hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工心筋による心室壁再建の臨床応用に関する研究

広範な心筋梗塞に陥った心筋梗塞,あるいは右心低形成を伴った先天性心奇形に対する治療法として,ポンプ機能を備えたデバイスを使用して右室壁を置換する方法を開発している.動物実験を通じてデバイスのサイズ,デザイン,材質の選択を行ったが,その結果, 1回拍出量は12ml以上必要で,三尖弁機能を障害しないよう幅4cm程度の楕円形パッチが適当であることが判明した.また材質についてはカルディオサンコーティングを施したものが,カルディオマットより優れた抗血栓性を有していた.本デバイスをエネルギー源,駆動装置をも含めて完全植込み式とする方向性とする方向性について,現在開発が行なわれている完全植込み式左心補助心臓システムの現状をふまえて検討した.その結果, DCモーターに接続したインペラー型ポンプで,右心デバイスとコンプライアイスチャンバー間に駆動流体(ミネラルオイル)の往復運動を行なわせる形が適当と結論された.コンプライアンスチャンバーに関する基礎的研究が行なわれ,可動膜部分にベルアーを張り,周囲組織との親和性を亢めることによってコンプライアンスを長期間に亘り保てることが判明した.デバイスを臨床使用した場合に起り得る血液凝固系への影響を予測するため,同じ材質を使用している補助人工心臓の臨床使用症例における血液検査所見を検討した.その結果,駆動中,血小板は著減し,線溶系物質も減少しており,血液接触面における血小板粘着による消費と,それを溶解する線溶系の消費の結果と考えられた.本法は装着の際には体外循環の使用を余儀なくされることから,恒久的デバイス開発と平行して,より非侵襲的に装着の可能な,より短期間の駆動を目的としたデバイス,例えば心室内バルーンパンピングなどの手法の開発も必要と思われた.広範な心筋梗塞に陥った心筋梗塞,あるいは右心低形成を伴った先天性心奇形に対する治療法として,ポンプ機能を備えたデバイスを使用して右室壁を置換する方法を開発している.動物実験を通じてデバイスのサイズ,デザイン,材質の選択を行ったが,その結果, 1回拍出量は12ml以上必要で,三尖弁機能を障害しないよう幅4cm程度の楕円形パッチが適当であることが判明した.また材質についてはカルディオサンコーティングを施したものが,カルディオマットより優れた抗血栓性を有していた.本デバイスをエネルギー源,駆動装置をも含めて完全植込み式とする方向性とする方向性について,現在開発が行なわれている完全植込み式左心補助心臓システムの現状をふまえて検討した.その結果, DCモーターに接続したインペラー型ポンプで,右心デバイスとコンプライアイスチャンバー間に駆動流体(ミネラルオイル)の往復運動を行なわせる形が適当と結論された.コンプライアンスチャンバーに関する基礎的研究が行なわれ,可動膜部分にベルアーを張り,周囲組織との親和性を亢めることによってコンプライアンスを長期間に亘り保てることが判明した.デバイスを臨床使用した場合に起り得る血液凝固系への影響を予測するため,同じ材質を使用している補助人工心臓の臨床使用症例における血液検査所見を検討した.その結果,駆動中,血小板は著減し,線溶系物質も減少しており,血液接触面における血小板粘着による消費と,それを溶解する線溶系の消費の結果と考えられた.本法は装着の際には体外循環の使用を余儀なくされることから,恒久的デバイス開発と平行して,より非侵襲的に装着の可能な,より短期間の駆動を目的としたデバイス,例えば心室内バルーンパンピングなどの手法の開発も必要と思われた.昭和61年度ではヤギを用いた実験的研究ならびに剖検心を用いたpulsatilepatch(PP)のfitting studyが行われた。PPは外壁、内壁ともポリウレタンのディッピング法により作成し、その血液接觸面はカルジオセンでコーティングした。(1)動物実験は拍動流ポンプ(人工心臓)またはローラーポンプを用いた右心バイパス法および気泡型人工肺を用いた完全体外循環法を用いて行った。動物実験の主目的は急性期における右心PP駆動,非駆動時の血行動態ならびに全身代謝への影響,および長期生存ヤギのPPの血液接觸面の組織学的検討に置いた。急性期においてはPPの駆動停止により、右房圧の上昇,右室・肺動脈圧の低下とともに大動脈流量の減小,大動脈圧の低下が認められたが、駆動の再開によって右房圧の低下,右心室,大動脈圧の上昇,大動脈流量の増加など血行動態の改善がみられPPの心補助効果が示された。急性実験ではPPの血液接觸面に肉眼的血栓附着は認められなかった。長期生存例は、術後の出血、呼吸不全などの合併症のため本年度では得られず、初期の目的である慢性期におけるPPの血液接觸面の組織学的検索,血液凝固因子の変化,全身主要臓器の機能,病理所見などの検討は行えなかった。(2)剖検心は最も持徴的な右心低形成を示すと考えられる三突弁閉鎖症のものを用いた。Fitting studyでPPによる右心室腔の拡大は可能と思われたものゝ、これら症例では右心室のみならず三突弁口の低形成を伴い充分な右心室機能を期待するためにはPPによる右室壁の拡大とともに代用弁による三突弁置換術の組み合せによる手術方法を必要とするであろうと思われた。
クモ毒ポリアミントキシンによるグルタミン酸作動性シナプス阻害機構の解析

クモ毒ポリアミントキシンはその特異な構造から受容体上で一定のコンホ-メイションをとることが予想され、かつこのコンホ-メイション維特には金属イオンの関与が考えられた。この様な考えに基づきクモ毒およびその誘導体につきNMRスペクトル測定を金属の存在下、非存在下で行った。結果は予期に反し、顕著な差は見いだされなかった。一方、クモ毒を用いるアフィニティ-クロマトグラフィ-によりウシ脳からクモ毒に特異的に結合する蛋白質の存在が確認され、この蛋白を抗原として作成したモルモット抗体はクモ毒同様に脳神経組織におけるグルタミン酸による神経興奮を阻害した。さらにラット胎児より調整した海馬培養細胞はグルタミン酸刺激に応答して細胞内カルシウムを上昇させるが、クモ毒の存在下ではグルタミン酸アゴニストのうちNMDAによるカルシウム上昇のみを阻害することがわかった。以上の実験結果をふまえ、再度ウシ脳よりクモ毒結合蛋白を単離してアミノ酸配列解析を行い、アミノ末端から13残基目まで確認することができた。この配列は筋肉中から単離されているカルレチクリンと同一であった。カルレチクリンは筋肉収縮時にカルシウム動員に関与する蛋白として知られている。クモ毒結合蛋白はアミノ酸組成、pIからカルレチクリンと同一ではなく、かつ近年明らかにされたグルタミン酸の直接の受容体蛋白でもない。したがって、クモ毒の作用部位はグルタミン酸受容体に直接カップルしているカルシウム調節蛋白の機能を阻害している可能性が極めて高いことがわかった。
在宅高齢者の閉じこもり防止に関する実践的研究

