hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形媒質としてのプラズマの総合的研究

本研究では、(1)渦やカオスなどの従来の無衝突プラズマ中の非線形現象、(2)新領域プラズマ、即ち、微粒子プラズマ、負イオンプラズマ、プロセスプラズマなどの新しいプラズマの物性、(3)電解質プラズマやイオントラップなどの強結合プラズマ、について三つのグループに分けて研究し、非線形媒質としてのプラズマの総合的研究を行った。得られた主な成果は以下の通りである。(1)複素ギンツブルグ・ランダウ方程式の性質を調べた結果、新しい渦と渦の相互作用を見出した。(2)長波長大振幅波によるUp Conversionを調べた所、ブネマン不安定性が起きることがわかった。(3)保存系カオスの理論を発展させた。(4)イオンシース中で、準周期ルートによるカオス現象を見出した。(5)微粒子の発生条件を明らかにした。(6)C_<60>をQマシンに添加する実験を行い、その閉じ込めに成功した。(7)プロセスプラズマの電位分布の測定に成功すると共に、二次電子放出係数を求めた。(8)高周波リングプラズマの発生条件を明らかにした。(9)レーザー核融合とレーリーテーラー不安定性の関係を調べ、二次元シミュレーションを行った。本研究では、(1)渦やカオスなどの従来の無衝突プラズマ中の非線形現象.(2)新領域プラズマ、即ち、微粒子プラズマ、負イオンプラズマ、プロセスブラズマなどの新しいプラズマの物性.(3)電解質プラズマやイオントラップなどの強結合ブラズマ、について3つのグル-プに分けて研究し、非線形媒質としてのプラズマの総合的研究を進めている。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。(1)長谷川一三間方程式のモ-ドン解に相当する正確な点渦解を得た。(2)渦と渦の相互作用の基礎方程式を導いた。(3)二種イオンプラズマ中で擬似波とイオン波の動起に成功した。(4)結合ホ-ルソリトンのダイナミックスを計算機シュミレ-ションにより明らかにした。(5)保存系カオスの理論を、LHD装置の磁場の構造に適用した。(6)イオンミ-ス中で観測されるカオス現象の解明を行うと共に、そのモデル化を行った。(7)微粒子の粒型の測定を行った。更に、微粒子の発生条件を明らかにした。又、C_<60>をQマシン装置に添加する実験計画をたてた。(8)プロセスプラズマの電位分布の測定に成功すると共に、二次電子放出係類を求めた。(9)高密度電解質プラズマによる遠赤外輻射の吸収を測定することにより、強結合多体相互作用が重要であることを見出した。(10)レ-ザ冷却及び電子冷却プラズマの実験計画の検討を行った。以上の結果をもとに、プラズマの非線形現象を明らかにし、新しいプラズマ物理領域を開拓して行きたい。本研究では、(1)渦やカオスなどの従来の無衝突プラズマ中の非線形現象(2)新領域プラズマ、即ち、徴粒子プラズマ、負イオンプラズマ、プロセスプラズマなどの新しいプラズマの物性、(3)電解質プロズマセイオントラップなどの強結合プラズマ、について三つのグループに分けて研究し、非線形媒質としてのプラズマの総合的研究を行った得られた主な成果は以下の通りである。(1)複素キンツブルグ・ランダゥ方程式の性質を調べた結果、新しい渦と渦の相互作用を見出した。(2)長波長大拡幅波によるUp Conversionを調べた所、ブネマン不安定性が起きることがわかった。(3)保有系カオスの理論を発展させた。(5)徴粒子の発生条件を明からにした。(6)CboをQマシンに添加する実験を行い、3の閉じ込めに成した。(7)プロセスプロズマの電経分布の測定に成功すると共に、二次電子放出係数を求めた。(9)レーザー核融合とレーリーテーラー不安定制の関係せ調べ、二次元シミュレーションを行った。
リンパ球とストローマ細胞の相互作用によるリンパ節細網ネットワーク構築機構

リンパ節ストローマ細胞株BLS12をTNF、LTbRアゴニスト抗体(LTbR-AAb)により刺激すると、TNFではCXCL13の産生はほとんど認められないが、LTbR-AAbでは顕著な産生がみられ、さらにTNFaとLTbR-AAbを同時に処理することによりCXCL13産生が増強された。したがって、BLS12細胞においてLTbRの架橋はCXCL13発現を誘導するためパに充分なシグナルを入力すると考えられる。TNF受容体(TNFR)架橋ではその活性がみられないが、LTbRのよる効果を増幅するシグナルを入力すると考えられる。TNFR架橋はRelA/p50複合体(C経路)のみを活性化し、LTbR架橋はCおよびRelB/p52複合体(NC経路)両経路を活性化することが知られており、C経路の活性化にはRelA/p50複合体の阻害タンパク質であるIkBがシグナル依存的にリン酸化され、それにより分解されることが必要である。一方で、NC経路の活性化にはIkB同様に阻害的な働きを担うp52の前駆体p100が、シグナル依存的にリン酸化/分解され活性型RelB/p52複合体となる過程を要する。BLS12細胞にC経路の活性化を遮断するIkB変異体を強制発現すると、LTbR-AAbやTNFとの共刺激によるCXCL13産生がほぼ完全に阻害された。また、非分解型p100変異体の強制発現においてもCXCL13産生が強く阻害された。すなわちCXCL13発現にはCおよびNC両経路が必要であると考えられる。BLS12細胞においてもTNFa刺激などに伴うC経路の活性化によりRelB、p100の発現亢進が認められるが、IkB変異体を強制発現により刺激依存的なRelB、p100発現亢進が全く誘導されないばかりか、定常状態における発現量も激減していた。したがって、C経路は少なくともRelB、p100発現を誘導することによりCXCL13発現に寄与していると考えられる。リンパ節は病原体に対する効果的な免疫反応を惹起するための中枢として働く二次リンパ器官であり、免疫細胞が整然と配置された区画が形成されることにより、時間的・空間的に秩序だった免疫反応制御が成されている。この特徴的な組織微細構造は免疫系細胞と間葉系ストローマ細胞との密接な相互作用により構築・維持されている。特に、TNFやLymphotoxin(LT)などを介してNF-κB系列の転写因子に至るシグナル伝達経路が極めて重要であることが知られているが、実際のストローマ細胞内における詳細は解明されていない。我々はマウスリンパ節由来ストローマ細胞株BLS12が、LTβRを介した刺激によりリンパ組織の発生や構造維持に必須である恒常性ケモカインCXCL13を産生することを見いだした。本研究はこの細胞をモデルとし、リンパ節ストローマの機能発現の分子基盤解明を目標としている。BLS12細胞は定常状態においてVCAM-1、ICAM-1、MAdCAM-1を発現し、典型的はリンパ組織原基ストローマ細胞あるいは濾泡樹状細胞(FDC)に似た表現型を示す。また、CXCL13産生はTNF刺激では誘導されないものの、アゴニスト抗LTβR抗体により誘導され、これらの同時処理により顕著に増強された。一方、刺激の除去により2日以内にほぼ消失することから、継続的なシグナルが必須であると考えられる。BLS12細胞においてNIKの過剰発現はLTβR刺激非依存的にCXCL13発現を誘導したが、IκBやp100の変異体はCXCL13発現を強く阻害した。以上の結果は、胎児期および成体リンパ組織のストローマ細胞に関してこれまでに知られている断片的な情報と良く一致することから、BLS12細胞がこれらのin vitroモデルとして極めて有用であり、生体内では解析が困難な現象やその分子基盤の詳細へのアプローチが可能であることを示している。BLS12細胞にC経路の活性化を遮断するIkB変異体を強制発現すると、LTbR-AAbやTNFとの共刺激によるCXCL13

