織学的に豊富な間質(stroma)増生を伴うことが特徴であるが、この間質増生と膵癌の臨床的悪性度の関係は非常に複雑である。また、膵癌の局所進展様式として膵内・膵外の神経周囲浸潤が特徴的であるが、これを裏付けるように、近年のgenome-wideな遺伝子解析により、axon guidance gene (AGG)と呼ばれる神経軸索成長に関わる遺伝子群の変異・発現異常が膵癌に特徴的であることが判明してきた。膵癌の間質とAGGの詳細な関係を明らかにすることは膵癌に必要なコンパニオン診断や新たな治療ターゲットの創出という観点からも重要と考えられ、本研究を立案した。
多系統萎縮症の誤嚥を予防するプログラムの作成－嚥下筋の固縮と呼吸機能の関係－

多系統萎縮症の誤嚥を予防するプログラムの作成のために,嚥下筋に対する超音波療法(温熱刺激群)を実施した.介入効果を判別するために非温熱療法の対象をプラセボ群として比較検証を実施した.超音波療法は,被検筋を顎二腹筋,甲状舌骨筋の嚥下に代表される筋を対象とし,出力周波数を3メガヘルツ,ビーム不均等率3.5±30%,照射時間率50%とした.非温熱群は同様の3メガへルツ用プロープを用いて出力を0メガヘルツに設定して実施した.効果判定は,嚥下のクリアランスの程度を判別するために表面筋電図学的解析,改定水飲み試験,相対的高騰位置,嚥下時間を測定した.表面筋電図学的解析は,披検筋を咬筋,顎二腹筋,甲状舌骨筋の3筋とし,冷水を嚥下(自由嚥下)させた際の筋電量を振幅として算出し,同時に放電が起こっている時間を嚥下時間として算出した.改定水飲み試験は冷水嚥下時の嗄声の有無,咽込みの有無などを聴診器にて判定した.相対的喉頭位置は先行研究の手法に基づいて喉頭の位置関係が低下しているか,正常位にあるかどうかについて判定した.表面筋電図学的解析の結果は,咬筋,顎二腹筋,甲状舌骨筋全ての嚥下筋において有意な改善が認められ,嚥下時に発生する固縮による異常活動が抑制された(p<0.05).相対的喉頭位置は,温熱刺激群では有意に低値を示し,舌骨下筋の固縮により下方へ牽引される効果の抑制が認められた(p<0.05).改定水飲み試験は温熱療法群に有意な時間の短縮が認められ,1回に発生する嚥下効率の改善が認められた.超音波療法を実施すると,固縮に支配されていた嚥下筋の運動制限が解除され円滑な活動性が得られた.固縮は,頚部の前屈作用を増強させ,嚥下を発揮するうえでは不利に働くことが想定される.温熱刺激により固縮を抑制する事の重要性が示唆された.今年度に関してはサンプル数の確保が困難であったが、おおむね当初の予定通りに研究が進められている。更にN数を増やしながら妥当性を検証する必要がある。今後の研究の推進について、多系統萎縮症の呼吸介入を実施する予定であるが、疾患特有のONーOFF現象やWearing Off現象の統制が困難となってくる。研究協力者の指導を参考に、呼吸介入を実施する上での時期の選定が重要になる。多系統萎縮症は疾患によって死亡することはほとんど認められず、多くは呼吸器症状を併発することが多い、その多くは誤嚥性肺炎であることから、まずはON期とOFF期の呼吸機能の差について検証を行う必要がある。咳嗽力が引き出せる状態であるかどうかを明確に判別する必要があることから、ON期とOFF期の時期の判定を研究協力者に行っていただき、その際にCough Peak Flowや嚥下機能について同時に測定を実施する予定である。ON期とOFF期の呼吸機能と嚥下機能の両面から観察し、多系統萎縮症に必要な誤嚥性肺炎を抑制するプログラムを作成していく予定で考えている。最終年度であることから、早期に測定を実施し、解析作業に移っていく予定で準備を進めている。MSAに発生する嚥下障害に対する超音波(温熱療法)の効果検証を実施した。本年度は、対象者の選定作業を中心に実施している。疾患特異性としてOn-Off現象やwearing offなど薬剤抵抗性に関する影響について条件統制する必要があるため、慎重に実施している。一般的にgradingに使用されるH-Y stageを使用し自己摂取が可能な患者を選定しstageIIIレベルまでの患者を対象とし、なおかつ自律神経障害、二次的な合併症などが存在しない患者を12名選定した。この者に対して、従来より実施されている舌骨上筋に対する筋力増強練習や電気刺激療法などの介入ではなく、舌骨下筋の固縮に対する介入を実施し、嚥下クリアランスに対する改善の程度を検証した。方法は、対象に対する超音波療法を2週間実施する事とした。温熱療法としては、3MHzの出力で10分間照することとし、頻度は3/週、照射時間は昼食前の時間に実施する統制条件とした。測定項目としては、射改訂水飲みテスト、また飲水時に発生する筋電図学的解析、相対的喉頭位置、食事時に発生する顕性誤嚥の回数を測定した。表面筋電図学的解析としては、咬筋、顎二腹筋、甲状舌骨筋を被検筋とし、それぞれの筋活動に発生する神振幅を測定した。統計学的解析としては、超音波介入前(介入前群)と超音波介入後(介入後群)の2群に分類し、温熱療法が嚥下クリアランスに与える効果について比較検討を実施した。結果としては、介入後群にMWST、相対的喉頭位置、顕性誤嚥の頻度、顎二腹筋の振幅に有意な改善を認めた。現在は、ここまでの進捗状況でありN数が少ない状況ではあるが、超音波介入の効果がMSAに対しては有益である印象を持っている。嚥下クリアランスとしても正常に近い数値まで一時的ではあるが変容を示していることから、今後も研究継続の必要性がある。進捗状況としては順調に進行している。対象者の選定に時間がかかってしまったものの、おおよその研究計画に沿った形で進行ができている。