最初の研究では地域で暮らす独居高齢者の「閉じこもり」状況に着眼して、その生活の特徴を身体的、精神的及び社会的側面から明らかにすることを目的とした。協力の得られた70歳以上の独居高齢者163名を対象に、訪問聞き取り調査を実施した。閉じこもりを2つのタイプに分けて分析したところ、A分類「外出なし」は全体の8.6%、B分類「交流なし」は10.5%であった。A分類「外出なし」の高齢者は、80歳以上、視力障害がある、家事を時々しかしない、主観的健康観が悪い、過去1年間に転倒の経験がある、近い将来の計画がない、抑うつ傾向にあるという特徴がみられた。一方B分類「交流なし」の高齢者は、男性、集合住宅在住、家事を時々しかしない、主観的健康観が悪い、近い将来の計画がない、生きがいや楽しみがないという特徴が見られた。2つの閉じこもりに共通する要因やその違いが明らかになった。次に高齢者の「生活体力」と、外出や活動量を中心とした日常生活の関連を検討することを目的とし調査を行った。対象は老人クラブの会合参加者71名である。会合当日に、聞き取り調査と「生活体力」の測定、また生活習慣記録機で1日の活動量の測定を行った。その結果、日中家の中で過ごすことが多い者は、生活体力すべての得点で下回り、歩行能力で有意差がみられた(p<0.01)。また散歩など体を動かす機会を毎日作っている者は、そうでない者に比べ全ての得点で上回り、身辺作業能力に差があった(p<0.01)。平均消費量と平均活動量は、生活体力の各項目との間に正の相関がみられた。特に平均消費量と歩行能力、平均活動量と起居能力には有意な正の相関があった(p<0.05)。さらに閉じこもり防止を目的とした機能訓練事業の約1年間の効果を検討したところ、14名の対象者の外出頻度が増加する傾向がみられた。また生活体力は歩行能力、手腕作業能力の向上がみられ、平均最低歩数も1800歩ほど増加し、効果が確認できた。B型機能訓練事業の参加者を対象に、日常生活に関する聞き取り調査を実施した。調査内容は家事や運動、人との交流を中心とした日常生活状況と、家庭環境、心身の状態などである。また約2週間日常生活記録機(ライフコーダ:スズケン製)を装着してもらい、客観的な1日の活動パターン、歩数、運動カロリー消費量(2METs以上の強度がある動作を含む)や2週間のうち最も少ない歩数を示した1日の歩数(以下「最小歩数」という)などを把握した。協力の得られた対象者9名は全員女性で、平均年齢は73.6(最高79、最低70)歳であった。全員がADLは自立し、家事もほぼこなしていた。活動に注目して日常生活状況を分類すると3つに分けられた。「日中臥床型」2名は最低限の家事以外は日中臥床して過ごすことが多く、生活上必要な買い物は週に数回行うが、知人との交流や老人クラブへの参加はなく、散歩など体を動かすことも行っていなかった。また生き甲斐がなく、気分的に時々落ち込むという共通点があった。

運動カロリー消費量の平均値は68.5Kcalで、1日平均歩数は3650歩、「最小歩数」は689歩であった。家事が1日の生活の中心になっている「家事遂行型」5名は、精神的落ち込みもなく、買い物や近所付合いは毎日行い、知人との交流も週数回以上行っていた。運動カロリー消費量の平均値は107.2Kcalで、1日平均歩数は5744歩、「最小歩数」は2064歩であった。そして「積極的活動型」2名は、毎日1時間程度の散歩を日課にし、生き甲斐のある生活を送っていた。運動カロリー消費量の平均値は294.5Kcalで、1日平均歩数は12784歩、「最小歩数」は6446歩であった。3つのグループについて活動量を比較すると、1日平均歩数は「日中臥床型」に比べ「家事遂行型」で約1.5倍、「積極的活動型」で約3.5倍であった。また「最小歩数」は日中臥床型で1000歩を割り、「積極的活動型」の約1/10にとどまっていた。さらに「最小歩数」が「日中臥床型」は1日平均歩数の約1/5で、「家事遂行型」の約1/3、「積極的活動型」の約1/2に比べ、極端に少なくなっていた。以上のように、高齢者の日常生活状況によって1日の活動量にかなりの差があることや、「日中臥床型」では体調不良などをきっかけにして活動量がさらに少なくなる危険性が明らかになった。平成12年1011月に山梨県I町の2地区で開かれた老人クラブの会合参加者を対象とし、会合当日に、日常生活状況等に関する聞き取り調査と、起居能力、歩行能力、手腕作業能力、身辺作業能力の4項目からなる「生活体力」(財団法人明治生命厚生事業団体力医学研究所が開発)の測定を実施した。また同意を得た参加者には、約1週間生活習慣記録機(スズケン製)を装着してもらい、1日の歩数を含む客観的な活動量を調査した。なお、体力測定の各項目の評価には性別や年齢を考慮した基準(最高5点、最低1点の5段階)を用いた。活動量の指標のひとつである平均歩数の分析には、対象者の年齢を3区分(6574歳、7579歳、80歳以上)し、それぞれの平均値から年齢を考慮した平均歩数を算出し、それらを基準値として評価した。調査に協力が得られた対象者は35名(男性10名、女性25名)であった。平均年齢(±標準偏差)は、79.2(±5.63)歳で、男性79.5(±4.96)歳、女性79.0(±5.88)歳であった。身体の自覚症状と生活体力の関係では、転倒やつまずきがあると答えた者は、そうでない者に比べ、生活体力の全ての項目で得点が低かったが有意な差はなかった。身体の痛みの有無では、痛みのない者が、歩行能力で有意に高く(P<0.01)、その他の項目でも痛みのある者より得点が上回っていた。全般的な体調については、全ての項目で「大変調子がよい者」の平均点が上回り、起居能力、歩行能力で有意差がみられた(いずれもP<0.Ol)。次に日常生活行動と生活体力の関連を見ると、家の中で過ごすことが多い者はそうでない者に比べ、歩行能力、身辺作業能力で得点が低い傾向がみられた。また、毎日散歩など体を動かす機会を作っている者は、そうでない者に比べ全ての得点で上回り、身辺作業能力に差があった(P<0.05)。その他、自宅周辺が外出環境として不安有りと答えた者は、全ての項目で得点が低い傾向が見られた。家族構成では、独居もしくは夫婦2人暮らしの者が、3世代同居の者に比べ、全ての項目で得点が高く、歩行能力、身辺作業能力で有意な差がみられた(いずれもP<0.01)。約1週間連続して生活習慣記録機(スズケン製)を装着してもらい、そのデータから対象者人一人の1日当たり平均歩数を算出し、その値と生活体力との関連を検討した結果、平均歩数が年齢階級ごとの基準値より多い者は、少ない者に比べ、起居能力、歩行能力で得点が高い傾向にあった。
心拍数変動をトリガーとする電気刺激を用いた能動的睡眠時ブラキシズム抑制効果