産生がほぼ完全に阻害された。また、非分解型p100変異体の強制発現においてもCXCL13産生が強く阻害された。すなわちCXCL13発現にはCおよびNC両経路が必要であると考えられる。BLS12細胞においてもTNFa刺激などに伴うC経路の活性化によりRelB、p100の発現亢進が認められるが、IkB変異体を強制発現により刺激依存的なRelB、p100発現亢進が全く誘導されないばかりか、定常状態における発現量も激減していた。したがって、C経路は少なくともRelB、p100発現を誘導することによりCXCL13発現に寄与していると考えられる。
ヘルムホルツ方程式の解の評価と対応する非定常問題の解の平滑化評価に関する研究

前年度に引き続き、本研究課題の研究を推進した。今年度は本研究をやや進展させることができた。具体的には、摩擦項を伴う波動方程式の定常問題として得られる摂動されたHelmholtz方程式の解の評価-重み付き空間におけるリゾルベント評価-を考察した。既存の結果では、摩擦項の係数関数に区間遠方での減衰性だけでなくマキシマルノルムの小ささ事態も必要であったが、この小ささの仮定を除去する試みを考察し、空間次元は3以上、スペクトルパラメータの虚部に関する制限と、空間遠方での減衰度の仮定として-3/2乗よりも早い減衰とを仮定することにより、通常の重み付き空間におけるリゾルベント評価を、摩擦項の係数関数のマキシマルノルムの小ささを仮定することなく導くことに成功した。この結果は2018年10月に名古屋工業大学で行われた研究集会で報告済みである。これらの評価の導出においては、本研究代表者が以前導いた不等式を有効利用することが鍵となった。この不等式を使わずに評価すると、評価の段階で現れる各項の係数関数が全て非負であることが必要となり、そこで小ささが必要となる。ところが今回の評価法によれば、ある項の係数関数が負であっても他の項との和を考えることで非負性が担保されれば十分であるという点が本質的である。今後の課題に関し、減衰度の仮定として-3/2乗という条件は自然なものとは思えないので、今後はこの部分の改良可能性を考察していく。更に小ささの仮定なしでの一様リゾルベント評価の導出や、空間次元が2の場合の考察もしたい。これらの研究を通して、対応する作用素のスペクトル構造が明らかになれば元々の非定常問題の解の挙動に関する結果に関して新たな知見を得ることができるものと信ずる。以前導出した不等式を無駄なく有効に利用する方法に気づき、摩擦項の係数関数の小ささの仮定なしに定常問題の重み付きリゾルベント評価を導くことに成功した。まずは減衰度の改良、スペクトルパラメータの虚部に関する制限の除去を目指したい。また、2次元区間におけるリゾルベント評価、さらに進んで、一様リゾルベント評価まで確立できれば、極限吸収原理や散乱理論の既存の結果の改良にもつながるので、これらの問題を考えたい。摩擦項の係数関数が空間変数のみに依存する滑らかな関数とする場合の摩擦項を伴う波動方程式の定常問題に対する解の評価、特に通常のリゾルベント評価式及びスペクトルパラメータに依存しない一様リゾルベント評価式の導出に関するこれまでの結果を見直し、摩擦項の係数関数の小ささの仮定を除去する研究を行った。その過程において、これまでに導かれていない不等式を導出し、これを用いることで小ささの仮定が取り除けることまでは判明したが、その際、空間次元は3以上で、尚且つ、領域の最小半径(原点から領域の境界までの距離の最小値)がある値以上でなければならない、というやや不満足な結果しか得られていない。今後はこの評価を見直し、この条件が真に必要なものなのか、特に空間2次元の場合にこのような結果が得られないかに関して研究を進めていく。またこれと関連して、定常問題のリゾルベント評価の改良が進めば、対応する時間発展方程式の解の評価(平滑化評価やStrichartz評価)等に関する既存の結果も改良されることが期待され、こういった問題も見据えて研究を続けていく。更に、関連する問題として、シュレーディンガー方程式の定常問題に関し、ポテンシャルが実数値関数ではなく複素数値関数とした場合のリゾルベント評価、スペクトル構造の研究についても取り組む予定である。更に進んで、上記摩擦項を伴う波動方程式や複素ポテンシャルを伴うシュレーディンガー方程式等を具体例として含む非自己共役作用素のスペクトル解析にも取り組みたい。参考となる関連研究結果が全く無く、一人で全ての道具を開発する必要があることが大きな理由である。ここで、道具というのは具体的には解の評価に必要な適切な不等式のことを指す。これまでの研究で一つ新たな不等式を導出することに成功し、これを用いることで摩擦項の係数関数の小ささを除去するための可能性は得られているが、その際必要となる条件はやはり不自然といわねばならず、これを是非とも除去したい。そのための新たな道具を開発する必要があると考えている。前年度に引き続き、シュレーディンガー方程式や波動方程式の定常問題であるヘルムホルツ方程式の解の評価(リゾルベント評価)について研究した。本年度は特に磁場の効果を考慮した場合の解の評価式の改良について研究した。これに関する先行研究に関して特に特別な磁場の場合には3次元以上の全空間におけるのと同様のHardyの不等式が成り立つことが判っているが、この設定での極限吸収原理など散乱理論における基本的な結果に関しては未解決である。この問題を考察しているが、まだ解決途上の段階である。この問題に関して、最新の研究成果に関する情報収集も兼ねて、研究集会に出席し、また、関連研究者たちと研究打ち合わせという形で意見交換を行った。本年度も引き続きこの問題に取り組む。更に、同様の手法により摩擦項を伴う波動方程式の定常問題に対するリゾルベント評価の見直しも行い、昨年度出版された我々の結果の改良を目指していく。こちらの問題に関しては、特に極限振幅の原理に関し、昨年度出版した論文で過去の結果の部分的な改良がなされている。極限振幅の原理の証明の最終ステップでは、時間が正の無限大の極限をとるという議論のみが必要となる。これはスペクトルパラメータの観点でいえば、虚部が非負の場合の評価のみでよいということになる。

