hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サイバーナイフによる体幹部放射線治療における新しい呼吸同期照射法の開発

サイバーナイフにて呼吸同期照射を行うには、ひとつの方法として、患者に自発的に息止めをしてもらい、その間に照射する息止め照射法があるが、息止めの状態は患者自身にまかせられており、精度が不十分であった。そこで、我々は、サイバーナイフおよび通常のリニアックでも使用可能な、簡易型呼吸同期補助装置を作成し、息止め法での精度を検証した。1.平成15年度に、Class II可視光半導体レーザーおよび受光板よりなる簡易型呼吸同期補助装置を開発した。平成16年度には、光源部のレーザー発生装置を現行の径20X長さ50mmより、径10x長さ20mm程度の小型のものに改良した。2.本呼吸同期装置の精度検証のために、キーエンス社製高精度画像処理システムXV-1000を用いて画像処理システムを構築した。XV-1000は、30万画素のCCDカメラを備え、任意の像を認識し、その位置等を正確に検出できる。本研究においては、腹壁上に設置した目印の形状をXV-1000のCCDカメラにて認識させ、腹壁の動きを計測するプログラムを開発した。まず、XV-1000の位置検出精度は0.02mm程度であることを確認し、XV-1000が腹壁の動きを0.1mm以下の精度で検出できることを確認した。3.上記1,2で完成させた呼吸同期装置およびその検証システムを用いて、正常ボランティア5名にて呼吸停止を行い、呼吸同期補助装置の有用性を検討した。呼吸同期補助装置がない場合、胸腹壁の停止位置の偏位は、安静呼気息止めが最も少なかったが、安静吸気、最大吸気息止めでは停止位置の偏位は特に腹壁で大きかった。一方、呼吸同期補助装置を装着した場合、安静呼気時、安静吸気時とも停止位置はほぼ5mm以内に安定した。しかし、最大吸気息止めでは、効果は不十分であった。以上から、呼吸同期補助装置は、安静呼気、安静吸気息止めにて有用であることが判明した。サイバーナイフにて呼吸同期照射を行うには、動くターゲットを追尾する方法があるが、精度検証が困難とされている。もうひとつの方法として、患者に自発的に息止めをしてもらい、その間に照射する息止め照射法があるが、息止めの状態は患者自身にまかせられており、正確にモニタする簡易的な方法は少なかった。そこで、我々は、サイバーナイフおよび通常のリニアックでも使用可能な、安価な簡易型呼吸同期補助装置を作成し、息止め法での精度を検証した。簡易型呼吸同期補助装置は、Class II可視光半導体レーザーおよび受光板よりなる。レーザーは上胃部におき、患者に複式呼吸をしてもらう。レーザー光は患者の頭の直上に設置された受光板に照射される。これにより、患者は、呼吸と連動する体表面の変動位置情報を知ることができ、常に一定の位置で呼吸を停止させることができる。また、受光板に投影されたレーザー光の動きは、治療室内のテレビモニタで確認できるため、放射線治療技師が息止めの状態を確認でき、精度の高い呼吸同期照射が可能となる。5人の正常ボランティア(男性、年齢28-43歳、平均年齢39歳)に透視装置上で計5回息止めをしてもらい、簡易型呼吸同期補助装置の有無での息止め時の横隔膜の停止位置の精度を測定した。

横隔膜の位置のずれの最大値は、装置無しの場合平均0.72cm(range 0.43-1.22cm)であったが、装置装着により平均0.59cm(range 0.17-1.15cm)まで低下した。本装置により呼吸状態が正確にモニタされ、より精度の高い放射線治療が実現できる可能性が示された。サイバーナイフにて呼吸同期照射を行うには、動くターゲットを追尾する方法があるが、精度検証が困難とされている。もうひとつの方法として、患者に自発的に息止めをしてもらい、その間に照射する息止め照射法があるが、息止めの状態は患者自身にまかせられており、正確にモニタする簡易的な方法は少なかった。そこで、我々は、サイバーナイフおよび通常のリニアックでも使用可能な、安価な簡易型呼吸同期補助装置を作成し、息止め法での精度を検証した。