hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心停止下高齢ドナーからの献腎移植適応に関する研究

これまでよりデータを追加しての検討で良好な摘出直前クレアチニン値と短い総阻血時間、さらに若いレシピエントへの移植が早期腎機能発現を得る上で重要な要因であることを更に裏付ける結果となった。しかし、グラフトの機能発現に関与する遺伝子の網羅的解析は、現在のところ2,3の有力な遺伝子の関与が示唆されるに留まっており、現時点で有意といえる結果を得ていない。更なる解析を今年度も行う予定である。研究開始年度である平成20年以降の献腎移植症例の蓄積に前向き検討の対象となった症例を加えた全症例を対象として全移植施設からアンケート方式でデータを集積して解析を更新追加した。現在までに集積されたデータは、これまでの知見を補強すると同時に、現在解析途上ではあるが、前向き研究でもこれまで得られた結果が妥当であることが裏付けられていると考えている(現在最終解析中)。すなわち、結論として年齢60歳以上の腎臓と50歳から59歳までの腎臓で高血圧の既往または脳血管死亡の群における心停止ドナー、レシピエントとして30歳未満の若年者ではなく、30歳以上に移植した方が生着率や期間などが有意に優れていると結論づけられた。早期腎機能発現症例に関しても、摘出直前クレアチニン2.0mg/dl以下、総阻血時間6時間未満、レシピエント年齢25歳未満が良好な結果が得られる事を結論づけた。このことは、データを追加しての今回までの過去4年間における前向き、後ろ向き解析でも同様に有意の結果であった(P<0.01)。すなわちこれまでの結果同様、データを追加しての検討でも良好な摘出直前クレアチニン値と短い総阻血時間、さらに若いレシピエントへの移植が早期腎機能発現を得る上で重要な要因であることをが更に多くのデータを本にして裏付けられたと結論した。反面、グラフトの機能発現に関与する遺伝子の網羅的解析では、neutrophil gelatinase-associated lipocalinが機能回復の指標として2示唆され、既に共同研究者により報告されているが、ほかにも2・3の有力な指標については解析の途上に留まっており、有意といえる結果を得ていない。今後の更なる検討と追加分析が必要と考えている。平成20年以降のデータ集積を本年度までをもって打ち切りとして行った最終解析でもこれまでの知見の妥当性が示された。前向き研究ではドナー年齢による層別解析において危険因子の一部に統計的有意差が得られなかったデータもあるが、症例数の違いと考えている。すなわち年齢60歳以上と50歳から59歳までの腎臓で高血圧の既往または脳血管死亡の群における心停止ドナーからの腎臓は、レシピエントとして30歳未満の若年者ではなく、30歳以上に移植した方が生着率や期間などが有意に優れていると考えられた。このことは、データを追加しての今回までの過去5年間における前向き、後ろ向き解析でも同様に有意の結果であった(P<0.01)。すなわちこれまでの結果同様、データを追加しての検討でも良好な摘出直前クレアチニン値と短い総阻血時間、さらに若いレシピエントへの移植が早期腎機能発現を得る上で重要な要因であることが更に多くのデータを元にして裏付けられたと結論した。
冗長駆動系のロバストなデジタル協調制御

本研究では,冗長駆動系のロバストなデジタル協調制御に関して,ロバスト性を考慮した制御系設計法の確立と,その有効性の実験検証を目的として,以下の結果を得た.1.ロバスト制御方式の検討:(1)一般に制御対象は非線形系であるので,非線形補償による線形化が有効と考えられる.ロバスト制御において代表的なH_∞制御やH_2制御とこの線形化を統合した制御方式について検討し,磁気浮上系や倒立振子系などの簡単な実験装置においてデジタル補償器を実装し,これらの有効性を基礎実験により確認した.このとき線形補償部に関して目標値応答の改善とフィードバック補償器のロバスト性の十分な活用を目的として2自由度制御方式を採用し,その有用性も併せて確認した.(2)一方,制御対象を非線形特性を考慮した制御方式について,非線形のL_2ゲインに着目した安定化,およびマニピュレータの構造的特徴を活かしたロバスト制御法について考察した.後者に関してはその有効性を基礎実験において確認した.1.協調制御に関する実験検証:上記手法の中で,線形化補償とH_∞ループ整形法の併用礎とした制御則を用いて,協調系における実験検証をおこなった.まず,1自由度マュレータを用いた基礎的実験では,高速追従性や不安定系の協調安定化などにおいて有効性を確認した.つぎに,一対の3自由度マニピュレータを試作し,これを用いてによる対象物体の軌道追従実験をおこない,一定の性能が得られることを確認した.し,サンプル値系の制御理論の有効性の確認は今後の課題として残された.本研究では,冗長駆動系のロバストなデジタル協調制御に関して,ロバスト性を考慮した制御系設計法の確立と,その有効性の実験検証を目的として,以下の結果を得た.1.ロバスト制御方式の検討:(1)一般に制御対象は非線形系であるので,非線形補償による線形化が有効と考えられる.ロバスト制御において代表的なH_∞制御やH_2制御とこの線形化を統合した制御方式について検討し,磁気浮上系や倒立振子系などの簡単な実験装置においてデジタル補償器を実装し,これらの有効性を基礎実験により確認した.このとき線形補償部に関して目標値応答の改善とフィードバック補償器のロバスト性の十分な活用を目的として2自由度制御方式を採用し,その有用性も併せて確認した.(2)一方,制御対象を非線形特性を考慮した制御方式について,非線形のL_2ゲインに着目した安定化,およびマニピュレータの構造的特徴を活かしたロバスト制御法について考察した.後者に関してはその有効性を基礎実験において確認した.1.協調制御に関する実験検証:上記手法の中で,線形化補償とH_∞ループ整形法の併用礎とした制御則を用いて,協調系における実験検証をおこなった.まず,1自由度マュレータを用いた基礎的実験では,高速追従性や不安定系の協調安定化などにおいて有効性を確認した.つぎに,一対の3自由度マニピュレータを試作し,これを用いてによる対象物体の軌道追従実験をおこない,一定の性能が得られることを確認した.し,サンプル値系の制御理論の有効性の確認は今後の課題として残された.冗長駆動系においては各アクチュエータにかかる負荷を分散でき,駆動系の小型化や,負荷容量の拡大,位置決めの高速・高精度化などの利点がある.本研究では,ロバスト性を考慮したデジタル協調制御系の系統的な設計法を理論的に確立し,かつ,高速な協調作業を実現する実験によってその有効性を検証することを目的としている.本年度の研究実績は以下のようである.・制御方式の検討と基礎実験:申請者が以前にマニピュレータに関して考案した協調制御系のコンセプトと,ロバスト制御理論を基礎としたデジタル協調制御方式の検討をおこなった.特に,サンプリング時間を陽に考慮した制御方式であるサンプル値系のH_2制御およびH_∞制御に関して,設計計算プログラムを作成し,基礎実験を行った.H_2制御では不安定系の協調安定化の実験をおこない,一定のサンプリング時間(17msce)まで制御則が有効に働くことを1対の1自由度マニピュレータを用いた基礎実験により確認した.一方,H_∞制御では1自由度アクチュエータを用いた基礎実験により,40msecまで,その有効性を確認した.・3自由度実験装置の試作とモデル化:十分高速な動きが実現でき,冗長駆動系の本来の能力が発揮できることを目的として,研究支援3軸DDロボット2台をベースとして,協調運搬装置を設計・試作した.ロボット1台分に関して周辺入出力装置などを完成させ,簡単なPD制御により動作確認を行った.さらに,物理パラメータの同定実験を含めて,装置のモデル化をおこない,その妥当性についても確認した.冗長駆動系のロバストなデジタル協調制御に関して,本年度は,非線形システムに対するロバスト制御方式の検討をおこなうとともに,昨年度試作した一対の3自由度マニピュレータを用いて,制御方策の有効性に関する実験検証をおこない以下の結果を得た.(1)ロバスト制御方式の検討:a)一般に制御対象は非線形系であるので,非線形補償による線形化が有効と考えられる.ロバスト制御において代表的なH_∞制御やH_2制御とこの線形化を統合した制御方式について検討し,磁気浮上系や倒立振子系などの簡単な実験装置においてデジタル補償器を実装し,これらの有効性を基礎実験により確認した.このとき線形補償部に関して目標値応答の改善とフィードバック補償器のロバスト性の十分な活用を目的として2自由度制御方式を採用し,その有効性も併せて確認した.b)一方,制御対象を非線形のまま扱い,その特性を考慮した種々の制御方式についても検討した.

