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美術教育における創造性育成過程とスロイドのTeknik概念の研究

(1)ストックホルムにおいて第二次となる文献と実態の調査をストックホルム近代美術館、北方民族博物館、クルチュール・フーセットにおける国立美術館展やリンシェーピン大学で行った。特に、北方民族博物館においては、「ヘム・オ・ボースタッド展」が開催されており、スウェーデン工芸が受けた影響と発展の様子を、形と色で確認することができた。本展は特に工芸に関心を持つ者、制作に携わる者に対するメッセージが含まれており、重要な知見を得ることができた。これらの内容については、日本クラフトデザイン協会の会報誌「Craft Design」にて公開した。(2)フェーグレンのテクニーク理論を検討するために、「テルメル」を全文日本語訳資料として作成し、スウェーデンのスロイド教育における中心的な概念の理解を深めた。テルメルにおける諸概念は本来、スロイド教育における重要な概念を説明するものであるが、これらは、「テクニーク」において検討される2つの問題のなかで、最初の「テクニークという用語に包含される概念や事象を、いかに人々が理解するのかという問題において重要な意味を持つ。テクニークと工作・工芸概念が非常に近い位置関係を持っていることが理解できた。(3)「テクニーク」における第2の問題を単純化すると、「人々は機械的なテクノロジーと電気的コンピューター処理をいかに理解し利用するのか?」ということになるが、これらの理解と検討には、工芸における伝統的な作業内容と、CNCフライス等による造形のためのコンピューター入力による作業を実際に行いながら進めることが有効であり、大学四年生における卒業制作と関連させながら実験を進めた。『テクニーク』の背景となる諸概念の検討を『テルメル』などを利用しながら継続しつつ、『テクニーク』の導き出している諸問題への検討を行っている。『テクニーク』が導き出す問題が、しばしば非常に大きな領域へと広がりを持つため、実際に学生とともに実践を行うなかで考えることにより、より現実的な展開を可能にする内容となるように配慮した。授業や卒業制作における実践の経過を記録し、観察を継続している。これまで学生は手道具や簡単な動力機械を利用しながら、木材工芸作品を制作しており、3相動力機械を利用する場合は、教員の補助が必要となる。100Vで稼働する家電の延長とも思われる小型CNCフライスは、非常に多様な役割を果たし、時間的なデメリットを補って余りある結果を導いている。特にパーソナルコンピューターによって稼働するCAM, CAD, CNCソフトは年々高機能になる一方で、多くの学生にとって導入的指導で使用を始められ、使用のみに限れば、直感的な理解が有効である。三相動力機械のルーターや面取り盤では安全を考慮し躊躇する作業も、小型CNCフライスの置換で、個人的に主体的な作業が可能となり、次の発想へとつながるため、時間はかかるが、より創造的な活動を導き出すことが理解された。小型CNCフライスを利用することによる創造プロセスへの影響、手仕事の利点に加えて、これまで三相大型木工機械を加工の際に利用してきた部分(特に材料の準備)への影響等を検討する。これらの理論的な裏付けとしてスウェーデン・スロイド教育学におけるテクニークの概念をさらに検討しつつ、小学校から高校、大学にいたる木材工作工芸領域における有効性を検討する。具体的には、(1)現在使用している小型CNCフライスシステムを改良しながら、大学の工芸領域における学生指導へ適合させること。(2)スウェーデン・スロイド教育学におけるテクニーク概念を工作・工芸教育として展開させる。(3)PCを介した造形プロセスと創造プロセスについてテクニーク理論を通して検討する。1本研究の第一段階として、スウェーデンのスロイド教育と現代日本の工作・工芸教育を展望し意匠学会においてパネルディスカッションのパネラーとして発表し、その内容を学会誌『デザイン理論』にまとめた。この発表により、現状の問題整理が可能となり、学会での質疑応答のなかで、スウェーデン、ストックホルムにおける今後の調査内容について確認と検討を加えることができた。2ストックホルムにおける第一次文献資料調査をスウェーデン国立図書館、ストックホルム近代美術館、ストックホルム市立図書館等にて行った。スロイド教育学におけるフェーグレンのテクニーク理論についての関連文献の調査・検討を開始することができ、これからの研究にとって重要な収穫を得た。スウェーデンにおけるこれらの研究や文献はスウェーデン語であるため、日本では紹介されることは少ないが、スウェーデンのクラフトデザインや創造性育成の研究は歴史と伝統に支えられ発展を続けていることから無視できない。それらは貴重な知見を含んでおり、日本における関連研究の発展においても大きな意義を持つ。3スウェーデンクラフトの現状を、ストックホルム近代美術館、北欧博物館等にて調査した。これらの調査内容は、大学における講義『北欧工芸論』のなかで利用し、学生指導にも即効的な影響を与えた。4CNCフライスの組み立てを学生とともに行なった。その構造と役割の把握や、CAM, 3D-CAD, CNCという3種類のアプリケーションを導入・利用の指導を行い、学生が自ら使用できる環境を形成した。大学4年生と3年生を対象に、これまで手道具のみで作業を進めていた課題において、CNCフライスを利用し、学生からの意見を聴取した。これまで教員による補助を必要とした部分が減少し、学生自らが、積極的に制作に取り組む環境を形成した。研究の出発点としてフェーグレン博士による『テクニーク、透明あるいはブラック・ボックスか?』という大著を熟読・分析を開始した。「人間の歴史は、人間が作り出すもの、さらにそれにつながるテクノロジーと人々の関係の歴史と深いつながりをもっている」と博士が語るように、この研究もまた、人間と技術の関連のなかで、広く今日的な諸問題と関わっている。特に『テクニーク』は、重要な二つの問題を検討している。

それは、「子どもや若者、大人は、技術の概念や、その言葉に含まれる事象を、いかに理解するのか?」ということと、「子どもや若者、大人は、今日の機械的技術とコンピューター処理を、いかに理解し使用するか」ということである。これらの研究を発展させるべく実践研究を行っている。本研究では、「伝統的工芸教育において、技術とは何であるのか?」「工作工芸教育のなかで、何を学び、育てようとしているのか」「Ai化する社会変化のなかで、何をなすべきなのか?」「工作工芸教育は、今日的技術背景において無視できない意味を持つようになったコンピューターといかなる関係をもつことができるのか?」「手仕事とCNCでは、創造プロセスに相違があるのか」等の視点を導き出し、実際に大学の授業等の中で、学生の実践を踏まえながら検討を開始した。(1)ストックホルムにおいて第二次となる文献と実態の調査をストックホルム近代美術館、北方民族博物館、クルチュール・フーセットにおける国立美術館展やリンシェーピン大学で行った。特に、北方民族博物館においては、「ヘム・オ・ボースタッド展」が開催されており、スウェーデン工芸が受けた影響と発展の様子を、形と色で確認することができた。本展は特に工芸に関心を持つ者、制作に携わる者に対するメッセージが含まれており、重要な知見を得ることができた。これらの内容については、日本クラフトデザイン協会の会報誌「Craft Design」にて公開した。(2)フェーグレンのテクニーク理論を検討するために、「テルメル」を全文日本語訳資料として作成し、スウェーデンのスロイド教育における中心的な概念の理解を深めた。テルメルにおける諸概念は本来、スロイド教育における重要な概念を説明するものであるが、これらは、「テクニーク」において検討される2つの問題のなかで、最初の「テクニークという用語に包含される概念や事象を、いかに人々が理解するのかという問題において重要な意味を持つ。テクニークと工作・工芸概念が非常に近い位置関係を持っていることが理解できた。(3)「テクニーク」における第2の問題を単純化すると、「人々は機械的なテクノロジーと電気的コンピューター処理をいかに理解し利用するのか?」ということになるが、これらの理解と検討には、工芸における伝統的な作業内容と、CNCフライス等による造形のためのコンピューター入力による作業を実際に行いながら進めることが有効であり、大学四年生における卒業制作と関連させながら実験を進めた。『テクニーク』の背景となる諸概念の検討を『テルメル』などを利用しながら継続しつつ、『テクニーク』の導き出している諸問題への検討を行っている。『テクニーク』が導き出す問題が、しばしば非常に大きな領域へと広がりを持つため、実際に学生とともに実践を行うなかで考えることにより、より現実的な展開を可能にする内容となるように配慮した。
アルケニルビニルホスホナ-トのナザロフ反応の開発とその縮環テルペン類合成への応用