1.平成15年度に、class II可視光半導体レーザーおよび受光板よりなる簡易型呼吸同期補助装置を開発した。平成16年度には、光源部のレーザー発生装置を現行の径20X長さ50mmより、径10x長さ20mm程度の小型のものに改良した。また、受光部の形状を圧迫感のないものに改良した。2.同時に、本呼吸同期装置の精度検証のための画像処理システムを構築した。画像処理システムとして、キーエンス社製高精度画像処理システムXV-1000を用いた。XV-1000は、30万画素のCCDカメラを備え、任意の像を認識し、その位置等を正確に検出できる。本研究においては、腹壁上に設置した目印の形状をXV-1000のCCDカメラにて認識させ、腹壁の動きを計測するプログラムを開発した。まず、XV-1000の位置検出精度は0.02mm程度であることを確認し、XV-1000が腹壁の動きを0.1mm以下の精度で検出できることを確認した。3.現在、上記1,2で完成させた呼吸同期装置およびその検証システムを用いて、ボランティアにて有用性を検討している。サイバーナイフにて呼吸同期照射を行うには、ひとつの方法として、患者に自発的に息止めをしてもらい、その間に照射する息止め照射法があるが、息止めの状態は患者自身にまかせられており、精度が不十分であった。そこで、我々は、サイバーナイフおよび通常のリニアックでも使用可能な、簡易型呼吸同期補助装置を作成し、息止め法での精度を検証した。本年度は、昨年度までに完成させた呼吸同期装置およびその検証システムを用いて、正常ボランティア5名に安静呼気、安静吸気、最大吸気の3つの呼吸位相にて、各5回、15秒間の息止めをしてもらい、簡易型呼吸同期補助装置の有無での息止め時の胸腹壁の停止位置を測定した。測定には、キーエンス社製高精度画像処理システムXV-1000を用いた。XV-1000は、30万画素のCCDカメラにて任意の像を認識し、その位置等を正確に検出できる。胸壁及び腹壁上に設置した目印(X-spots,Beekley社製)の形状をXV-1000のCCDカメラにて認識させ、各息止めでの基準位置からの偏位(mm)を1/12秒ごとに測定した。呼吸同期補助装置がない場合、胸腹壁の停止位置の偏位は、安静呼気息止めが最も少なかった。しかし、安静吸気、最大吸気息止めでは停止位置の偏位は特に腹壁で5mmを超え、ばらつきが大きかった。一方、呼吸同期補助装置を装着した場合、安静呼気時、安静吸気時とも停止位置はほぼ5mm以内に安定した。しかし、最大吸気息止めでは、息を止めているにもかかわらず、胸腹壁の停止位置は大きく偏位した。以上より、呼吸同期補助装置は、特に安静呼気、安静吸気息止めにて有用であることが判明した。
ＣＦＲＰ接合構造におけるコーナ欠陥とキッシングボンドの検出

本研究は炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP)を部材として接合して用いるCFRP接合構造における非破壊検査法に関する研究である.このような接合構造に用いられるCFRP部材は複雑な形状を持つことがある.連続繊維を有するCFRPは繊維に対する方向によって材料特性が異なる異方性材料であり,それによってCFRP内部を伝搬する超音波伝搬挙動にも異方性が現れる.そのため,CFRP接合構造を超音波によって検査しようとする場合,内部での伝搬挙動を明らかにする必要がある.本研究ではまず,繊維が直線形状の場合と曲線形状の場合についての数値解析を行い,CFRPが曲線形状繊維を有する場合,波面形状が曲繊維方向に沿うようにしてゆがんで伝搬していくことを示した.さらにこの数値解析の結果についてより詳しく議論するための実験を行った.3Dプリンタを使用して曲繊維を有するCFRP試験片を作製し,レーザー超音波可視化装置を用いて試験片を伝搬する超音波の可視化実験を行った.可視化実験の結果により,曲繊維CFRPにおいて波面形状が曲繊維の方向にゆがむという性質を実験的にも示した.曲繊維を有するCFRP内部の欠陥を超音波によって検査していく場合,このような波面形状のゆがみに関する性質について定式化を行う必要がある.