顎口腔領域に悪影響を及ぼす睡眠時ブラキシズム(SB)は、SBイベント発生前に心拍数が上昇することが知られており、またイベント直前に刺激を与えるとSBは抑制可能であるとされている。そこで今回は、心拍数上昇をトリガーとして電気刺激を与える装置を開発し、SBを能動的に抑制できるか否かを検討した。結果、電気刺激を付与することによりSB発生頻度は約55%減少し、持続時間は約40%短縮した。これより、心拍数の上昇をトリガーとしてSB発生前に電気刺激を付与することで、SB発生を能動的に抑制できることが示唆された.顎口腔領域に悪影響を及ぼす睡眠時ブラキシズム(SB)は、SBイベント発生前に心拍数が上昇することが知られており、またイベント直前に刺激を与えるとSBは抑制可能であるとされている。これより、心拍数の上昇をトリガーとしてSB発生前に電気刺激を付与することで、SB発生を能動的に抑制できることが示唆された.平成2022年度基盤研究(C)で製作したブラキシズム発現直前の心拍数増加をトリガーとする睡眠時ブラキシズムの能動的抑制システムの実験的プロトタイプを改良し、トリガー閾値の設定法や電気刺激強度,頻度等の最適化をはかり,実用化に向けてシステムの使いやすさを向上させるための実用的プロトタイプを制作しました。また睡眠中の長時間にわたる膨大な筋電および心電データの蓄積と分析を可能とする大容量の記憶装置と高速CPUを備えた分析用コンピュータを購入しました。さらに心拍数の上昇をトリガーとして電気刺激発生へ入力するアルゴリズム開発用ソフトウェアの開発をすすめており,ブラキシズム測定システムの構築を進めています。研究参加者は睡眠時ブラキシズムの訴えのある講座所属者およびその家族、学部学生から研究に協力が得られるものを募っていますが、実用的プロトタイプの最適な実験環境を模索している段階であり、まだ新しいシステムの完成には至っていません。以前の研究では睡眠時ブラキシズム(sleep bruxism,以下SB)の発生を事前に予測し,SB発生を能動的に抑制できることを示したが,SB発生の予測に用いた心拍亢進の検出に心電計が必要でありSBの抑制刺激に電気刺激を用いたため,心電計と電気刺激の電極貼付による被験者への身体的,精神的負担や電極脱離による動作不良がみられた。そこで、今回は心拍計測の簡便化と抑制刺激の変更を行い,被験者のより少ない負担でSBを能動的に抑制できる新たな装置開発を行った。心拍計測には手指に装着する指輪型の光センサを用い、抑制刺激には振動を用いた。計測装置は腕時計型とし,睡眠時の支障とならないようにした。脈拍が睡眠中の安静時の110%を超えたことをトリガーとして,腕時計型の計測装置自体を振動させSB抑制を試みた。また、データを保存するために、計測した脈拍データを無線で送出しPCで記録するとともに,PCから音等の別の刺激を与えることもできるようにした.この装置で被験者の負担や装置の装着しやすさは大きく改善した。この装置開発では,体動等による様々なノイズを除外した心拍計測と刺激発生装置の小型化が重要であった。心拍亢進の基準となる安静時の脈拍数の決定も、睡眠ステージで脈拍は変化するため、ある程度任意に基準脈拍数を設定できるようにした。今後、心拍亢進検出の精度向上と抑制刺激の最適化を目指して装置の改良を継続したい。ブラキシズム測定システムのアルゴリズム構築、最適なトリガーおよび電気刺激の設定が非常に困難であり、実験環境の整備が遅れているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。現在のシステムではあらかじめ計測した安静睡眠時のデータをもとにトリガー閾値を設定していますが、睡眠段階や睡眠サイクルで平均心拍数に差があると考えられます。これを解決するため、筋電心電テレメータ装置とトリガーソフトウェアの改良により、トリガー閾値を被験者ごとに設定した一定の値ではなく、睡眠中の心拍を常に監視しながらリアルタイムでトリガー閾値を決定するようにします。また、ブラキシズム確認のための測定システムも改良し、ビデオ撮影をせずにブラキシズムが診断できるよう認識アルゴリズムを開発します。また、前年度に引き続き、必要条件を満たすことを確認しながら装置の小型化を含む右の表のようなシステム全体の改良、たとえば刺激の閾値や強度を被験者の感覚(刺激が弱すぎて効き目が弱い、または強すぎて気になる)に合わせた被験者自身での調整や装置を起動してから睡眠に入るまでの時間差の設定ができるように図ります。
次世代ゲート絶縁膜における不純物とシリコンの相互拡散

微細化が進むシリコンICにおいて,製造プロセスの随所におけるシリコン原子そのものの挙動を物理的に解明する重要性が高まっている.例えば,ソース・ドレイン不純物層の過剰拡散,Si酸化膜の形成過程の解明において,これまでの実験では背景のシリコンは動かないと仮定し,不純物の挙動のみが重点的に解析された.しかし,ナノ空間ではシリコンの挙動をプローブし,不純物との相互作用を明らかにすることが,統一的描像をえるために不可欠である.本研究ではシリコンの2種類の安定同位体(^<28>Siと^<30>Si)の位置と濃度をナノオーダーで制御したシリコンウエハーを作製し,不純物拡散・熱酸化などの各種プロセスを経た後,不純物とシリコンの挙動を2次イオン質量分析法(SIMS)を用いて測定した.この拡散分布測定から不純物・シリコン相互作用を明らかにし,各種不純物の拡散機構やゲート絶縁膜の形成機構を物理的に解明しモデル化することに成功した.特にSi酸化膜を通してSi中にイオン注入されるボロン(B)不純物の酸化膜とシリコン中の拡散をSiO複合体の影響を考慮して解明することに注力した.先行研究では,酸化膜中のB拡散が様々な条件で変化することが報告されているが,我々はシリコン酸化膜とシリコン界面において生じるSiOの影響を考慮したB拡散機構を取り込んだ統一的なモデルを構築し,実験結果が常に再現できることを確認した.本研究で構築された物理的モデルは,ナノスケール時代のシリコンプロセスシミュレータの開発に不可欠になるであろう.微細化が進むシリコンICにおいて,製造プロセスの随所におけるシリコン原子そのものの挙動を物理的に解明する重要性が高まっている.例えば,ソース・ドレイン不純物層の過剰拡散,Si酸化膜の形成過程の解明において,これまでの実験では背景のシリコンは動かないと仮定し,不純物の挙動のみが重点的に解析された.しかし,ナノ空間ではシリコンの挙動をプローブし,不純物との相互作用を明らかにすることが,統一的描像をえるために不可欠である.本研究ではシリコンの2種類の安定同位体(^<28>Siと^<30>Si)の位置と濃度をナノオーダーで制御したシリコンウエハーを作製し,不純物拡散・熱酸化などの各種プロセスを経た後,不純物とシリコンの挙動を2次イオン質量分析法(SIMS)を用いて測定した.この拡散分布測定から不純物・シリコン相互作用を明らかにし,各種不純物の拡散機構やゲート絶縁膜の形成機構を物理的に解明しモデル化することに成功した.特にSi酸化膜を通してSi中にイオン注入されるボロン(B)不純物の酸化膜とシリコン中の拡散をSiO複合体の影響を考慮して解明することに注力した.先行研究では,酸化膜中のB拡散が様々な条件で変化することが報告されているが,我々はシリコン酸化膜とシリコン界面において生じるSiOの影響を考慮したB拡散機構を取り込んだ統一的なモデルを構築し,実験結果が常に再現できることを確認した.本研究で構築された物理的モデルは,ナノスケール時代のシリコンプロセスシミュレータの開発に不可欠になるであろう.酸化膜中のボロン拡散酸化膜中にイオン注入されたボロン不純物の拡散を測定した.前年度の研究から,チッ化保護膜がある試料を熱処理すると,^<28>SiO_2/^<30>Si界面から^<30>SiOと^<28>SiOが1:1の比率で発生し,^<28>SiO_2中に拡散する.このSiOがキックアウト拡散機構によりボロン不純物を酸化ネットワークからはじき出し,ボロン拡散が増速することを見出すことに成功した.これは,ネットワーク間の大きな隙間に移動したボロンは移動しやすくなり,拡散係数が上昇することにもよる.よって,チッ化保護膜で覆われて何も起こっていないと思われてきた状態においても,様々な化学反応に基づく拡散係数の変化が発生することがわかった.実際に^<28>SiO_2/^<30>Si界面に位置的に近いボロンほど拡散が増速した.また,同じ一定温度で熱処理をした場合でも,熱処理時間が長くなるほど界面から到達するSiOの数が増えるためボロンの拡散が増速された.すなわち一定の熱処理温度においても,熱処理時間によって「見かけ上の拡散係数」が変化する時間依存性をもつことになる.実験結果は,界面におけるSiOの発生頻度や酸化膜中の拡散係数に基づく拡散シミュレーションモデルをもちいて,完全に再現された.また,保護膜なしの構造では熱処理雰囲気中の酸素が^<28>SiO_2/^<30>Si界面に到達し,界面から発生するSiOの酸化膜方向の拡散を抑えた.よって,保護膜なしの状態ではボロンの拡散は酸化膜内では増速されない.酸化膜を通したボロンのイオン注入は実際のプロセスでの導入が検討されている極浅接合作製技術の一つであるが,本研究で明らかにされたシリコン点欠陥のボロン拡散に対する影響を実際のプロセスシミュレータで考慮することが不可欠になる.1:酸化膜中のリン拡散今年度は,リン不純物の拡散を測定し,その挙動の解析を行った.昨年までの我々の研究から,チッ化保護膜がある試料を熱処理すると,SiO_2/Si界面からSiOが発生しSiO_2中に拡散してシリコン自己拡散やボロン不純物拡散を増速させることが明らかにされた.そこで同じような現象がリン不純物に対しても観測されるかを実験により調べた.