特に,マニピュレータの構造的特徴を活かした適応型ロバスト補償法について考察し,その有効性を軌道追従制御の基礎実験において確認した.(2)協調制御に関する実験検証:一対の3自由度のマニピュレータを用いて,上記の線形化手法と線形ロバスト制御の併用に基づいて制御系を設計し,協調による対象物体の軌道追従実験をおこない,一定の性能が得られることを確認した.しかし,力センサーを用いていないため,幾何学的な設定誤差の影響が予想以上に大きく,このためもありサンプリング時間をあまり長くとることはできなかった.
結晶成長における圧力効果の探索

結晶成長機構における圧力の効果の探索を目的として、光学液圧セルを開発し、圧力ジャンプにより従来に比べて遙に高精度な成長形と成長過程の観察を可能ならしめ、高圧力下でパラキシレンの核生成・成長形の系統的観察を行った。その結果、核生成の臨界過飽和度および成長形が板状晶から骸晶に変化する臨界過飽和度の圧力・組成依存性が観察され、それぞれ、界面張力、ステップ自由エネルギーの圧力・組成依存性(特に圧力増加にたいして増加)に起因することが示唆された。この描像を確かめるため、本研究課題では、(a)試料の厚さが一定に保たれ、圧力制御精度が高く(±0.5MPa)、良好な光学像を観察できる、試料室を開発し、(b)上述の観察結果を検証し、(c)核生成の臨界過飽和度の温度依存性を観察し、その結果から界面張力の妥当な温度依存性が導出されることを見いだした。さらに、(d)20°Cにおけるパラキシレンの成長速度の過飽和度依存性を様々な圧力下で観察し、骸晶化の臨界過飽和度より十分に低い過飽和度で比較して、加圧により成長速度が著しく低下する事を見いだした。これは拡散係数の低下では説明しきれず、二次元拡散速度の低下、ステップ自由エネルギーの増加によるステップ間隔の拡大を考慮すべきことを示している。拡散場の高圧下その場観察については、装置の開発が遅れ、現在進行中である。
ナノサイズ球状ポリ酸からなるイオン結晶におけるナノ空間の構築と動的構造制御

[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-(以下{Mo132}と表記する)のアンモニウム塩の湿度応答構造変化を再現性良く追跡する手法を確立した。その手法を用いて、高エネルギー加速器研究機構の放射光科学実験施設を利用した単結晶X線回折実験により、格子定数の変化が繰り返し起きることを確認した。さらに、ポリ酸イオンの構成元素依存性を検証するために合成した、{Mo132}のモリブデン原子の一部をタングステン原子で置換した化合物について、紫外可視吸収スペクトルおよび赤外吸収スペクトルを測定した。それぞれの極大吸収波長が連続的に変化することを見出し、{Mo132}中のモリブデン原子は連続的にタングステン原子に置換されると結論付けた。また、紫外可視吸収スペクトルの吸収極大波長の変化率が、タングステン置換率が低い時と高い時とで異なることを見出した。タングステン導入初期過程において、タングステン原子が特定のサイトに導入されることが原因であると考えられる。また、結晶化条件の詳細を検討する前提となる情報を得るために、ナノサイズ球状ポリ酸{Mo132}の溶液内での安定性を解明すべく、{Mo132}アンモニウム塩水溶液の分解過程の追跡を引き続き行った。昨年度の研究において、{Mo132}よりもひとまわり小さな102個のモリブデン原子からなる球状ポリ酸に、内部から[MoO4]2-イオンが配位した化合物が生成することを見出していたが、さらにその異性体2種が生成していることを確認し、単結晶構造解析に成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。ナノサイズ球状ポリ酸[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-(以下{Mo132}と表記する)のカリウム塩及びルビジウム塩の良質な結晶を再現性良く大量に作成する方法を確立することに成功し、それらの結晶の粉末X線回折パターンが立方晶系面心格子で説明できることを明らかにした。また、その結晶が乾燥に伴い、立方晶系面心格子を保ったまま格子定数が減少することを見出した。また、結晶化条件の詳細を検討する前提となる情報を得るため、ナノサイズ球状ポリ酸{Mo132}の溶液内での安定性を解明するため、{Mo132}アンモニウム塩水溶液の吸光度変化を40°C、50°C、60°C、70°C、80°Cで追跡した。{Mo132}がV価のモリブデンを含むことから容易に予想されるように、空気中では{Mo132}水溶液は速やかに脱色することが確認された。さらに、脱気した蒸留水を使用して窒素雰囲気下で吸光度変化を追跡したところ、空気中よりは速度が遅いものの、数時間数日間で脱色し、その過程は一次反応で近似できることが明らかになった。さらに30°Cでの吸光度変化を追跡することにより、40°C以上で見られた一次反応に先立ち、さらに速い前駆反応が起きていることを見出した。さらに、{Mo132}に塩化バリウムを加えた溶液について同様の実験を行ったところ、最終的な吸光度が異なるうえに、吸光度変化が二次反応で近似できることを見出した。このことは、バリウムイオン存在下で{Mo132}が二分子関与する反応が起きていることを示しており、さらに巨大なナノサイズポリ酸が生成している可能性を示している。昨年度作成方法を確立したナノサイズ球状ポリ酸[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-(以下{Mo132}と表記する)のアンモニウム塩及びルビジウム塩結晶について、粉末X線回折パターンの、湿度応答変化を追跡した。また、高エネルギー加速器研究機構の放射光科学実験施設を利用して、結晶周辺の湿度を制御しながら単結晶回折パターンを1秒間隔で測定する手法を確立した。並行して、ルビジウム塩結晶の作成条件のさらなる検討を行った結果、単斜晶系の結晶を新たに見出すことに成功し、その単結晶構造解析を行った。一方、昨年度に引き続き、結晶化条件の詳細を検討する前提となる情報を得るために、ナノサイズ球状ポリ酸{Mo132}の溶液内での安定性を解明することを目的として、{Mo132}アンモニウム塩水溶液の吸光度変化を60°C、65°C、70°C、75°C、80°Cで追跡した。試料濃度を昨年度の実験に対して10倍にして実験を行ったところ、吸光度変化に濃度依存性が見られることが明らかになった。さらに、昨年度の吸光度変化追跡の結果、バリウムイオン存在下で{Mo132}が二分子関与する反応が起きており、さらに巨大なナノサイズポリ酸が生成している可能性が示されたため、{Mo132}に塩化バリウムを加えた溶液について米国アルゴンヌ国立研究所の放射光施設APSにて透過力の高い高エネルギーX線を利用して溶液小角散乱実験を行い、溶液中の分子径の変化を追跡した。ナノサイズ球状ポリ酸[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-(以下{Mo132}と表記する)