そこで本研究では.このような波面のゆがみ現象に対して,どのようにしてゆがむのかを予測するための方法を検討した.また,これら曲繊維CFRPを伝搬する超音波挙動に関して成り立つ法則について検討した.前年度では,有限差分法のプログラムを作成して数値解析を行って,曲繊維CFRPにおける波面形状のゆがみについて示した.本年度では前年度に引き続いて実験的な検討を行い,このような波面形状がゆがむ性質について,レーザー超音波可視化装置を用いた可視化結果を用いて示した.さらにこれらの数値解析結果と実験結果を踏まえて,波面形状を予測するための方法について検討した.これに加えて,波面ゆがみについて成り立つ法則について検討しており,論文投稿に向けた準備を行っている.キッシングボンドに関する検討については現在得られていないが,曲繊維CFRPを伝搬する超音波挙動に関する理論について興味深い知見が得られる兆しがあり,これについて理論構築が行えるのではないかと予想される.現在,曲繊維CFRPを伝搬する超音波挙動に関する理論の構築が行える兆しがあるため,今後はこれらについて追加の検討を行う予定である.さらにそれらをまとめて論文投稿する予定である.本研究はCFRP部材を接合して用いるCFRP接合構造における非破壊検査法の開発を研究目標としている。CFRPがこのような複雑な形状を持つ場合、CFRP自体が曲がっている部材を用いる場合がある。その場合CFRP内部の炭素繊維は直線形状ではなく曲線形状となる。CFRPは異方性材料であり、繊維方向に対する角度によって超音波伝搬挙動も変化するため、直線形状繊維CFRPの場合と曲線形状繊維CFRPの場合とでは、超音波伝播挙動が変化することが予想された。そこで本研究ではまず、直線形状繊維CFRPと曲線形状繊維CFRPを伝搬する超音波挙動を比較するために、数値解析を行った。直線形状繊維CFRPを模擬するための直交座標系に基づいた有限差分法のプログラムと、曲線形状繊維CFRPを模擬するための円筒座標系に基づく有限差分法のプログラムを作成した。これらを用いて2次元超音波解析を行った。まず直交座標系に基づく解析では、直線繊維CFRPに対して超音波を入射した場合、繊維方向に対して斜めに超音波を入射しても、超音波が繊維方向に流れるという、よく知られた結果を得ることができた。これに対し、円筒座標系に基づく2次元超音波数値解析では、炭素繊維が原点を中心に同心円形状となるような曲繊維を持つCFRPを模擬した解析を行った。数値実験の結果から、同心円形状曲繊維を持つCFRP内部で超音波を発生させた場合、発生して間もない超音波の波面は、直線形状繊維CFRP内部で発生させた場合と同様に、異方性の影響を受けて繊維方向に伸びるような形になるが、超音波が伝搬していくにしたがって、波面が原点を中心に周方向に歪んでいくことを示した。これは、周方向に曲がって配置されている繊維の方向の影響を受けたからだと考えられる。以上のような曲線形状繊維CFRPを伝搬する超音波挙動を明らかにすることができた。本研究では、CFRP接合構造におけるコーナ部の超音波伝搬挙動を調べるために、曲線形状繊維を有するCFRPを伝搬する超音波の数値解析を行う予定であった。実際に本研究で曲線形状繊維CFRPを解析するためのプログラムを作成し、数値解析を実施した。当初の予定では、GPUを用いた計算を行う予定であったが、計算規模は予想よりも小さかったため、今回はGPUを用いずに計算することができた。この数値解析によって、曲線形状繊維CFRPを伝搬する超音波は繊維に沿うようにして曲がるという知見を得ることができた。さらに当初の予定では、曲線形状繊維を有するCFRP試験片を作成して、実験的にこの挙動について調べる予定であった。当初の予定では金型を用いて試験片を作製する予定であったが、実施が困難であった。しかしながら、3Dプリンタによる成形技術を使用することで試験片を作製することができた。現在実験を行っており、数値解析結果に見られた挙動を裏付けるような結果が得られつつあるがまだ考察が不十分であるため、これについては今後も考察と追加の実験を行いながら詳しく調べる予定である。上記の成果は、学会発表及び論文投稿によって発表することができた。