その結果,リンの場合は表面と界面における偏析が拡散と同様に重要になることが明らかにされた.リンの拡散はSiOによって増速されているようではあるが,偏析による表面および界面への移動が支配的で,その実験結果を偏析係数をフィッティング変数として定量的に解析することを試みている.2:酸化膜中の酸素自己拡散次世代絶縁膜として期待されるhigh-k膜とSiの間には酸化膜または酸化チッ化膜が含まれる.この酸化膜・酸化チッ化膜のhigh-k膜に対する影響を明らかにするために,まずは極薄酸化膜における酸素の挙動を調べることにした.ここでは酸素の安定同位体^<18>Oを用いて,特にシリコン・酸化膜界面における化学反応の影響も含めて酸素の拡散を解析した.その結果,シリコン・酸化膜界面における余剰SiのSiO_2方向への放出を強く示唆する実験データが得られ,現在,定量的な解析を続けている.本年度は下記の3点を中心とした研究成果を得た.1:酸化膜中のボロン拡散ボロン不純物の酸化膜中の拡散に対するボロン濃度の効果を詳細に調べ,特にボロン濃度が高くなった場合に酸化膜中に生じる歪の拡散に対する影響を明らかにすることに成功した.実験結果を歪の効果を含めた拡散モデルで定量的に記述することに成功した.2:熱酸化による酸化膜形成機構の解明次世代絶縁膜として期待されるhigh-k膜とSiの間には酸化膜または酸化チッ化膜が含まれる.この酸化膜・酸化チッ化膜のhigh-k膜に対する影響を明らかにするために,極薄酸化膜における酸化過程を同位体をマーカーとしたRBSとSIMS測定によって明らかにした.ここでは,酸化中に酸化膨シリコン界面からシリコン原子が酸化膜中に放出することを実験により検知することに初めて成功した.3:シリコン中の自己拡散係数の精密測定と空孔拡散機構の発見酸化膜中のシリコン点欠陥の挙動を理解するためには,隣接するシリコン中の,点欠陥の挙動を的確に理解することが重要であることが,これまでの本研究から明らかにされた.そこで,今年度はシリコン中のシリコン自己拡散の解明を行い,特に実験において初めて得られた低温領域(900°C以下)において,自己拡散の活性化エネルギーが顕著に変化する現象を観測した.解析の結果,これまでの格子間シリコン原子による拡散とは異なり,空孔拡散による自己拡散であることが明らかにされた.
室町時代における公武関係の研究

平成23年度において、これまでと同様に研究を順調に進展させた。具体的には「足利将軍家と笙」(『日本歴史』766 2012)、「足利義嗣の元服」(『東京大学史料編纂所研究紀要』22 2012)を発表し、また近々に「北山殿行幸再考」(『年報中世史研究』37 2012)、「義詮期における足利将軍家の変質」(『鎌倉遺文研究』29 2012)が公刊されることとなっている。一年間に4本の論文発表は研究者として十分すぎる成果であり、また、鎌倉遺文研究会にて「義詮期における足利将軍家の変質」(2011年6月24日早稲田大学文学部第2会議室)、中世史研究会(名古屋)にて「足利義材の近江出陣と笙」(2012年2月28日国鉄会館7階「桜・梅」)と2本の口頭報告を行い、更には書評として「書評と紹介桃崎有一郎著『中世京都の空間構造と礼節体系』」(『日本歴史』757 2011)を公表した。「足利将軍家と笙」においては、一九九〇年代より盛んになっている雅楽史を政治史に絡めて考究するという研究動向を踏まえ、それらの諸研究における不備を指摘するとともに、室町時代における雅楽(笙)と将軍家の関係について、その全体像を明らかにした。「足利義嗣の元服」と「北由殿行幸再考」は、姉妹編とも言える内容である。ともに、足利義嗣という存在、すなわち足利義満の庶子について、改めて、その政治的位置づけを考え直した。さらに、「義詮期における足利将軍家の変質」は、本研究課題が「室町時代における公武関係の研究」と銘打っていることを鑑みたとき、最も成果として重視すべき内容となっている。上述の三本の論考は、どちらといえば、既存の「室町時代における公武関係の研究」に存在する誤りを是正し、不足分を補填するという要素が少なくなかったのに対し、本稿は、既存の枠組みを正面から全面的に書き換えることを意図した内容となっている。また、口頭報皆や書評についても、室町時代の公武関係を考究したものである。本年度は、二本の論文を公にし((1)「『内侍所御神楽部類記』にみる足利義満と室町前期の公家社会」<東京大学史料編纂所研究成果報告2008-1目録学の構築と古典学の再生-天皇家・公家文庫の実態復原と伝統的知識体系の解明-2007(平成十九)年度2008(平成二十)年度科学研究補助金学術創成研究費課題番号19GS0102』(研究代表者田島公)>、(2)「南北朝期における足利家の笙」<『史友』四二>)、さらには三本の論文草稿を作成して、投稿に備えるに至った((3)『足利尊氏・直義と公家社会』(4)『義詮期における足利将軍家の変質」(5)『北山殿行幸再考』)。また、歴史学研究会中世史部会の月例例会や、東京大学中世史研究会の月例例会にも定期的に参加し、学会の活性化に資してきた。(1)においては、東山御文庫所蔵の『内侍所御神楽部類記』を素材に、一四世紀後半の公家社会における朝儀のあり方を具体的に復元したもので、当該期の内侍所御神楽に対して、足利義満がどのような関わり方をしたかについて言及した。そこでは、義満の公家社会に対する積極的関与が、従来の研究で言われている永和・永徳年間よりは幾分遅れること、義満の擬天皇化は今谷明氏が述べる著名な「王権簒奪計画」とは異なる脈絡でしか理解できないことなどを明らかにした。また(2)については足利家と雅楽器の笙との関わりについて考究したものであるが、既存の研究史では不明であった、なぜ足利尊氏の笙が嫡子の義詮ではなく、次子の基氏に伝えられたかがという疑問点に、一定の解答が与えられたものと考える。22年度は二本の論文と一度の学会発表を行うとともに一般向けの著作にも記事を寄稿した。まず「「鹿苑院殿佳例」と二条持基」においては、摂関家(二条家)の当主である二条持基が、足利将軍家と接する中で、いかに「win-win」の関係を形成していたかについて具体的に考察したものである。従来、摂関家をはじめとする貴族社会は室町時代において、武家に浸食される客体としてしか描かれてこなかったが、本稿では、二条持基が足利家の先例である「鹿苑院殿佳例」を巧みに利用しつつ、自らの摂関の座を盤石なものとしていった様子を復元した。今回は摂関家当主である二条持基を例にとったが、本稿で示した公家社会と足利将軍家の「win-win」関係は、より広く確認できるものと思われ、今後、それらの様相は次第に明らかにされていくものと考える。また「室町殿行幸にみる足利義教の位置づけ」においては、永享年間に後花園天皇が行った室町殿行幸を素材として、その際における足利義教の行動について詳しく分析した。その結果、足利家と天皇家の「直結した上下関係」を導き出すことに成功した。