多系統萎縮症の誤嚥を予防するプログラムの作成のために,嚥下筋に対する超音波療法(温熱刺激群)を実施した.介入効果を判別するために非温熱療法の対象をプラセボ群として比較検証を実施した.超音波療法は,被検筋を顎二腹筋,甲状舌骨筋の嚥下に代表される筋を対象とし,出力周波数を3メガヘルツ,ビーム不均等率3.5±30%,照射時間率50%とした.非温熱群は同様の3メガへルツ用プロープを用いて出力を0メガヘルツに設定して実施した.効果判定は,嚥下のクリアランスの程度を判別するために表面筋電図学的解析,改定水飲み試験,相対的高騰位置,嚥下時間を測定した.表面筋電図学的解析は,披検筋を咬筋,顎二腹筋,甲状舌骨筋の3筋とし,冷水を嚥下(自由嚥下)させた際の筋電量を振幅として算出し,同時に放電が起こっている時間を嚥下時間として算出した.改定水飲み試験は冷水嚥下時の嗄声の有無,咽込みの有無などを聴診器にて判定した.相対的喉頭位置は先行研究の手法に基づいて喉頭の位置関係が低下しているか,正常位にあるかどうかについて判定した.表面筋電図学的解析の結果は,咬筋,顎二腹筋,甲状舌骨筋全ての嚥下筋において有意な改善が認められ,嚥下時に発生する固縮による異常活動が抑制された(p<0.05).相対的喉頭位置は,温熱刺激群では有意に低値を示し,舌骨下筋の固縮により下方へ牽引される効果の抑制が認められた(p<0.05).改定水飲み試験は温熱療法群に有意な時間の短縮が認められ,1回に発生する嚥下効率の改善が認められた.超音波療法を実施すると,固縮に支配されていた嚥下筋の運動制限が解除され円滑な活動性が得られた.固縮は,頚部の前屈作用を増強させ,嚥下を発揮するうえでは不利に働くことが想定される.温熱刺激により固縮を抑制する事の重要性が示唆された.今年度に関してはサンプル数の確保が困難であったが、おおむね当初の予定通りに研究が進められている。更にN数を増やしながら妥当性を検証する必要がある。11今後は、同一の患者に対して検討を実施するためにwash outの期間を2か月開け、研究2に移行する。今年度、じっししている温熱刺激は超音波を使用している。超音波の出力に際しては専用のプローブを使用し皮膚表面を回転させる手法がなされている。結果として得られていた嚥下クリアランスが温熱刺激による改善であるのか、皮膚と軟部組織に対するマッサージ効果によるものなのか不明瞭である。今後は、同一対象者に対して同様の超音波機器を使用したプラセボ介入を実施する必要がある。出力照射を0MHzに設定し、専用プローブを回転させるだけの効果として超音波介入時の嚥下クリアランスと比較検討する予定である。測定方法などは、研究1と同様とし、介入頻度、介入時間なども研究1に準じて実施する事とする。今後の研究の推進について、多系統萎縮症の呼吸介入を実施する予定であるが、疾患特有のONーOFF現象やWearing Off現象の統制が困難となってくる。研究協力者の指導を参考に、呼吸介入を実施する上での時期の選定が重要になる。多系統萎縮症は疾患によって死亡することはほとんど認められず、多くは呼吸器症状を併発することが多い、その多くは誤嚥性肺炎であることから、まずはON期とOFF期の呼吸機能の差について検証を行う必要がある。咳嗽力が引き出せる状態であるかどうかを明確に判別する必要があることから、ON期とOFF期の時期の判定を研究協力者に行っていただき、その際にCough Peak Flowや嚥下機能について同時に測定を実施する予定である。ON期とOFF期の呼吸機能と嚥下機能の両面から観察し、多系統萎縮症に必要な誤嚥性肺炎を抑制するプログラムを作成していく予定で考えている。最終年度であることから、早期に測定を実施し、解析作業に移っていく予定で準備を進めている。
鋳造→圧延→熱処理工程のみで創製する600MPa 級の高強度マグネシウム合金板材

長周期相とα-Mgの2相合金であるMg_<90.5>Ni_<3.25>Y_<6.25>(at%)鋳造合金を623Kで70%の熱間圧延を行った。673Kで6hの熱処理を行った熱処理板は室温にて460MPaの降伏強度、526MPaの引張強度、8%の伸び値を示し、また、523Kにおいて301MPaの降伏強度、345MPaの引張強度、12%の伸び値を示した。よりY添加量を少なくしたMg_<94>Cu_3Y_3(at%)合金板材を作製し、引っ張り試験を行った結果、417MPaの降伏強度、451MPaの引張強度および5%の伸び値を示した。この高強度化は長周期相の底面配向とMg-M-Y相の微細分散に起因する。Mg-TM(TM=Ni,Cu)-Y合金に生成する長周期相を強化因子として、高強度を有するMg合金板の作製を試みた。まず、Mg濃度が80%以上の組成域でMg-TM-Y鋳造合金を作製し、組織と機械的特性を調べた。