この点に注意すれば我々の結果はさらに改良の余地があることが判っている。我々が取り組んでいる問題に直接関係していて参照可能な研究結果は皆無の状況である。従ってすべての議論を一から組み立てていかなければならない。不等式評価に関しては我々が新たに得た道具も用いて、評価の精密化・改良を行う必要があるが、現状証明までには至っていない。前年度に引き続き、本研究課題の研究を推進した。今年度は本研究をやや進展させることができた。具体的には、摩擦項を伴う波動方程式の定常問題として得られる摂動されたHelmholtz方程式の解の評価-重み付き空間におけるリゾルベント評価-を考察した。既存の結果では、摩擦項の係数関数に区間遠方での減衰性だけでなくマキシマルノルムの小ささ事態も必要であったが、この小ささの仮定を除去する試みを考察し、空間次元は3以上、スペクトルパラメータの虚部に関する制限と、空間遠方での減衰度の仮定として-3/2乗よりも早い減衰とを仮定することにより、通常の重み付き空間におけるリゾルベント評価を、摩擦項の係数関数のマキシマルノルムの小ささを仮定することなく導くことに成功した。この結果は2018年10月に名古屋工業大学で行われた研究集会で報告済みである。これらの評価の導出においては、本研究代表者が以前導いた不等式を有効利用することが鍵となった。この不等式を使わずに評価すると、評価の段階で現れる各項の係数関数が全て非負であることが必要となり、そこで小ささが必要となる。ところが今回の評価法によれば、ある項の係数関数が負であっても他の項との和を考えることで非負性が担保されれば十分であるという点が本質的である。今後の課題に関し、減衰度の仮定として-3/2乗という条件は自然なものとは思えないので、今後はこの部分の改良可能性を考察していく。更に小ささの仮定なしでの一様リゾルベント評価の導出や、空間次元が2の場合の考察もしたい。これらの研究を通して、対応する作用素のスペクトル構造が明らかになれば元々の非定常問題の解の挙動に関する結果に関して新たな知見を得ることができるものと信ずる。以前導出した不等式を無駄なく有効に利用する方法に気づき、摩擦項の係数関数の小ささの仮定なしに定常問題の重み付きリゾルベント評価を導くことに成功した。既存の研究で導かれている評価式というのは、重み付きエネルギーの導出の際に適当な関数を方程式の両辺に乗じて実部をとる事によって得られるのだが、虚部をとることで何か有用な不等式が得られないかを考察する。過去にこの試みで結果が得られてるものとして唯一、斉藤義美氏による結果がある(複素ポテンシャルを伴うシュレーディンガー方程式の極限吸収原理に関する結果)。我々の問題ではポテンシャルがスペクトルパラメータに依存するため、この特殊性を考慮した工夫が必要となることが予想される。他にもある種の2次形式の正値性から導かれる不等式を導出することを試み、摩擦項の係数関数の小ささの除去、スペクトル構造の解明といった問題に取り組みたい。関連研究者たちと更なる議論を行い、これまでに得られている証明法をもう一度見直し、さらに新たな不等式の開発により、我々が取り組んでいる問題を粘り強く考えていく。
浮体と長大弾性管の総合制御システムの開発研究

本研究では海洋で用いる浮体-弾性管の制御設計法を開発した。制御の目的の一つは弾性管全体の運動を小さくし、弾性管の損傷を防ぐことである。一般的には浮体の運動を小さくすることが弾性管の運動を小さくすることにつながるが、弾性管の運動の周波数特性を詳細に解析することによって、選択的な運動制御が必要である可能性も残されている。もう一つの制御目的は弾性管先端を所定の位置に制御することである。これまで熟練したオペレーターによるまさに職人的な技能によって行われていたリエントリー作業を自動制御によって、可能にする方法を探ってきた。例えば、カメラ1台によって弾性管下端と海底掘削装置の距離を自動計測する方法等を開発した。さらに本研究では独立の研究課題であった弾性管の上端の運動と同一面内振動、垂直面内のVIV(Vortex Induced Vibration)を統一的に解析できるプログラムを開発し、世界的に高い評価を得た。開発した解析法は当然きわめて多くの項から成るが、これに基づいて制御法を開発する場合には状態方程式の次数を極力低くする必要がある。位置制御に本質的な項目は何であるか良く見極めて思い切った単純化を行うことが実用化のために重要である。大胆な単純化を行う事によって、リアルタイムの制御システムを完成させた。以上述べたように、本研究では数千メートル級の海域で稼動する浮体と長大弾性管の運動特性を総合的な見地から解析し、最適な制御システムを開発することを目的として研究し、大きな成果を得た。本年度は定常流中の揚力の数値モデルを発展して非定常流中のVortex Induced Vibration(VIV)を表現できる数値モデルを開発した。さらに弾性管の3次元運動方程式をハミルトンの原理に基づいて求め、モード法で解く方法を開発した。これらを用いて上端不規則運動を行う長大弾性管に関する3次元的挙動の数値解析法を開発した。また、実験水槽において行った模型実験結果を詳細に解析し、非定常流中のVIVの実現象についての考察を行った。そして、実験結果との比較により数値計算結果の妥当性を検証・考察した。実験はパラレルメカニックスの考えを応用した強制動揺装置によって弾性管模型の上端を、静水中において水平方向(X方向)に強制不規則運動させた。これによって海洋において、不規則波浪中で前後揺する浮体に取り付けられた弾性管が動揺させられる状況を模擬した。波浪データとして、有義波高と平均周期によって定義されるI.S.S.C.型波スペクトラムを用いた。実験は有義波高と平均周期を変えて行った。深さ方向をZ方向とし、X方向に生じる模型の不規則運動、また流出渦により生じるX方向運動に対して垂直方向(Y方向)の模型の運動を3次元的に計測する為、それぞれ5台のCCDカメラによりX-Z方向、Y-Z方向の模型の挙動を計測し、画像解析ソフトを用いて弾性管の運動解析を行った。最後に本数値計算結果と模型実験結果との比較を行い、開発した弾性管運動の解析法が十分な精度を有していることを確認した。問題点としては現在の理論で説明ができない長周期動揺が存在すること。運動速度が大きい場合に複数の異なる周期の渦を流出し、その結果生じる渦の位相を決定論的に決める方法がないことなどである。本年度の研究では長大弾性管に働く揚力の数学モデルを開発する際に、最も困難である揚力の位相の決定法を開発した。また適切な課程をおいて運動方程式を準線形化し、主方向及びそれに垂直方向の運動方程式をモード法を用いて独立に解いた。さらに実験水槽において不規則強制動揺実験を一様流がある場合とない場合の実験を行った。模型実験によって得られた実験結果と数値計算結果を比較し、主方向運動加速度が極端に大きい場合及び主方向運動加速度が非常に小さく渦励振が顕著に現れない場合を除き、渦励振による振動振幅及び振動周波数帯に関して妥当な予測結果をもたらすことを確認した。