本研究により、シクロペンテンカルボニルビニルホスホナ-トのNazarov環化反応を用い、合成化学的に有用なリン酸官能基を配し位置特異的に2重結合を有する縮環五員環骨格の高収率合成法の確立に成功した。本Nazarov環化反応の一般化と得られたジキナン化合物を用いてWittig-Horner反応などによる縮環テルペン類の合成の検討を行った。まず、ジクロロメタン中種々のプロトン酸、ルイス酸を触媒に用いてシクロペンテンカルボニルホスホナ-トのNazarov反応について検討を行った。その結果、Nazarov反応は進行するにもかかわらず、50%以下の収率でしか生成物を得ることはできなかった。そこで、より収率を向上させる目的で反応の中間に生成するカチオン種を安定化させる性質を持つヘキサフルオロイソプロピルアルコール(HFIP)を溶媒として同様の検討を行ってみた。その結果、興味深いことにジクロロメタン中では全くNazarov環化体を得ることができなかったトリメチルシリルトリフラートをルイス酸触媒として用いた場合に80%以上の収率でジキナン化合物が得られることを見い出した。このことから、HFIPがカチオン中間体を安定化することでNazarov反応を飛躍的に促進していることがわかった。また、本反応では2重結合をホスホノ基の反対側に持つ生成物のみが選択的に得られることを見い出した。本反応は環サイズの異なる種々のシクロアルケンカルボニルビニルホスホナ-トに対しても適用できることが判明した。得られたジキナン化合物のリン酸基を活用するWittig-Horner反応により、官能基の導入が可能である。この得られたジキナン化合物とジアセチルとのWittig-Horner反応の収率は現在十分に満足のゆく結果とは言えないため、収率向上を目指して検討を行っている。
国際公共性と文化帝国主義

1.この2年間の研究活動の成果は、主題に関わる分野の広汎さに対応して極めて多岐にわたるが、その主要な部分は、およそ以下のように要約することができる。2.(1)「国際公共価値」の中核におかれてきた「人権」に対する評価の持つ政治的・文化的バイアスを相対化して議論の可能性を担保するための方法を供給する視点としての「文際的」視点が提示された。(2)(1)の「文際的」視点を踏まえて、「公共性」という概念の多面的な解析が試みられた。J.ハーバーマスの著作の読解を出発点として、ハーバーマスの議論が持つ特殊西欧近代的な性質と、そうした特殊性を超えて普遍的に展開されうる可能性とを、批判的に弁別する必要性が指摘された。(3)(2)の指摘をうけて、「公共性」概念の持つ普遍化可能性を測定するために、中国・日本など非欧米の伝統社会における「公」「おおやけ」観念との比較研究を行った。その結果、「普遍」的形式への志向性こそが、西欧近代文明の持つ特殊性としての重要な意味を持つ、との見通しが得られた。(4)以上のような研究を通じて、「文化帝国主義」という概念の持つ問題点が明らかとなった。アメリカを中心とした欧米文化の「世界化」は、単に政治的経済的な比較優位に基づく偶有的な現象ではなく、欧米文化が持つ「普遍」という形式が重要な意味を持つ。この「普遍」という形式の持つ特殊性の解明が、重要な課題として認識された。(5)例えば「法」は「普遍」という形式を持つが、「法による規律」は必ずしも普遍的な方式ではない。そうした点を踏まえたうえでの、真に普遍性を持ちうる「国際法」概念の再構築の必要性が指摘された。3.2年間にわたる協同研究は、多くの成果を収めた一方で、多くの新しい課題を発見した。新たに発見された課題については、引き続き研究を進めてゆきたい。1.各分担者が進めている個別研究の多くはいまだ進行途上にあるが、中間的な成果の一部は研究会において報告・討論された。以下、研究会における報告の重要な点を摘記する。2 (1)大沼保昭は、現代世界において「国際公共価値」の中核に置かれる「人権」評価とそれが惹起する問題を取り上げ、現在用いられている様々な評価方法に詳細な検討を加えた結果、そこに介在する様々な政治的・文化的バイアスを相対化する「文際的」視点の必要性を提唱した。これは本研究の中核的な視座となる。(2)藤原帰一は、「民主主義国同士は戦争をしない」というテーゼをめぐる議論を整理し、冷戦の終結によって戦争の方式とその規律に根本的な変化が生じたことを指摘した。この指摘は、冷戦後の世界では、戦争をめぐる諸言説の「公共的」存立の条件が問題とされなければならない、とする認識へ結びつく。(3)「文際的」視点から「国際公共性」を論ずるためには、「公共性」という観念の持つ文化的バイアスを測定する必要がある、との認識から、渡辺浩は、西欧の「public/private」、中国の「公/私」、日本の「おほやけ/わたくし」という、相互に混同されがちな概念対の差異を歴史的視点から明らかにした。