組織観察を行った結果、TM:Yの組成比が1:2において、Mg相と強化因子となる長周期相の2相合金となることが明らかとなった。作製した鋳造材において降伏強度はTMとY元素が増加するに従い、増加する傾向があるが、伸び値は減少した。Mg_<90.5>Cu_<3.25>Y_<6.25>(at.%)鋳造合金では、長周期相とMg相の割合がおよそ6:4であった。室温にて引張試験(試験片形状はJIS14B)を行った結果、降伏強度は251MPaを示し、伸び値は5%を示した。TMをNiとした場合でも、200MPaを超える高い降伏強度と6%の伸び値を示し、いずれの組成においてもMg_<90.5>Cu_<3.25>Y_<6.25>(at.%)が高い降伏強度と適度な伸び値を示した。それ以上TMやY量を増加させると、伸び値が小さくなるため、この組成を有する鋳造合金を板材作製の組成とした。大気中、623Kで1パス3%の圧下率にて、最終圧下率7085%までの圧延を行い、板材(1.0×20×100mm)を作製した。作製したMg_<90.5>Cu_<3.25>Y_<6.25>(at.%)合金板材(70%圧延)を673Kで6hの熱処理後に引張試験を行った結果、室温で448MPaの降伏強度、512MPaの引張強度および6%の伸び値を示した。またこの合金板は、573Kでも228MPaの高い降伏強度を示し、室温から高温度域まで高い降伏強度を維持する事がわかった。また、Mg_<90.5>Cu_<3.25>Y_<6.25>(at.%)合金板材(85%圧延)では、723Kで10hの熱処理後に引張試験を行ったところ、室温で470MPaの降伏強度、551MPaの引張強度および8%の伸び値を示した。比強度は224MPa/(Mg・m^<-3>)であり、チタン合金(Ti6Al4V)の250MPa/(Mg・m^<-3>)に匹敵する事が明らかになった。熱間圧延により、強化因子となる長周期相の底面が板面に強く配向し、高温でもこの配向が安定である事、またこの長周期相には多数のキンク変形帯が観察されている事から、キンク界面ですべり変形が抑制される事、がこのような高い降伏強度を示した理由であると考えられる。前年度において、高強度化を試みるためにMg-TM(TM=Ni,Cu)-Y鋳造合金を作製し、その中で長周期相とMg相の2相合金に着目して組織と機械的特性を調べた。長周期相を生成させるためには、M:Yが1:2となる組成が望ましく、それ以外の組成比では、脆性的な化合物を生成する傾向がある。しかし、Cu:Yが1:1の組成比において、高強度かつ延性の高い合金が作製できる事を偶然に発見した。

組織観察を行った結果、強化因子となる長周期相の生成量が減少しても、Mg-Cu-Y相が生成する為に、強度を大きく低下させる事なしに、延性の高い合金を作製できる事がわかった。Mg94Cu3Y3(at%)鋳造合金について引張試験を行った結果、204MPaの降伏強度、292MPaの引張強度、11%の伸び値を示す事がわかった。大気中、623Kで1パス3%の圧下率にて、最終圧下率7085%までの圧延を行い、板材(1.0×20×100mm)を作製した。圧延板の組織観察を行った結果、長周期相は圧延方向へ集合組織化していたが、Mg-Cu-Y相は25μm程度に微細化しており、試料全体に均一に分散していた。作製したMg_<94>Cu_3Y_3(at.%)合金板材(90%圧延)について引張試験を行った結果、室温で417MPaの降伏強度、451MPaの引張強度および5%の伸び値を示した。また、653Kで0.5hの熱処理を施した熱処理材は、355MPaの降伏強度、446MPaの引張強度、9%の伸び値を示し、強度は低下したが、伸び値は増加した。圧延材の比強度は212MPa/(Mg・m^<-3>)であり、前年度に見出したMg_<90.5>Ni_<3.25>Y_<6.25>(at.%)合金板材と比較して希土類元素量が半分であるにもかかわらず、同程度の比強度を示した。また、長周期相のさらなる高強度化を目的として、Mg-M-Y合金作製において、Mに高融点金属であるPt(融点:2045K)を合金化させ長周期相の作製を試みた。その結果、Mg-Pt-Y合金においても長周期相の生成は確認され、Mg96Pt2Y2(at.%)鋳造合金で硬さ値が116HV0.5であり、同組成Mg-TM(TM=Ni,Cu)-Y鋳造合金の90HV0.5と比較してより高い硬さ値を示した。
磁束と電荷を結ぶ新しい機能デバイスの開拓

本研究では、磁束と電荷を結ぶ素子、すなわち、電荷を与えれば磁束を生じ磁束を与えれば電荷を生じる素子の構成方法を明らかにした。この素子を実現するために、磁気モーメントと電気双極子をあわせ持った分子からなる物質-磁性誘電体の使用を提案して素子を設計し、理論解析により動作を予測した。磁性誘電体では磁化と電気分極が直接に結びついており、その性質を利用して磁束と分極電荷を比例関係で結ぶことにより目的の素子を構成することができる。本研究では、磁束と電荷を結ぶ電子デバイスの実現方法を提案し、そのデバイス構造を設計する。このデバイスは「電荷を与えれば磁束を生じ、磁束を与えれば電荷を生じる素子」であり、抵抗・キャパシタ・インダクタと並ぶ基本的な回路素子となり得る。このデバイスの実現方法として、半導体に偏極スピン電子を注入することで電子濃度に比例する磁束密度を半導体中に発生させることを考えた。