さらに渦励振の再現性実験を行い、位相の変化は時折見られるものの、概ね安定して再現性があることを確認した。特に周波数領域ではほぼ完璧な再現性があることを示した。また長大弾性管の下端制御システムの開発をゲインスケジューリング制御の1つである線形パラメータ変動(LPV)法に基づいて行った。この方法は長大弾性管に働く流体抗力が速度変動によって大きく変化しても有効と考えられるので採用した。制御システムへの要求は次の通りである。1)迅速に目標点に到達し振動発生を防止する。2)過大な制御入力を要求しない。3)上部傾斜角を3度以下に押さえる。以上の境界条件を附加して制御システムの設計を行い、得られたシステムによって、数値シミュレーションと水槽実験を行い、開発した制御システムの有効性を確認した。本年度は制御システムの信頼性向上のため長大弾性管の上端に同じ運動が発生した場合、同じ振幅・周期での渦励振が発生するのかといった渦励振の再現性を議論する為、長大弾性管模型の上端に与える各強制動揺条件でそれぞれ4回づつ模型の3次元的挙動の計測を行った。また、開発した長大弾性管の3次元挙動推定法との比較、考察を行った。その結果、大きな運動をする場合以外は再現性は極めていいことが確認された。以上でライザー管の動力学的研究を一応終結させることとした。次に制御システムの高精度化を目的として、リエントリー作業を想定してのシステム設計を行った。すなわち、台風などの環境からの外乱要因を多く持つ海上での作業は、緊急退避などの必要に迫られるために、ライザー管を海底掘削プラットフォームから切り離し、回避後は早急に再接続するというリエントリー問題に対しての高精度制御技術が求められている。管に働く流体抗力が管上端部の速度変動により大きく変化することに着目し、ゲインスケジューリング制御の一つであるLPV制御を適用した。そして、他の制御方式と比較して、その方法が有効であることを数値シミュレーションにより明らかにした。最後に、開発した制御システムの実海域での応用を考えた場合、ライザー管下端の位置情報を正確に得る必要があると考え、一台のカメラによって、ライザー管下端と海底掘削プラットフォームの相対距離を精度良く計測する方法を開発し、実験でその精度を検証した。その結果ライザー管下端の運動速度が過大な場合を除いて、十分な精度を得られることを実証した。
金属/絶縁体/金属積層膜中のパルス電界蒸発による金属量子細線・成長制御の研究

金属/絶縁体/金属積層膜において絶縁体の膜厚が数nm数十nmの超薄膜の場合、上下金属膜間に数Vの電圧を印加すると金属の絶縁体膜中への電界蒸発が起こる。この現象を電気抵抗変化によって確認し、その実態を断面電顕観察を行った。si(100)を基板とし、rfスパッタ装置において異なる大きなマスクを用いてCo、Mg0(740nm)、そして上部金属(直径3mm)としてCo、M、Auをそれぞれ成膜した。配線接続にはInGa液体合金を用いた。初期抵抗測定は±0.1Vの電圧印加にて行なった。Auの場合は始めから導通状態(0.5OMEGA)であり、Co、Wの場合は数十kOMEGA数百OMEGAの範囲に分布した。これらの積層膜にパルス状、ランプ状の電圧を印加すると1V程度のしきい値以上で電気抵抗は0.5OMEGA程度まで不可逆に低下した。この初期抵抗のばらつきの原因を調べるためにX線回析によりMgO層部分だけからの回析強度を分離したところ電圧印加前に既に下層CoがMgO膜中に存在することが分かった。これは断面高分解能電顕観察によっても裏付けられた。また電圧印加後の断面高分解能電顕観察では上層WがMgO膜中に存在することが確認され、明視野像中には上下金属間をつなぐ黒いコントラスト(量子細線)も確認された。本研究により金属/絶縁体/金属積層膜においては成膜時に既に金属元素がMgO膜中に混入(拡散)し、その程度は元素に依存すること、また電界印加によって上部金属はさらにMgO膜中に侵入し量子細線の形態をとることが明らかとなった。
ボツリヌス毒素の作用機構の解明

24穴のプラスチックディッシュに培養したICRマウスの小脳初代培養細胞および培養神経細胞NG-108を用いて、5種類のアゴニストの刺激によるATPの放出を、さらに、その放出に及ぼすボツリヌス毒素の阻害作用を検討した。ATPはルシフェリン-ルシフェラーゼ系を用いて測定した。初代培養細胞ではいずれのアゴニストも同程度の効果を示したが、NG-108細胞では、1mMのブラジキニンの刺激が最も効果が良かった(他の約5倍)。このブラジキニンの放出作用は、ブラジキニンによる刺激よりも1時間前に、0.5pg/ml以上の精製C型ボツリヌス毒素を作用させるとほぼ完全に阻害されたが、他のアゴニストの刺激効果に対してはそれほどの阻害効果を示さなかった。さらにこのブラジキニンによるATP放出系を用いて、毒素のATP放出阻害作用に及ぼす6種類の代謝阻害剤の影響を調べたところ、オリゴマイシンでは毒素の阻害作用は減弱されなかったが、V型ATPase阻害剤であるバフィロマイシンでは、ほぼ完全に毒素の阻害作用が消失した。以上のことから、このアゴニスト刺激に応答した培養細胞からのATP放出系は、従来からのアセチルコリンやモノアミンの測定に比較し、簡単にかつ感度よく測定できることが、またこの系におけるATPの放出を、ボツリヌス毒素が阻害することが判明した。毒素の作用がアゴニストの種類により異なること、さらにこの毒素の作用に対する代謝阻害剤の影響も、阻害剤の種類により異なることから、今後これらの理由を明らかにすると、ケミカルメディエーターの放出機構、およびその放出を阻害する毒素の作用機構も解明され得ると結論された。その他、ボツリヌス毒素およびその遺伝子を分子生物学的に解析し、数報の論文を発表した。また、毒素遺伝子断片を大腸菌内で発現させる系も確立し、現在その遺伝子産物の機能を解明している。
特異積分変換の項をもつ古典可積分方程式の代数的側面の開拓

本計画では、既知の非局所型可積分方程式を拡張し、背景にある数理構造を調べる。具体的には、量子群Ding-Iohara-Miki代数の表現の古典極限で得られるものを網羅し尽くし、これが既知の系を全て含んでいることを示すと同時に、残りは新しく発見したものとして提示する。また、局所型の可積分方程式におけるテータ関数解の理論を拡張することで、得られた非局所型方程式のテータ関数解を求める。これによって、log型の分岐を持ったリーマン面の中のあるクラスを切り出して特徴付けることができる。
未分化間葉系幹細胞から骨芽細胞への分化誘導機構