この成果により、「足利家は武家社会において唯一天皇家と直結しうる存在であった」との仮説が可能となり、室町期における「武家の長」が鎌倉期のそれと、いかなる相違があるかという中世史上の重要課題に一石を投じ得たものと考える。一般向けの「義満皇位簒奪計画-天皇が望んだ将軍による公武統一体制」、これまでの研究代表者が残してきた研究成果を総括するとともに、広く一般読者に学会の成果を伝達することになったと自負している。平成23年度において、これまでと同様に研究を順調に進展させた。具体的には「足利将軍家と笙」(『日本歴史』766 2012)、「足利義嗣の元服」(『東京大学史料編纂所研究紀要』22 2012)を発表し、また近々に「北山殿行幸再考」(『年報中世史研究』37 2012)、「義詮期における足利将軍家の変質」(『鎌倉遺文研究』29 2012)が公刊されることとなっている。一年間に4本の論文発表は研究者として十分すぎる成果であり、また、鎌倉遺文研究会にて「義詮期における足利将軍家の変質」(2011年6月24日早稲田大学文学部第2会議室)、中世史研究会(名古屋)にて「足利義材の近江出陣と笙」(2012年2月28日国鉄会館7階「桜・梅」)と2本の口頭報告を行い、更には書評として「書評と紹介桃崎有一郎著『中世京都の空間構造と礼節体系』」(『日本歴史』757 2011)を公表した。「足利将軍家と笙」においては、一九九〇年代より盛んになっている雅楽史を政治史に絡めて考究するという研究動向を踏まえ、それらの諸研究における不備を指摘するとともに、室町時代における雅楽(笙)と将軍家の関係について、その全体像を明らかにした。「足利義嗣の元服」と「北由殿行幸再考」は、姉妹編とも言える内容である。ともに、足利義嗣という存在、すなわち足利義満の庶子について、改めて、その政治的位置づけを考え直した。さらに、「義詮期における足利将軍家の変質」は、本研究課題が「室町時代における公武関係の研究」と銘打っていることを鑑みたとき、最も成果として重視すべき内容となっている。上述の三本の論考は、どちらといえば、既存の「室町時代における公武関係の研究」に存在する誤りを是正し、不足分を補填するという要素が少なくなかったのに対し、本稿は、既存の枠組みを正面から全面的に書き換えることを意図した内容となっている。また、口頭報皆や書評についても、室町時代の公武関係を考究したものである。
ヒトおよびチンパンジーにおける攻撃性と葛藤解決行動

チンパンジーとヒト幼児を対象として、葛藤をともなう社会交渉に関する調査をおこなった。野生チンパンジーを対象とした調査では、ストレスの生理学的指標である糞中コルチゾール濃度の測定、子が迷子になった際の母子間交渉の分析、攻撃的行動パターンの文化的側面についての検討をおこなった。また、飼育チンパンジーを対象として、離れた場所にいる仲間の闘争時の音声への反応を分析した。さらに、遊びにおける笑いについてヒトとの比較をおこない、ヒトの笑いの攻撃性について議論した。タンザニア・マハレ山塊国立公園にて野外調査をおこなう計画であったが、平成20年度には実施することができなかった(平成21年度に実施する)。平成20年度には、過年度にマハレにて収集した野生チンパンジーのデータ分析をおこなった。M集団の主に未成熟個体を対象として個体追跡をおこない、攻撃的交渉や葛藤解決行動に関するデータを収集してきた。また、行動観察と並行して糞サンプルの収集をおこなった。糞中のストレス・ホルモンの濃度分析を山口大学の藤田志歩氏に依頼し、解析を完了した。行動データ等との関連について現在分析を続けている。また、野生チンパンジーの母子が一緒に移動しようとする際に見られる相互交渉に注目し、高藤もともなう場面で互いにどのように調整しあうかという問題について日本赤ちゃん学会にて発表した。チンパンジーのデータとの比較のため、彦根市内の保育園にてヒト幼児の行動観察をおこなった。自由遊び時間において主に5歳児の行動を観察し、遊びといざこざ場面の社会交渉を記録した。合計約14時間のビデオ・データを収集し、データの分析を現在続けている。また、過年度までの観察データに基づき、ヒト幼児とチンパンジーの社会的遊びにおける笑いの比較をおこなった。その結果、人間の笑いとチンパンジーの笑いには共通点が見られる一方で、攻撃的な文脈での笑いなど、人間の笑いの特徴がいくつか明らかになった。この内容は、笑いの起源と進化について考察した総説論文として『心理学評論』誌に発表した。他に人間の戦争、暴力、いじめ、動物の攻撃性、武器使用、葛藤解決に関する文献の収集をおこない、暴力、嗜虐性、いじめ、戦争といった現象の進化的基盤に関する論文の執筆準備をおこなった。平成21年度にはまず、過年度にタンザニア・マハレ山塊国立公園において収集した野生チンパンジーの攻撃的交渉のデータ分析をすすめた。攻撃的交渉とストレスの生理学的指標との関連についての論文の執筆準備をおこなった。また、6月14日から8月28日までタンザニアへの出張をおこない、マハレ山塊国立公園にて野生チンパンジー(M集団)の野外調査をおこなった。約160時間の直接観察により、フィールドノート5冊、ビデオテープ6本分のデータを収集した。主に未成熟個体を対象として個体追跡をおこない、攻撃的交渉と葛藤解決行動(仲直り)、慰め行動についてのデータ収集をおこなった。年度の後半には、京都大学霊長類研究所の飼育チンパンジーを対象として、音声コミュニケーションについての行動観察をおこなった。屋外放飼場でのチンパンジーの発声行動を記録し、それに対する実験室内のチンパンジーの反応を分析した。霊長類研究所のチンパンジーは2群に分けられており、自分が所属する群れの音声に対してよく反応する傾向があったが、闘争時の悲鳴などの音声に関しては反応性が高まり、別群の音声にも関心を向けていることがわかった。以上の結果を国際シンポジウムにて発表した。現在、論文の執筆をすすめている。他に、チンパンジーを含む動物の「笑い」に関する記述を整理し、ヒトの笑いと進化的につながる行動について論じた文章を公表し、学会などでも発表をおこなった。また、ビデオ映像を用いて野生チンパンジーの行動目録を作成し、攻撃行動や威嚇的ディスプレイの行動パターンについても整理した。初年度に収集した保育園のヒト幼児の攻撃的交渉に関するデータの分析も進めた。今後、チンパンジーとの詳細な比較をおこなっていく。平成22年度には、野生チンパンジーの未成熟個体のストレスについて、糞中コルチゾールを用いた定量的分析をすすめた。性差や発達変化について検討したところ、性や年齢による影響以上にコルチゾール値に大きい個体差があることと、月間変化が見られることが明らかになった。気候の影響が考えられたが、月間変化との対応は見られなかった。この手法で野生動物のストレス評価をおこなう際には、個体ごとの規定値などにも注意しながら慎重に分析する必要がある。これらの結果を動物行動学会にて発表した。観光客数がチンパンジーのストレス状態に影響する可能性もあるため、現在さらに分析を進めている。野生チンパンジーの行動を網羅的に記述した行動辞典(英文/映像DVD付き)を出版した。その中で様々な攻撃的行動についても細かく分類し、詳述した。攻撃的行動のレパートリーの多くはチンパンジーに普遍的なものであるが、マハレのチンパンジーに特有と考えられるものもいくつか見られた。チンパンジーの攻撃行動を引き起こす社会的条件の分析だけでなく、文化的な側面も考える必要がある。