以上のことから、研究はおおむね順調である。本研究は炭素繊維強化プラスチック(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP)を部材として接合して用いるCFRP接合構造における非破壊検査法に関する研究である.このような接合構造に用いられるCFRP部材は複雑な形状を持つことがある.連続繊維を有するCFRPは繊維に対する方向によって材料特性が異なる異方性材料であり,それによってCFRP内部を伝搬する超音波伝搬挙動にも異方性が現れる.そのため,CFRP接合構造を超音波によって検査しようとする場合,内部での伝搬挙動を明らかにする必要がある.本研究ではまず,繊維が直線形状の場合と曲線形状の場合についての数値解析を行い,CFRPが曲線形状繊維を有する場合,波面形状が曲繊維方向に沿うようにしてゆがんで伝搬していくことを示した.さらにこの数値解析の結果についてより詳しく議論するための実験を行った.3Dプリンタを使用して曲繊維を有するCFRP試験片を作製し,レーザー超音波可視化装置を用いて試験片を伝搬する超音波の可視化実験を行った.可視化実験の結果により,曲繊維CFRPにおいて波面形状が曲繊維の方向にゆがむという性質を実験的にも示した.曲繊維を有するCFRP内部の欠陥を超音波によって検査していく場合,このような波面形状のゆがみに関する性質について定式化を行う必要がある.そこで本研究では.このような波面のゆがみ現象に対して,どのようにしてゆがむのかを予測するための方法を検討した.また,これら曲繊維CFRPを伝搬する超音波挙動に関して成り立つ法則について検討した.前年度では,有限差分法のプログラムを作成して数値解析を行って,曲繊維CFRPにおける波面形状のゆがみについて示した.本年度では前年度に引き続いて実験的な検討を行い,このような波面形状がゆがむ性質について,レーザー超音波可視化装置を用いた可視化結果を用いて示した.さらにこれらの数値解析結果と実験結果を踏まえて,波面形状を予測するための方法について検討した.これに加えて,波面ゆがみについて成り立つ法則について検討しており,論文投稿に向けた準備を行っている.キッシングボンドに関する検討については現在得られていないが,曲繊維CFRPを伝搬する超音波挙動に関する理論について興味深い知見が得られる兆しがあり,これについて理論構築が行えるのではないかと予想される.当初、超音波の理論について学ぶためにETH Zurichへの留学を予定していたが、現在超音波の理論についてより深く学びながら研究をすすめるために、実際にETH Zurichにて約半年間の研究指導委託を受けている。受け入れ研究室の過去の研究に、平板中で発生するアコースティック・エミッションを一つのセンサで受信し、時間を反転させた信号を入力することで、アコースティック・エミッションの発生位置を同定する研究が行われてきた。この手法の原理は、本研究で用いているレーザーを用いた超音波可視化装置の原理と密に関連している。
口腔分野のQOL評価に関する研究:国民標準値の設定とデータバンク構築

口腔疾患は、疼痛や咀嚼機能障害を招くのみならず、心理的、社会的に影響を与える因子であることから、Quality of life(QOL)との関連は特に注目すべきものと考えられる。本研究は、日本における口腔保健分野のQOL研究を推進するための基盤づくりを目的としている。平成1719年度の研究成果として、第一に口腔関連QOL尺度であるGeneral Oral Health Index(GOHAI)の国民標準値設定を完了させ、Webを通して一般公開した。過去、口腔関連QOL尺度における国民標準値の設定に関する報告は国内外ともに認められていない。GOHAIは、計量心理学的検討の報告がなされている口腔関連QOL尺度としては最も長い歴史を持ち、学術報告も多い。