hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ｐｄ触媒の新しい立体化学制御による光学活性含フッ素アリルアミンの合成

パラジウム触媒アリル位アミノ化反応において,これまでに達成されていなかった1,3ー二置換ラセミ体アリルエステル類の不斉アリル位アミノ化反応を新しい立体化学制御手法によって実現した.具体的にはアリール基とトリフルオロメチル基をそれぞれ1位と3位に有するラセミ体アリルエステル類とアミンとの反応を行い,その反応過程において動的速度論的不斉転換(DYKAT)を引き起こす事で光学活性なアリル位アミノ化体を位置選択的かつ高収率で得る事に成功した.昨年度までに得られた知見を基にして,2級あるいは1級アミンに対してそれぞれ適切な脱離基を導入した含フッ素アリルアミンでの不斉アリル位アミノ化反応を実施し,ラセミ体の反応基質から位置選択的に最高93% eeのエナンチオマー過剰率で光学活性含フッ素アリルアミンを90%以上の収率で得る事に成功した.具体的には昨年度から継続して行った触媒条件最適化によって,カチオン性パラジウム触媒前駆体にBINAP配位子を組み込んだパラジウム触媒が本研究目的に適している事を確認した.また,その際には良好な収率およびエナンチオ選択性を実現するために銀塩の添加が効果的である事を新たに見いだし,特にAgPF6が最も良い効果を示す事も確認できた.以上の最適触媒反応条件下において,ラセミ体含フッ素アリルエステルとしては約10種類での反応を実施すると共に,求核剤であるアミンとしても約10種類の環状および鎖状の2級アミンと3種類の1級アミンでの反応を実施し良好な結果を得る事ができた.更に,次年度に予定して反応機構および反応経路に関する研究の予備実験として,反応基質であるアリルエステルの幾何異性体としてE体およびZ体による反応の比較検討も行った.その結果,いずれの反応基質からもほぼ同程度の結果が得られることがわかった.この事は本反応における反応中間体して想定されるp-アリルパラジウム錯体において幾つかの異性体が存在し,それらの間に平衡が存在している事を示唆している.以上,本年度は当初の目的通りに様々な反応基質および求核剤との間での反応を実現させる事に成功した.1,3-非対称二置換アリルエステルのPd触媒アリル位アミノ化反応において,アリルエステルの一つの置換基がトリフルオロメチル基であるラセミ体アリルエステルでの反応を行い,光学活性な含フッ素アリルアミンを位置およびエナンチオ選択的に得る事に成功した.本研究は,これまでのPd触媒アリルエステルのアリル位置換反応ではその反応機構(net retention機構)から不可能である不斉誘起を目指したものであり,過去の反応機構とは異なる反応機構を制御しつつ引き起こし,ラセミ体から光学活性体を得る新しい手法の確立を目指したものである.その結果,トリフルオロメチル基を有する1,3-非対称二置換アリルエステルのPd触媒アリル位アミノ化反応において,不斉配位子をキラルなBINAPとすることで,当初予定した通りにラセミ体からキラルなアリルアミンを高収率かつ高エナンチオ選択性で得る事に成功した.また,本反応は位置選択的にg-体のアリルアミンが生じた後に,分子内でのアミンの転位を伴う反応経路で進行している事.更に,その一段階目の反応はnet retention機構で進行し,続く転位段階においてdynamic kinetic resolutionが起こる事でエナンチオ選択性が発現している事を見いだした.また,本反応においてはアミンとして環状および非環状の2級アミンの他に,1級アミンも利用可能である事を確認できた.更に最終年度においては光学活性なアリルエステルによる反応も行い,その反応経路をより明確にする事に成功した.以上,本研究は当初の予定をほぼ実行する事ができた.パラジウム触媒アリル位アミノ化反応において,これまでに達成されていなかった1,3ー二置換ラセミ体アリルエステル類の不斉アリル位アミノ化反応を新しい立体化学制御手法によって実現した.具体的にはアリール基とトリフルオロメチル基をそれぞれ1位と3位に有するラセミ体アリルエステル類とアミンとの反応を行い,その反応過程において動的速度論的不斉転換(DYKAT)を引き起こす事で光学活性なアリル位アミノ化体を位置選択的かつ高収率で得る事に成功した.今年度は,予備実験で得られた反応生成物のエナンチオ選択性の向上を目指した.具体的には,トリフルオロメチル基を置換基として有する1,3-非対称アリルアセテートから,光学活性名パラジウム触媒を用いてアリル位アミノ化反応を行い,定量的かつ90%以上のエナンチオ選択性実現を目指した.その結果,光学活性なアリルアミンを最高93%のエナンチオマー過剰率および86%収率で得る事に成功した.また,その過程で計画通りに銀塩の添加などを試み,それらがエナンチオ選択性の発現に極めて効果的である事を確認し,特にAgBF4が最も良好な結果を与えた.この事は,当初の予定通りカチオン性パラジウム錯体が重要な鍵中間体である事確認しただけではなく,今後の更なる収率およびエナンチオマー過剰率の向上,更には反応機構の研究において重要な情報を得る事に成功した事を意味する.また,当初は環状2級アミンを中心に反応検討を行ったが,例えば鎖状の2級アミンであるN-benzylmethylamineなどでも良好な結果(79%収率,90% ee)が得られる事がわかり,今後の反応基質適用範囲の拡大に関する重要な知見を得る事ができた.

更に,予備実験段階では1級アミンを用いた場合,反応基質の脱アセチル化による副反応が問題であったが,それら副反応は反応基質の脱離基を変更することである程度防げる事も確認した.この結果は,今後の反応を検討する際に,用いるアミンに適した脱離基を選択する事で望みの光学活性アリル位アミノ化体を得る事が充分に可能である事を意味している.本年度の研究も申請書に記載した内容に沿って順調に進展している.具体的には様々な反応基質(アリルエステル)と求核剤(アミン)との組み合わせにおける不斉アリル位アミノ化反応を実施し,光学活性名含フッ素アリルアミンを良好な収率およびエナンチオ選択性で得る事に成功した.また,翌年度の反応機構解明へと繋がる知見を得る事にも成功した.今年度の研究は申請書に記載した内容に沿って順調に進展している.具体的には当初,初年度に予定したら収率およびエナンチオ選択性の向上を概ね達成できた.また,添加物によるエナンチオ選択性と収率の変化を確認できた.研究は順調に進んでおり,既に充分な数の反応例を実施する事ができた.その結果に基づいて,次年度は当初の計画通り反応機構解明に対する研究に注力する予定である.具体的には反応中間体の単離構造決定やNMRによる観測を試みる.更に光学活性な反応基質による反応も行い,その際のエナンチオ選択性の変化なども調査する,計画はほぼ予定通り進んでおり,当初の計画を今後も継続して実施する.特に今後は反応機構の検討に着手するため,現在までに得られた結果のファインチューニングを行いつつ,反応実施例を増やし,反応機構研究の実施に適した反応系の探索と構築を行う予定である.該当なし次年度の研究費の殆どは通常の有機合成化学分野における消耗品の使用に充てる予定である.具体的には,主として有機合成試薬,有機金属試薬,有機溶媒,シリカゲルなどに使用する予定である.
データ管理システムのログデータ分析方式に関する研究