これを完全なデバイスとするために必要な「可逆性」の実現方法を検討中である。その第一段階として、電子回路を使って等価的に可逆性を実現することを試みる。そのための試行デバイスを設計した。その構成は、偏極スピン電子を注入する半導体の両端を高透磁率材料で終端し、その高透磁率材料にコイルを巻いて磁束を与え、電子回路のフィードバック作用により半導体の中に可逆的な磁束-電荷の変換作用を持たせたものである。動作シミュレーションにより、この構成で磁束と電荷を結ぶ電子デバイスを等価的に実現できることを示した。本研究の目的は、磁束φと電荷qを結ぶ電子デバイス、すなわち「電荷を与えれば磁束を生じ、磁束を与えれば電荷を生じる素子」を開発することである。このようなφ-q素子の実現方法として、偏極スピン電子注入電極を持つ半導体素子を先に提案した。しかしφ-q素子の必要条件である「可逆性」を得るためには電子回路の補助を必要とした。次の段階として、本年度は素子そのものに可逆性がある真のφ-q素子の構成法を考案した。その際、デバイス設計の自由度をひろげるために電荷の定義を見直して「電荷は分極電荷でもよい」とした。このように考え直したときφ-q素子は磁気モーメントと電気双極子をあわせ持った分子からなる物質で実現できる、ということを明らかにした。このような物質-磁性誘電体では磁化と電気分極が直接に結びついているから、それだけで磁束と分極電荷を可逆的に結ぶことができる。分子の磁気モーメントをm、電気双極子モーメントをpとおけば、反磁場が無視できる物質形状のとき物質内の磁束密度βと物質表面の分極電荷σとの関係はB=Kσとなる。この関係は可逆的に成り立つので、この物質そのものでφ-q素子が構成できる。磁性誘電体としてはMnWO_4, TbMnO_3, Ba_2Mg_2Fe_<12>O_<22>,あるいはナノ粒子-樹脂の複合体などのマルチフェロイック材料を使用すればよい。したがって本提案のφ-q素子は実際に構成できるものである。
細胞接着分子を標的とする放射性標識抗体・ペプチドによる癌の診断・治療法の開発

細胞接着分子は細胞間、細胞-基質間の接着を担う分子で、癌の増殖、浸潤、転移に深く関わっていることがわかってきた。放射性同位元素(RI)標識化合物を用いて、腫瘍組織における接着分子の発現を核医学的に画像化することができれば、悪性度の評価、治療方法の選択、手術後の再発の可能性の予測を非侵襲的に行うことが可能となる。本研究ではRIで標識したモノクローナル抗体を用いて、実験動物腫瘍モデルにおいて細胞接着分子の異常発現を検出できるかどうか検討を行った。マウスモノクローナル抗体GA17は、接着分子の一つであるインテグリンα3を認識する。I-125標識GA17は種々の組織型(悪性黒色腫、悪性膠細胞腫、大腸癌、肺癌)のヒト癌細胞株とインビトロで特異的に結合したが、細胞表面の結合部位数は細胞株により様々であった。ついで、これらの癌細胞株をヌードマウス皮下に移植して、I-125およびIn-111で標識したGA17抗体の腫瘍集積性を検討した。RI標識GA17抗体は移植腫瘍に種々の程度で特異的な集積を示したが、I-125標識抗体とIn-111標識抗体の腫瘍集積性が大きく異なるもの(悪性黒色腫、悪性膠細胞腫、肺癌)とあまり変わらないもの(大腸癌)があり、腫瘍により抗体の代謝に違いがあることが示唆された。また、オートラジオグラフィと免疫組織染色の比較より、インビボの腫瘍では、腫瘍内のインテグリンα3の発現は均一なもの(悪性膠細胞腫)と、非常に不均一なもの(悪性黒色腫、大腸癌、肺癌)があり、それが標識抗体の腫瘍内の微細分布に影響を及ぼしていることがわかった。腫瘍間での代謝、抗原発現の違いは、インテグリンの機能の多様性を反映している可能性がある。これらの結果より、RI標識抗インテグリン抗体を用いて腫瘍内に異常発現するインテグリンを検出できる可能性が示唆された。腫瘍内の発現が増強している場合には、画像診断のみならず細胞障害性のRIを用いた放射免疫療法への応用も可能と考えられる。
誘導結合型プラズマとレーザーの相互補完的効果とその工学的応用に関する研究

本年度は、平成17年度に引き続き、不安定に振動するプラズマ気流の診断技術の確立に注力した。開発した診断技術を本研究で開発したレーザープラズマ気流に適用し、その気流特性を明らかにした。その結果、次のことが分かった。1.プラズマ維持部の直径を小さくすることで,エネルギー変換効率が高まることを示した.また,レーザープラズマ風洞を酸素で作動させ,従来の無電極風洞に比べ一桁以上高い淀み圧において,安定に気流を生成できることを実証した.2.レーザー吸収分光法により,気流特性を明らかにした.気流は,レーザー発振源の擾乱とは異なる数百Hzで振動しており,空間的には直径1mm程度の平滑部を有しているものの全体的に非一様であることが分かった.また,気流の比エンタルピーは最大で11MJ/kgに達し,推算される熱流束は100kW級の誘導加熱風洞を上回ることが明らかになった.一方,本研究では主にアルゴンガスを用いているため,比エンタルピーが小さいことや,低出力レーザーを用いており気流直径が小さいことが課題である.3.