過年度に収集した、霊長類研究所の飼育チンパンジーの音声コミュニケーションについてのデータの分析をすすめた。集団の他のメンバーから離れている場合にも集団の音声に関心を示すこと、とくに悲鳴をともなう闘争の音声に対する反応が大きく、集団の社会的葛藤の状況をモニターしていることがわかった。現在、この結果について論文を執筆中である。この他に、初年度に収集した保育園のヒト幼児の攻撃的交渉に関するデータ分析も進めているが、チンパンジーのデータ分析を優先したため作業が遅れている。また、チンパンジーの生活環境と遊びやストレスの関係についての論考を執筆し、本の一章として出版した。さらに、野生チンパンジーの迷子と母親の葛藤をともなう社会交渉について分析し、現在論文を執筆中である。
小腸及び腎尿細管上皮細胞における薬物輸送担体の構造と機能に関する研究

尿細管刷子縁膜のH^+/有機カチオン逆輸送系(分泌)及び小腸刷子縁膜のH^+/ジペプチド共輸送系(吸収)を中心にして、薬物の吸収・分泌に関与する輸送担体の細胞・分子生物学的解析を進め、以下の成果を得た。1.H^+/有機カチオン逆輸送系とH^+/ジペプチド共輸送系の基質認識能:抗悪性腫瘍剤ベスタチン(ジペプチド)の輸送は、小腸刷子縁膜ではH^+/ジペプチド共輸送系を、一方尿細管刷子縁膜では、H^+/ジペプチド共輸送系とH^+/有機カチオン逆輸送系を介することが示された。2.培養腎上皮細胞LLCーPK_1による有機カチオンの経細胞輸送:テトラエチルアンモニウム(TEA)は多孔性フィルタ-上に培養したLLCーPK_1細胞シ-トの側底膜側から濃縮的に蓄積され、一方向性に頂側膜側へ分泌されること、この経細胞輸送は頂側膜液のpHに依存することが示された。更に頂側膜を介したTEAの輸送に伴って細胞内pHの低下が観察され、H^+とTEAとの交換輸送が直接的に証明された。以上より、LLCーPK_1細胞の側底膜及び頂側膜には有機カチオン輸送系が局在し方向選択的な経細胞輸送能(分泌)を発現していること、この輸送は頂側膜H^+/有機カチオン逆輸送系によって調節されていることが示唆された。3.培養腸上皮細胞Cacoー2によるセフラジン及びベスタチンの経細胞輸送:Cacoー2細胞シ-トを介したセフラジン、ベスタチンの輸送は方向選択的であり、ジペプチド共存によって顕著に阻害されること、側底膜透過にも担体輸送系の関与していることが示された。これらの結果から、セフラジン及びベスタチンはCacoー2細胞の頂側膜H^+/ジペプチド共輸送系並びに側底膜特殊輸送系に認識され経細胞輸送されることが示唆された。4.アフリカツメガエルの卵母細胞による外来mRNAの発現:Cacoー2細胞から抽出・精製したmRNAを卵母細胞に注入後、ベスタチン輸送を測定したところ、H^+勾配依存性のジペプチド輸送活性の発現を認めた。薬物の吸収・分泌過程は、薬物生体内動態を支配する重要な因子であるにもかかわらず、薬物の膜輸送研究は生体成分の輸送に比べ未だ初歩的な段階にある。本研究では尿細管刷子縁膜のH^+/有機カチオン逆輸送系(分泌)、尿細管及び小腸刷子縁膜のH^+/ジペプチド共輸送系(吸収)を中心にして、薬物輸送担体の構造と機能について分子生物学的アプロ-チを含め新しい展開を図るものである。1.H^+/有機カチオン逆輸送系とH^+/ジペプチド共輸送系の基質認識能:抗悪性腫瘍剤ベスタチンは異常アミノ酸を含むペプチドであり、加水分解に対して強い抵抗性を示すことに着目し、小腸及び尿細管刷子縁膜でのベスタチン輸送特性を詳細に検討した。

小腸刷子縁膜におけるベスタチン輸送は、内向きのH/^+勾配によって駆動されるH^+/ジペプチド共輸送系を介すること、一方尿細管刷子縁膜では、ベスタチンはH^+/ジペプチド共輸送系とH^+/有機カチオン逆輸送系を介して輸送されることが示唆された。またピリドンカルボン酸系抗菌剤オフロキサシン(両性イオン)は、尿細管刷子縁膜において有機アニオン輸送系やH^+/ジペプチド共輸送系とは相互作用せずに、H^+/有機カチオン逆輸送系を介して分泌されることが示唆された。2.培養腎上皮細胞LLCーPK_1による有機カチオンの経細胞輸送:多孔性フィルタ-上に培養したLLCーPK_1細胞シ-トは、in vivoの分泌に対応する有機カチオンの経細胞輸送能を保持していること、頂側膜にH^+/有機カチオン逆輸送系が局在し、頂側膜側のpH低下に伴い有機カチオンの輸送活性は増大し、それに相応して細胞内蓄積量は減少すること、またこの輸送系は細胞分化に依存して発現されることが判明した。この実験系は、経細胞輸送のin vitro評価・解析を可能とするのみならず、輸送担体の調節・制御機構、膜局在化の分子機構解明などに有効な手段と考えられる。多孔性フィルタ-上に培養した腸上皮細胞(Cacoー2)並びに腎上皮細胞(LLCーPK_1)の単層シ-トを用い、小腸のH^+/アミノーβーラクタム抗生物質共輸送(吸収)、尿細管のH^+/有機カチオン逆輸送(分泌)などの輸送系を中心にして経細胞輸送機構の解析を進めた。またアフリカツメガエルの卵母細胞による外来mRNAの発現系についても検討を加えた。1.培養腸上皮細胞Cacoー2による抗生物質セフラジン及び抗悪性腫瘍剤ベスタチン(両性イオン)の輸送:Cacoー2細胞シ-トを介したセフラジン及びベスタチンの輸送は方向選択的であり、吸収過程に対応する経細胞輸送活性を示した。更にこれらの輸送活性は種々のジペプチド共存によって顕著に阻害されること、側底膜透過にも担体輸送系の関与していること、頂側膜液pHに依存することなどが示された。従ってセフラジン及びベスタチンは、Cacoー2細胞の頂側膜H^+/ジペプチド共輸送系及び側底膜特殊輸送系に認識され経細輸送(吸収)されることが示唆された。2.培養腎上皮細胞LLCーPK_1による有機カチオン輸送:テトラエチルアンモニウム(TEA)はLLCーPK_1細胞の側底膜側から濃縮的に蓄積され、一方向性に頂側膜側へ分泌されること、この経細胞輸送は頂側膜液のpHに依存することが示された。更に頂側膜を介したTEAの輸送に伴って細胞内pHの低下が観察され、H^+とTEAとの交換輸送が直接的に証明された。以上より、LLCーPK_1細胞の側底膜及び頂側膜には有機カチオン輸送系が局在し方向選択的な経細胞輸送能(分泌)を発現しいてること、この輸送は頂側膜H^+有機カチオン逆輸送系によって調節されていることが示唆された。3.アフリカツメガエルの卵母細胞による外来mRNAの発現: Cacoー2細胞から抽出・精製したmRNAを卵母細胞に注入し、一定期間培養後ベスタチン輸送を測定したところ、H^+勾配依存性のジペプチド輸送活性を発現することが示された。
電子顕微鏡内超塑性材料高温粒界すべりの原子直視観察