未分化間葉系幹細胞は骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞、筋芽細胞に分化する。骨芽細胞は、この分化課程でALP活性・石灰化能・各種基質(osteopontin, osteonectin, osteocalcin, collagenなど)合成能など種々の表現形質を獲得し、種々のホルモンやサイトカインで調節されている。なかでもCbfa1・BMP・IGF-1などは、間葉系幹細胞から骨芽細胞への分化過程に重要な役割を果たしていると考えられている。我々は、秋田大学医学部付属病院歯科口腔外科で施行した腸骨海綿骨移植を患者に十分なインフォームドコンセントをした上で術中に骨髄を採取し、1.073g/mlの密度の分画の細胞を分離・増殖させた。この細胞の骨芽細胞・軟骨芽細胞・脂肪細胞に分化誘導を確認し、多分化能を有する未分化間葉系細胞株を樹立した。この細胞株は、10世代を経ても骨芽細胞・軟骨芽細胞・脂肪細胞への分化能を有することを確認したが、継代をかさねることによりその分化能と増殖能は低下することが明らかになった。現在この未分化間葉系細胞を骨芽細胞に分化させる過程において、周期的進展力によるメカニカルストレスの影響を検索中である。骨髄には、多分化能を有する未分化な間葉系幹細胞(mesenchymal stem cell)が存在し、骨芽細胞・軟骨芽細胞・繊維芽細胞・脂肪細胞・筋肉芽細胞などの間葉系細胞に分化すると考えられている。この分化過程はmulti-stepで行われており、各stepに対して周囲の細胞や細胞外基質、またホルモンやサイトカインなどの液性因子が複雑に関与している。そのため、これらの分化課程の詳細は、解明されていない。現在、骨髄中の間葉性幹細胞を分離・増殖させ特定の条件下で、骨組織に分化・誘導をおこなっている。この分化課程でALP活性・石灰化能・各種基質(osteopontin, osteonectin, osteocalcin, collagenなど)合成能など種々の表現形質を獲得し、種々のホルモンやサイトカインで調節されている。なかでもCbfa1・BMP・IGF-1などは、間葉系斡細胞から骨芽細胞への分化過程に重要な役割を果たしていると考えられている。未分化な間葉系幹細胞から骨芽細胞の分化課程をALP活性・osteocalcin・BMP・IGF-1・Cbfa1など骨芽細胞のマーカーの発現を指標にして、間葉系幹細胞の選択的な分化・誘導を検討している。今後は、、機械的刺激がこの分化過程に影響を与え骨形成を促進していると考えられ、どの段階でどのように影響を与えているかを検討する予定である。培養細胞伸縮装置(FLEXERCELLSTRAINUNIT)を用いて、伸縮状態を毎分360回、伸び率020%、伸縮サイクル等を変化させながら同様の実験を行い、ALP活性・osteocalcin・BMP・ICF-1・Cbfa1など骨芽細胞のマーカーをRT-PCR法により遺伝子の発現様相を解析する予定。
非晶質チタニアの結晶化機構の解明と高光触媒活性アナターゼ粉末の合成

高い光触媒活性を持つアナターゼ粉末の合成を目的とし、非晶質チタニアを加熱することによりアナターゼへと結晶化させ、非晶質原料の作成方法や加熱条件が得られるアナターゼ粉末の性質に及ぼす影響について検討した。非晶質原料は、チタンのエトキシドを少量あるいは大量の水により加水分解して合成したものと、四塩化チタンを酸性あるいはアルカリ性条件下で加水分解して合成したものとを使用した。加熱は空気中、水蒸気中、水熱条件下の3種類について検討した。エトキシドを少量の水で加水分解して合成した原料は、空気中では約400°Cでアナターゼへと結晶化したが、水が存在する条件下では結晶化が促進され、100°Cでも結晶化が起こった。しかし得られたアナターゼ粉末には、非晶質部分も残存し高い光触媒活性は得られなかった。空気中あるいは水蒸気が存在する条件下で加熱すると、結晶核の生成が比較的少ない上にエピタキシャル成長により短時間で急激な成長が起こるため、生成したアナターゼの結晶は大きく、凝集していた。一方、水熱条件下では水の存在により結晶核の生成が促進されるために、微細なアナターゼ結晶が生成し、溶解析出機構によりしだいに成長した。結晶性の良い微細な単結晶から成るアナターゼ粉末は、250°C以上の水熱処理により得られ、低温で合成したものよりも高い光触媒活性を示した。エトキシドを大量の水で加水分解した原料では、エピタキシャル成長が起こらないために、水熱条件下でも小さい結晶子径のアナターゼ粉末が得られた。四塩化チタンをアルカリ性で加水分解した原料は、水熱条件下で処理しても得られるアナターゼ結晶の結晶子径はあまり増加しないが、酸性で加水分解した原料では、反応時間とともにアナターゼの結晶子径は増加した。このように、非晶質原料の種類や加熱処理条件を変化させることにより、結晶子径を制御したアナターゼ粉末を合成することができた。今後、アナターゼ結晶の結晶性と凝集の度合いが、光触媒活性に及ぼす影響について検討する予定である。
水銀代謝遺伝子を用いた水銀のバイオレメディエーション

筆者は水銀耐性菌Pseudomnas K-62の水銀代謝遺伝子を利用した水銀浄化法の開発を目指し、以下の成果を得た。本水銀代謝遺伝子とポリリン酸キナーゼ遺伝子を融合させたプラスミド、pMKB18(pUC119:merR-o/p-merT-merP-merB-ppk)を構築し、大腸菌に形質転換した。本系は菌体内に取り込まれた水銀化合物をポリリン酸のキレート体として回収することを期待している。本組換え菌について、各遺伝子の発現条件ならびに水銀浄化への利用性を検討した。本菌株のtotal celllysateをSDS-PAGEにより分離後、水銀輸送蛋白質MerTおよびポリリン酸キナーゼPPKに対するペプチド抗体を用いて、ウエスタンプロット法により各分子の検出を行った。その結果、低濃度の水銀存在条件下で、MerTおよびPPKの発現量が上昇することが明らかとなった。また、本組換え菌は、対照株に比べて有機・無機水銀に対する耐性がそれぞれ有意に上昇した。次に、本菌の水銀浄化活性を菌体内に取り込まれた水銀量または溶液中の残存水銀量を高感度還元気化水銀分析装置を用いて測定することにより評価したところ、菌体内水銀蓄積量が上昇するのに伴い、溶液中の水銀残存量が減少することが明らかになった。最後に、アルギン酸ナトリウム処理により本菌から作成した固定化細胞を用いた水銀化合物の浄化・回収の利用性について検討した。本組換え菌を固定化細胞(直径2.7mm)とした後、カラムに充填した際の水銀浄化活性の限界値は無機水銀6μM、フェニル水銀15μMであった。また、本固定化細胞は低栄養条件下においても高い水銀浄化活性を示したことから、本システムは、排水中の水銀浄化法として有用であることが示唆された。本研究は、微生物のもつ有用遺伝子を利用した環境浄化の実用化への足がかりになると期待される。筆者はこれまでに水銀耐性菌Pseudomonas K-62の水銀代謝遺伝子の構造と機能を解析してきたが、今回は、本水銀代謝遺伝子を利用した水銀浄化法の開発を目指した研究を行い、以下の成果を得た。本水銀代謝遺伝子とポリリン酸キナーゼ遺伝子を融合させたプラスミド、pMKB18(pUC119:merR-o/p-merT-merP-merB-ppk)を作成し、大腸菌に形質転換した菌株について、水銀化合物に対する応答を調べ、水銀浄化への利用性を検討した。その結果、pMKB18をもつ菌株においては、対照株に比べて有機水銀、無機水銀に対する耐性がそれぞれ有意に上昇した。また、pMKB18をもつ菌株における水銀蓄積量は、対照株のそれに比べて著しく上昇した。次に、pMKB18をもつ菌について実験室モデル中の水銀浄化活性を調べたところ、培地に残存する水銀量は時間とともに減少することが確認された。以上の結果から、一旦、菌体内に取り込まれた有機水銀がmerB遺伝子にコードされる有機水銀分解酵素により分解されて無機水銀となり、生じた無機水銀がポリリン酸とキレートする形で菌体内に回収されることで、結果的に培地中の水銀残存量が減少することが示された。今後、これらの融合遺伝子を実際の環境に適合する微生物あるいは藻類・植物などに導入し、それらを用いて環境中の水銀化合物の浄化活性を検討する予定である。
低周波電磁界による人体内誘導電流分布の数値計算法に関する研究