世界に先駆けて日本語版での国民標準値を設定することは、Ecological Studyの先鞭を付けるという意味でも重要であると考えられる。また、国内での一般住民を対照群におく研究の場合、設定された国民標準値で代用することが可能となり、研究実施および研究間の比較分析をより簡便にするとともに外的妥当性の高い成果を得られることが期待されよう。第二に、GOHAI日本語版を用いて種々の調査研究を実施し、幅広くデータ収集をおこなった。データの蓄積が重要と思われる全身の健康と口腔関連QOLの関連についても、多様な集団での検討を進めた。第三に、GOHAIと同様に世界で広く使用されているOral Impacts on Daily Performance(OIDP)の日本語版を作成し、調査データを収集した。GOHAI日本語版とOIDP日本語版を同時に使用することで尺度の比較も試みた。尺度の選択肢を広げ、さらにそれぞれの尺度の特性を比較検討することは、QOL研究の発展に寄与するものと考えている。以上の研究成果の一部は、国内外の学術集会や学術誌などを通じて発表報告した。今年度は日本人のGOHAI標準値設定のための横断調査を計画実施した。まず、本調査に関して名古屋大学医学部倫理審査委員会の審査を受け、承認を得た。次に、対象集団を決定するために全国200地点から層化多段無作為抽出によるサンプリングをおこなった。平成12年度国勢調査時の人口に基づき、地域(10分類)、市郡規模(5分類)により層化した。第1次抽出単位は各層毎に市町村を抽出し、第2次抽出単位となる調査地点は平成12年国勢調査時に設定された調査区を使用し、各層毎にランダムに抽出した。第3次の個人の抽出は、調査地点の範囲内の住民基本台帳から調査対象適格者を等間隔に系統抽出した。抽出された1579歳の男女2400名を対象に調査を実施した。質問票にはGOHAI日本語版の他、主観的健康感、口腔に関する主観的健康感、口腔保健行動、義歯の使用、現在歯数等の項目を含めた。2400名中1170名(男性569名、女性601名)から回答が得られ、回収率は48.8%であった。来年度は調査で得られたデータ解析ならびに関連学会や学術雑誌において研究成果報告をおこなっていく予定である。さらに、職域集団を対象にGOHAIを使用した疫学研究を実施し、データを収集した。調査結果より、GOHAIによって測定された口腔関連QOLと全身の主観的健康感との間には有意な関連が認められた。また、精神的健康度の指標であるGeneral Health Questionnaireとの検討においても、口腔関連QOLが高いほど精神的健康度もより高く認められた。今後2年間でこれらの研究結果やこれまでに蓄積されているGOHAIデータを分類整理し、データバンク構築に向けて準備を進めていく予定である。

平成18年度も引き続き、口腔分野のQOL尺度であるGeneral Oral Health Assessment Index(GOHAI)日本語版に関する検討をおこなった。平成18年2月に実施した全国調査結果を基にGOHAIの国民標準値を設定し、公表した。また、GOHAIスコア(最低12点、最高60点)を0-100得点に変換し、国民標準値が50点、その標準偏差が10点となるように置き換えた得点、「国民標準値に基づいだ得点(Norm-based scoring: NBS)」を算出した。近々、あらたな評価方法として公表する予定である。全国調査(抽出された1579歳の男女2400名対象)の結果から、主な知見として次のものが得られた。男性においては加齢とともに口腔関連QOLが低下する傾向にあった。30代と70歳以上を除き、男性は女性より高い口腔関連QOLを示した。職業間の検討では、自営業の女性はそれ以外の職業の女性と比較して口腔関連QOLがより高かった。全身の主観的健康観の低さや口腔内アフタ出現は口腔関連QOLの低下と有意な関連が認められた。40歳未満では収入と口腔関連QOLの間に、4059歳では教育歴と口腔関連QOLの間に、有意な正の相関が認められた(P<0.05)。60歳以上では、都市の居住者はより低い口腔関連QOLを示す傾向があった(P=0.07)。