(4)渡辺の報告をうけて新田一郎は、「おほやけ/わたくし」の対の生成に至る歴史的経緯を検討し、この対は日本社会の具体的な構造に固着して観念されたことを示し、そのことが、世界の存立を語る「物語」の具体性と密接に関連し、抽象的な原理を軸として構築される西欧近代的世界と対照をなすこと、を指摘した。3.以上の成果から、文化的バイアスを相対化して「国際公共性」問題を論ずるいとぐちが得られた。これを踏まえて西欧的「普遍」の存立を問い、実践的な提言へと結びつけることが、次年度の重要な課題となる。1.平成11年度は、各分担者が個別研究を遂行するとともに、「公共性」の理論的構造をより明らかにするべく、様々な分野の専門家による報告を基に討論を行った。以下、研究会における報告の概要を示す。2.(1)花田達郎(東京大学大学院人文社会系研究科教授)は、J.ハーバーマースの著作『公共性の構造転換』を題材に、西欧近代における公共圏(「公共性」)の成立及びその変容の過程を明らかにした。(2)寺尾美子(東京大学大学院法学政治学研究科教授)は、アメリカ合衆国の地方公共団体が「公」的性格と「私」的性格の双方を併せ持つに至った経緯の解明、及び、線的公共施設の建設整備における「公」「私」の関係の日米比較を通じて、アメリカ的な「公共性」概念と、それが依って立つ基盤との間の関係を指摘した。(2)大沼保昭(本研究代表者)は、今日の国際法概念が近代西欧的なバイアスを持つものであるという事実を指摘する国際法学者もすでに存在するが、その指摘が未だ十分な射程を持つには至っていない、という状況をふまえて、様々な文化的背景を有する人々にとって受容可能であるような国際法概念の創出の必要性を提唱する。これは本研究の中核をなす視点であり、また、そのような視点に基づいてなされた実践的提言をなすものである。(4)Jorg Fisch(チューリッヒ大学法学部教授)は、西暦第18世紀以降の西欧において政治・社会に関する諸概念が「動態化」(=将来における現実の変化を期待させる概念に転化)したこと、それらの概念が西欧以外の文化圏でも「普遍的」に用いられることにより、場合によって極めて重大な帰結がもたらされ得ることを指摘し、その一例として「民族の自己決定権」という、通常肯定的に捉えられている概念が国際社会そのものの破壊を招来しかねないと論じる。
臨床使用に適したMR対応マスタスレーブ型手術ロボットの開発

本研究は、MR対応マスタ・スレーブ型手術ロボットの開発を目指し、MR対応マスタ・スレーブ型手術ロボットシステムとMR対応スレーブ型手術ロボットシステムを実現することである。スレーブロボットには2つの制御モードを持たせた。一つ目は3Dスライスのソフトウェアを用いた手術計画システムで、スレーブロボットの挿入点と到達点の情報を得て、得た情報を利用し、針を挿入するデバイスの姿勢を計算する。これにより、デバイスは計算された姿勢で動く。二つ目は4自由度のマスタデバイスを使用してスレーブロボットの姿勢を制御するものである。一つ目のモードは、手術計画システムとスレーブ型ロボットで構成されている。また、手術計画システムは3Dスライスのソフトウェアと光学式位置センサで構成されている。手術計画システムとデバイス間の通信はOpenIGTLinkライブラリによって実装されている。また、スレーブの先端の誤差を補正するための光学式位置センサから、スレーブの先端の情報を受け取る。手術計画システムで先端の誤差の計算を行い、補正された穿刺位置にスレーブ型ロボットが誘導する。実験を通して、補正前の誤差は平均5mmで補正後の誤差は平均0.5mに改善した。MR対応実験を通してロボットの性能を向上させるためにロボットのメカニズムを改善したところSNRは38%に改善した。二つ目のモードは、一つ目のモードにマスタデバイスを追加した。マスタデバイスは安全にスレーブを操作するために仮想の軌跡ガイドラインのアルゴリズムを有する。仮想軌跡ガイドの境界線を感知する反力提示のアルゴリズムにはスプリングのモデルを使用する。安全領域から危険領域に入ったときにはスプリングのモデルが作動し、警告を発する。この危険領域は5つの領域に構成される。実験を通して仮想の軌跡ガイドラインのアルゴリズムの性能が確認でき、臨床に用いることのできるMR対応マスタスレーブ型手術ロボットが完成した。MR対応マスタスレーブ型手術ロボットの開発を目指し、本年度は、手術ロボットの各パーツごとに必要な性能を考慮したMR対応の非磁性材料の選定、対象とする術式の調査、ロボットの稼働範囲、トルクなど必要なスペックの算定、これらによる各パーツの設計及び一部試作を行う計画であった。研究は順調に進み、マスタスレーブロボットの役割を定義し、モータ制御ボードなどを購入、動作確認を行ったのち、手術計画システムに必要なソフトウエアの調査をし、必要な機能の決定を行ったところである。さらに、狭隘なMRIガントリ内で駆動することが可能なスレーブのロボットの順運動と逆運動モデルを提案し、作業領域の有効性を確認するため、本ロボットのワークスペースの分析を行った。これらを元に、本ロボットが、3kgの先端荷重を可能にするためのモータトルクを決め、ロボットとMRIとの干渉を確認するための3次元多項式軌跡アルゴリズムが実装されたOpenGLベースのシミュレータを開発を目指す。このシミュレータは、ロボット、MRI、手術ベッド、そして患者の治療部位から構成され、さらにMR対応モータを有したシステムにおいて1軸制御システムを実装し、動作中のモータがMR画像に及ぼす影響を評価する。MRI内部で動くことのできるスレーブロボットのギグハクパラメータの算出と、ワークスペースを確認することができるシミュレータの作成が重要であり、ロボット製作のためのMR対応1軸制御、およびMRに順応したロボットの研究を行っていく。多くのMRIは、手術スペースが狭いため、手術前にロボットやMRI、患者間の位置を確認できるシミュレータが求められており、早期実用化のため研究を推進する予定である。MR対応マスタスレーブ型手術ロボットの開発を目指し、本年度は、パラレル構造の2自由度のMR対応スレーブデバイスとマスタデバイスの試作品を製作した。スレーブデバイスはベースプレートと5つの回転関節及び4つのリンクと針ガイダにより構成される。針ガイダは様々な針のサイズと消毒を考慮して設計した。スレーブデバイスが軌跡を追従している際の末端角度の最大誤差は約2度程度であり、目標点に到達すると0.18度が最大の誤差となった。スレーブ機構の作業領域と特異な現象を解析し、MR対応性を評価するために、スレーブのメカニズムをMRの中での動作実験を行うことによってイメージを得た。得られた画像を利用したSNRの計算結果は装置がない場合を100としたとき、装置を用いた場合には85%程度であった。ハイブリッド構造の4自由度のマスタデバイスは回転の3自由度とすべり1自由度で構成される。考案した4自由度ハイブリッド機構の特性を測定するためにロボットの作業領域の引数と等方性指数の二つの引数を使った。このメカニズムの利点は大きな作業領域と精密な動きを同時に持つことであり、サイズは約0.2m×0.2m×0.1m、機構の末端での分解能は回転で0.0126度、すべりは1.1μmである。様々な自由度を実現するために2自由度パラレルのモジュールと2自由度シリアルのモジュールのハイブリッド機構を装備した。また、リアルタイムにスレーブデバイスを遠隔で制御するために1msの周期でUDP/IP通信が可能なマスタデバイスの制御プログラムを実現した。多くのMRIは手術スペースが狭いため、遠隔で精確な制御が可能なMR対応のマスタースレーブシステムの実装の研究に意義があり、リアルタイム医療用画像を利用して遠隔手術が可能なシステムを実現することが臨床応用を目指す上で重要となる。