今後,レーザープラズマ風洞の高出力化を図ることで,純酸素や純二酸化炭素によりレーザープラズマ風洞を作動させて比エンタルピーを高めると同時に,大きな気流の生成が可能になると考えられる.また,レーザープラズマ風洞ではレーザープラズマをクラスター化することで高出力化を図ることができ,空間的に高い自由度で作動ガスを加熱することが可能であることから,他のプラズマ風洞では困難な高度な気流制御が実現すると期待される.以上より,レーザープラズマ風洞は,従来大気圧以下に限られていた無電極プラズマ風洞の作動領域を広げ,TPSの開発や環境問題への取り組みを加速することが期待されると結論付けることができる.平成十六年度は,最大4気圧の雰囲気において大気圧誘導結合型プラズマ(ICP)を生成する装置を開発し,レーザーと大気圧ICPの相乗的効果に関する調査を開始した.本研究の主題であるICPとレーザーの相乗作用の実証及び検証と平行して,その有効性を確認するために,大気圧ICPの作動条件や高エンタルピ流れの発生装置としての性能を評価した.その結果、次のことがわかった.・1kWレベルの高周波入力を用いた場合でも,適切に旋回流を導入することで4気圧の圧力下においてもICPが生成されることが分かった.・しかし,高圧力ほど旋回流による安定化の効果は弱まった.そのため,安定にICPを生成するためにはより多くの作動ガスが必要であり,気流の比エンタルピを高めることが困難になった.・また,旋回流とプラズマ形状は密接に関係し,安定化と熱効率の改善は相反する関係にあることが示唆された.このように,大気圧ICPの生成条件や生成状態は,旋回流に強く依存することを明らかにした.これに対し,レーザーとの相互作用の検証実験により,次のことが分かった.・ICP生成コイルの内側に,レーザーによるプラズマを生成しておくことで,旋回流の導入無しに誘導結合型のプラズマ加熱が可能であった.・レーザープラズマとICPの結合は,レーザープラズマの位置に強く依存し,コイルの中心に位置する時に最も強く結合することが分かった.・レーザープラズマとICPの生成条件は異なるため,レーザーによりICPの生成条件を積極的に制御することが可能であった.平成十七年度は、kw級のレーザー装置、および高周波電源により生成される高エンタルピ気流のプラズマ診断技術の開発を推進した。測定方法は、作動ガスの励起エネルギーに相当する波長のレーザーを用いた吸収分光法を選択した。吸収分光法により得られる吸収プロファイルから、励起種の数密度、重粒子の並進温度を算出することができる。本研究で使用している炭酸ガス連続発振レーザーには、50Hzおよび、396Hzを中心とした出力変動があることがこれまでに分かっている。この変動により、生成される気流に含まれるアルゴン(作動ガス)の励起準位数密度が大きく時間変動し、吸収分光により測定を困難にすることが明らかになった。本研究では、16CHのフォトディテクターアレイを用い、気流垂直方向の空間同時測定による高時間分解吸収分光法を開発し、プラズマパラメタが変動する気流の診断に成功している。また、吸収分光におけるプローブ光の入射角度を細かく変化させることで、ドップラーシフトとシュタルクシフトを分離することに成功し、気流速度の他に、電子密度の空間分布測定の目途を得ている。以上の測定手法を用い、これまでに以下のことを明らかにした。・誘導結合型プラズマの生成に不可欠な旋回流の導入割合を減少すると、高周波エネルギーが効率よく気流エンタルピに変換される。・レーザープラズマを生成することで、誘導結合型プラズマの生成に旋回流が不要となることから、高効率のエネルギー変換が可能になることが示唆された。・レーザー生成プラズマで生成される気流は空間的に不均一で、中心部に10,000K相当の比エンタルピが存在する。1.プラズマ維持部の直径を小さくすることで,エネルギー変換効率が高まることを示した.また,レーザープラズマ風洞を酸素で作動させ,従来の無電極風洞に比べ一桁以上高い淀み圧において,安定に気流を生成できることを実証した.

2.レーザー吸収分光法により,気流特性を明らかにした.気流は,レーザー発振源の擾乱とは異なる数百Hzで振動しており,空間的には直径1mm程度の平滑部を有しているものの全体的に非一様であることが分かった.また,気流の比エンタルピーは最大で11MJ/kgに達し,推算される熱流束は100kW級の誘導加熱風洞を上回ることが明らかになった.一方,本研究では主にアルゴンガスを用いているため,比エンタルピーが小さいことや,低出力レーザーを用いており気流直径が小さいことが課題である.3.今後,レーザープラズマ風洞の高出力化を図ることで,純酸素や純二酸化炭素によりレーザープラズマ風洞を作動させて比エンタルピーを高めると同時に,大きな気流の生成が可能になると考えられる.また,レーザープラズマ風洞ではレーザープラズマをクラスター化することで高出力化を図ることができ,空間的に高い自由度で作動ガスを加熱することが可能であることから,他のプラズマ風洞では困難な高度な気流制御が実現すると期待される.以上より,レーザープラズマ風洞は,従来大気圧以下に限られていた無電極プラズマ風洞の作動領域を広げ,TPSの開発や環境問題への取り組みを加速することが期待されると結論付けることができる.