近年の情報システムは何らかの形で大量のログデータ、つまり記録データを生成し続けており、それらを蓄積して有用な情報を取り出したい、何が起きているのかを理解したい、という要求は飛躍的に増大している。この要求に答えるため、本研究は、従来の関係データベースシステムの考えを拡張して、多様なログデータの検索、変換、分析、を行なえるデータベースシステム技術を開発することを目的とした。主な研究成果は次の3つである:始めに、多次元データキューブモデルの下でデータマイニングを行なってログデータ系列を適切に理解可能な情報の系列へ変換する技術「アイテムセットキューブ」システムを提案した。そして、本システムを使って、多次元的、対話的なアクセスログ分析を行なって有用な情報抽出を行なえることを示した。次に、ログデータ系列から与えた系列パターンを満たす部分系列を効率良く選び出す機構として、データベース呼出し述語を単位要素とした正則表現によるパターン照合機構N-OPSを実現した。最後に、アイテムセットキューブの出力である「アイテムセット」と呼ばれる情報の系列を対象に、特徴的な部分系列を自動的に判定する技法として、「多構造データベース」と呼ばれるデータキューブ演算の適用方法を考案し、計算機システムログ分析に適用して有用な部分系列の判定ができることを確認した。この他に、アイテムセットキューブのWebアーカイブデータ分析への適用も行ない、多次元的なデータマイニングモデルによる情報抽出能力の有効性を示した。以上の成果をもって本研究実績とする。本年度においては、既に開発してきたデータ系列からの系列パターン探索機構N-OPSの基本能力の評価、および、ログデータ分析機構であるアイテムセットキューブの性能評価と具体例への適用評価を以下のように行った。系列データからの連続系列パターン探索機構N-OPSの開発と、基本性能を評価した。N-OPSはデータベース述語の正則表現による系列データからのパターン充足部分の抜き出しアルゴリズムである。昨年まで基本的なアルゴリズムは発表していたが、通常の有限オートマトンを用いた場合と比べて性能上の特性評価が十分ではなかった。今年度は、特に移動体データのデータ系列を複数個用い、それらの間の複雑な計算条件を含むデータベース述語による正則表現を使って、系列パターン探索実行時のN-OPSの性能を評価した。その結果、従来方式にくらべ、実行時に最低限必要な述語評価しか行わないというN-OPSの特性が明らかになり、実行速度上もNFAを用いた方式より十分高速であることを示した。また、発表は未定であるが、スライド窓幅の組こみもパッケージ上に行った。(2)アイテムセットキューブについて記録データアーカイブにおけるアイテムセットキューブの分析能力を評価するため、WEB空間アーカイブの収集列を対象に、アイテムセットキューブによる多次元データマイニングを行った。具体的には、アイテムセット計算とデータキューブ演算を一体化させた本機構を用いて、相互リンクを持つようなログデータ集合における重要部分の抽出と構造の可視化を行えることを示した。結果、昨年度までの時系列アクセスログデータ分析と併せ、Web型記録データの分析ツールとしても本提案機構が使えることを示した。近年の情報システムはなんらかの形でログデータ(記録データ)を大量に生成しており、それらを蓄積して有用な情報を取り出したい、何が起きているのかを理解したい、という要求はデータベース技術に求められる本質的な要求である。本研究の目的は、この課題に答えるため、ログデータ系列から指定した系列パターンを満たす部分系列を効率良く選び出す機構、および、ログデータ列を適切に理解可能な情報へと変換する機構、の2つを実現することである。具体的には、次の2つのソフトウェアを開発した:1ログデータ系列からの部分系列選択のために、データベース述語の正規表現をパターンとした系列パターン照合アルゴリズムN-OPSを開発した。評価の結果、N-OPSによる述語実行回数は、通常の非決定性有限オートマトンによる手法より大幅に削減されることを示した。本提案手法は、データベースレコードxを引数としたSQL文を述語P(x)とおいて、そのような述語の連接と閉包によるパターン照合検索を効率よく実行するものであり、一般的なログデータの系列検索に適した技法である。

2ログデータ系列は、一般に多次元属性を有しており、当該系列の中で何が起きているかを認識する作業には多くの分析次元から見たデータ変形やデータ抽出を必要とする。この作業を効率的、効果的に行うため、多次元データキューブモデルに従ってデータマイニングを行う機構アイテムセットキューブを開発した。本研究では、アイテムセットキューブを用いたアクセスログデータからのユーザ行動の分析を行い、有効性を示した。さらに、上記に加え、アイテムセットキューブの出力となるアイテムセットの系列から、特徴的な部分系列を自動的に判定するアルゴリズムとして、多構造データベース演算(MSDB)の適用技法を考案した。計算機システムログ系列を対象に評価した結果、MSDB演算の判定能力の有効性を示すことができた。
血糖制御のためのインスリン放出細胞デバイスの設計・構築