商用周波数の電磁界が人体内に誘導する電流密度の分布に関して境界要素法による数値計算を実行し、日常環境下での人体内誘導電流分布を定量的に解析した。「B. Techaumnat,曲面形状境界要素法による低周波磁界の人体誘導電流計算,電気学会論文誌A121巻9号,848-853(2001)」においては、心臓・脳・肺・肝臓・腸を考慮した人体モデルに商用周波磁界が印加された状況を考え(高電圧送電線近傍での暴露状況に対応)、高次曲面要素を用いた境界要素法によりモデル内誘導電流計算を行った。モデルの姿勢や臓器の導電率を変化させてパラメータ依存性を調査し、臓器内の最大電流密度が臓器の導電率におおむね単純に比例すると考えて良いことを明らかにした。「西尾,磁気ダイポールによる頭部の商用周波誘導電流,電気学会基礎・材料・共通部門大会,461(2001)」においては、頭蓋骨・背骨・脳を考慮した頭部人体モデルに商用周波非一様磁界が印加された状況を考え(家電製品(ドライア)使用時の暴露状況に対応)、境界要素法による人体モデル内誘導電流計算を行った。ドライアを模擬した磁気ダイポールの位置と方向を変化させてパラメータ依存性を調査し、頭部表皮から数cmの離隔距離が確保されている限りは、脳内部の最大誘導電流密度はICNIRP指針の10mAm^<-2>に対して23桁小さな値になることを示した。一方、境界要素法の性能向上を目指して高速多重極法(FMM)に基づく表面電荷法・境界要素法のコードを開発し、O(N^2)のメモリとO(N^3)の演算が必要な通常解法に対して、O(N)のメモリと演算量での計算を可能とした。加えて、FMM専用の密行列反復解法の前処理手法を新たに提案し、収束に要する主ループの反復回数を数回にまで激減させることに成功した。こうした計算技術の向上により、PCレベルでの取り扱い可能未知数を、従来の数千1万程度に対し数十万100万程度にまで増加させることが可能となった。商用周波数の電磁界が人体内に誘導する電流密度の分布に関して、静電誘導・電磁誘導の両者について、境界要素法による数値計算を実行した.計算の原理は、商用周波数の微弱電流場に関しては場をラプラス場として近似可能であることを利用するものである.電場の周期定常解を境界要素法によって計算した後に、導電率を考慮して誘導電流分布が計算される.本研究において、人体モデルは2次Serendipityアイソパラメトリック要素によって表現され、モデルは滑らかな曲面で表現されている。また、臓器については心臓・脳・肺・肝臓・腸が回転楕円体形状近似により考慮されている.人体のポーズについては直立姿勢を基本として、腕部の姿勢を変化させた計算も実行した。物性定数としては誘電率と導電率を考慮し、従来の各種報告に現れる値を含めて5種類程度のケースについて計算を行なった.印加電磁界としては、通常の高圧送電線下での暴露を想定した一様電界・一様磁界、家庭内での電気製品からの暴露を想定したダイポール磁界を計算対象とした.計算された誘導電界に関しては、特に臓器が比較的独立して配置されている場合には臓器内誘導電界は臓器の導電率に概ね比例して増大するが、配置形状が複雑になればこのような単純な規則は必ずしも成立せず、数値計算による本手法の価値が確認された。また静電誘導電流値に関してEPRIが提案している実験式を検証した結果、この実験式の精度は数10%程度であることが判明した。今回の計算条件は、常識的に考えられる範囲で最も厳しい商用周波数電磁界暴露条件であったが,誘導電流値は最大でもICNIRP(国際非電離放射線防護委員会)の提案する暴露制限値に対して3桁程度低いという結果となった.ただし、臓器の形状の突出部や微細構造に起因して局所的に大きな誘導電流が生じる可能性については、今回の計算では明確にできなかった。人体モデルのさらなる精密化によりこの点に関しても研究を継続する予定である.商用周波数の電磁界が人体内に誘導する電流密度の分布に関して境界要素法による数値計算を実行し、日常環境下での人体内誘導電流分布を定量的に解析した。

一方、境界要素法の性能向上を目指して高速多重極法(FMM)に基づく表面電荷法・境界要素法のコードを開発し、O(N^2)のメモリとO(N^3)の演算が必要な通常解法に対して、O(N)のメモリと演算量での計算を可能とした。加えて、FMM専用の密行列反復解法の前処理手法を新たに提案し、収束に要する主ループの反復回数を数回にまで激減させることに成功した。こうした計算技術の向上により、PCレベルでの取り扱い可能未知数を、従来の数千1万程度に対し数十万100万程度にまで増加させることが可能となった。
低分子G蛋白シグナル系を介した骨髄微小環境形成の分子機構の解析

Rap1シグナル系の骨髄微細環境形成とその制御における役割を明らかにする目的で、造血細胞内におけるSPA-1の細胞内会合分子の同定を行うとともに、Spa-1遺伝子破壊マウスを作製し、そのリンパ・造血系細胞の分化様式およびその機能について検討を行った。SPA-1をbaitとしたYeast two hybridスクリーニングを行ったところ、tight junction形成制御に関与し、Rap1とも結合するAF-6が単離され、その会合は293T細胞を用いた解析により確認された。両分子の会合に必要なドメインを調べたところ、SPA-1のPDZドメインとGAP活性ドメインが会合に必要であることが示された。さらに免疫沈降実験より細胞内においてSPA-1はAF-6を介しEph分子と会合することが明らかとなった。以上の結果から、SPA-1は細胞内においてEph-AF6と三量体を形成することにより、Ephレセプターによる細胞接着制御シグナル経路に関与している可能性が強く示唆された。現在、Ephレセプターからのシグナル経路におけるRap1およびSPA-1の関与について、さらに詳細な解析を進めている。一方、Spa-1遺伝子破壊マウスについては、個体発生ならびに生育については何ら異常が見られていない。このマウスのリンパ球の機能を調べたところ、生後3ヶ月までは何ら異常が見られなかったが、7ヶ月令のマウスのT細胞は、抗原刺激に対しほとんど反応しなかった。この抗原無反応性は、マウスの加齢と共に亢進する傾向にあった。抗原無反応性となったリンパ球を解析したところ、GTP桔合型Rap1が蓄積していることが明らかとなった。現在このマウスにおける血液系細胞の発生と分化について解析を行っている。
遠地津波の特性を考慮した津波予報の抜本的改良