塩の単結晶状態での湿度応答構造変化追跡手法を確立したことにより、次年度以降、単結晶構造解析により湿度応答格子定数変化を構造化学的に解明できる見通しがついたことは大きな進展である。一方、溶液内の{Mo132}の吸光度変化について、濃度依存性が見られるという重要な知見を見出したが、その原因の究明については、さらに多くの濃度における実験を行わなければならない。また、{Mo132}と塩化バリウムとの反応過程解明に関しては、APSにおける高エネルギーX線小角散乱を行うことにより、良質なデータを収集することが出来たが、データ量が膨大であるため、解析にかなりの時間を要する見込みである。以上を総合的に判断すると、本研究は現時点でおおむね順調に進展していると考えられる。既に結晶化方法を確立した[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-(以下{Mo132}と表記する)のアンモニウム塩について、昨年度、高エネルギー加速器研究機構の放射光科学実験施設を利用して、結晶周辺の湿度を制御しながら単結晶回折パターンを1秒間隔で測定する手法を確立した。今年度は、実際に複数の結晶を使用して、回折パターンの湿度応答変化を測定したが、予備的実験において観測されていた可逆な構造変化が見られず、X線照射とともに結晶性が劣化することが観測されたのみであった。複数回の実験の結果、短い時間間隔で回折パターンを測定するために、照射X線強度を大きくしたため放射線損傷により結晶性が劣化したと考えられる。そのため、構造変化を追跡するためにはX線照射強度を最適化することが必要となった。そこで、最適な実験条件の探索を開始した。一方、昨年度に引き続き、結晶化条件の詳細を検討する前提となる情報を得るために、ナノサイズ球状ポリ酸{Mo132}の溶液内での安定性を解明することを目的として、{Mo132}アンモニウム塩水溶液の吸光度変化を追跡した。2種類の試料濃度に対して実験を昨年度行ったところ、吸光度変化速度が顕著に異なる現象が見られたため、再現性を確認するために5種類の試料濃度で実験を行ったところ、吸光度変化速度が連続的に変化していることが明らかになった。さらに各濃度での吸光度変化について詳細に検討した結果、一段階反応では説明できず、少なくとも3つの段階を経由する多段階反応であることが明らかになった。ナノサイズ球状ポリ酸[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-(以下{Mo132}と表記する)アンモニウム塩の単結晶状態での湿度応答構造変化追跡について、照射X線強度の最適化を検討しなければならないことが判明したため、当初の予定よりも進行が遅れることとなったが、改善すべき点が明確になり、今後の研究推進の方針が固まったことは、前向きに評価できると考えられる。また、溶液内の{Mo132}の吸光度変化について、多段階反応であることが判明し、さらに、反応速度が濃度に依存して連続的に変化するという重要な知見を見出したことは大きな前進であると考えられる。昨年度に引き続き[Mo132O372(CH3COO)30(H2O)72]42-(以下{Mo132}と表記する)のアンモニウム塩について、高エネルギー加速器研究機構の放射光科学実験施設を利用した単結晶X線回折法により、湿度応答構造変化の追跡を行った。今年度はさらに、ポリ酸イオンの構成元素依存性を検証するため、{Mo132}のモリブデン原子の一部をタングステン原子で置換した化合物の合成を行った。得られた結晶の構造解析を行ったところ、予想された化合物であるタングステン置換{Mo132}の結晶に加え、Keggin型ポリ酸の結晶も析出していることが明らかになった。
レーザー核融合推進のための磁気ノズルにおけるプラズマ・磁場の挙動解析と最適化