ヒトpreproinsulin cDNAのプロセッシンク部位をfurin切断性へと変異させた遺伝子(Ins/fur)を、レトロウイルスベクターLTRプロモーター(コントロールベクター)、またはレトロウイルスベクター中に導入したHSPプロモーター下流に組み込み、ウイルスを作成した。コントロールベクターで作成したウイルスでtransformし、脂肪細胞分化を誘導した3T3L1(L1-ins/fur)では、培養上清中のinsulinとC-peptideが等キル比で検出され、糖尿病マウスの腹腔内移植により血糖を正常化した。また電気刺激応答性HSPプロモーターの下流にins/furを連結したウイルスでtransformした3T3細胞では、42°C・1.5時間の熱刺激、または10Hz・0-300mVの微小交流電位印加によりインスリン遺伝子発現制御可能であることが示された。同様のウイルスでtransformした筋芽細胞(C2C12)の筋細胞分化誘導細胞は、熱刺激印加によりインスリン分泌能を上昇させた。さらに細胞より分泌されるインスリン分子の微量定量法の開発を行い、BIACORE法により多量の夾雑物質存在下(血清中)のインスリンを迅速に解析できることを明らかとした。細胞デバイスエンカプシレーションの設計と製作に関し、最良の技術力を有するザルトリウス(株)傘下であるインビトロシスデム社(ドイツ)と共同研究を開始し、チャンバー試作品を完成させた。これにインスリン分泌細胞をパックして糖尿病モデルマウスに移植しても、移植免疫反応は起こらないことを明らかとした。以上により、外部刺激応答型インスリン分泌細胞の構築を行うことができたとともに、インスリン放出細胞デバイス試作品の完成、これを用いた糖尿病モデルマウスの血糖制御に関する研究を開始することができた。ヒトpreproinsulin cDNAのプロセッシング部位を、recombinant-PCR法を用いてfurin切断性へと変異させ、レトロウィルスベクターに組み込んだ。LTRプロモータの下流にクローンしたコントロールと、本研究で開発する電気応答性HSEプロモータの下流に連結したウイルスとを作成した。コントロールのレトロウイルスでtransformした3T3L1細胞(L1-ins/fur)では、培養上清中のinsulinとC-peptideが等モル比で検出され、proinsulinは低い比率であった。さらにこれは糖尿病マウスの腹腔への移植で血糖を正常化した。このことからこのtransgeneから発現したプロインスリンのプロセッシングは効率よく起こっており、しかもインスリンは生物活性を保持していることが判明した。電気刺激応答性HSEプロモータの下流に連結したウイルスでtransformした3T3細胞(3T3-ins/fur)を42°C・1.5時間の熱刺激下、または10Hz・0-300mVの微小交流電圧を印加したところインスリンmRNA量が増大した。すなわち作製した3T3-ins/fur細胞のインスリン遺伝子発現を、熱・電位という細胞外部刺激により制御できることが明らかとなった。細胞デバイスエンカプシレーションを検討するにあたり、目的に適合した細胞デバイスの挿入部位としては、インスリンの生理的機能を保全する為に、インスリンの第一次処理器官である肝臓に流入する血管系の近傍であることが望ましい。この目的を満たすデバイスの設計と製作に関し、国の内外において検討した結果、最良の技術力を有するザルトリウス(株)の傘下にあるインビトロシステム社(所在地ドイツ,ゲッティンゲン)の専門担当者Dr.Hans-Otto Nagelsらと共同研究を開始し、第1段階としての試作品性能評価を実施している。今年度はさらに高効率インスリン分泌細胞を作成すること、分泌されたインスリンの生化学的検討、移植した際の問題点の解決などを行った.ヒトインスリン遺伝子をレトロウイルスベクターにて移入した際のインスリン分泌能は、前脂肪細胞(L1)と筋芽細胞(C2C12)の2種類のマウス間葉系前駆細胞で高いことが判明した.

さらにこれらを分化させてみると約十倍の分泌能の冗進を確認した.またHPLC及びレーザー質量分析機を用いて細胞の培養上清につき、proinsulin processingを確認した.ところで電気刺激応答性HSPプロモーターの下流にinsulin/fur遺伝子を連結したウイルスベクターで筋芽細胞(C2C12)を形質導入し、筋細胞への分化後に熱刺激を印加すると、全脂肪細胞(L1)を用いた場合には確認できなかったインスリン分泌能が上昇し、EIA法により検出可能な量のインスリン分泌を誘導することができた。さらに、細胞より分泌されるインスリン分子の微量定量法の開発を高感度ELISA法とBIACORE法とで試みた。インスリン分子は2量体で活性分子として存在し、その分子間結合に亜鉛(Zn^<++>)分子が重要な役割を果たしていると考えられている。そこで、架橋分子の影響をキレート剤により検討した。その結果、BIACORE法に使用する特異抗体の種類により、インスリン分子の結合状況を多量の來雑物質(血清中)存在下で迅速に解析できる事を明らかにした。開発中の細胞デバイスのチェンバー部分の作成に関して、基本デザインを呈示し、インビトロ社と協力し試作品の完成に努めた。この新しい免疫隔離膜を使用したチャンバーにインスリン分泌細胞をパックして糖尿病モデル動物に移植したところ、移植免疫反応が起こらないこと、内部細胞の栄養が保たれる必要のあること、チャンバー強度改良の必要性などが明らかとなった.
Vibriovulnificusの肝硬変患者における病原因子の同定

慢性肝疾患患者、特に肝硬変患者がvibriovulnificusに感染し、生命予後に重大な影響を及ぼすことを予防、阻止するために以下のようなことを行いさらに臨床現場にて実施した。(1)肝疾患患者に配布する-ビブリオハルニフィカスから肝硬変のあなたを守るために-というパンフレットを作成し、患者及び関連ん医療機関に配布した。(2)医療従事者にvibriovulnificus感染症についての正確な知識を持ってもらうために、概要、病態、診療、治療、予防を示したテキストを作成した。(3)関連医療機関にパンフレットテキストを配布するとともにパンフレットをもとに肝疾患患者を対象にビブリオ・バルニフィカス感染症予防についての指導を行った。以上の(1)(2)(3)を実施したが、平成15年度は久留米大学救命センター及ひ久留米大学第二内科では今のところvibriovulnificus感染者及び重篤な病態を呈した患者の発生をみていない。Vibrio vulnificus感染症はこれまでわが国に於いてはほとんど問題とはならず、厚生省の統計調査の対象ともなっていなかった。ところが、平成12年くらいより有明海沿岸に於いてVibriovulnificus感染による敗血症が相次いで発症し、いったん発症すると死亡率が高いことが注目されるようになった。Vibrio vulnificusは海岸に常在しており、感染経路は経口と創傷からの二つが考えられている。Vibriovulnificusによる致命的な感染はタラセミア、ヘモクロマトーシス、慢性肝炎、アルコール性肝硬変という基礎疾患の上に発症しており、血清鉄の上昇が関与しているとの仮説が提唱されているが、そのことも含めて病原性についてはまだ解明されてはいない。そこで我々は、有明海を囲む医療機関に呼びかけ、Vibrio vulnificus感染対策委員会を発足させ、原因の解明と、診断・治療・予防法の開発を行っている。我々は、Vibrio vulnificusによる敗血症患者からの分離菌と海水・魚介類からの分離菌から、プロテナーゼKを用いる方法でDNAを抽出し、制限酵素NotIとXbaIで切断後、パルスフィールド電気泳動(CHEF)により解析を行った。まず、分離した菌の約半数のDNAは抽出の過程で分解してしまった。現在までのところ、これら、DNAが抽出過程で分解してしまった菌から、DNAを分解させずに抽出する方法は見つかっていない。また、Vibrio vulnificusの遺伝子にはXbaI部位は存在しないことがわかった。そこで、NotIで切断したDNAの断片を比較すると、敗血症患者から分離した菌と川をさかのぼり塩濃度の低いところから採取した菌の切断パターンに類似性が見られた。現在、これまで分解してしまった菌からのDNAの抽出方法の開発を行っている。慢性肝疾患患者、特に肝硬変患者がvibriovulnificusに感染し、生命予後に重大な影響を及ぼすことを予防、阻止するために以下のようなことを行ないさらに臨床現場にて実施した。(1)肝疾患患者に配布する-ビブリオ・バルニフィカスから肝硬変のあなたを守るために-というパンフレットを作成し、患者及び関連医療機関に配布した。(2)医療従事者にvibriovulnificus感染症についての正確な知識を持ってもらうために、概要、病態、診断、治療、予防を示したテキストを作製した。(3)関連医療機関にパンフレット、テキストを配布するとともに、パンフレットをもとに肝疾患患者を対象にビブリオ・バルニフィカス感染症予防についての指導を行なった。以上の(1)(2)(3)を実施したが、平成15年度は久留米大学救命センター及び久留米大学第二内科では今のところvibriovulnificus感染患者及び重篤な病態を呈した患者の発生をみていない。
脂質性二次伝達物質ジアシルグリセロール代謝酵素の神経細胞内微細局在および機能解析