大洋を伝播して沿岸部に来襲する遠地津波の予報精度向上を目指し,本研究グループは,(1)外洋から大陸棚に入射した遠地津波の多重反射と津波エネルギーの捕捉・減衰特性の解明,(2)リアルタイム観測情報を用いた津波波源域の推定,(3)津波伝播途上における波数分散効果の解明の3点について,研究を行った.(1)では,外洋から陸棚斜面に入射した津波の伝播・減衰特性を理論的に解析した.岸沖方向に有限な陸棚斜面を想定し,沖合からの任意の入射波形に対する斜面上の津波伝播を表す理論解を求め,さまざまな入射条件において得られた理論解を整理し,特に斜面上における津波の多重反射現象に着目し,津波の捕捉・増幅・減衰特性に関する知見を得た.(2)では,従来からの地震波解析から得られる震源過程の情報に加えて,観測される津波の波形から津波波源域の空間的な諸量をリアルタイムで推定する手法を開発した.地震波解析から即時的に得られる震源要素は,震央位置,震源深さ,マグニチュード,メカニズム解である.これらの情報に加え,津波の解析を行うためには断層面の空間的な広がりを知る必要があった.従来までは余震観測により断層面の空間スケールを決定していたが,これでは津波の量的な予報には間に合わない.断層の空間スケールが発生する津波の波形に反映されることに着目し,津波の観測波形から断層面の幅と長さをリアルタイムで推定することにより,最大でも20%以内の誤差で波源推定が可能であることを示した.(3)では,特に遠地津波の予測に重要な波数分散効果を,津波発生域から遡上までのすべての伝播過程において評価できる数値モデルを開発し,日本海中部地震津波の再現を試みた結果,従来では困難であったソリトン分裂による津波増幅を良好に再現できることが分かった.大洋を伝播して沿岸部に来襲する遠地津波の予報精度向上を目指し,本研究グループは,(1)外洋から大陸棚に入射した遠地津波の多重反射と津波エネルギーの捕捉・減衰特性の解明,(2)リアルタイム観測情報を用いた津波波源域の推定,(3)津波伝播途上における波数分散効果の解明の3点について,研究を行った.(1)では,外洋から陸棚斜面に入射した津波の伝播・減衰特性を理論的に解析した.岸沖方向に有限な陸棚斜面を想定し,沖合からの任意の入射波形に対する斜面上の津波伝播を表す理論解を求め,さまざまな入射条件において得られた理論解を整理し,特に斜面上における津波の多重反射現象に着目し,津波の捕捉・増幅・減衰特性に関する知見を得た.(2)では,従来からの地震波解析から得られる震源過程の情報に加えて,観測される津波の波形から津波波源域の空間的な諸量をリアルタイムで推定する手法を開発した.地震波解析から即時的に得られる震源要素は,震央位置,震源深さ,マグニチュード,メカニズム解である.これらの情報に加え,津波の解析を行うためには断層面の空間的な広がりを知る必要があった.従来までは余震観測により断層面の空間スケールを決定していたが,これでは津波の量的な予報には間に合わない.断層の空間スケールが発生する津波の波形に反映されることに着目し,津波の観測波形から断層面の幅と長さをリアルタイムで推定することにより,最大でも20%以内の誤差で波源推定が可能であることを示した.(3)では,特に遠地津波の予測に重要な波数分散効果を,津波発生域から遡上までのすべての伝播過程において評価できる数値モデルを開発し,日本海中部地震津波の再現を試みた結果,従来では困難であったソリトン分裂による津波増幅を良好に再現できることが分かった.従来からの地震波解析から得られる震源過程の情報に加えて,観測される津波の波形から津波波源域の空間的な諸量をリアルタイムで推定する手法を提案した.地震波解析から即時的に得られる震源要素は,震央位置,震源深さ,マグニチュード,メカニズム解である.これらの情報に加え,津波の解析を行うためには断層面の空間的な広がりを知る必要があった.従来までは余震観測により断層面の空間スケールを決定していたが,これでは津波の量的な予報には間に合わない.断層の空間スケールが発生する津波の波形に反映されることに着目し,津波の観測波形から断層面の幅と長さをリアルタイムで推定することにより,最大でも20%以内の誤差で波源推定が行われることを示した.平成15年度は,大陸棚斜面上におけるエッジ波の発生とその伝播特性を考慮した津波警報解除の決定基準を得る基礎情報として,エッジ波の予測に必要な計算条件を明らかにした.また,平成15年9月に発生した十勝沖地震津波の事例研究から,北海道南東部でマグニチュード8クラスの巨大地震が発生した場合の最大津波到達時間の地域分布を求めた.以下に得られた結論を列挙する.(1)北海道太平洋岸で発生するエッジ波の予測には,500m以下の空間格子間隔を選択すれば十分な精度が得られることが分かった.また,500mの空間格子間隔を用いて2003年十勝沖地震の再現計算を行った結果,エッジ波の予測に十分な精度をもつことが分かった.(2)十勝沖地震津波では,室蘭からえりも岬にかけての西岸と浦幌から花咲にかけての東岸で第1波よりも第2波以降の津波が高くなり,顕著なエッジ波が発生していたことが分かった.

(3)えりも岬から浦幌にかけての屈曲した海岸は,津波波源から至近距離にあるためにエッジ波は発生しなかったものの,この海岸に反射した津波のエネルギーが外洋へ放射されずに,エッジ波として大陸棚上で乱反射しながら東に向かい,浦幌から花咲にかけて津波振動の継続時問を長くする役割をもつことが分かった.また,広尾港から釧路にいたるエッジ波の走時曲線を求めた結果,エッジ波の沿岸方向のエネルギー伝播速度は約10m毎秒であることが分かった.(4)北海道南東部で発生する巨大地震による津波を想定し,エッジ波の最大波来襲の予測時間に関する基準を得た.特に,室蘭・浦河間と浦幌・花咲間の予報区では津波の最大波到達時間が地震発生後から3時間以上になる.これらの予報区では地震発生後6時間は津波警報の維持が必要であることが分かった.大陸棚に津波が入射した場合,その入射角によってエッジ波が励起され,大陸棚上での乱反射を繰り返すことにより振動が長期化する傾向がある.津波予警報の精度向上は,第1波や最大波の到達時刻・波高の予測精度に加え,津波振動の減衰特性の予測精度も,予警報解除の意思決定の観点から重要である.16年度は,15年度に得られたエッジ波の予測精度の検討結果を応用し,南海トラフで発生する巨大地震による津波の減衰特性を評価した.津波波源に近い三重県太平洋岸のいくつかの地点を除き,津波の振動は少なくとも6時間以上継続することが分かった.次に,2004年スマトラ島沖で発生した巨大地震津波,およびインド洋スンダ海溝沿いのプレート沈み込み帯で発生しうるM9クラスの巨大地震による津波の数値解析を実施し,インド洋沿岸部の津波増幅特性を,海底地形との関連で評価した.スンダ海溝に沿って発生し得るM9クラスの巨大地震による津波のエネルギーの指向性は,波源域の位置により,ベンガル湾およびミャンマーに向くタイプI,タイ・スマトラ島・スリランカ・モルディブに向くタイプII(2004年型),スマトラ島・ジャワ島を直撃するタイプIII,オーストラリア西岸に向くタイプIVの4タイプに分類できることが分かった.シミュレーション結果の可視化により,タイプIではベンガル湾奥の大陸棚,タイプIIではタイ西部の大陸棚およびスリランカの島周辺,タイプIVではオーストラリア西岸の大陸棚が,津波のエネルギー捕捉と局地的な増幅に寄与することが分かった.
咬合面形態評価の定量化に関する研究