以上の結果から、口腔関連QOLは全身の健康状態に関連していると考えられた。また、ある年齢層において社会経済状況と口腔関連QOLは関連していることが示唆された。口腔関連QOLと年齢の関係は性差があることが推察された。さらに、職域を対象とした疫学調査から2697歳の男女10169名のGOHAIデータを収集し、現在解析中である。最終年度はこれまでに蓄積されているGOHAIデータを整理し、データバンク構築に向けて準備を進めていく予定である。口腔疾患は疼痛や咀嚼機能障害を招くのみならず、心理的、社会的に影響を与える因子であることから、Quality of life (QOL)との関連は特に注目すべきものと考えられる。本研究は、日本における口腔保健分野のQOL研究を推進するための基盤づくりを目的として計画実施された。さらに、GOHAIと同様に世界で広く使用されているOral Impacts on Daily Performance (OIDP)の日本語版を作成し、調査データを収集した。GOHAI日本語版とOIDP日本語版を同時に使用することで尺度の比較も試みた。若年者を対象とした調査において、回答者の8割以上が各々の尺度を肯定的に評価した。比較的軽微な口腔症状に対しては、GOHAIの方がOIDPよりも鋭敏に反応する傾向が示された。調査研究において特性を活かした尺度の使用は研究の質を高める上でも重要であり、様々な集団を対象とした複数の尺度の比較検討が必要であることが示唆された。
リン酸化Smadを介する肝発癌機構の遺伝子改変マウスを用いた解明

これまで我々は、『ウイルス性慢性肝疾患における癌化過程では、肝細胞が癌抑制シグナルから癌化・線維化シグナルへ変遷するため発癌しやすい環境が形成される』と報告した。そこで今回我々は、かかる癌化シグナルが癌抑制シグナルに回帰するかを、発癌抑止、肝線維化の改善、さらに生命予後の延長と合わせて検討した。TGF-βシグナル伝達におけるSmadリン酸化は、その細胞生物学的機能解析にとって重要である。これまで我々は、『ウイルス性慢性肝疾患における癌化過程では、C末端がリン酸化したSmad3 (pSmad3C)を介する癌抑制シグナルが、中央部に位置するリンカー部がリン酸化したSmad3 (pSmad3L)を介する癌化シグナルへ変遷するため発癌しやすい環境が形成される』と報告した。そこで今回我々は、肝細胞特異的にpSmad3Lが形成されない遺伝子改変動物を用いると、かかる癌化シグナルが癌抑制シグナルに回帰するかを、発癌抑止の改善、さらに生命予後の延長と合わせて検討する。本研究では、肝細胞Smad3ノックアウトマウスにリン酸化部位を欠くSmad3を発現するトランスジェニックマウスを交配させることで、内因性Smad3の影響を受けずにリン酸化Smad3シグナルを肝細胞特異的に阻害するマウスが得られる(現在進行中)。本マウス肝組織におけるシグナルは、病理組織学的に解析し、発癌率と合わせて検討する(関担当)。肝組織から肝細胞を初代培養し、TGF-βシグナル伝達を分子生物学的に解析する(松崎担当)。細胞生物学的意義は、DNA合成能とアポトーシス誘導能を指標に調べる(岡崎担当)。癌化から癌抑制へのSmad3シグナルの変遷、発癌率低下が確認されれば、癌化シグナルの可逆性が証明される。これまで我々は、『ウイルス性慢性肝疾患における癌化過程では、C末端がリン酸化したSmad3(pSmad3C)を介する癌抑制シグナルが、中央部に位置するリンカー部がリン酸化したSmad3(pSmad3L)を介する癌化シグナルへ変遷するため発癌しやすい環境が形成される』と報告した。肝細胞Smad3ノックアウトマウスにリン酸化部位を欠くSmad3を発現するトランスジェニックマウスを交配させることで、内因性Smad3の影響を受けずにリン酸化Smad3シグナルを肝細胞特異的に阻害するマウスが得られる。A.リン酸化されないSmad3遺伝子改変マウスの作成(1)リン酸化部位を欠くSmad3トランスジェニックマウスの作成1.発現カセットの作成2.産仔の作成3.系統の確立(2)ジーンターゲッテング法による肝細胞Smad3ノックアウトマウスの作成:1.