平成19年度はDGKβの機能解析を行なうため、確立したDGKβに対する特異抗体を用い、線条体において共焦点レーザー顕微鏡下に蛍光多重染色法を施行し、さらに免疫電子顕微鏡法によりDGKβの神経細胞内小器官への局在を詳細に解明した。1共焦点レーザー顕微鏡による解析;DGKβはドーパミンD1受容体およびD2受容体陽性の投射ニューロン両者に局在していた。さらに、線条体投射ニューロンの軸索が投射する淡蒼球にDGKβ免疫反応が認められず、DGKβは軸索には局在していないことが推察された。一方、インターニューロンにはDGKβ免疫反応がほとんど確認されなかった。DGKβ免疫反応はシナプトフィジンの免疫反応と重ならず、PSD-95の蛍光反応とは一部重なることから、DGKβはポストシナプスにのみ局在することが明らかとなった。さらに、イノシトールリン脂質代謝回転関連分子であるmGluR5、PLCβ1、DGLαと二重染色法を施行した。その結果、DGKβはこれら分子とお互いに近接して局在していることが明らかとなった。2免疫電子顕微鏡法による解析;包埋前DAB免疫電子顕微鏡法により、DGKβ免疫反応は線条体投射ニューロン樹状突起および棘突起に検出された。プレシナプス終末には反応を認めなかった。更に包埋前金コロイド銀増感免疫電子顕微鏡法にて、DGKβが線条体投射ニューロン樹状突起および棘突起の細胞膜に局在することが確認された。また、シナプス後膜肥厚内部におけるDGKβの局在の可能性を検討するため、包埋後金コロイド免疫電子顕微鏡法を行なった。その結果、棘突起においてDGKβはシナプス後膜肥厚内部には局在せず、シナプス後膜肥厚辺縁領域に高い頻度で局在することが明らかとなった。線条体には主に大脳皮質および視床から興奮性入力があるが、DGKβはこの両者のポストシナプスに局在することも示された。平成18年度はDGKβの機能解析を行なうため、確立したDGKβに対する特異抗体を用い、線条体および海馬の組織切片において、共焦点レーザー顕微鏡下に蛍光多重染色法を施行し、DGKβの神経細胞内局在および発現細胞の同定を行なった。さらに免疫電子顕微鏡法により、DGKβの神経細胞内小器官への局在を解明した。1共焦点レーザー顕微鏡による解析;(1)線条体:DGKBはドーパミンD1受容体およびD2受容体陽性の投射ニューロン両者に局在していた。さらに、線条体投射ニューロンの軸索が投射する淡着球にDGKβ免疫反応が認められなかったことから、DGKβは線条体投射ニューロンの樹状突起に局在し、軸索には局在していないことが推察された。一方、インターニユーロンにはDGKβ免疫反応がほとんど確認されなかった。(2)海馬:DGKβ免疫反応はGAD陰性細胞に認められたことから、DGKβが錐体細胞に局在することが示された。さらに、シナプス後膜肥厚内部におけるDGKβの局在の可能性を検討するため、包埋後金コロイド免疫電子顕微鏡法を行なった。更に包埋前金コロイド銀増感免疫電子顕微鏡法にて、DGKβが線条体投射

ニューロン樹状突起および棘突起の細胞膜に局在することが確認された。また、シナプス後膜肥厚内部におけるDGKβの局在の可能性を検討するため、包埋後金コロイド免疫電子顕微鏡法を行なった。その結果、棘突起においてDGKβはシナプス後膜肥厚内部には局在せず、シナプス後膜肥厚辺縁領域に高い頻度で局在することが明らかとなった。線条体には主に大脳皮質および視床から興奮性入力があるが、DGKβはこの両者のポストシナプスに局在することも示された。
完全自己血フィブリン糊の上皮形成能を応用した創部処理法の確立

[1]上皮欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後上皮の免疫組織組織学的評価.[2]粘膜・骨欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後の上皮および骨再生の評価.[3]新規骨補填材料による処理後の骨欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後の上皮および骨再生の評価.[方法]Wister種雄15週齢ラットの背部に10×10mmの皮膚欠損部を4つ作成する.欠損部各々に未処理,PGAシート+生理食塩水,PGAシート+市販フィブリン糊(ベリプラストP),PGAシート+自己血由来フィブリン糊(用手法にて作成フィブリン糊)にて創部被覆処理を行った.術後1週,2週,4週,6週各々の上皮形成過程について病理組織学的に評価した.[結果]組織学的に自己フィブリンは創傷治癒が促進され、迅速な上皮形成を促すことが分かった。またLaminin,Cytokeratin,VEGFによる免疫組織学的評価にて、明らかに、創傷治癒効果があることが証明された。[考察]一般に、フィブリンの分解は数日から数週間以内に達成され、局所的な血管新生、組織成長、および修復を補助するとされる(Schlag et al.,1986).今回の実験では,創傷治癒能力が十分にあることが示されたが,これは自己由来血漿中に含まれるとされるTGF-βおよびVEGFが、十分な毛細血管の発達を含む肉芽組織新生を亢進し,上皮細胞を再生する過程を促進することが示唆された。[1]上皮欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後上皮の免疫組織学的評価.[2]粘膜・骨欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後の上皮および骨再生の評価.[3]新規骨補填材料による処理後の骨欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後の上皮および骨再生の評価.[方法]Wister種雄15週齢ラットの背部に10×10mmの皮膚欠損部を4つ作成する.欠損部各々に未処理,PGAシート+生理食塩水,PGAシート+市販フィブリン糊(ベリプラストP),PGAシート+自己血由来フィブリン糊(用手法にて作成フィブリン糊)にて創部被覆処理を行った.術後1週,2週,4週,6週各々の上皮形成過程について病理組織学的に評価した.[結果]組織学的に自己フィブリンは創傷治癒が促進され、迅速な上皮形成を促すことが分かった。[3]新規骨補填材料による処理後の骨欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後の上皮および骨再生の評価.のうち、現在、予備実験で作成した頭蓋骨欠損部に新規骨補填材料OCP/Collagenを填入し,上皮欠損処理を施したラットを用いる.OCP/Collagen直上の上皮欠損部に吸収性ポリグリコール酸シートおよびクリオシールシステムにて作成した自己血フィブリン糊にて被覆する.上皮形成能および骨形成能をHE染色およびエラスチカ・マッソン染色,免疫染色(オステオポンチン・オスオカルシン・TRAP・RANX2・1型コラーゲン・アルカリフォスファターゼ)にて評価している最中である。今後は新規骨補填材料OCP/Collagenによる骨再生と、自己血フィブリン糊による上皮再生作用を組み合わせた実験系を確立し、作業していくことが課題である。[考察]一般に、フィブリンの分解は数日から数週間以内に達成され、局所的な血管新生、組織成長、および修復を補助するとされる(Schlag et al.,1986).