将来の推進システムの有力候補のひとつであるレーザー核融合ロケットの推進原理として考えられている磁気スラストチャンバーについて、(1)プラズマの膨張とともに変化する磁場を可視化し、(2)プラズマの温度・密度・速度等のパラメータを局所的に計測することを目的に研究を行った。まず、磁場の可視化のためにXeイオンを用いたバックライト法のシステムを構築に成功し、動作検証を行ったが、レーザー生成プラズマに応用結果、レーザー作動時のノイズにより、実際の計測には至らなかった。また高い波長分解能を持つ分光器を作成してレーザートムソン散乱を行うことで、システム内の希薄プラズマの局所計測に成功した。本研究の目的は、将来の推進システムの有力候補のひとつであるレーザー核融合ロケットの推進原理として考えられている磁気スラストチャンバーについて、その動作原理とエネルギースケーリング則を構築するため、(1)プラズマの膨張とともに変化する磁場を可視化し、(2)プラズマの温度・密度・速度等のパラメータを局所的に計測することである。当該年度は、大阪大学のEUVデータベースレーザーを用いて、上記2通りの計測を試みた。(1)の磁場計測については、イオンエンジンが出力するXe+イオンの計測のため、アレイ状に配置したチャージコレクタとその計測システムを構築した。また、イオンエンジンからのイオンのみを検出するため、初期の時間に計測器に到達するレーザー生成プラズマをチャージコレクタに印加する電圧で排除し、パルス状に電圧を印加するシステムを構築した。これらは九州大学で予備実験を行った後、大阪大学で実験を行ったが、本実験時に電圧印加のシステムの不具合により計測までは至らなかった。(2)については、新たに高波長分解能の分光器を作成してレーザートムソン散乱計測を行い、局所的なプラズマパラメータの計測に成功した。その結果、磁場をの有無によって、温度・密度に大きな違いは無かったが、プラズマのドリフト速度に明らかな違いを計測した。この結果は、磁気スラストチャンバー内の比較的低密度なプラズマでの計測も可能であることを示すと同時に、磁場によるプラズマの排出が機能していることを示している。当初予定していたイオンバックライト計測は、計測器の不具合により本実験では計測まで至らなかったが、イオンの検出とパルス状印加電圧による動作を確認することができた。一方レーザートムソン散乱によるプラズマ計測には成功し、流速の変化から、推力発生原理が動作していることを確認できた。またこの結果から、今後はより大型レーザーを用いた実験へについてもレーザートムソン散乱を用いた計測を行うことができる。一方、予想しないほど真空チャンバーや実験装置からの反射光が大きく計測精度が悪いなど課題も見つけることができた。今年度はこれらの計測精度を上げると同時に、より高エネルギーのプラズマを用いた実験を行うことで、エネルギースケーリングの確立と、数値シミュレーションとの比較・検証をすすめることができると考えている。本研究の目的は、レーザー核融合磁気推進で有力な推進システムと考えられる磁気ノズルの動作を検証することである。これまでの実験から磁気ノズルによる推力発生を確認したが、磁場の時間変化、最適な磁場構造や強度、プラズマの状態等は計測できておらず、数値計算とも大きな差異があった。そこで高出力レーザー生成プラズマと電磁石による強磁場を相互作用させ、磁場とプラズマの挙動を時間分解して可視化しプラズマの温度・密度等パラメータを計測するシステムを構築した。希薄で比較的低温なプラズマの温度・密度・速度を精度よく計測するため、高波長分解能である分光器を作成し、磁気ノズル内のプラズマ計測に成功した。また、実験を再現する数値計算コードを開発するため、プラズマアブレーション過程を計算する輻射流体シミュレーション、およびその後の磁気ノズル内でのプラズマ挙動を計算するハイブリッド計算を改良し、実験で得られるイオン密度分布の再現を試みた。完全に定量的な一致までは至っていないが、以前より2桁以上の改善が見られた。プラズマアブレーションを計算する際に磁場を導入することで、さらなる再現性の向上を試みた。新たに導入した輻射磁気流体計算による初期プラズマ生成過程を確認した。今後さらに長時間の計算を行うことで、推力発生の確認と実験との定量的比較を目指す。本研究では、さらに推力方向を制御する新たな試みとして、複数コイルを組み合わせた磁気ノズルを作成し、プラズマ排出方向の制御実験を行った。駆動コイル数と電流を制御することで、プラズマの排出方向を変化させることを実験的に明らかにした。さらに同システムの数値計算を行い、実験で得られたプラズマ構造の再現に成功した。本結果は現在論文投稿中である。当該年度の研究から、磁場の計測システムの動作原理の確認と、レーザートムソン散乱計測の構築とその有用性を確認できた。今後は、これら2通りの計測システムを用いて、さらに計測精度を上げる事で、数値シミュレーションによるプラズマ排出原理の確認、シミュレーション自体の検証を行う。

さらに、今年度はエネルギーが10-100倍となる照射エネルギーの大型レーザー:激光XII号を用いて、プラズマの運動エネルギーを上げ、昨年度構築した計測システムを用いることで、推進システムである磁気スラストチャンバーのエネルギースケーリング則の確立を試みる。一方、数値シミュレーションと実験とは現在大きな差異がある。現状は、レーザー生成プラズマを輻射流体計算で、磁場とプラズマの相互作用をハイブリッドシミュレーションで計算しているが、初期のプラズマ生成時に磁場を考慮していないことが原因の1つとして考えられる。つまり、現状の輻射流体シミュレーションでは、磁場と相互作用せずにプラズマが膨張してしまうという欠点があった。今後、大阪大学と共同で、磁場と輻射を考慮した輻射磁気流体シミュレーションを行うことで、再度実験との比較を行う。実験の改良として、レーザーの燃料球内面照射を試みることでプラズマの膨張速度を抑え、数値計算との比較を容易にする工夫を試みる。この手法は、将来のレーザー核融合炉でも検討されている間接照射方式に対応し、実機の設計を考える上でも有利である。プラズマ理工学
炭素-窒素二重結合に関する幾何異性化の機構:反転機構の二重性の証明

1)パラ位置に3種の基を持つヘキサフルオロアセトンアニル類Ia,b,cを本研究のために作成したオ-トクレ-ブを用いて合成した。2)常圧下での異性化速度に対する温度効果をIa,cについてはアセトニトリルーd_3中で、またIbについては様々な極性を持つ6種の溶媒(炭酸プロピレン、DMSO、アセトニトニルーd_3、ピリジンーd_5、塩化メチレンーd_2、ジオキサン)中で測定し、活性化エンタルピ-と活性化エントロピ-を求めた。また298Kでの速度定数を内挿によって求め比較した。その結果以下のことが明らかになった。(1)回転機構で異性化すると言われていたIbにおいても活性化段階で反応物の極性は大きな変化をせず、遷移状態の極性は反応物のそれとほぼ同じである。(2)Icの異性化速度はハメット則から期待される以上には大きくない。(3)活性化エントロピ-はパラ位の置換基の電子供与性が大きいほど大きな負の値になる。しかしIbの△S≠は溶媒極性に依存しない。3)Ib,cについてアセトニトリルーd_3中で異性化速度に対する圧力効果を測定し、活性化体積を求めた。その値はIb:+3.7cm^3mol^<-1>、Ic:+0.5cm^3mol^<-1>であり、活性化段階で反応物の極性に変化が起こっていないことを示した。4)以上の実験結果から、極めて電子吸引性の強いトリフルオロメチル基を2つ持つヘキサフルオロアセトンアニルにおいても、窒素原子上の置換基の電子的性質に関係なく、二重結合に関する異性化は反転機構で進行していることが明らかになった。このことは既に知られているハメットプロットの折れ曲がりと併せ考えるならばC=N結合に関する幾何異性化において反転遷移状態でのフェニル基の立体配座に直交と平面の2種があることを意味するものである。従って本研究の目的は完全に達成されたと言える。
エピジェネティクスと大脳白質微細構造によるうつ病発症・難治化の機序解明