これにより、デバイスは計算された姿勢で動く。二つ目は4自由度のマスタデバイスを使用してスレーブロボットの姿勢を制御するものである。一つ目のモードは、手術計画システムとスレーブ型ロボットで構成されている。また、手術計画システムは3Dスライスのソフトウェアと光学式位置センサで構成されている。手術計画システムとデバイス間の通信はOpenIGTLinkライブラリによって実装されている。また、スレーブの先端の誤差を補正するための光学式位置センサから、スレーブの先端の情報を受け取る。手術計画システムで先端の誤差の計算を行い、補正された穿刺位置にスレーブ型ロボットが誘導する。実験を通して、補正前の誤差は平均5mmで補正後の誤差は平均0.5mに改善した。MR対応実験を通してロボットの性能を向上させるためにロボットのメカニズムを改善したところSNRは38%に改善した。二つ目のモードは、一つ目のモードにマスタデバイスを追加した。マスタデバイスは安全にスレーブを操作するために仮想の軌跡ガイドラインのアルゴリズムを有する。仮想軌跡ガイドの境界線を感知する反力提示のアルゴリズムにはスプリングのモデルを使用する。安全領域から危険領域に入ったときにはスプリングのモデルが作動し、警告を発する。この危険領域は5つの領域に構成される。実験を通して仮想の軌跡ガイドラインのアルゴリズムの性能が確認でき、臨床に用いることのできるMR対応マスタスレーブ型手術ロボットが完成した。
三叉神経損傷に対する神経幹細胞移植による治療効果

本研究は顔面の知覚神経障害のメカニズムのうちATP受容体との関連の解明を目指したものである。その中でも近年注目されているグリア細胞に発現するATP受容体のうちP2X4受容体とその症状との関連を追うことを目標とした。昨年度にP2X4受容体の発現解析を行ったが、脊髄、三叉神経節において左右差は見られず、さらにシャム手術をした個体との疼痛行動との関連を明らかにすることは出来なかった。以上のことより、近年報告されている下肢痛モデルの脊髄のグリア細胞に特異的に発現するP2X4受容体の動向とは違い、今回の眼窩下神経の障害による神経因性疼痛では異なるメカニズムが働いている可能性が考えられた。一方、眼窩下神経におけるP2X4受容体発現解析で、全く神経に障害を与えないナイーブの個体に比べ、シャム、モデルの障害側において高発現が見られた。SSRIの投与によって疼痛閾値が高まった個体に関する解析でもその高発現は変化せず、末梢神経(眼窩下神経)におけるP2X4受容体の発現と疼痛行動は関係がない可能性が高いと考えられた。また、この高発現をもたらす由来となる細胞を免疫染色で分析を行ったところ、その解析結果よりその由来はマクロファージである可能性が考えられた。今回の結果で、神経因性疼痛のメカニズムの解明には繋がらなかったが、末梢神経におけるP2X4受容体の発現の変化より、微細な神経障害のバイオマーカーとしての可能性が期待される。今後この結果を踏まえて、P2X4受容体の発現解析がバイオマーカーとして機能する可能性の探索に繋がるものと考え、現在投稿準備中である。ラットの三叉神経の枝である眼窩下神経を用いて三叉神経損傷モデルを検討した。実際の顔面骨骨折などの外傷に対しての外科的治療から三叉神経で神経因性疼痛を引き起こす可能性があるのは、三叉神経絞扼モデル、三叉神経切断モデル、三叉神経切断後際吻合モデル、三叉神経引き伸ばしモデルが考えられた。機械的刺激による痛覚過敏反応を1週ごとに経時的に観察した結果、三叉神経絞扼モデルで痛覚過敏反応を確認した。このモデルはモデル作成時に三叉神経が一過性に引き伸ばされその後結紮糸により持続的に圧迫される。これは臨床における頬骨骨折において転位した骨により眼窩下神経が引き伸ばされ、その後持続的に圧迫される状態と非常に似ていた。1週頃より痛覚過敏が始まり4週頃まで持続した。モデル作成時に神経を引き伸ばしすぎると痛覚過敏は起こらなかった。また結紮糸による神経の圧迫が強すぎても弱すぎても神経過敏は起こらなかった。手術操作を調整し一定化することで三叉神経絞扼モデルにおいて安定して痛覚過敏反応が起こるようにした。次に分子生物学的な変化を確認するため過去の報告を参考にして、痛覚過敏反応を起こした三叉神経絞扼モデルラットとコントロールラットより三叉神経、三叉神経核、三叉神経脊髄路核を取り出しリアルタイムPCRを用いてセロトニン受容体やATP受容体などの変化を定量した。また、免疫組織染色を用いてアストロサイトやミクログリアの賦活化やセロトニン受容体やATP受容体の変化を評価した。これらの結果を踏まえて今後投与実験を行い三叉神経損傷モデルにおいて痛覚過敏になるメカニズムを解明していく予定である。
小児の萌出障害に対するEBMに基づいた包括的治療指針策定に関する研究

本年度は研究期間の最終年度となるため、本年度の交付申請書に則って、昨年度までデータの総括検討と成果報告、さらに社会・国民への情報発信に主眼を置き、下記のことを重点的に行った。1.昨年度までに概ね構築したデータベースの比較解析と統計処理を行い、症例をパターン分類すると同時に初期病態の重症度を標準化し、その基準値と行った治療内容の難易度を照合することによって患児と保護者にとって負担の少ない、安全で効率的な治療方法を抽出した。2.萌出障害に関するデータベースを構築する上で治療と予後に関連する必要不可欠な要因を多方面から検討し、大まかではあるが特発性の下顎第二小臼歯埋伏については、フローチャートを考案した。遠心傾斜度の強い埋伏歯に対しては、歯根形成が未成熟なうちに何らかの処置を行うよりも、歯根形成がある程度進行してから処置を行うこと、両側性の軽度症例に対しては、さらに歯根形成を待ってから処置を開始することなどをまとめた。3.形成遅延の上顎側切歯が隣接歯である中切歯、あるいは犬歯の萌出を障害した14例を抽出した。側切歯形成遅延14例のうち13例は、先行乳歯が乳中切歯あるいは過剰歯との癒合歯であることから、上顎切歯に癒合歯が認められた場合は、切歯交換時までの注意深い定期的経過観察が重要であり、それが早期発見と良好な予後につながることを指摘した。4,市民フォーラムの開催に先だって,地域歯科保健関連担当者を対象に各地域を会場とし,小児の萌出障害の治療と予防のガイドラインについての講習会等を順次開催することとし、まず新潟県長岡地域振興局の管轄する地域歯科保健関連担当者を対象に、講習会を行った。本研究は小児期の歯の萌出障害に対する包括的臨床研究を行うことを主目的として遂行しており、本年度は治療と予後に関連した包括的データベースを構築すると同時に、上顎犬歯の埋伏に関連した不足しているデータを追加するための論文報告を英文雑誌に行った。さらに、下顎第二小臼歯の処置法について、新たな見解を学会発表で提示した。本年度の研究成果の要約は下記の通りである。1.萌出障害に関するデータベースを構築する上で治療と予後に関連する必要不可欠な要因を多方面から検討し、大まかではあるが特発性の下顎第二小臼歯埋伏については、フローチャートを考案した。2.上顎犬歯の移転について、従来はふた通りのタイプ分類のみが行われていたが、10症例の移転症例を検討した結果、新たな移転のタイプ(第一小臼歯と犬歯の顎骨内での垂直的な移転型)を提示することができた。その治療法についても、良好な予後を得るための新たな提案を行った。3.近心傾斜度の強い上顎犬歯の重度症例についても検討を行い、軽度症例に対して行っている治療法(早期の乳犬歯抜去)を治療の初期段階では踏襲することによって、患児の身体的負担を軽減することが可能で、治療効果も高いことを国内外で初めて明らかにした。本研究は小児期の歯の萌出障害に対する包括的臨床研究を行うことを主目的として遂行しており、本年度は治療と予後に関連した包括的データベースを構築すると同時に、昨年学会発表した下顎第二小臼歯の処置法、上顎犬歯の移転と重度症例について、科学雑誌に報告した。