高温、原子直視型の2条件を満たす粒界すべりの観察をすることが、本研究の目的である。具体的に行った研究は以下の通りである。(1)申請者の考案し開発した方法により、電子顕微鏡内で高温で粒界すべりを起こした。その過程を、原子直視的にその場で観察し、高温粒界すべりの機構を原子レベルで解明した。(2)原子レベルでみた個々の粒界すべりと巨視的にみた超塑性変形とを関連させて理解した。(3)粒界すべりのときのクラックの発生と伝搬を観察し、微細粒材料変形時の破壊の機構を原子レベルで調査した。既存の非超塑性材料を超塑性化する研究指針を得ることを試みた。(4)平均粒径、粒界非晶質相の構造や厚さなどの因子と粒界すべり機構との関係を明らかにした。粒界すべりの時の空隙の発生と成長、クラックの伝搬過程を調べた。粒界すべりの原子過程を初めて実験的にとらえることに成功した。微細粒材料で実際に起きている粒界すべりの機構を解明するためには、高温での粒界すべりを観察することが必要である。本研究では、この高温、原子直視型の2条件を満たす粒界すべりの観察を行った。具体的には、まず、(1)申請者の考案・開発した方法により、電子顕微鏡内で高温で、粒界すべりを起こし、その過程を、原子直視的にその場で観察し、高温粒界すべりの機構を原子レベルで解明した。次に(2)原子レベルでみた個々の粒界すべりと巨視的にみた超塑性変形とを関連させた。(3)粒界すべりのときの空隙の発生と成長、クラックの発生と伝搬を明らかにし、微細粒材料変形時の破壊の機構を、原子レベルで調べ、既存の非超塑性材料を超塑化する研究指針を考察した。一般に粒界すべりと呼ばれる境界原子運動には、境界と平行なすべり成分、垂直な移動、境界の方位変化、境界両側の粒の回転、の4つの素過程が含まれることが、原子直視観察から明らかになった。
背部温罨法の作用機序モデルの構築

背部温罨法における皮膚の温度、皮膚血流、僧帽筋の厚さの計測を行った。健常女性へ仰臥位で60°Cの蒸しタオルを10分間、第7頚椎から第4腰椎の範囲に適用し、温罨法の実施後30分における皮膚温、皮膚血流を測定した。皮膚温は、指尖で平均1.27°C、足趾で平均1.72°C、皮膚血流量は、指尖1.4倍、足趾は1.87倍となった。また、荷重機能付き超音波装置で温罨法前後の僧帽筋の厚さを計測したところ、罨法前に比して罨法後は荷重に対する筋の厚さが減少する傾向があった。背部温罨法は、適用部の皮膚温上昇以外に罨法後の末梢の皮膚温上昇、皮膚血流の促進をもたらし、背部の筋の血流にも影響を及ぼす機序が示唆された。本年度は成人健常者に背部温罨法を実施したほか、ラット背部への逆行性標識を実施し、温熱受容体について検討した。60°C10分間、背部への温罨法を7名(実験群)へ行い、終了後30分までの手指の皮膚温、足趾、指尖の皮膚血流量を測定した。罨法を実施しない仰臥位臥床のみをコントロール群とし、同じ対象者に別日程で実施した。その結果、実験群は足趾、指尖の皮膚血流量は罨法中、一過性に減少するが、罨法後は増加に転じていた。また、皮膚温は罨法開始後、指尖は速やかに上昇するが、足趾は指尖より遅れて上昇する傾向があった。罨法を実施する前の指尖、足趾皮膚温が低かった事例は、皮膚温、皮膚血流の上昇幅が最大であり、指尖、足趾皮膚温の上昇幅が最小であった事例は、皮膚血流の増加割合も低い傾向がみられた。コントロール群の皮膚温、皮膚血流量の変化はわずかであり、実験群はコントロール群よりも皮膚温は上昇し、皮膚血流は有意に増加した。このほか、本年度は荷重計測ソフトを備えた超音波画像装置を購入し、4例の温罨法前後の背部表層の筋厚も測定した。罨法の実施前に比べて罨法後は、荷重負荷時の筋の厚さが減少しており、本方法によって筋の硬さが軽減される可能性もある。次年度も引き続き測定を行い、温罨法前後の評価を行う。さらに、ラット僧帽筋への逆行性標識を実施し、免疫組織学的手法により温熱受容体であるTRPV3、TRPV4、CGRPの筋血管周囲への分布、脊髄神経節における分布を検討した。その結果、ラットの背部の表層筋の筋血管周囲の神経終末に27-35°Cの温度刺激の受容体であるTRPV4が発現し、血管拡張に関するペプチドであるCGRPが共存していることを確認した。これらは知覚神経終末に分布していると考えられ、現在、背部へ投射する知覚神経細胞の分布様式を分析中である。本研究は60°C背部温罨法の効果について知覚神経と皮膚交感神経の関連より解析し、背部温罨法の作用機序モデルを構築することを目指している。昨年度までの研究成果として、60°C仰臥位の背部温罨法は、上肢各部の皮膚温を上昇させ、特に手の皮膚温が上昇することがわかっている。本年度は、上肢のほかに下肢皮膚温を含めて作用範囲を検討した。健康な成人女性3名(年齢2022歳)を対象とし、60°C10分間の背部温罨法を仰臥位で実施した。背部、指尖、足趾の皮膚温と背部、指尖の皮膚血流を測定し、各対象者の皮膚温の変化、皮膚血流の変化割合について対象者間で比較した。その結果、皮膚温は罨法開始後、背部、指尖、足趾の順に上昇していた。罨法後、背部の皮膚温は低下するが指尖と足趾の温度は測定終了まで上昇を続けた。安静時を基準とした指尖皮膚血流の変化の割合は罨法実施中、対象者Aでは140%、Bは130%、Cは160%まで上昇し、終了後30分まで3名とも実施前より高く経過した。一方、罨法実施中の足趾皮膚血流の変化割合は対象者Aでは安静時の110%、Bは89%、Cは74%であり、指尖より増加率は低く、一時的に減少する対象者がいた。罨法後は3名とも実施前の皮膚血流より増加する傾向が観察された。また、3名とも罨法後は手と足の温かさを自覚した。以上から、この3名においては、罨法によって指尖皮膚血流量は実施中から終了後30分まで安静時よりも増加するが、足趾皮膚血流量の増加率は指尖より低く、血流が増加する対象者と減少する対象者がいたことから、皮膚温と同期しない可能性もある。今後も対象者数を追加し、継続して実験を行う予定である。これまで、60度の蒸しタオルを用いた背部温罨法によって指尖、足趾の皮膚温が上昇することについては本研究で明らかにすることができた。