1)難治性うつ病の病態解明に関するBDNF遺伝子メチル化の解析対象は電気けいれん治療を受けた難治性うつ病群15例であり、治療前後での解析を行った。解析方法は、MassARRAYシステム(SEQUENOM)を用いた定量的メチル化解析法である。Exon 1のプロモーター領域にあるCpGアイランド内のメチル化の解析では、特に本治療によって特徴的に変化する部位は検出されなかった。Exon 4プロモーター及びexon 4内のCpGメチル化の解析でも、特に本治療によって特徴的に変化する部位は検出されなかった。Exon1プロモーター領域のCpGアイランド内のメチル化の解析結果から、難治性うつ病群と未治療うつ病群を比較すると、難治群で低メチル化であるCpG32や難治群で高メチル化であるCpG4, 71などでのメチル化の程度の違いから、難治性うつ病群と未治療うつ病群は、異なったクラスターに分類される可能性が示唆された。2)難治性うつ病の病態解明に関する拡散テンソル画像を用いた研究対象は難治性うつ患者8例・健康対照者6例であり、3テスラMRI装置(GE社製Signa Excite HD3.0T)を用い、頭部の拡散テンソル画像を撮像した。得られたデータからfractional anisotropy(以下FA)画像の作成を行った。患者群の前頭前野白質のFA値は健康対照群と比較して、AC-PC線20mm頭側の断面で、有意な減少が見られた。難治性うつ病群で前頭前野白質のFA低値がみられたことから、同部での微細脳構造の異常が示唆され、うつ病症状との関連が考えられる。今回の研究結果は、うつ病の難治化にBDNF遺伝子のメチル化の変化や前頭前野の白質構造の変化が関与していることを示唆していると思われる。1) BDNF遺伝子メチル化の解析今回BDNF遺伝子exon 1上流のコアー領域のシトシンのメチル化を解析した症例は39例であり、その内訳は未治療うつ病23例・抗うつ薬治療後9例・難治性うつ病電気けいれん治療前後3例・難治性うつ病1例である。Exon 1上流のコアー領域にある81個のCpGを対象に、その内の上流2領域(Ampliconl : 383bp, 23 CpG's ; Amplicon 2 : 255bp, 26 CpG's)のメチル化を、MassARRAY System(SEQUENOM)で解析した。その結果、Ampliconl領域のメチル化に関しては、特に治療前・後に特異的なメチル化の変化はみられなかった。その一方で、Amplicon 2領域では10番目のシトシンの50-60%のメチル化が、全対象で共通にみられた。今回の研究から、BDNF遺子exon 1上の1ヶ所のシトシンのメチル化亢進が、うつ病の治療前・後および病状の程度に無関係に検出され、うつ病特有のマーカーになる可能性が得られた。
PET核種の光増感作用を活用したセラノスティックスのための量子ドットナノマシン

蛍光性量子ドットは、PET核種に由来するCherenkov光を励起光とする蛍光、およびシンチレーション機構を介してβ・γ線により励起され、発光強度が増大すると考えられる。このことから、量子ドットと、その蛍光により励起されうる光増感剤との複合体を形成させることで、生体内においてPET核種により励起され一重項酸素を産生する治療システムを構築できると考えた。本研究では、PET核種によって励起され活性酸素種を産生する量子ドット製剤を作製し、がん指向性PET薬剤とともに腫瘍局所で共在させることで、細胞傷害作用をもたらすことのできる新規治療システムの構築を目的とする。平成30年度は、量子ドットの水溶化および光増感剤との複合体の形成を行い、PET核種によって励起可能かどうかを調べた。量子ドットとしてはカドミウムを含むものが一般的であるが、毒性が懸念されるため、今回は、カドミウムフリーの量子ドットを用いることとした。量子ドットを水溶化するため、PEG結合リン脂質とともにフィルムを形成し、水和することでミセル内包されることが確認された。また、光増感剤としてフタロシアニン系色素を用いて、量子ドットとともに上記と同様に水和することで両者がミセル内包されることが分かった。次いで、得られた量子ドットミセルがPET核種により励起されるか否かを調べるため、89Zrと混和し発光・蛍光イメージング装置を用いて発光スペクトルを調べたところ、量子ドットの蛍光波長に合致するスペクトルが得られた。(理由)平成30年度は量子ドットがPET核種由来の放射線により励起されるか否かを調べるため、量子ドットのミセル内封、および光増感剤の担持を計画し、予定した一連の検討は滞りなく遂行した。以上の検討より、次年度に実施予定の細胞傷害作用の検証を行うための準備態勢が整った。平成30年度までに量子ドットミセルの調製方法を確立済みである。次年度はこれに対してペプチドを担持させ細胞内侵入性を付与するとともに蛍光イメージングによる担がんマウス投与後の生体内分布を評価することで、量子ドットミセル剤形を最適化する。次いで、本研究の最終目標であるPET核種共存下での細胞傷害作用を検証する予定である。
飽和/不飽和地盤における部分排水効果を利用した強度推定法の構築