遠心傾斜度の強い埋伏歯に対しては、歯根形成が未成熟なうちに何らかの処置を行うよりも、歯根形成がある程度進行してから処置を行うこと、両側性の軽度症例に対しては、さらに歯根形成を待ってから処置を開始することなどをまとめた。3.形成遅延の上顎側切歯が隣接歯である中切歯、あるいは犬歯の萌出を障害した14例を抽出した。側切歯形成遅延14例のうち13例は、先行乳歯が乳中切歯あるいは過剰歯との癒合歯であることから、上顎切歯に癒合歯が認められた場合は、切歯交換時までの注意深い定期的経過観察が重要であり、それが早期発見と良好な予後につながることを指摘した。4,市民フォーラムの開催に先だって,地域歯科保健関連担当者を対象に各地域を会場とし,小児の萌出障害の治療と予防のガイドラインについての講習会等を順次開催することとし、まず新潟県長岡地域振興局の管轄する地域歯科保健関連担当者を対象に、講習会を行った。
COX-2由来のVEGFによる治癒促進メカニズムの解析と新たな再生誘導療法の確立

口腔癌切除後の欠損部はその範囲に応じて、縫縮や植皮、創傷被覆材の貼付、遊離あるいは有茎皮弁による再建などが行われているが、この組織補填法によっては、その後の患者のQuality of lifeを著しく低下させるため、極めて慎重に選択されなければならず、現在ではより低侵襲に効率よく創治癒を促進する治療が求められ、再生医療の利用に期待が集まっており、最近では血管新生因子として作用する血管内皮成長因子(VEGE)が脚光をあびている.一方、創傷治癒過程において、線維芽細胞のCOX-2を介したVEGF産生メカニズムの全容は未だ明らかではない。そこでこの疑問を解決するために、口腔粘膜の創傷治癒にCOX-2由来のPGが重要であることを確認し、さらにこのPGがVEGFを誘導することで、創傷治癒を促進することを明らかにすることを目的とした。米チャールズ・リバー社9週令のCOX-2ノックアウトマウス(+/+)での実験に先立ち、ワイルドマウスを使用、VEGF発現のためのPGE2受容体選択的作動薬の最適濃度を明らかにするため、口腔粘膜損傷モデルを作成すべく、舌の一部に実験的潰瘍を作成した。このマウスにCOX-2作動薬(濃度は0.1mg/ml、0.2mg/ml )を内服させた。対照は同量の溶媒(生理食塩水)を内服投与した群とした。これらを、1週間後、2週間後に屠殺し、粘膜から切片を作成し、HE染色、抗VEGF抗体を用いて免疫蛍光染色法で染色した。同様にノックアウトマウスで実験を行えば、COX-2由来のPGがVEGFを産生すること、創傷治癒を促進させる作動薬の至適濃度の存在が判明し、創傷治癒を期待する部に応用すれば高い治療効果が期待できると考えられる。口腔癌術後の広範な粘膜欠損部において、cox-2由来のプロスタグランジンがPG受容体サブタイプ受容体(EP2、4)を介して血管内皮増殖因子(VEGF)の発現を誘導することで、創傷治癒を促進するメカニズムをin vitroの系を用いて解析し、この結果を口腔粘膜欠損モデルに応用し、創傷治癒機序を検討することで、新たな再生誘導療法を確立することを目的としているが、今年度はまずin vitro系において、線維芽細胞のVEGF産生に及ぼすcox-2の影響を確認した。具体的には、10%ウシ胎児血清を添加したRPMI1640を用いて継代した培養マウス口腔粘膜線維芽細胞を、24well培養プレートを用い、0.1%ウシアルブミン添加RPMI1640にて24時間培養したのち、cox-2選択的阻害薬であるNS398で刺激した群、および非刺激群を作成し、さらに24時間培養後に細胞を採取した。次に採取した細胞株よりmRNAを抽出し、cox-2およびVEGFmRNAに特異的なプライマーを用いてそれぞれのmRNAをRT-PCR法によって検出した。その結果、すべての郡でcox-2、VEGFを発現していた。さらには、cox-2選択的阻害薬NS398を添加しても、VEGFの産生低下が見られなかった。この結果は、cox-2由来のプロスタグランジンがVEGFの発現を誘導するという、今回の研究の大前提と異なるものであり、実験の過程に誤りがあるのか、あるいは予想外の機序によりこの現象が生じるのか、現在再検証を進めているところである。cox-2由来のプロスタグランジンがVEGF、bFGF、TGFβ、PDGFなどの血管新生因子の発現を誘導することは、報告が散見され始めている所見である。したがって、培養マウス口腔粘膜繊維芽細胞をcox-2選択的阻害薬で刺激すると、cox-2の活性が低下し、VEGFの産生低下が見られることが予想される。

しかし、継代した培養マウス口腔粘膜線維芽細胞を、cox-2選択的阻害薬であるNS398で刺激した群においてもVEGFを発現しており、予想通りの結果が得られていないため。現在、口腔癌切除後の欠損部の補填における究極のゴールは瘢痕拘縮やDonor siteの侵襲のない、完全な組織再生であり、当然のことながら未だその方法は開発されておらず、現在ではより低侵襲に効率よく創治癒を促進する治療が求められ、再生医療の利用に期待が集まっている。この再生医療の3本柱は「バイオマテリアル」、「細胞」、「成長因子」と言われているが、この「成長因子」の中の血管内皮成長因子(VEGF)は創傷治癒過程において必須の事象である繊維芽細胞の遊走、増殖、そして結合組織成分の合成分泌による肉芽の増生の際に血管が新生されるが、その中心的な血管新生因子として作用するため、脚光を浴びている。一方、内因性プロスタグランジン合成酵素であるcox-2は、組織の修復に深く関与していることが明らかになってきている。そして創傷治癒過程において、繊維芽細胞のcox-2を介したVEGF産生メカニズムの全容は未だ明らかになっておらず、本研究は口腔粘膜の創傷治癒過程において、cox-2由来のPGがVEGFを発現させ、上皮欠損部の治癒を促進することを明らかにし、さらにはPG受容体の選択的作動薬でVEGF産生をコントロールしようとするものであり、これが完遂されれば、顎口腔領域のみならず多方面で組織欠損を伴う際の新たな治療戦略になりうる。研究進行がやや遅れており、in vivo系の実験にかかわるものの購入がされていないため。in vivo系実験はcox-2ノックアウトマウスを用い、口腔粘膜損傷モデルを作成する。この口腔粘膜損傷モデルにEP2とEP4のcox-2選択的作動薬を数種類の濃度で用意し、粘膜損傷部に局所投与する。これらマウスの粘膜から切片を作成し、抗VEGF抗体を用いて免疫蛍光染色法で染色する。この結果により、PGE受容体の選択的作動薬を組織欠損部に作用させることでcox-2由来のPGがVEGFを産生すること、創傷治癒を促進させる作動薬の至適濃度を判明させる。これを創傷治癒を期待する部に応用すれば高い治療効果が期待できると考えている。
分子生物地理からの新海洋区系