神経回路網形成に関与した細胞死遺伝子の活性を調節する遺伝子の同定

1)細胞死遺伝子の活性を調節する細胞外情報伝達物質細胞死は様々な細胞外のシグナルによって調節されていて、最終的には細胞死実行遺伝子Ice/ced-3ファミリーの活性を調節されていると考えられる。細胞外からICEの活性化を調節する因子の検索を行い、神経系でも細胞傷害性を発揮するサイトカインTNFがICEの活性化を引き起こすことを明らかにした。逆に、ICE活性化を阻害する因子としてIGF-1を同定した。IGF-1は神経発生に重要な栄養因子であり、ICE活性阻害による生存維持効果が示唆された。2)細胞死遺伝子産物に結合する因子の検索ICEの場合その活性発現には前駆体蛋白質P45のP20とP10へのプロセッシングが必要であるが、このプロセッシング機構については不明な点が多い。本研究では酵母を用いたtwo-hybridsystemがを用いてICE/CED-3ファミリーと複合体を形成する蛋白質をcDNAライブラリーよりスクリーニングし、神経細胞死の実行に関与するICE/CED-3ファミリーの活性化につながる経路を明らかにしようと試みた。Iceの発現が確認されている細胞である、lymphoma,HeLa細胞のcDNAライブラリーをスクリーニングに用い、X-Galを用いた検出法で約100万個のHeLacDNAライブラリーの中から2つのオーバーラップするIceと結合すると考えられるクローンが得られている(4E、10F)。ced-3に関しては100万個のlymphoma cDNAライブラリーから2クローン(3T-1,3T-3)。現在全長のcDNAクローニングと、哺乳類細胞でのinteractionを調べている。
認知症者へのメモリーブックを用いた言語・心理的介入の無作為比較試験による効果検証

本研究の目的は,メモリーブックを用いた集団への言語・心理的介入を,多施設での無作為比較試験として実施し,認知・言語機能の向上,行動障害の軽減,心理的変化の促進を検証することである.対象は,6施設に入所・通所中のアルツハイマー型認知症患者57例で,介入群48例,非介入群9例であった.介入群には約3か月間(週1回,1時間,全12セッション)のメモリーブックを用いた集団介入,非介入群には各施設で通常行われているデイサービスなどが実施された.介入前後の神経心理検査の変化を2元配置分析で解析した結果,認知機能(MMSE),言語機能(情景画説明)において,介入群に有意な変化を認めた.本研究の目的は、生活史に基づいたコミュニケーション促進ツールであるメモリーブックを,1本邦の文化・社会的背景に合わせ,かつ,集団を対象とした言語・心理的介入方法として再構築し,2多施設での無作為比較試験実施により,3認知症患者本人の認知・言語機能,行動障害,人生への肯定感を中心とした心理状態と,介護者の介護負担感にもたらす効果を検証することである.本年度の課題は,上記3つの目的のうち,1メモリーブックの施行手続きを,本邦の文化・社会的背景に合わせ,かつ,集団を対象とした言語・心理的介入方法として再構築し,予備的施行を行うことであった.その成果は以下のとおりである.1)Bourgeoisら(1990, 2010)が開発したメモリーブック施行手続を原本とし,本邦の文化・社会的背景に合うよう加筆修正を行った.一例をあげると,原本では信仰に関する習慣や行事が必須の質問項目としてあげられているが,本邦版では,選択制あるいは省略とした.次に,原本では治療者と患者との1対1の個人介入であるが,治療者1対患者56名の集団での介入方法へと改編し,プロトコルを作成した.2)研究代表者が在籍する鹿児島県の3施設,合計23例の認知症患者を対象に,週1回60分,約3か月間,プロトコルに基づいた介入を行った.3)介入前後に,認知症者本人の言語・認知機能,行動障害,人生への肯定感を中心とした心理状態と,介護者の介護負担感を評価した.現在,得られた評価結果を分析中であり,次年度の課題である複数施設における無作為比較試験実施に向けて,プロトコル修正の是非を検討している.4)以上1)3)の研究遂行と情報交換のため,セクション会議を年4回開催した.本研究の目的は、生活史に基づいたコミュニケーション促進ツールであるメモリーブックを,1本邦の文化社会背景に合わせ,かつ,集団を対象とした言語・心理的介入方法として再構築し,2多施設での無作為比較試験を実施し,3認知症者本人の認知・言語機能の向上,行動障害の軽減,人生への肯定感を中心とした心理的変化の促進と,介護者の介護負担感軽減を検証することである.今年度の成果は、以下の通りである。1)実施した施設数:病院4(鹿児島県3施設、岡山県1施設)、介護老人保健施設1(福井県)、グループホーム1(岡山県)、計6施設。当初、協力申し出を受けていた3施設(福井県2施設、北海道1施設)は、施設の業務体制変更や、対象者の転所などにより、実施困難であった。2)介入前後のデータが得られた対象者数:40例。介入中に身体症状が悪化した例(死亡例含む)、転院・転所した例が15例おり、所定数に満たなかった。現在、15例への介入が進行中である。当初の予定数150例を確保すべく、新たな実施施設を開拓中である。3)セクション会議:各施設でのセクション会議を年8回開催して、情報を共有した.加えて、web上で情報共有boxを作成し、情報交換と状況の共通理解を図った。4)得られた結果の公開:学会(口頭発表1回、シンポジウム1回)、研修会(3回)、著書(1編)で公開した。本研究の目的は,認知症患者の自伝的記憶を聴取して作成するメモリーブック(Bourgeoisら,1990)を,1本邦の文化社会背景に合わせ,かつ,集団を対象とした言語・心理的介入方法として編成し,2多施設での無作為比較試験を実施して,3本人の認知・言語機能,行動障害,人生への肯定感を中心とした心理的変化,介護者の介護負担感への効果を検証することである.