土の部分排水効果を考慮した強度推定法を室内実験から提案し,それを用いた簡易的な支持力計算を行うことで,提案する推定法の適応性を示す.まず,粘土,中間土を用いた部分排水せん断試験において,ひずみ速度を変化させ試験を試みた.その結果から,正規化したせん断強度と載荷速度・排水距離・圧密係数の関係を表し,部分排水強度を評価できる推定法を示した.また,要素試験から得られた推定法を境界値問題へ適用するため,拘束圧依存,不攪乱による構造の違いについて検討を行った.あわせて,数値実験による部分排水せん断試験を行い,提案する推定法の妥当性を示した.近年,あらゆる産業において,コストを削減しつつ製品に対する品質を高めることが社会的趨勢となっている。このような社会的動きに応えるためには,土構造物の設計条件,または工程における,無駄を効率よく省くことが急務である。一般的に,盛土構造物の設計時に行う安定解析において,粘土地盤,または中間土地盤は,盛土載荷時の施工速度などは問わず,安全性から非排水せん断強度が用いられている。地盤の透水性・排水距離と載荷速度の関係によっては,部分排水効果(圧密)による強度増加が期待できる。そのため,非排水強度だけでなく,部分排水強度,さらには排水強度の範囲まで検討することが必要となる。その結果,適切な強度の理解,最適な施工速度および工期の決定が可能になると期待される。本申請の研究では,土の部分排水強度に着目し,室内実験と数値解析を用いることで,実地盤スケールにも適用できる部分排水効果を考慮した土(飽和不飽和)の強度推定法を提案することと,その強度推定法を利用することで,施工現場における施工速度および工期を簡易的に算定できる指標を構築する。平成26年度は,(1)せん断速度を変化させた部分排水試験を行った。(2)部分排水せん断シミュレーションを実行した。(3)実験と解析から得られた結果を整理し支持力計算を用いて試算した。(4)飽和/不飽和までを包括する形で,土の種類に依らない部分排水レンジにおける指標構築を行った。本研究では,土の部分排水効果を考慮した強度推定法を室内実験から提案し,それを用いた簡易的な支持力計算を行うことで,提案する推定法の適応性を示す.まず,粘土,中間土を用いた部分排水せん断試験において,ひずみ速度を変化させ試験を試みた.その結果から,正規化したせん断強度と載荷速度・排水距離・圧密係数の関係を表し,部分排水強度を評価できる推定法を示した.また,要素試験から得られた推定法を境界値問題へ適用するため,拘束圧依存,不攪乱による構造の違いについて検討を行った.あわせて,数値実験による部分排水せん断試験を行い,提案する推定法の妥当性を示した.さらに,得られた推定法を用い簡易的な支持力計算を行うことで,地盤の性状によっては部分排水せん断強度を用いる可能性が示された.土の部分排水効果を考慮した強度推定法を室内実験から提案し,それを用いた簡易的な支持力計算を行うことで,提案する推定法の適応性を示す.まず,粘土,中間土を用いた部分排水せん断試験において,ひずみ速度を変化させ試験を試みた.その結果から,正規化したせん断強度と載荷速度・排水距離・圧密係数の関係を表し,部分排水強度を評価できる推定法を示した.また,要素試験から得られた推定法を境界値問題へ適用するため,拘束圧依存,不攪乱による構造の違いについて検討を行った.あわせて,数値実験による部分排水せん断試験を行い,提案する推定法の妥当性を示した.平成26年度は,(1)せん断速度を変化させた部分排水室内実験を行った。具体的には,排水距離を変化させた試験方法は,片面排水試験と両面排水試験を行なった。また,実験で用いた試料は,飽和土(粘性土・中間土)で,実験で行うせん断速度は,0.001%/min10%/min(計6段階)まで変化させた。(2)飽和/不飽和の部分排水せん断シミュレーションを実行した。飽和/不飽和での部分排水レンジの発現や,せん断時の供試体の状況(応力・サクション・間隙空気圧などの変化)や,そのメカニズムが明らかとなった。部分排水せん断試験の解析手法は,室内実験と全くの同条件において再現解析を行なった。解析の観点からせん断時の供試体の状況についても考察し,得られた解析結果を,実験と照らし合わせ比較検討した。(3)実験と解析から得られた結果を整理し,部分排水レンジにおける部分排水強度推定式を提案した。その結果を用いて破壊までの部分排水レンジ適用範囲を支持力計算を用いて試算した。27年度が最終年度であるため、記入しない。地盤工学平成27年度は,土の種類に依らない部分排水強度を実務にまで応用し展開する。具体的には,2年間の室内実験・数値解析から得られた,新たに提案する部分排水レンジにおける部分排水強度推定法を用いて,排水距離,施工速度,ならびに施工予定の盛土高さをパラメータとし,施工現場における適切な施工速度・工期を算定できる指標を構築する。また,実際の現場の条件(実地盤の条件)を用いて,提案する指標の適用性,実用性を評価・検討し最終年度の締めくくりとする。
非粘性MHDダイナモの数理とコア対流の基本構造

モデル流体の粘性を低く抑えた地球ダイナモの数値シミュレーションをおこなったところ,過去の同様の研究例に反して,地磁気とよく似た強い磁場と大規模な対流構造の発現が見いだされた。これは過去のモデルが,地球物理学的に不適切なコア表面温度一定の境界条件をとったためである。地球のコアの粘性は数値モデルよりずっと小さいが,そのような非粘性の極限でも,強い磁場と大規模な流れが存在しうることが示唆される。地球の液体金属コアに生起する流れと磁場の基本的な構造をあきらかにするための第一段階として、回転する箱形の非粘性電磁流体を考え、支配方程式である非線形偏微分方程式を数値的に解くためのアルゴリズムを考案した。流れの駆動力として、速度の回転軸方向の成分に比例するような人工的な強制力を、回転軸方向に与えた。方程式を安定に解くために、いくつかの計算手法を比較検討した。その上で、スタッガード格子を導入し、速度、圧力、電磁場のベクトルおよびスカラーポテンシャル、磁場、電流密度の合計14個の変数を、一括して緩和法で求める方法を採用した。プログラム開発をおこない、手法の妥当性を検討した。また有限な粘性率をもった流体の流れが駆動するMHDダイナモの数値シミュレーションにおいて、できるかぎりその粘性を小さくする試みもおこなった。そのための数値計算手法はこれまでの研究でほぼ確立したものであるが、低い粘性率のために、大規模な数値計算を必要とする。地球シミュレーターをもちいて、エクマン数と磁気プラントル数を、これまでよりも1桁近く抑えることに成功した。このような低粘性MHDダイナモでは、強い磁場が生成されず、場合によっては双極子磁場の生成も阻害されるという研究報告が近年なされていたが、その原因が、コア表面温度を水平方向に一様とする境界条件を課したことにあるという考えを提示した。温度一様の条件下では、境界に沿った流れが抑制され、大規模な流れが駆動されにくいことを指摘した。境界条件として、熱フラックス一様の条件を代わりに課したところ、大規模な流れが発達し、これがコア対流の基本構造をあらわしていると推論した。回転する箱型非粘性電磁流体の磁気対流の有限振幅定常解を求める手法を考察した。速度の回転軸方向成分に比例するような人工的な強制力のもとでは,すでに線形解の臨界波数が発散しており,解析的に問題があることがわかった。そこで熱拡散率有限の熱対流モデルを考察したが,線形解から出発して,逐次的に定常解を得るというアルゴリズムを実装しつつあるものの,最終的な解を得ることはできなかった。しかし天体ダイナモの基本構造を理解するために,粘性ゼロのダイナモの定常解を直接求めるというこの問題の意義は依然として大きく,今後も研究を継続していくつもりである。本研究の中で得られたもっとも大きな成果は,粘性ゼロではないが,それをなるべく小さく抑えた地球型ダイナモの数値シミュレーションをおこない,流れと磁場の大規模構造の発現を確認したこと,そしてこれが非粘性の極限での地球ダイナモの基本構造であるという示唆を得たことである。これまでの類似研究ではこのような大規模構造は発現せず,生成する磁場も地磁気とは異なる特徴を示していた。その原因は,表面温度一様という,地球物理的に不適切な熱対流の境界条件を課していたためである。この場合,子午面循環が仮にあったとしても,それにともなう温度風(東西流)はほとんど吹かない。なぜなら極-赤道間の温度差が,とくに表面付近でゼロに近く,緯度方向の温度勾配も小さいからである。本研究では,熱フラックス一様の熱対流モデルを採用したために,極-赤道間の大きな温度差が実現し,強い温度風と,強いトロイダル磁場が維持された。少なくとも地球のコア対流については,低粘性のダイナモシミュレーションによって,その基本構造が,おぼろげながらも明らかになったのかもしれない。
歯質表面損失症候群の診断法の確立と接着技法を応用した治療法の開発