成人健常有歯顎者8名(男性5名、女性3名、平均年齢22歳±2.27)を被験者として、歯科用カンテン印象材を被検食品として咀嚼運動および咀嚼能率を測定した。顎運動測定には新たに開発した三軸コイルを用いたチェアサイド用6自由度顎運動測定器を用いた。解析にあたっては、研究用模型をレーザー3次元座標測定器(ローランド社製LPX-1200)にて計測。咬頭嵌合位での咬合接触に加え、咀嚼運動中の咬合接触を累積咬合面積として計測し、咀嚼能率や粉砕片数との相関(スピアマンの順位相関係数)を求めた。解析結果としては咬頭嵌合位での咬合接触面積と咀嚼能率との関係では、相関係数0.60.8と言った高い値を示す項目(上顎第2大臼歯内後方斜面面積)がある一方、ほとんど相関を認めない項目もあった。一方、咀噛運動時の累積咬合面積と咀嚼結果との比較では、10回咀嚼時の咬合面観距離250μm以下の累積面積と粉砕粒数の間に負の相関があり、咬合面観距離10001250μm区間の面積と粉砕粒数の問に全体としては正の相関を示す傾向が認められた。これとは対象的に20回咀嚼時には咬合面間距離250μm以下の面積で正の相関を示す咬合斜面があるが、咬合面観距離が遠くなるに従って、下顎第1大臼歯内前方斜面面積や下顎第2小臼歯内前方斜面面積のように高い負の相関を示すものが現れるようになった。これらの結果は,実際の咀嚼では、咬合接触のある部位のみではなく、その周囲で接触はしないが対顎歯に近接し食物の粉砕を補助する部分の面積も重要であることを示している。特に咀嚼回数が少なく咀嚼片がまだ大きい時期には咬合面間距離が広い部位でも食物の粉砕に重要な役割を果たしていることを示している。また歯列形態情報と顎運動情報をリンクさせ、実際の咀嚼時に咬合に関与する部位の面積を累積して解析することで、実機能時における咬合面評価を行い得ることが示された。まず、顎運動測定器に関しては以前に顎運動測定器の共同開発を行っていた(株)松風よりWindowsベースの新しい測定器であるMM-J2の提供を受け使用できることとなったため、現有のMM-JIのホストコンピュータ移行作業は中断している。ただし、顎運動解析のためのソフトウェアについてはVisual Basic(Microsoft社製)およびVisual Fortran(DEC社製)を用いWindowsベースでのソフト開発を進めている。また、研究室において本研究とは別に進められていた新測定器の開発が最終段階となっており、より簡便で高精度の測定システムが利用可能となりつつあるため、本研究での最終段階では新測定器で測定を行うことが可能となる予定である。次に歯列形状測定についても、松風より提供されたレーザー計測器を用いることで、短時間での歯列模型形状測定が可能となった。

また、顎運動計測パラメータについては、顎運動解析ソフトの開発と連動しており、限界運動解析に関してではあるが、各種の詳細な数値化が可能となっている。現在検討しているパラメータについては、可及的に測定機種や基準座標系に依存せず、将来的には異なる測定装置間でも測定結果の比較が可能であり、顎運動評価の基準となり得るように整備しているところである。この研究結果についてはその一部を第111回日本補綴歯科学会学術大会にて報告した。さらに、事前調査としての官能試験、咀嚼能率に関しては現在調査中であり、これらの概要が決定した後、学内の臨床試験管理センターの協力の元、倫理委員会への研究計画の提出、インフォームドコンセントの作成に進む予定である。顎運動測定器に関しては昨年度、(株)松風よりWindowsベースの新しい測定器であるMM-J2の提供を受け使用できる予定であったが、最終的に購入のための予算を確保できなくなったためJ2による顎運動測定は変更せざるを得なくなった。このため、当講座の大学院で開発中であった磁気空間を使用した新たな顎運動測定器の完成をまって、移行作業をすすめる予定である。この測定器については平成17年度第113回日本補綴歯科学会学術大会および平成17年度第34回日本顎口腔機能学会にて報告している。また一方で、顎運動解析のためのソフトウェアについてはVisual Basic(Microsoft社製)およびVisual Fortran(DEC社製)を用いWindowsベースでのソフト開発を進めており、その成果の一部は平成17年度第114回日本補綴歯科学会学術大会にて発表している。次に歯列形状測定についても、松風社製のレーザー計測器について、その基本性能を現在検証中であり、さらにその迅速な計測能力を有効利用し、歯列模型とシリコーンブラックによる咬合記録を合わせて、咬合接触面を自動抽出する方法について検討を行っている。さらに、咀嚼能力測定については、九州大学の○○講座の協力を得て、同講座が開発した咀嚼能力検査法を使用する許可を受け、これを利用予定でそのための篩の発注を行った。今後は学内の臨床試験管理センターの協力の元、倫理委員会への研究計画の提出、インフォームドコンセントの作成とともに、各種の予備実験を行う予定である。顎運動計測と模型作成については,同じ研究室の研究者が開発した磁気空間を使用した新たな顎運動測定器を使用し、すでに行われている研究とリンクさせて共同研究を行うこととなった。このため、顎運動と歯列模型については60数名分の資料が揃っている.次年度はその内の20名程度で,咀嚼能率計測と模型のデジタイズを行い,最終的な解析を行う予定であり,倫理委員会への申請を準備している.また,顎運動解析については,補綴歯科学会雑誌に現在投稿中である.一方,模型計測法開発を担当予定の分担者が留学することとなり,本研究期間内での模型計測器開発が難しくなった.このため市販の測定器の利用を計画.昨年夏には,京都の松風株式会社へ模型を送付し,松風社製オプトレースでの試験計測を依頼した.また,本大学が所有する,ミツトヨ社製3次元座標測定器にて模型を計測した.さらに,他講座の所有する,ローランド社製PICZA LPX-1200でも模型を計測し,検討を行った。ミットヨ社製3次元座標測定器は接触式センサーであり精度的には最も優れるが,接触式センサーのため模型を傷つけることと,片顎の模型を計測するためには,付きっきりで1週間かかるなどの問題がある.松風社製オプトレースは,簡便に計測が行えるが,現在所属研究機関では所有しておらず,松風本社に模型を送付し,計測を依頼することが必要である.このため,ローランド社製PICZA LPX-1200にて計測を行うこととした。咀嚼能率計測については、九州大学歯学部,築山助教授の発案したカンテン節分法を採用予定であり.築山助教授に連絡を取ると共に、資料の提供を受けた.成人健常有歯顎者8名(男性5名、女性3名、平均年齢22歳±2.27)を被験者として、歯科用カンテン印象材を被検食品とし咀嚼運動を測定した。