微生物、植物プランクトン、動物プランクトンを対象として、次世代シークエンサーを用いた網羅的解析により、海洋生物の生物地理、多様性の解明を目的とした。細菌、古細菌、珪藻、ハプト藻、カイアシ類については、その手法が確立され、顕鏡などを用いた従来法に比べ、分析時間は1/10以下となり、分析者の経験などにも左右されない手法が開発された。この手法を用いて、広域太平洋の試料を分析した結果、植物プランクトン、動物プランクトンはほぼ海流系に一致する分布パターが確認されたが、細菌、古細菌ではでは、地理的な差よりは、付着性・自由生活性の差が大きく、他生物群とは異なることが明らかとなった。バクテリアでは、群集解析手法はすでにほぼ確立されており、太平洋亜熱帯・熱帯で試料の採集および解析が実施された。表層と深層における優占種の違いや、付着性バクテリアと浮遊性バクテリアでは付着性バクテリアの方が種数が多く均衡度が高いことが認められた。深層水における優占群の把握は新規の知見であり、今後、これら固有微生物群集の機能が注目される。さらに、網羅的解析においては非優占群の硝化細菌に注目し、その鉛直分布を明らかにした。植物プランクトン群集を対象とした研究では珪藻とハプト藻に関して、次世代シークエンサーを用いたメタゲノム解析法を開発し、太平洋亜熱帯域での群集組成を明らかにした。昨年までは機器導入、試薬の提供が遅れていたが、本年度は本格的に網羅的解析が実行された。植物プランクトン群集のなかでも、既存の珪藻グループに属さない系統群の寄与率が低緯度域で増加する傾向がみられ、未知のリボタイプが群集内の大きな割合を担っていた可能性が考えられた。またハプト藻の分析においても円石藻の亜熱帯域における優占が確認された一方、従来あまり注目されておらず形態分類が難しいChrysochromulina属などの寄与も大きいことが明らかとなった。最も遅れていた動物プランクトンに関しても、rDNA28SD2領域を用いた網羅的解析手法が確立し、形態分類と比較可能な種分解能、生物量の定量性が確保された。確立した分析手法を用いて、黒潮域、亜熱帯・熱帯太平洋で採集された試料を分析し、生物多様性や群集組成を分析した結果、従来の知見や形態分類による解析と同様な結果を得ることができ、植物、バクテリアを含めて海洋の微小生物群集について、形態分類に依存せず、比較的短時間で従来以上の精度(非優占群の解析も可能な)で解析法が確立したと言える。微生物群集では、太平洋の熱帯・亜熱帯海域に生息する粒子付着性および自由生活性細菌の群集構造を比較解析すると共に、それぞれの群集構造を決める要因を明らかにするため16SrRNA遺伝子のV1-V3領域をPCR増幅後、454パイロシーケンサーを用いて配列情報を得た。解析の結果、付着性細菌は自由生活性細菌とは異なる群集構造を示した。特に、南太平洋亜熱帯海域の付着性細菌群集は、既往研究で平均2%程度の組成比とされているVerrucomicrobiaが11-18%の割合を占めており、他では見られない特異な群集を形成していた。植物プランクトン群集では北太平洋東経160度線における珪藻類群集の多様性および組成評価を試みた。次世代シークエンサー(Ion PGM)を用いたアンプリコンシーケンスにより、18S rRNA遺伝子V4領域の配列を取得した。亜寒帯域と熱帯域で主にPseudo-nitzschia属が優占したが、温帯域ではNitzschia属が、亜熱帯域ではMastogloia属が最優占し、緯度帯毎に珪藻類の群集構造が明確に異なっていた。また、中低緯度域において相対的に珪藻類の多様性指数が高くなった。本研究により、外洋域に生息する珪藻類の群集組成や多様性情報を簡便かつ網羅的に得ることが可能になった。動物プランクトン群集では、カイアシ類を対象として28S rDNAメタ解析法を確立した。太平洋の熱帯亜熱帯の群集は大きく、亜熱帯群集と赤道黒潮群集に分けられ、ほぼ過去の知見と一致した。さらに、太平洋を南北に縦断する航海の分析においては表層のみならず、中深層の試料分析を行い、中層はほぼ表層と同じ区系が示されたが、500m以深では赤道群集と亜熱帯群集が一つになり、区系が異なった。また、移行域群集が南北両半球に認められ、地理的な距離にもかかわらず類似性が高いことが示された。細菌を対象とした成果では、付着性細菌は自由生活性細菌とは異なる群集構造を示した。海域間で比較すると,表層で明瞭な違いが見られ,チャクチ海,亜寒帯,熱帯+亜熱帯の3つにクラスタリングされた.一方深層では,付着性細菌群集に海域間(亜寒帯,熱帯+亜熱帯)の違いが見られたが,自由生活性細菌群集ではそのような傾向はみられなかった。またKEGGモジュール解析により浮遊生活と付着生活では群集全体がもつ機能ポテンシャルが大きく異なることが分かった.