今回の実験では,創傷治癒能力が十分にあることが示されたが,これは自己由来血漿中に含まれるとされるTGF-βおよびVEGFが、十分な毛細血管の発達を含む肉芽組織新生を亢進し,上皮細胞を再生する過程を促進することが示唆された。[1]上皮欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後上皮の免疫組織学的評価.[2]粘膜・骨欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後の上皮および骨再生の評価.[3]新規骨補填材料による処理後の骨欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後の上皮および骨再生の評価.[方法]Wister種雄15週齢ラットの背部に10×10mmの皮膚欠損部を4つ作成する.欠損部各々に未処理,PGAシート+生理食塩水,PGAシート+市販フィブリン糊(ベリプラストP),PGAシート+自己血由来フィブリン糊(用手法にて作成フィブリン糊)にて創部被覆処理を行った.術後1週,2週,4週,6週各々の上皮形成過程について病理組織学的に評価した.[結果]組織学的に自己フィブリンは創傷治癒が促進され、迅速な上皮形成を促すことが分かった。またLaminin,Cytokeratin,VEGFによる免疫組織学的評価にて、明らかに、創傷治癒効果があることが証明された。[考察]一般に、フィブリンの分解は数日から数週間以内に達成され、局所的な血管新生、組織成長、および修復を補助するとされる(Schlag et al.,1986).今回の実験では,創傷治癒能力が十分にあることが示されたが,これは自己由来血漿中に含まれるとされるTGF-βおよびVEGFが、十分な毛細血管の発達を含む肉芽組織新生を亢進し,上皮細胞を再生する過程を促進することが示唆された。[3]新規骨補填材料による処理後の骨欠損ラットを用いた,自己血フィブリン糊の処理後の上皮および骨再生の評価.のうち、現在、予備実験で作成した頭蓋骨欠損部に新規骨補填材料OCP/Collagenを填入し,上皮欠損処理を施したラットを用いる.OCP/Collagen直上の上皮欠損部に吸収性ポリグリコール酸シートおよびクリオシールシステムにて作成した自己血フィブリン糊にて被覆する.上皮形成能および骨形成能をHE染色およびエラスチカ・マッソン染色,免疫染色(オステオポンチン・オスオカルシン・TRAP・RANX2・1型コラーゲン・アルカリフォスファターゼ)にて評価している最中である。今後は新規骨補填材料OCP/Collagenによる骨再生と、自己血フィブリン糊による上皮再生作用を組み合わせた実験系を確立し、作業していくことが課題である。抗体の使用量が少なかったことと、学会発表が一回のみだったことが、その理由と考える。次年度は、抗体の追加購入を検討している。
ギリシャにおける水産物流通の多元的ネットワークに関する地理学的研究

本研究の目的は、ギリシャの水産物流通の実態と構造を、さまざまな地域・スケールにおける流通ネットワークとそれらの関係性に着目して解明することである。目的を達成するにあたっては、地理的・自然的条件の異なる複数地域を選出し、各事例における水産物流通の実態を明らかにして比較分析することで、異なる地域・スケールでの流通ネットワークがさまざまに断絶・結合しながら併存する水産物流通の多元的ネットワークを描き出すことを目指した。以上の目的のもと、2019年2月にギリシャへと渡航し、北部ヨアニナ・パンヴォティス湖にて現地調査をおこなった。現地ではヨアニナ市長と面会して、研究の趣旨説明、協力依頼、今後の交流などについて意見交換をおこなった。パンヴォティス湖では漁師らへの聞取りと、湖の自然環境について観察をおこなった。また、パンヴォティス湖の自然生態研究グループと会合を開き、研究内容や合同調査の可能性について議論した。そのほかにも、アテネの水産物集積港であるケラツィニ港の見学、パトラ大学の漁業研究者との情報交換、メソロンギにおける漁業協同組合の活動視察などをおこなった。帰国後、2019年3月には日本地理学会2019年春季学術大会(専修大学)において、「ギリシャにおける水産物流通の多元性:ミクロとマクロ」という題で発表を行い、他の地理学者・漁業研究者らと成果の共有および議論をおこなった。2019年度は重複受給制限に該当する助成事業に採択されたために本課題を辞退することとなったが、これまで取り組んできた研究内容には今後も引き続き取り組んでいく。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
フェムトリットルの液滴をハンドリングする試み

本研究の目的は、液体を1フェムトリットルの液滴に分解・ハンドリングするシステムを設計することである。本年度(平成19年3月31日)の研究実績1.高粘度液体の微粒子化:超音波霧化器では高粘度の液体を粒径1μm以下のフェムトリットルサイズに微粒子化することは困難であることがわかったので、本年度は別の方法としてエレクトロスプレー法で微粒子化することを試みた。その結果20cpと高粘度の有機ELインクを、電極間距離0.5mm、電圧3kVで粒子径1μm程度に微粒子化できることを示した。2.微粒子の広範囲塗布:上記の通常のエレクトロスプレー法では電極間距離が小さいことが必要になるので、微粒子化ができても散布範囲は直径40μm程度と狭い範囲でしか微粒子を塗布できない。そこでゲート電極付エレクトロスプレー法を考案した。直径1.5mmの穴付ゲート電極を用いた結果、粒子径1μm程度で散布範囲直径400μm程度と広範囲に微粒子を分散塗布できることを示した。3.目的の場所への選択塗布:上記方法で微粒子化した液体は例えばプラスの電荷を有している。そこで電界収集法を利用し、目的の場所のみへ液体微粒子を選択塗布する方法を試みた。幅10μmピッチ20μmの櫛歯状電極を用意し、例えば櫛歯の1本おきという具合に塗布したい電極と塗布したくない電極との間に50Vの電位差を与えておけば、プラスの電荷を有する液体微粒子は電位の低い電極にのみ選択的に塗布されることを示した。4.塗布膜厚の均一化:上記方法で塗布した有機ELインクは、塗布した電極の幅方向の中央付近にだけ厚く塗布されることが分かった。電場数値解析を行なったところ電気力線が電極中央に集中しており、電気力線の分布どおりに塗布膜厚が決まることが分かった。そこで近隣の電極の電位を調整し電気力線の集中を緩和すれば、塗布膜厚をある程度均一にできることを示した。本研究の目的は、搬送・分注・収集したい液体を、1フェムトリットル(立方体ならば1辺1μmと微量)の液滴に分解し、それをデジタル的に扱ってハンドリングする、というシステムを設計して、各種の用途に試用することである。まず、高分子樹脂の有機溶媒溶液を例に、高周波の超音波で液体を1フェムトリットルまで分散させ、さらに静電気を印加して、この微小液滴をハンドリングすることを試みる。ハンドリングとは、意図した粒子(フェムトリットルの液滴)を選択し、意図した場所(選択された電極上)に付着させることである。平成17年度研究実績概要(1)液体の微粒子化について:発振周波数2.4MHzの超音波式霧化装置を用いて、高分子低粘度液体(0.5質量%濃度)を微粒子化した。その結果、中心粒径10μm程度、粒径分布0.5μm50μm程度に微粒子化できること、これ以上の微粒子化や、さらに高粘度液体の微粒子化は超音波式霧化方式では困難であることがわかった。(2)粒径選択について:コロナ放電用針状タングステン電極と電界収集用くし型電極(10μmのラインアンドスペース)を対向配置させた塗布装置を用い、これらの電極間の空間に(1)で霧化した液体微粒子を導入し、両電極間に2kVの電圧を印加してコロナ放電を発生させた。その結果、粒径1μm以下程度の小さな粒子だけがくし型電極に付着し、それよりも大きな粒径の粒子は対流空気の流れに乗っているためくし型電極には付着しないことが確認された。このように電界収集法を用いれば粒径選択が可能であることが分かった。(3)塗布場所選択について:(2)の塗布装置において、くし型電極の電位を0V、100V、0Vというように交互にすると、0Vの電極のみに液体粒子が付着することから、液体粒子はコロナ放電によってプラス電位に帯電していること、それを用いれば、目的の電極だけに選択塗布できることを確認した。またこのように選択塗布は可能であるが、塗布された電極の幅の中央付近にのみ液体粒子が集中して付着するという問題点も明らかになった。(4)毛細現象と静電泳動現象を用いた塗分け法について:上記とは別の方法として、微小液体に生じる毛細管現象と静電泳動現象を利用して、多数電極のうちの目的の電極にだけ液体を塗布する実験も行った。その結果、フェムトリットル級の微小な体積の液体にとっては、毛細管現象により働く力が大きすぎて制御が困難であることが分かった。次年度の計画について:さらに高粘度の液体、具体的には高分子有機EL樹脂の有機溶媒溶液を微粒子化すること、さらには電界収集法における電界強度分布を工夫して、塗布膜圧厚を均一にすることを試みる予定である。