対象は,鹿児島県,岡山県の5施設に入所・通所中のアルツハイマー型認知症患者57例で,介入群48例(平均年齢87.1±5.8歳,MMSE16.4±4.8点),非介入群9例(平均年齢88.1±3.7歳,MMSE14.8±3.6点)であった.介入群には約3か月間(週1回,1時間,全12セッション)のメモリーブックを用いた集団介入,非介入群には各施設で通常行われているデイサービスなどが実施された.介入前後の神経心理検査の変化を2元配置分析で解析した結果,認知機能(MMSE),言語機能(情景画叙述,語流暢検査),記憶(自伝的記憶流暢性検査),意欲・態度(能動的態度評価)において,いずれも介入群に有意な変化を認めた(df=1,F=242.7,118.8,20.2,28.8,163.0,p<0.001).介護負担感は得点上の変化はなかったが,完成したメモリーブックを見たことによる患者理解の深まりや肯定的感情の生起を認めた.また,患者から得られた自伝的記憶の記述をKH corderでテキスト分析した結果,対象全体では,一般名詞,動詞,固有名詞(人名・地名),形容動詞,形容詞の順に多く,形容動詞や形容詞では,辛い・悲しいといった否定的な意味合いを持つ語よりも,嬉しい・幸せといった肯定的な語の割合が多かった.認知症の重症度別にみると、重症化に伴って語数が減少し,語と語の繋がり(共起ネットワーク)も疎になり断片的な記憶として表現される傾向が示されたが,認知症が重度であっても何らかの自伝的記憶は保存されていることも明らかになった.本研究の目的は,メモリーブックを用いた集団への言語・心理的介入を,多施設での無作為比較試験として実施し,認知・言語機能の向上,行動障害の軽減,心理的変化の促進を検証することである.対象は,6施設に入所・通所中のアルツハイマー型認知症患者57例で,介入群48例,非介入群9例であった.介入群には約3か月間(週1回,1時間,全12セッション)のメモリーブックを用いた集団介入,非介入群には各施設で通常行われているデイサービスなどが実施された.介入前後の神経心理検査の変化を2元配置分析で解析した結果,認知機能(MMSE),言語機能(情景画説明)において,介入群に有意な変化を認めた.今年度の課題は、本邦の文化社会背景に合わせ、かつ、集団を対象とした言語・心理的介入方法として再構築したメモリーブックによる介入を複数施設で実施することであった。鹿児島、岡山、福井の6施設にて実施し、40例の結果が得られ、介入継続中を合わせ55例のデータを取得できる予定である。しかし、当初の予定は次年度までに150例であり、現時点での55例という数は、やや遅れている状況と判定できる。対象とする認知症患者側の、身体状況不良や転所などは想定の範囲内であったが、協力を予定していた3施設が施設側の諸事情により協力できなくなったことが大きく響いている。言語聴覚療法学次年度の課題は,引き続き、メモリーブックを用いた介入を続けながら、得られたデータを分析して、介入効果を明らかにすることである。当初の予定数150例を確保すべく、新たな実施施設を開拓中である。研究を円滑に進めるため実施施設ごとのセクション会議を適宜行う。加えて、最終年度のまとめとしての全体会議を持ち,着実に研究の仕上げを行う。研究成果の公開として、学会発表2回、シンポジウム1回、教育講演1回、研修会やセミナーでの報告5回を予定している。また、研究論文2本にて公開する予定である(1本投稿中)。併せて、研究紹介ホームページを開設予定である。今年度の課題は,生活史に基づいたコミュニケーション促進ツールであるメモリーブックを,本邦の文化・社会的背景に合わせ,かつ,集団を対象とした言語・心理的介入方法として再構築し,予備的施行を行うことであった.メモリーブック作成方法の改訂については,Bourgeoisら(1990, 2010)が開発したメモリーブックを原本として,その各項目を吟味し,宗教や信仰に関する項目,行事に関する項目を本邦の文化・社会的背景に合うよう修正・削除した.また,治療者と患者が1対1で作成する原本の実施手順を,治療者1対患者56名の集団で実施する方法に変更した.予備的施行については,改編したメモリーブック施行プロトコルに基づき, 3施設計23例認の知症患者を対象に,週1回60分,約3か月間,予備的介入を行った.介入の前後に,認知症者本人の言語・認知機能,行動障害,人生への肯定感を中心とした心理状態を評価するとともに,介護者に介護負担感のアンケートを実施した.