末梢の皮膚温上昇が確認できたため、本年度は、昨年度より継続して背部温罨法前後に超音波画像診断装置で背部の筋の厚さを測定した。成人健常者数名の症例では、温罨法前後に筋の厚さは変化していた。しかし、症例数を重ねて温罨法前後の筋の厚さを比較すると、本研究で計画した10分間の温罨法後の筋の厚さの変化は少なかった。このため、温罨法の時間を再検討して追加実験を行っている。現在、実験結果の分析中である。本年度は研究期間を延長した最終年度として、サーモグラフィーを用いた温罨法の実験を行う必要があった。実施理由としては、これまでの実験では有線の皮膚温計を使用し、被験者の5-7部位の皮膚温を測定していたが、装着に要する時間的負担、装着中の身体的な拘束感があり、今後、患者に適応していくためにより簡便な測定方法を検証する必要があった。サーモグラフィーの機器自体は高価であり、購入が叶わなかったため、リースで費用を拠出した。その結果、有線の皮膚温計と同様のデータを得ることができ、被服を着用しない四肢末梢の皮膚温が正確に得られることがわかり、今後、臨床患者での適用にも有用であることがわかった。しかし、被服で覆われる上腕、大腿部の皮膚温の測定が必要な場合は、今後も有線の皮膚温計での測定をしていくことが求められる。このほかラットを用いて、僧帽筋へ逆行性標識物質の注入を行い、脊髄神経節の凍結切片を作成し、免疫組織学的手法を用いて染色を行った結果について解析した。その結果、標識された頸部、胸部脊髄神経節の小型細ニューロンにTRPV4が含まれることがわかった。TRPV4が含まれる小型ニューロンにはCGRPと共存するものが多く観察された。また、僧帽筋の血管周囲の神経線維にもTRPV4が発現しており、CGRPと共存していた。僧帽筋に投射する脊髄神経節細胞に含まれるCGRPはTRPV4のみならず、TRPV1やTRPV2との共存もあることから僧帽筋の血流、血管の拡張に関与していることが考えられる。背部温罨法における皮膚の温度、皮膚血流、僧帽筋の厚さの計測を行った。健常女性へ仰臥位で60°Cの蒸しタオルを10分間、第7頚椎から第4腰椎の範囲に適用し、温罨法の実施後30分における皮膚温、皮膚血流を測定した。皮膚温は、指尖で平均1.27°C、足趾で平均1.72°C、皮膚血流量は、指尖1.4倍、足趾は1.87倍となった。また、荷重機能付き超音波装置で温罨法前後の僧帽筋の厚さを計測したところ、罨法前に比して罨法後は荷重に対する筋の厚さが減少する傾向があった。背部温罨法は、適用部の皮膚温上昇以外に罨法後の末梢の皮膚温上昇、皮膚血流の促進をもたらし、背部の筋の血流にも影響を及ぼす機序が示唆された。先行研究では40°C30分間で筋血流量の増加がみられたとの報告があり、われわれの行う50-60°C、10分間の温罨法でも筋の血流が増加し、筋の硬さが減少することで筋の厚さも変化すると考えた。しかし、実際には10分間の温罨法では皮膚血流は増加するが、背部の筋の厚さの変化は少なく、温罨法の時間を検討し、追加実験を行う必要性が生じ、予定した期間よりもさらに期間が必要である。基礎看護学現在、進めている温罨法前後の筋の厚さに関するデータ解析に関する諸費用を昨年度内に処理することができず、繰越金が生じた。本研究費で購入した加重機能つきの超音波画像診断装置よりも精度の高い超音波画像診断装置の使用料に繰越金を使用し、平均的な成人の背部の筋の厚さを測定し、温罨法前の基礎データを作成することが必要である。それによって温罨法の作用機序モデルが筋についても明らかになる。予定数の対象者の温罨法の実験は終えているが、超音波による筋の厚さ測定については、客観性を高めるために症例数を追加する必要がある。対象者数が予定数に達していないので現在も追実験を行っているが、現段階の予測として下肢の皮膚温、皮膚血流よりも上肢皮膚温、皮膚血流へ及ぼす影響が大きいと考える。安静時の背部の筋の厚さを高精度の超音波画像診断装置で測定する予定である本年度は本課題の最終年であり、背部温罨法の作用機序を生体で測定した各指標と動物実験の結果から生理学的、解剖学的に説明することが責務である。本方法の作用機序モデルを構築し、公表を行う。
コンクリートを部分充填した箱形断面柱の耐荷力と変形性能に関する実験的研究

鋼製橋脚柱の耐震性の向上策を検討するため、鋼製柱の断面内部に鋼管、あるいは硬質塩化ビニル管を配置し、さらに外側鋼断面と内部鋼管との間に部分的に低強度のコンクリートを充填した橋脚柱模型を、比較のための鋼製橋脚柱模型とともに製作し、それらに一定の変位量を繰返し与える静的繰返し変位載荷実験、および過大な地震加速度を与えるハイブリッド実験を実施した。そして、地震力載荷前後の実験供試体の耐荷力、変形性能、および剛度について比較・検討した。なお、静的繰返し変位載荷実験では、±δmax=6.0δys(δys:鋼製柱の実験供試体の降伏変位)の最大水平変位を、実験供試体が破壊するまで繰返し与えた。また、ハイブリッド実験では、1995年1月17日に神戸海洋気象台で記録された兵庫県南部地震の南北方向の地震加速度(最大加速度818.02gal)を相似則を考慮の上、入力加速度として与えた。その主な結論を、以下にまとめる。1.鋼製柱の断面内部に鋼管を配置し、さらに外側鋼断面と内部鋼管との間に部分的に低強度のコンクリートを充填した橋脚柱の変形性能は、鋼製橋脚柱のそれよりも、大幅に高い。2.合成柱の内部に鋼管を配置しても、あるいは充填コンクリートの中心部分を取り払っても、耐荷力には、それほど大きな影響が出ない。3.都市高速道路の実橋脚柱と実験供試体との相似則を考慮した上で、神戸海洋気象台で記録された兵庫県南部地震の南北方向の地震加速度を与えた場合、鋼製橋脚柱の基部は座屈損傷するが、鋼製橋脚柱の断面内部に鋼管、あるいは硬質塩化ビニル管を配置し、さらに外側鋼断面と内部鋼管との間に部分的に低強度のコンクリートを充填した橋脚柱は、座屈損傷しない。