2.微粒子の広範囲塗布:上記の通常のエレクトロスプレー法では電極間距離が小さいことが必要になるので、微粒子化ができても散布範囲は直径40μm程度と狭い範囲でしか微粒子を塗布できない。そこでゲート電極付エレクトロスプレー法を考案した。直径1.5mmの穴付ゲート電極を用いた結果、粒子径1μm程度で散布範囲直径400μm程度と広範囲に微粒子を分散塗布できることを示した。3.目的の場所への選択塗布:上記方法で微粒子化した液体は例えばプラスの電荷を有している。そこで電界収集法を利用し、目的の場所のみへ液体微粒子を選択塗布する方法を試みた。幅10μmピッチ20μmの櫛歯状電極を用意し、例えば櫛歯の1本おきという具合に塗布したい電極と塗布したくない電極との間に50Vの電位差を与えておけば、プラスの電荷を有する液体微粒子は電位の低い電極にのみ選択的に塗布されることを示した。4.塗布膜厚の均一化:上記方法で塗布した有機ELインクは、塗布した電極の幅方向の中央付近にだけ厚く塗布されることが分かった。電場数値解析を行なったところ電気力線が電極中央に集中しており、電気力線の分布どおりに塗布膜厚が決まることが分かった。そこで近隣の電極の電位を調整し電気力線の集中を緩和すれば、塗布膜厚をある程度均一にできることを示した。
ロテノン誘発パーキンソン症候群発症機序の解明

ロテノンによるパーキンソン病モデルの妥当性について検討した。その結果、原報とは異なりモデルと呼ぶには著しく不完全であると結論した。その後、原著者らの報告を見てもプロトコールが変わっており、このモデルの再現性に疑問を抱いたのは正しかった。その変更されたプロトコールはより煩雑になっており根本的に改良されたとは言い難い。そこで、我々はロテノンの投与期間を原報の4週間から8週間に延長してより再現性の良いモデルが作製できるか否かを検討した。ラットに浸透圧ミニポンプによりロテノン(2.0mg/kg/day)を自動持続注入ポンプ(Alzet minipump)を用いてラット右総頚静脈内に投与した。パ病発症の評価は、S-mexによる自発運動量及びアポモルヒネ誘発運動量の自動測定、生化学的および形態学的の方法により行った。形態学的には、黒質及び線条体のtyrosine hydroxylase,α-シヌクレインの免疫組織染色による神経死の評価を行い、生化学的には、線条体ドパミンの定量を行った。投与開始時体重は各群約300gであったが、ロテノン投与群は対照群に比べて体重増加が少なかったが、8週以内に死亡した個体はなかった。運動量は自発運動量及びアポモルヒネ誘発運動量のいずれも有意に減少した。ロテノン投与群では線条体ドパミン含裏は減少し、ノルアドレナリン含有量が増加した。黒質では有意な変化はなかった。tyrosine hydroxylase及びα-シヌクレイン免疫組織染色ではいずれの群も有意差は見られなかったbロテノンによるパーキンソン病モデルの妥当性について検討した。tyrosine hydroxylase及びα-シヌクレイン免疫組織染色ではいずれの群も有意差は見られなかったb約30匹のラットに浸透圧ミニポンプによりロテノンを慢性持続静脈内注射することによりParkinson病(パ病)モデルをすでに作成した。ロテノシ(1.5,2.0,2.5mg/kg/day)を自動持続注入ポンプ(Alzet minipump)を用いてラット右総頚静脈内に投与した。パ病発症の評価は、自発運動量自動測定、生化学的および形態学的の3つの方法により行った。投与開始時体重は各群約300gであったが、ロテノン投与群は対照群に比べて体重増加が少なく、特に2.5mg群は最大55gもの差が見られた。術後28日生存率は、それぞれ90,80,45%であった。一方、S-mexによる運動量は1.5,2.Omg群では対照群と有意差は見られず、2.5mg群は術後3週間は有意に低下したが、4週目には回復し対照群と差がなくなっていた。tyrosine hydroxylase及びα-シヌクレイン免疫組織染色ではいずれの群も有意差は見られなかった。その後対照群と無手術無投与群を比較したところ、対照群ではtyrosine hydroxylase免疫活性の低下が見られた。従って、原報とは異なりモデルと呼ぶには著しく不完全であると結論せざるを得ない。昨年度は他の研究者の新しく開発したとするロテノンによるパーキンソン病モデルについて検討した。

ラットに浸透圧ミニポンプによりロテノン(2.0mg/kg/day)を自動持続注入ポンプ(Alzet minipump)を用いてラット右総頚静脈内に投与した。パ病発症の評価は、S-mexによる自発運動裏及びアポモルヒネ誘発運動裏の自動測定、生化学的および形態学的の方法により行った。形態学的には、黒質及び線条体のtyrosine hydroxylase,α-シヌクレインの免疫組織染色による神経死の評価を行い、生化学的には、線条体ドパミンの定裏を行った。投与開始時体重は各群約300gであったが、ロテノン投与群は対照群に比べて体重増加が少なかったが、8週以内に死亡した個体はなかった。運動量は自発運動量及びアポモルヒネ誘発運動量のいずれも有意に減少した。ロテノン投与群では線条体ドパミン含量は減少し、ノルアドレナリン含有量が増加した。黒質では有意な変化はなかった。tyrosine hydroxylase及びα-シヌクレイン免疫組織染色ではいずれの群も有意差は見られなかった。
虚血早期の心機能低下における細胞内Ca^<2+>トランジエントの検討