咬耗、摩耗、酸蝕に代表されるTooth Wearは、う蝕、歯周病に次ぐ第3の歯科疾患として注目されている。本研究では、歯質表面損失症候群(TSL)の診断法の確立と接着技法を応用した治療法の開発を目的として検討を行った。疫学的調査から、咬耗が進行するにつれて接触面積が増大することが示された。H2Sのエナメル質への露出は表面を塑像化した。TSL歯に対するMMPsインヒビター配合システムの接着強さは、EDC 1%、CHX 0.5%の配合では低下しなかった。また歯面コーティング材が人工酸蝕歯に良好な薄膜接着強さを示した。う蝕透明象牙質に対して白金ナノコロイド配合システムの接着強さは向上した。1.TSLの臨床疫学調査とTSL評価法の開発多施設でのTSLの臨床疫学調査を行うにあたり統一基準を設定するために、くさび状欠損の進行速度、パターンについて経年変化の解析を行った。すなわち、くさび状欠損を有する3次元形状測定用模型と光干渉断層計を用いて、非侵襲的かつ即時に任意の断面画像、3次元画像を得た。その結果、深さの進行は形態による影響を受けるが、横幅、縦幅は形態による影響が少ない傾向であった。デジタルマイクロスコープによるTSL歯観察については、画像解析ソフトを用いて観察した歯面から、咬耗総面積及び露出象牙質面積を計測し、咬耗総面積に占める露出象牙質面積の比率を計測した。その結果、露出象牙質面積の占める割合は、臼歯と比較して前歯が高い傾向にあることが示された。さらに、象牙質表層にArFエキシマレーザーを照射した場合には、接着界面の炭素量が移行的に変化することから、応力集中を防ぐ傾斜機能材料のような性質を接着界面に付与するため接着力に有利と考えられた。TEMによる表面観察では、H2Sの影響によりハイドロキシアパタイトが不規則な結晶構造となることが示唆された。2.TSL治療接着システムの構築TSL治療接着システムの開発を目的として、透明象牙質に対する検討を踏まえて接着強さの測定および象牙質MMPs活性の測定を行った。その結果、白金ナノコロイドを加えた酸処理によって接着強さは向上するものの、被着象牙質面の湿潤状態が影響することが考えられた。人工的に作製した酸蝕歯への自己接着性フロアブルレジンは、薄膜かつ良好な接着性を有することから酸蝕歯への歯面コーティング材料としての可能性が考えられた。ヒト抜去歯を粉砕して得られた象牙質を、人工的に石灰化を促進させた場合の象牙質MMPs活性は低下する傾向であったが、接着を行う際の酸処理によって活性が増加する可能性が示唆された。1.TSL臨床疫学調査結果の解析とTSL評価法の最適化TSL臨床疫学的調査結果の解析として、光干渉断層計(OCT)を用いたくさび状欠損の進行プロセスおよび進行速度測定法を確立し、その成果を論文としてまとめ、学術雑誌に投稿中である。1ステップセルフエッチング接着システムの8年後の生存率は96%であり、良好な成績である一方、それらの半数には辺縁着色が生じていた。マイクロスコープによるTSL歯の観察結果から、下顎切歯においては咬耗部分の20%弱が象牙質であり、この平均ラインを象牙質知覚過敏症罹患患者の臨床症状と比較することでTSLにおける象牙質知覚過敏症の判断基準に応用できる可能性が示唆された。また、フラクタル次元を用いた咬耗の診断法の開発として、自動削合により咬頭断面のフラクタル次元は減少する傾向を示したことから、咬合面のフラクタル次元が咬耗の程度を診査する指標となる可能性が示唆された。さらに、口臭の主な原因である硫黄化合物は接着強さに影響はないものの、エナメル質の表面を塑像化することから、TSLの成因となる可能性が考えられた。2.TSL治療接着システムの接着性の評価TSL治療接着システムの開発を目的として、う蝕透明象牙質に対して白金ナノコロイドを接着システムの前処理剤として応用した場合に、接着強さは向上した。またTSL歯に対するMMPsインヒビターを配合した接着システムの接着強さは、EDC 1%、CHX 0.5%の配合においては低下しないことが明らかとなった。さらにエナメル質に限局して発症する酸蝕歯に対するコーティング材としてのフロアブルコンポジットレジンは20N前後の薄膜接着強度を示し、ArFエキシマレーザー照射によって処理した象牙質では、従来の樹脂含浸層は形成されずにモノマーが浸透することによってアパタイトリッチな接着界面が得られることが明らかとなった。咬耗、摩耗、酸蝕に代表されるTooth Wearは、う蝕、歯周病に次ぐ第3の歯科疾患として象牙質知覚過敏症とならんで注目されている。そこで本研究では、歯質表面損失症候群(TSL)の診断法の確立と接着技法を応用した治療法の開発を目的として検討を行い、以下の結果を得た。1.TSLの臨床疫学的調査:岡山大学病院歯科外来において、岡山大学大学院医歯薬学総合研究科の倫理委員会承認(承認番号946)の下に患者3名の咬合歯の調査診断を行った。その結果、咬耗が進行するにつれて接触面積が増大することが示された。

2.TSL評価法の最適化:デジタルマイクロスコープによるTSL歯の観察結果から、下顎切歯においては咬耗部分の20%弱が象牙質であり、この平均ラインを象牙質視覚過敏症患者の臨床症状と比較することでTSLにおける象牙質知覚過敏症の判断基準に応用できる可能性が示唆された。また口臭の主な原因である硫黄化合物のTSLへの影響について検討した結果、H2Sのエナメル質への露出はエナメル質の結晶構造を変化させ、エナメル質の表面を塑像化することが示された。3.TSL治療接着システムの接着性の評価:TSL治療接着システムの開発を目的として、TSL歯に対するMMPsインヒビター配合接着システムの接着強さは、EDC 1%、CHX 0.5%の配合においては低下しないことが示された。さらにArFエキシマレーザーを照射した象牙質では、象牙質表層2μm程度のボンディング材の侵入を示唆する結果を得た。また歯面コーティング材が人工的に作製した酸蝕歯のエナメル質、象牙質に20N前後の薄膜接着強さを示した。う蝕透明象牙質に対して白金ナノコロイド配合接着システムを応用した場合に接着強さは向上した。咬耗、摩耗、酸蝕に代表されるTooth Wearは、う蝕、歯周病に次ぐ第3の歯科疾患として注目されている。本研究では、歯質表面損失症候群(TSL)の診断法の確立と接着技法を応用した治療法の開発を目的として検討を行った。疫学的調査から、咬耗が進行するにつれて接触面積が増大することが示された。H2Sのエナメル質への露出は表面を塑像化した。TSL歯に対するMMPsインヒビター配合システムの接着強さは、EDC 1%、CHX 0.5%の配合では低下しなかった。また歯面コーティング材が人工酸蝕歯に良好な薄膜接着強さを示した。う蝕透明象牙質に対して白金ナノコロイド配合システムの接着強さは向上した。おおむねは予定通りに研究が進捗しているものの、多施設の歯科外来でTSL患者の調査を行うにあたり倫理審査委員会の承認が必要となるが、当初予定の調査方法では必要サンプル数のデータ収集に時間がかかることから、調査方法に一部変更を加えた結果、再度の倫理審査委員会の承認を受けることとなり、現在承認待ちの状態である。また、TSL治療接着システムのin vivoでの評価については、予定していた北海道大学動物実験施設が改修工事により使用できないことから中断している。27年度が最終年度であるため、記入しない。歯科保存修復学分野倫理委員会の承認が得られ次第、多施設でのTSL患者の調査を再開する。また、H26年度同様にTSL臨床疫学調査結果の解析とTSL評価法の最適化、TSL治療接着システムの接着性の評価について研究を進める。本年度は研究期間の最終年度となることから、これまで得られたすべての知見を総括し、TSL進行程度の判断基準の確立やTSL治療接着システムに関して、学会発表、論文投稿などの方法で情報を発信する予定である。TSLの臨床疫学調査とTSL評価法の開発およびTSL治療接着システムの構築を目的として、TSLの観察および接着性の検討、象牙質MMPs活性の測定を行っていることから、研究は順調に進展しているといえる。平成2627年度は、引き続きTSLの臨床疫学調査およびデータ解析を行い、TSL評価法の最適化を行う。TSL接着システムの評価については、接着強さに加えて接着界面の微細構造についても検討する。最適な接着システムを選定した後に、長期耐久性および象牙質MMPs活性についても検討する。TSL進行防止用歯面コーティング材として、自己接着型歯面コーティング材の評価を行う。
虚血性心疾患の周術期管理に有用な薬剤の評価に関する研究