植物プランクトン群集を対象とした成果では、18S rRNA遺伝子V4領域に対して、次世代シークエンサーを用いたメタゲノム解析を行い、亜寒帯域と熱帯域で主にPseudo-nitzschia属が優占したが、温帯域ではNitzschia属が、亜熱帯域ではMastogloia属が最優占し、緯度帯毎に珪藻類の群集構造が明確に異なっていたことが示された。また、中低緯度域において相対的に珪藻類の多様性指数が高くなった。また、珪藻とハプト藻では地理分布が大きく異なり、各生物群の生活様式が関係していることが示唆された。動物プランクトンでは、最も優占するカイアシ類を対象とした28S rDNAメタ解析法が確立され、太平洋の広域にわたる群集構造の解析を行った。太平洋縦断航海で得られた試料の解析結果から、低緯度域で高く高緯度域に向けて減少する多様性のパターンは表層のみならず比較的均一な環境である中層においても観察された。系統解析の結果、高緯度の冷水域に分布するグループは進化的に新しく分化したことが明らかとなり、カイアシ類の多様性や分布は現在の海洋環境のみならず進化的な要素が大きく影響していることが示唆された。以上のように3生物群で太平洋における地理分布と多様性のパターンが遺伝子から明らかになり、その共通する特徴や差異が明らかになった。領域研究開始時の24年度には次世代シークエンサーを用いた群集解析手法は微生物群集のみで実用化されていたが、27年度は3生物群を対象として、次世代型シークエンサーを用いた網羅的解析手法が開発され、共通機器、原理を用いた形態分類に依存しない群集解析手法が開発されたことは、200年以上にわたり形態分類に基づく群集解析が行われてきたことを考えると、その意義は非常に大きい。網羅的解析のメリットは、分類に関する知識や経験が不足していても、保証されたレベルで生物を分類し定量されることにあり、幼生など分類形質が未発達の個体の分類などにも大きく寄与する。さらに、異なった生物群間での比較は、比較的困難であったが、網羅的手法は、比較可能である。本研究で開発された対象だけでも、3つの食物段階をカバーしており、今後、同じ航海で得られた試料を解析することにより、生物群間で群集構造が同じ要因により制約を受けているのか、それとも生物群間で異なる要因があるのかなどが議論できるようになった。直接的な海洋区系の提案には至らないが、物理観測から提案された区系の是非を評価するには十分な成果が得られたと判断する。さらに、海洋生物の地理分布を形作る要因として、進化的時間スケールの要因を示唆できたことは、予想外ではないが、非常に重要な成果である。微生物群集:優占するProchlorococcusが海域間で主要なエコタイプに違いがあり、エコタイプ間で尿素の取込みや分解に関わる機能に違いがあることがわかった。これは、南太平洋亜熱帯のような超貧栄養海域における代替窒素源として尿素が重要であることを示唆している。また,動物プランクトン試料の窒素固定遺伝子の解析では,太平洋の暖海域で採集されるカイアシ類には比較的高い頻度で窒素固定細菌の共存が見られることが示された。植物群集:メタゲノム解析に加え、顕鏡観察を加えた。珪藻群集に関しては、亜寒帯域と熱帯域で主にPseudo-nitzschia属が優占したが、温帯域ではNitzschia属が、亜熱帯域ではMastogloia属が最優占し、緯度帯毎に珪藻類の群集構造が異なっていたことが示された。ハプト藻群集に関しては空間的に大きく変化し、黒潮上流ではPlymnesium属等が多く存在していたが、黒潮下流ではPhaeocystis属が主に優占した。一方、円石藻は、非主要グループであったことが判明した。以上の結果から、珪藻とハプト藻では地理分布が大きく異なるが、地理分布はおおむね従来の海流系に依存した生物区と矛盾がないことが明らかになった。
オペランド電気化学CT-XAFS法の確立とこれを用いた蓄電池反応分布の3次元追跡

本研究では,リチウムイオン二次電池の電極における充電深度(SOC)を、電池作動下で実験的にオペランド評価することのできる手法として,「オペランド電気化学コンピュータ断層撮影X線吸収微細構造(オペランド電気化学CT-XAFS)」の開発を行った。本研究では,まず,ラミネート型リチウムイオン二次電池を用いた実験を想定し,上述のCT-XAFS測定を可能とする試料ホルダの開発を行った。XAFS測定では,放射光アンジュレータビームラインで得られる高輝度のX線を利用し,かつ,入射X線のエネルギー操作範囲を特定元素の吸収端近傍の数eVの範囲に限定することで,短時間でのオペランド評価を可能とした。一つの入射X線エネルギーにおいて,回転角度:-7070度,回転角度幅:0.2度,1エネルギーでの画像取得時間:20秒の条件でX線CT測定を行い,吸収係数の三次元再構成像を得た。これを入射X線エネルギーを変えながら繰り返すことで,各空間領域のXANESスペクトルを得,そのエネルギーシフトから各空間領域のSOCを定量評価した。以上の手法改良により,これまでの仕様を大幅に向上させる,位置分解能:約4マイクロメートル,時間分解能:約25分でのオペランド計測を実現する技術の確立に成功した。さらに,この技術を,バルク型全固体リチウムイオン電池LiCoO2 (LCO)-Li2.2C0.8B0.2O3 (LCBO)|LCBO|PEO|Liに適用し,同電池のLCO-LCBO合剤正極における反応の進展評価を行った。その結果,合剤正極における充電深度の三次元位置分布のオペランド計測に成功した。以上の結果は,実用に近い蓄電池電極における反応分布を三次元で実験的に評価した,初めての研究例である。本研究では,非接触・非破壊,リアルタイムで,蓄電池の反応分布を,3次元かつ高い位置分解能(数μm),時間分解能(数10分以下)で追跡できる「オペランド電気化学コンピュータ断層撮影X線吸収微細構造(オペランド電気化学CT-XAFS)」法の確立を目指していた。これに対し,今年度の研究により,位置分解能:約4マイクロメートル,時間分解能:約25分でのオペランド計測を実現するCT-XAFS技術を確立した。また,この技術をバルク型全固体リチウムイオン電池に適用し,同電池の合剤電極における三次元反応分布をオペランド計測することに成功した。以上は,当研究課題の当初目的を概ね達成する成果であり,初年度の計画以上に進展していると判断する。今年度の研究を通し,当初目指していた,位置分解能,時間分解能をほぼ実現するオペランドCT-XAFS計測技術を確立することができた。この成果をベースに,次年度は,更に高い位置分解能,時間分解能を可能とするCT-XAFS技術の開発を継続して実施する。位置分解能の向上は,従来の透過型CT法に代わり,より高位置分解能が期待できる結像型CTの適用を検討することで行う。時間分解能の向上は,入射エネルギーを一定エネルギー範囲で走査するのではなく,特徴的なエネルギー数点を測定することにより,SOCを評価する手法を開発することで行う。さらに,開発された手法を全固体リチウムイオン二次電池の合剤正極における反応分布形成挙動の直接観察に適用し,反応分布の形成要因について検討を行う。これにより,高レート,高出力特性を達成する全固体リチウムイオン二次電池用電極の設計指針を与える学術的知見を得る。

これに対し,今年度の研究により,位置分解能:約4マイクロメートル,時間分解能:約25分でのオペランド計測を実現するCT-XAFS技術を確立した。また,この技術をバルク型全固体リチウムイオン電池に適用し,同電池の合剤電極における三次元反応分布をオペランド計測することに成功した。以上は,当研究課題の当初目的を概ね達成する成果であり,初年度の計画以上に進展していると判断する。今年度の研究を通し,当初目指していた,位置分解能,時間分解能をほぼ実現するオペランドCT-XAFS計測技術を確立することができた。この成果をベースに,次年度は,更に高い位置分解能,時間分解能を可能とするCT-XAFS技術の開発を継続して実施する。位置分解能の向上は,従来の透過型CT法に代わり,より高位置分解能が期待できる結像型CTの適用を検討することで行う。時間分解能の向上は,入射エネルギーを一定エネルギー範囲で走査するのではなく,特徴的なエネルギー数点を測定することにより,SOCを評価する手法を開発することで行う。さらに,開発された手法を全固体リチウムイオン二次電池の合剤正極における反応分布形成挙動の直接観察に適用し,反応分布の形成要因について検討を行う。これにより,高レート,高出力特性を達成する全固体リチウムイオン二次電池用電極の設計指針を与える学術的知見を得る。
純チタンおよびセラミックス面へのキャスタブル・セラミックスの鋳接