失活歯強化法の臨床応用をめざした紫外線による象牙質強化メカニズムの解明

歯の破折に対する防止策を探求することを目的として,紫外線による象牙質の強化効果を検索した.その結果,象牙質に長波長365nmの紫外線を照射すると,異方性を示しながら機械的強度が有意に増加し,紫外線照射は象牙質の強化に有効であることが分かった.その強化メカニズムは,象牙質の主要な有機成分であるtype Iコラーゲンの構成アミノ酸の一種であるプロリンの化学変化による新たな架橋形成によるためであることが明らかとなった.歯の破折に対する防止策を探求することを目的として,紫外線による象牙質の強化効果を検索した.その結果,象牙質に長波長365nmの紫外線を照射すると,異方性を示しながら機械的強度が有意に増加し,紫外線照射は象牙質の強化に有効であることが分かった.その強化メカニズムは,象牙質の主要な有機成分であるtype Iコラーゲンの構成アミノ酸の一種であるプロリンの化学変化による新たな架橋形成によるためであることが明らかとなった.失活歯の歯根破折は,歯科臨床において解決すべき重要な課題である.申請者らは,360nm前後の長波長の紫外線照射で象牙質の曲げ強さが向上する事象に着目し,歯質強化に最適の紫外線照射条件を確定すること,および,象牙質の主たる有機成分であるタイプIコラーゲン分子の微細構造変化を検索することによって,強化メカニズムを明らかにすることを目的に実験を遂行した.その結果,波長360nmおよび400nm、出力1200あるいは1600mW/cm^2の紫外線を15分照射することによって、象牙質の曲げ強さが最大2倍に増加することが明らかとなった。その場合の表面温度の上昇は、45°Cに抑えられることも分かった。また破壊靭性値は、紫外線照射前後で、それぞれ2.35±0.40 MPa√mおよび2.35±0.40 MPa√mであり、大きく変化しないことも分かった。さらに、紫外線照射した象牙質試料を1週間水中浸漬した場合でも、強化効果の56%が保持されることが明らかとなった。続く原子間力顕微鏡を用いたナノインデンテーションの結果より、紫外線照射によって象牙質の微細構造のうちハイドロキシアパタイトを多く含む管周象牙質の硬さおよび弾性係数には変化がないものの、主たる有機成分のタイプIコラーゲンを多く含む管間象牙質のそれらは有意に増加することが示された。以上の結果より、紫外線照射によって象牙質の機械的強度は有意に増加し、その強化効果は水中浸潰後も保持される安定した化学変化であり、象牙質のタイプIコラーゲンの変化に起因している可能性が示唆された。失活歯の歯根破折は,歯科臨床において解決すべき重要な課題である.申請者らは,360nm前後の長波長の紫外線照射で象牙質の曲げ強さが向上する事象に着目し,歯質強化に最適の紫外線照射条件を確定すること,および,象牙質の主たる有機成分であるタイプIコラーゲン分子の微細構造変化を検索することによって,強化メカニズムを明らかにすることを目的に実験を遂行した.1)エックス線回折による象牙質タイプIコラーゲンの分子配列分析紫外線照射前後の象牙質のコラーゲンの分子配列を,回転対陰極型X線発生装置(UltraXI8,リガク)を搭載したイメージングプレートX線検出器(R-AIS IV,リガク)を用いてエックス線回折にて分析した.その結果,コラーゲンの分子間距離が約30%することが分かった.2)顕微ラマン分光分析による象牙質タイプIコラーゲンの分子構造変化の分析厚さ約20μmの薄切切片に加工した象牙質試料を脱灰し,紫外線照射を行った.試料は,顕微レーザーラマン分光分析装置(RAMAN-11,ナノフォトン)にて,レーザー波長785nmで測定に供し,紫外線照射前後でのコラーゲンの分子構造変化を分析した.その結果,プロリンのイミド環の炭素に相当する波長が著しく増幅し,化学変化が起こったことが確認された.3)高速液体クロマトグラフィーによる象牙質タイプIコラーゲンの架橋構造変化の分析歯冠象牙質を液体窒素で凍結粉砕し,紫外線照射に供した後,陽イオン交換高速クロマトグラフィー(DGU20A3,島津製作所)を用いてコラーゲン分子間架橋の定量を行った.その結果,還元性および非還元性架橋には変化がないものの,老化架橋は著しく減少していた.歯の破折に対する防止策を探求することを目的として紫外線による象牙質の強化効果を検索した。本年度は、紫外線照射によってタイプ1コラーゲンに起こる分子化学変化をスピン磁気共鳴法(ESR)および核磁気共鳴法(NMR)にて検索した。そこでは、コラーゲンの構成アミノ酸であるグリシンとプロリンあるいはグリシンとプロリンのモデルペプチド5量体に様々な条件で紫外線を照射して、起こる化学変化を詳細に検討した。ESRの結果、紫外線照射によってコラーゲンの主たる構成アミノ酸であるグリシンには変化がないものの、プロリンからはハイドロキシラジカルおよびカルボキシラジカルが複合して発生していることが分かった。その変化には時間依存性があり、特に新しい分子間架橋を形成する可能性が示唆されるカルボキシラジカルは反応の初期に発生して早期に完結することが分かった。一方、分子結合に対して破壊的に働くハイドロキシラジカルは長時間にわたって発生していた。

続いて炭素原子の変化に焦点を当てたNMRの結果、アミノ酸基軸CH2およびCH3基の反応のみならず、プロリンのカルボニル基が関わる部分も顕著に変化しており、その反応は水の影響を受けることも明らかになった。以上のESRおよびNMRの結果より、紫外線によりコラーゲンの主たる構成アミノ酸であるプロリンよりカルボキシラジカルが発生し、ラジカル反応によりカルボニル基が関わる部分に水分子を介した新たな架橋形成が起こる可能性が示された。そして、紫外線照射直後からラジカルが作用して構造の安定化に働く分子間結合は形成されることで、象牙質の安定に寄与するのではないかと考えられた。当初予定した,1)エックス線回折による象牙質タイプIコラーゲンの分子配列分析,2)顕微ラマン分光分析による象牙質タイプIコラーゲンの分子構造変化の分析,3)高速液体クロマトグラフィーによる象牙質タイプIコラーゲンの架橋構造変化の分析のすべてを、順調に遂行できた.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も引続き、エックス線回折,顕微赤外分光分析および顕微ラマン分光分析による象牙質タイプIコラーゲンの分子構造変化の分析をすすめ,紫外線による象牙質の強化メカニズムの詳細を明らかにする予定である。さらに,強化深度や疲労破壊挙動の詳細な分析も,遂行すべきであると考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。