虚血早期の心機能低下のメカニズムについては様々な研究が行われているにもかかわらず、未だ一定の見解は得られていない。我々はすでに、虚血早期に左室圧が著明に低下するにも関わらず細胞内Ca^<2+>トランジエントは虚血後も保たれていることを確認した。つまり細胞内Ca^<2+>トランジエントの低下が心機能低下の原因ではないことが考察された。そこで今回の我々の実験の目的は、摘出灌流心に蛍光指示薬を負荷する方法により、細胞内Ca^<2+>の変化をその起源という点から、1)筋小胞体からのCa^<2+>、2)細胞外からのNa^+/Ca^<2+>交換系を介するCa^<2+>についてその阻害薬を用いて検討することであった。今回の研究の結果、1)コントロール群における虚血時の細胞内pHの変化については、虚血直後、一過性にアルカロ-シスを示し、虚血12分後より急激に低下を認めアシドーシスを示した。虚血時の細胞内Na^+の変化については、虚血直後急激に上昇し、その後は緩慢な上昇を認めた。2)リアノジン(筋小胞体Ca^<2+>チャネル阻害薬)投与により細胞内Ca^<2+>トランジエントは著明に低下し、心機能も著明に低下した。3)NiCI(細胞膜Na^+/Ca^<2+>交換系阻害薬)投与により細胞内Ca^<2+>トランジエントは軽度低下し、心機能も低下を認めた。以上の結果より、心機能及び細胞内Ca^<2+>トランジエントにおける筋小胞体のCa^<2+>チャネルの関与はもちろん、細胞膜Na^+/Ca^<2+>交換系阻害薬の関与も示された。ただし虚血早期の心機能低下に関しては、細胞膜Ca^<2+>トランジエントの変化よりも細胞内Ca^<2+>に対する感受性の変化(特に細胞内pHの関与)が示唆された。
固体粒子輸送用エアリフトポンプの性能に関する研究

最近、深海底に賦存するマンガン団塊を場鉱するのにエアリフトポンプを適用することが関心を集めている。この研究の目的は垂直管内の団気液三相流れにおける固体粉子の複雑な流動状態を明らかにして、エアリフトポンプの設計に対して有用な資料を得ることを目的としている。実験は全長5m、パイプ径30mmの透明アクリルパイプを用いて行ない、また固体粒子としては直径1.46mm、5.16mm、12.5mmの色つきガラス球を用いている。また実験はスラブ流、フロス流の領域で行なわれている。この研究で得られた主な成果は以下の通りである。(1)固体粒子は水スラグ中および気体スラグと管壁の水膜中に存在する。また固体粒子径が大きい場合には水膜が張り出して粒子を覆っている。(2)団体粒子の輸送量は浸水率が大きいとき、粒子径が小さい場合が大きい。(3)水の管内平均体積率は浸水率が大きい場合が大きく、供給空気量の増加に伴い減少する。三相流の水と固体粒子の体積率の和は二相流の場合の水の体積率に比べいく分小さくなっている。(4)管内平均上昇速度は、空気が最も大きく次いで水、固体粒子の順である。固体粒子の局所的上昇速度は水スラグ部でほぼ等しく、気体スラグ部で減速していき、次のスラグに入ると急激に加速される。(5)管内静圧の変動は供給空気量の増加に伴い大きくなるが、変動の周期には著しい差異は認められない。なお実験の継続として、エアリフトポンプの管内に生ずる脈動流れについて、その発生機構等を現在研究中である。本研究では揚程5m,管口径30mm,のエアリフトポンプを用いてスラグ流及びフロス流の領域で実験を行ない,気液二相流,気固液三相流における供給空気量,固体粒子径,浸水率の変化が,固体粒子輸送量,気固液の体積率や上昇速度さらには管内圧力変動に及ぼす影響を調べている.また空気および固体粒子の局所的挙動をビデオによって詳細に調べている.以上のように本研究は,鉛直パイプ内気固液三相流の基礎的な研究を行ない,実験結果に基づいて,エアリフトポンプの設計に有用な資料を得ることを目的としている.本年度の研究から得られた主な研究成果は次の通りである.(1)管内流動がスラグ流及びフロス流の領域では,固体はほとんど気体スラグ間の水中に含まれており,また気体スラグ部と管壁との間の水膜中にも存在する.(2)水の管内平均体積率は浸水率が大きい場合が大きく,供給空気量の増加に伴い減少する.また二相流の場合の水の体積率は三相流の場合に比べて大きく,三相流の水と固体粒子の体積率の和とほぼ等しい.(3)管内平均上昇速度は空気が最も大きく,次いで水,固体粒子の順である.固体粒子の局所上昇速度は水スラグ部では一定速度をとり,気体スラグ部では減速していき,水スラグ部に入ると急激に加速される.(4)管内静圧の変動は供給空気量の増加に伴い大きくなる.変動周期は気体スラグの発生周期と一致している.(5)管内静圧の平均値はほとんどの供給空気量でほぼ一定値をとる.摩擦損失は供給空気量の増加に伴い大きくなっている.また二相流と三相流の摩擦損失はほぼ等しい値をとっており,垂直管においては固体粒子による影響は無視できる.本研究では低揚程、小口径のエアリフトポンプを使用し、スラグ流、フロス流の領域で実験を行なっている。まず気泡二相流、気固体三相流における供給空気景、固体粒子径、浸水率の変化が固体粒子輸送量、気固体の体積率や上昇速度に及ぼす影響を調べ、これら実験結果と宇佐美らの流動特性計算法による結果との比較を行なっている。