今回、純チタンとキャスタブル・ガラス・セラミックスの鋳接技法を臨床応用することを目的として、キャスタブル・ガラス・セラミックスと純チタンあるいは他のセラミックスとの接合法のついて検討し、さらに、その接合状態を観察した。すなわち、純チタン製メタルフレームにキャスタブル・ガラス・セラミックスを鋳接し、これら試験体について、クラックの有無および色調遮断性を観察し、同試験体の切断面においてセラミックスとチタンの接合状態をSEM観察し、組成元素の拡散状態をEDS分析した。また、純チタン面にオペーク陶材を焼付け後、キャスタブル・ガラス・セラミックスを鋳接する方法、および、セラミックス鋳接後にステイニング、グレージングを行い、色調を改善する方法についても検討を加え、以下の結果を得た。1.肉眼的に、セラミックス内にクラックの観察された試験体は全くなかった。しかし、メタルフレームの色調の遮蔽が不十分な傾向が見られ、オペーク陶材の使用により色調は改善された。当技法を特に前歯部に使用する場合、何らかのオペーク処理を行う必要性を認めた。2.試験体切断面における接合界面のSEM観察においては、チタン表層には、反応層と見られる組織が観察され、同層とキャスタブル・ガラス・セラミックスあるいはオペーク陶材の接合状態はおおむね良好であったが、同層とチタンとの間で一部剥離が生じていた。3.グレージング、ステイニングを行うとセラミックス体内でクラックが生じる傾向が見られ、これらの処理については、さらに検討を加える必要がある。4.当技法を使用するにあたり、チタン表面における反応層の生成を可及的に少なくする必要があると思われ、さらに検討を要するものの、臨床応用可能であることが示唆された。キャスタブル・セラミックス今回、純チタンとキャスタブル・ガラス・セラミックスの鋳接技法を臨床応用することを目的として、キャスタブル・ガラス・セラミックスと純チタンあるいは他のセラミックスとの接合法のついて検討し、さらに、その接合状態を観察した。キャスタブル・セラミックス
亜高山帯での融雪特性に関する基礎的研究

亜高山帯での融雪特性を熱収支的見地から,(1)時間の進行にともなう熱収支構成の変化,(2)傾斜による融雪の熱収支特性の変動,(3)標高による融雪量の変化に関する熱収支特性の3点に検討を加えた。(1)に関しては,時間(季節)の進行にともなって純放射量が融雪熱量に占める比率が低下した。これは融雪後期に潜熱が凝結側にはたらくことでより顕著に現れた。また,融雪熱量の日毎の変動は時間の進行とともに大きくなった。日毎の変動は融雪前期には純放射量に,後期には乱流輸送量に強く影響された。この支配因子の変化にも潜熱が蒸発から凝結へと変化する影響が大きかった。(2)に関しては,潜熱が蒸発にはたらく場合,傾斜地と平坦地での融雪の差は純放射量の差によって決まり,日射条件ごとにほぼ一定の差が生じた。潜熱が凝結の場合には両地点での風速の差が大きくなるほど融雪量差が大きくなり乱流輸送量による融雪の差が無視できなくなった。これは潜熱が蒸発の場合には顕熱と打ち消し合い乱流による融雪が相対的に小さくなるのに対し,潜熱が凝結になると顕熱・潜熱ともに融雪を促進させるためである。(3)に関しては,融雪前期では常に低標高地点の方が高標高地点よりも融雪量が多いが,時間の進行にともない高標高地点の方が多くなる。熱収支的に見ると放射による融雪は常に低標高地点の融雪をより促進する結果となった。一方,乱流による融雪は高標高地点での風速が大きくなる時が多く,潜熱が凝結により融雪を促進させる融雪後期になると高標高地点での乱流による融雪が非常に大きくなった。上記のように,亜高山帯では融雪が長期にわたるため,乱流輸送量,特に潜熱の変動が重要となる。八幡平の標高12001600mの間において融雪量、積雪面上の熱収支観測を4月下旬から6月下旬に行った。観測項目は、雪面低下量、積雪表層密度、純放射量、日射量、反射量、気温、相対湿度、風速、雪面温度である。その結果、以下の事が示された。(1)日融雪熱量は、季節の進行とともに増加した。この傾向は特に雲の少ない条件下で顕著であった。(2)季節の進行による日融雪熱量の増加は、潜熱と顕熱の乱流輸送量の増加の影響が大きく現れていた。この結果、日融雪熱量に占める純放射量の割合は季節の進行とともに減少し、10%程度まで減少する事もあった。これまで観測例の多い低標高地帯では、一般に純放射量が融雪熱量に占める割合は非常に大きい。上記の事は亜高山帯での融雪特性として注目される。(3)日融雪熱量の増加とともに純放射量が占める割合は減少した。また、この傾向は日射量が小さい日においてより顕著であった。低標高地域での結果も合わせて検討したところ標高にかかわらずこの傾向は同じ傾向線で近似可能であった。また、国内外の既往の観測結果も今回得られた分布範囲内に位置した。(4)亜高山帯における融雪前期では低標高地点の方が融雪量が多い傾向を示した。しかし、融雪後期には高標高地点の融雪量が大きくなる傾向を示した。この結果を熱収支的に説明するためには、気象要素の時空間的分布の観測とシミュレーションが必要となる。

亜高山帯での融雪特性を熱収支納見地から、(1)時間の進行にともなう熱収支構成の変化、(2)傾斜による融雪の熱収支特性の変動、(3)標高による融雪量の変化に関する熱収支特性の3点に検討を加えた。(1)に関しては、時間(季節)の進行にともなって純放射量が融雪熱量に占める比率が低下した。これは融雪後期に潜熱が凝結側にはたらくことでより顕著に現れた。また、融雪熱量の日毎の変動は時間の進行とともに大きくなった。日毎の変動は融雪前期には純放射量に、後期には乱流輸送量に強く影響された。この支配因子の変化にも潜熱が蒸発から凝結へと変化する影響が大きかった。(2)に関しては、潜熱が蒸発にはたらく場合、傾斜地と平坦地での融雪の差は純放射量の差によって決まり、日射条件ごとにほぼ一定の差が生じた。潜熱が凝結の場合には両地点での風速の差が大きくなるほど融雪量差が大きくなり乱流輸送量による融雪の差が無視できなくなった。これは潜熱が蒸発の場合には顕熱と打ち消し合い乱流による融雪が相対的に小さくなるのに対し、潜熱が凝結になると顕熱・潜熱ともに融雪を促進させるためである。(3)に関しては、融雪前期では常に低標高地点の方が高標高地点よりも融雪量が多いが、時間の進行にともない高標高地点の方が多くなる。熱収支的に見ると放射による融雪は常に低標高地点の融雪をより促進する結果となった。一方、乱流による融雪は高標高地点での風速が大きくなる時が多く、潜熱が凝結により融雪を促進させる融雪後期になると高標高地点での乱流による融雪が非常に大きくなった。上記のように、亜高山帯では融雪が長期にわたるため、乱流輸送量、特に潜熱の変動が重要となる。