摘出心灌流モデルを用い、ドーパミン(以下DOA)、アムリノン(以下AMR)と新しいPDEIII阻害剤であるOPC18790(以下OPC)とについて、低冠潅流量モデルにおける左心機能、心筋酸素消費量に及ぼす影響について検討した。モルモット40匹の摘出心臓をランゲンドルフ回路を用いて37°C、Kebs-Henseleit液にて、灌流圧70mmHgで大動脈より逆行性に冠動脈を灌流した。左室内へラテックスバルーンを挿入し、左室圧測定用とし、肺動脈起始部直上でカニュレーションし、冠静脈洞からの灌流液を採取した。実験手順としては1)灌流圧70mmHgで灌流、2)低灌流(50mmHg)10分間、3)次いで、OPC群10匹-OPCを10-5M、AMR群10匹-アムニリン10-4M,DOA群10匹ドーパミン2×10-6Mの3群に分け、それぞれ10分間持続投与した。4)その後、灌流圧70mmHgに復帰させ10分間維持した。Contorol群(10例)として同様の実験手順を薬剤なしで行った。これらの薬剤の濃度は、dp/dtmaxを指標として50%増加する濃度をそれぞれの濃度反応曲線より得て等効果量とした。測定項目はHR、左室収縮期圧、dp/dtmax、冠潅流量、酸素消費量、酸素摂取率で1)4)の終了時期に測定した。HRは低状態灌流での薬剤投与により、AMRのみが15%増加を示した。左室収縮力は低冠灌流圧により左室圧、dp/dlmaxとも10%減少し、この減少を3薬とも同程度に拮抗した。冠灌流圧を70mmHgから50mmHgに低下させたことにより30%減少し、この減少はAMR、OPC投与により回復したが、DOAでは冠灌流量の増加は認められなかった。また、いずれの灌流圧でもPDEIII阻害薬はcontrol,DOAよりも冠灌流量を増加させた。酸素消費量は低冠灌流に伴い20%減少したが、いずれの灌流圧でもcontrolを含めた4群間では有意差は認められなかった。酸素摂取率は低灌流により12%増加した。薬剤投与によりPDEIII阻害薬2群では710%低下したが、DOAは7%増加した。群間比較でもPDE阻害薬2群はcontrol、DOA群に比べ、いずれの灌流圧でも1430%の低下を示した。冠灌流量の増加作用はPDEIII阻害薬で認められたが、DOAでは認められず、酸素供給の点で前者は優れていた。全ての時点で酸素摂取量については、4群間で有意差は認められなかったが、冠灌流量増加による酸素供給量増加のための酸素摂取率の低下がPDEIII阻害薬2群で認められ、虚血状態での使用の優位性が示唆された。虚血性心疾患を有する患者の周術期管理に有用な薬剤を研究するために、摘出心潅流モデルを用い、ドーパミン(以下DOA)、アムリノン(以下AMR)と新しいPDEIII阻害剤であるOPC18790(以下OPC)とについて、低冠潅流量モデルにおける左心機能、心筋酸素消費量に及ぼす影響について検討した。モルモットの摘出心臓をランゲンドルフ回路を用いて潅流圧70mmHgで冠動脈を潅流した。実験手順としては1)潅流圧70mmHgで潅流、2)低潅流(50mmHg)10分間、3)次いで、OPC群OPCを10-5M、AMR群アムリノン10-4M、DOA群ドーパミン2×10-6Mの3群に分け、それぞれ10分間持続投与した。4)その後、潅流圧〓0mmHgに復帰させ10分間維持した。Control群(10例)として同様の実験手順を薬剤なしで行った。これらの薬剤の濃度は、dp/dtmaxを指標としてControlの50%増加する濃度をそれぞれの濃度反応曲線より得て等効果量とした。左室収縮力は低冠潅流圧により左室圧、dp/dtmaxとも10%減少し、この減少を3薬とも同程度に拮抗した。また、いずれの潅流圧でもPDEIII阻害薬はcontrol、ODAよりも冠潅流量は増加した。酸素消費量はいずれの潅流圧でもcontrolを含めた4群間では有意差は認められなかった。酸素摂取率はPDEIII阻害薬2群はcontrol、ODA群に比べ、いずれの潅流圧でも1430%の低下を示した。冠潅流量の増加作用はPDEIII阻害薬で認められたが、ODAでは認められず、酸素供給の点で前者は優っていた。全ての時点で酸素消費量は4群間で有意差は認められなかったが、冠潅流量増加による酸素供給量増加のための酸素摂取率の低下がPDEIII阻害薬2群で認められた。以上の結果からPDEIII阻害薬はODAに比べ低冠潅流心において冠潅流量増加による心筋酸素摂取率の低下を示し、虚血状態での使用の優位性が示唆された。虚血性心疾患患者の増加に伴い、これら手術の周術期における各種強心薬の使用機会も増えているが、その際心拍数増加を伴わないような虚血心に有利な薬剤を選択する必要がある。最近ではPDE阻害剤(アムリノン、ミルリノンなど)の効果が注目されている。