また従来の研究は気固体三相のそれぞれの流れ状態を定常的にのみとらえ、各相の流動状態の時間的変化を調べたものは見当らない。供給空気量と固体粒子輸送量等の関係については従来の研究で計算法もほぼ確立されていると考えられるが、さらに精度のよい解析法を開発するためには管内空気体積率が大きくなった場合に顕著となる流れの非定常性をも考慮することが必要である。また固体粒子の挙動の詳細や管内の脈動流れの状態は大変興味のある問題である。そこで空気および固体粒子の局所的挙動をビデオによって詳細に調べ、さらに脈動をともなう管内圧力変動状態についても計測を行なっている。以上の研究から得られた主な成果は以下の通りである。1)固体粒子は水スラグ中および気体スラグと管壁の間の水膜中に存在し、また固体粒子径が大きい場合には水膜が振り出して粒子を覆う。2)管内静圧の変動は供給空気量の増加に伴い大きくなるが、変動の周期には著しい差異は認められない。3)宇佐美らの計算法に基づく固体粒子輸送量などの推定は実験結果を良く近似している。4)水の管内平均体積率は浸水率が大きい場合が大きく、供給空気量の増加に伴い減少する。三相流の水と固体粒子の体積率の和は二相流の場合の水の体積率に比べて幾分小さくなっている。本研究では低揚程、小口径のエアリフトポンプを使用し、気固液三相流における供給空気量、固体粒子径、浸水率の変化が固体粒子輸送量、気固液の体積率や上昇速度に及ぼす影響を調べ、これら実験結果と宇佐美らの流動計算法による結果との比較を行なっている。以上の前年度までの実験にひき続き、本年度は流れの非定常性に注目して特に管内の圧力変動について調べた。またエアリフトポンプの設計の際に重要となる気固液三相流れの圧力損失と管摩擦係数についても調べた。以上の結果を要約すると以下の通りである。(1)圧力変動は供給空気量が少ない間はほぼ一定の振幅を示しているが供給空気量の増加に伴い圧力変動の振幅は大きくなり不安定となってくる。しかし変動の周期にはほとんど変化は認められない。また二相流、三相流ともに振幅はほぼ同じ値をとり、測定場所が同じであれば供給空気量のみに影響されると考えられる。(2)供給空気量を増加させていくと圧力損失は大きくなっていくが、その増加割合は空気量の増加にともなって徐々に小さくなり、ある程度以上の値になるとほぼ一定の値をとるようになる。二相流と三相流における圧力損失の値はほぼ同じであり、従来の研究で述べられているように垂直管においては固体粒子の影響は無視できることが本実験でも証明された。なお現在エアリフトポンプの管内に生ずる脈動流れについて、その発生機構の解明を行なっている。
高速度撮影装置を用いた声帯結節発症に関与する不適切な大声発声の評価法の確立

当研究の我々の課題は、大声の産生が、呼気強化と声門抵抗の増大のいずれに依存するのかかを客観的に判別する手法を開発し、嗄声のない健常人と嗄声を有する声帯結節患者との間の発声様式の違いを明確にすることである。ハミング時に声門上部および声門レベルの抵抗が低下するという我々の過去の研究結果から、ハミングをしながら大声発声を行うと、通常の持続母音発声を行いながら大声発声を行った場合と比較して、喉頭抵抗に依存しない衛生的な大声発声を誘導できることが想定される。まず我々は、持続母音発声あるいはハミング発声中に声を徐々に増大するクレシェンドタスク(それぞれVCT・HCT)中の喉頭動態を比較した。健常者17例および良性声帯病変を持つ嗄声患者13例にVCT・HCTを行わせ、音圧レベル、高速度喉頭動画、および電気声門図(EGG)信号を同時記録して各種パラメータを解析して比較した結果、健常群のVCTおよびHCTの失敗率は41%と6%であり、VCTの失敗は急速なSPLの増大に起因しており、VCT失敗群の声帯接触時間率は成功群に比較して高かった。タスク間比較では、HCTの音圧レベルは低く、声門上部圧迫の程度は小さかった。従って、VCTの失敗は、声門抵抗の増大に起因すること、ハミングは音圧増強過程中の喉頭抵抗増大を緩和することが示唆された。さらに上記の2タスク間で音圧レベルの違いは、音圧計の測定値が、喉頭抵抗の違いのみでなく音声の放射部の面積に影響を受けることに起因する可能性がある。これを踏まえ、同じ発声努力を継続しながら母音/a/と/u/を交互に、また母音/e/とハミング/m/を交互に発しながら音圧計と頸部加速度計を用いて音響エネルギーを同時計測したところ、頸部加速度計信号の測定値は口形に依存しないことから、音声放射部の面積に依存せず、発せられた音響エネルギーを測定可能であることが示された。消化管内圧を測定するマノメトリーの納品が2017年12月にずれこみ、その後にマノメトリーを用いた消化管内圧測定の条件設定を開始した。続いて、2018年4月に、消化管内圧検査に加えて、音圧計を用いた音圧レベル、EGGを用いた声帯接触動態、スパイロメトリーを用いた気流動態を同期させながら記録するのための条件設定をようやく開始し、2018年8月に成功した。その後、音圧計を用いた音圧レベルでは、測定値が音声の放射部の面積に大きく影響されるため、持続母音発声とハミング間で測定値を比較困難であることが判明した。これに対して、頸部皮膚に付着させた加速度計が利用できるか否かを検討し、加速度計が有用であることを証明した。また大阪大学医学部附属病院の倫理委員会から、健常人の対象者に謝礼を出して研究参加者を募集するように指示を受け、倫理委員会への再申請に時間を要した。その後の2018年11月より、実際の研究参加者を被験者としてデータの取得を開始した。現在健常人10人からデータを取得済みである。今後健常人20例からデータ取得した時点で結果をまとめ、学会発表、および論文執筆を予定している。その後、大阪大学医学部附属病院を受診した声帯結節患者を対象に、同様にVCTおよびHCT施行時の頸部加速度計を用いた音響エネルギーの記録を行い、EGG信号・消化管内圧データを取得し、謙譲群/疾患群の2群の間でEGG信号から抽出したパラメータ、およびタスクの失敗率の比較を行う。今回の検討において、マノメトリーのプローブと、喉頭高速度画像測定のための経鼻ファイバースコープ検査を同時に行うと、両鼻腔が狭窄してしまうためハミング時の気流動態に影響を与えることが想定される。従って、マノメトリーを行わずに経鼻ファイバースコープを用いて喉頭高速度画像をEGG信号とともに記録し、高速度画像由来のOQとEGG信号由来のCQとの関連性についても検討を行う。また小児用拝喉頭ファイバースコープをマノメトリーのプローブと同側の鼻腔に挿入することで、消化管内圧と喉頭好悪SKウド画像を同時に記録できるかについても検討する。さらに消化管内圧・気流動態・胸腹壁運動の同時記録を行って解析を行うことで、上記の2群間の胸腹壁の呼吸運動の相違についても検討を行う。声帯結節は慢性的な大声発声の使用後に生じる器質的音声障害の代表であるが、大声発声を行っている者全てが声帯結節を発症するわけではない。その理由として、大声の発声法に適切・不適切があり、不適切な場合にのみ音声障害が発症することが仮定されるが、現時点では大声発声の適切性を区別する臨床検査はない。我々はこれまで、ハミング発声においては、通常の母音発声と比較して、起声時声帯内転速度が小さく、発声前の一過性声門閉鎖が消失し、声門上部圧迫が緩和される、すなわち、喉頭抵抗が減少することを報告した。このことは、通常母音の大声発声と比較して、ハミングでの大声発声は呼気努力に依存することが仮定される、本研究では、通常母音およびハミング発声下で徐々に声を大きくしていくクレシェンドタスクを行った場合の喉頭・呼吸動態を把握し、健常者と声帯結節患者の間の相違点の有無を検討する。