機能発現に重要なSmad3エクソン8を欠損したターゲッテングベクターの構築2. ES細胞の相同遺伝子組換・組換えES細胞の選別3.胚盤胞期胚への遺伝子操作したES細胞の顕微注入・仮腹への胚移植、キメラマウス作成(3)リン酸化部位を欠くSmad3マウスと肝細胞Smad3マウスの交配Smad3ノックアウトマウスとSmad3遺伝子変異トランスジェニックマウス作成が予定通り進んでいない。これまで予想された表現系マウスを作成するに至っていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)リン酸化部位を欠くSmad3トランスジェニック(Tg)マウスの作成発現カセットの作成を急ぎ、系統を立する。(2)ジーンターゲッテング法による肝細胞Smad3ノックアウト(KO)マウスの作成機能発現に重要なSmad3エクソン8を欠損したターゲッテングベクターの構築を進め、胚盤胞期胚への遺伝子操作したES細胞の微注入・仮腹への胚移植、キメラマウス作成する。
高分子ナノミセル型インドシアニングリーンを用いたがん診断・治療技術の開発

本研究では、がん組織特異的に集積する光増感剤として、Ihdocyanine green (ICG)の高分子ミセル化を図った、全く新しいナノドラッグデリバリー型製剤を開発し、高効率な光線力学療法の確立を目指している。初年度は、リン酸カルシウム高分子ミセルにICGを封入したICG-CaP型高分子ミセルを調製し、その基本特性を調べた。その結果、ICG-CaP型高分子ミセルは水溶液中で安定しており、光暴露による退色が起きにくいことが示唆された。一方で、ミセル化されていないICGは、水溶液中においても蛍光が認められ、光暴露による退色を容易に起こし化学的に不安定であることがわかった。また、細胞への取り込みを見たところ、ICG-CaP型高分子ミセルはICG単独の場合に比べ4倍速く取り込まれることがわかり、細胞移行に優れていることが判明した。他方、ICG-高分子ミセルを用いたイメージング技術の応用展開に先駆けて、ICGによる新しい診断方法を確立した。口腔腫瘍病変の広がりをイメージ化する目的で歯肉がん患者の浅側頭動脈よりカテーテルを刺入しICGを動注したのち、腫瘍部位へのICG移行を近赤外蛍光カメラ(PDE,浜松ホトニクス社)で観察した。二症例検討したところ、口腔腫瘍の検知に関する従来法であるインジゴカルミン(IDCM)染色で陽性を示した部位にICG蛍光が観察され、さらにその周辺のIDCM陰性部位からもICG蛍光が検出された。このことからICG蛍光法は、ICDM染色法と比較し高感度であり、皮膚障害等の副作用の予見、対策へ有用であることがわかった。本研究では、がん組織特異的に集積する光増感剤として、Indocyanine green (ICG)の高分子ミセル化を図った、全く新しいナノドラッグデリバリー型製剤を開発し、高効率な光線力学療法・診断法の確立を目指している。今年度は、両親媒性ポリデプシペプチド(親水部:ポリサルコシン,疎水部:ポリ乳酸)の自己組織化により形成される高分子ミセルの内核にインドシアニングリーン(ICG)を内包したICG内包高分子ミセル(ICGm)を用いて、皮下への癌細胞移植による担癌マウスモデルを作成し、腫瘍の診断が可能であるか否かを検討した。マウスの皮膚は0.5mm程度であり、近赤外線光(808nm)を照射することで、体外より腫瘍組織に集積するICGmのICG蛍光を検出することが可能であった。ICGm投与後48-72hにおいて、腫瘍部位が高いコントラストをもって描出され、周辺組織と明瞭に識別できた。他方、ICG単体では、腫瘍をイメージングすることはできなかった。本法によって皮膚下に存在する腫瘍細胞を非侵襲的に診断することが可能であることが示された。本研究では、がん組織特異的に集積する光増感剤として、Indocyanine green (ICG)の高分子ミセル化を図った、全く新しいナノドラッグデリバリー型製剤を開発し、高効率な光線力学療法(PDT)の確立を目指している。初年度(H22)は、リン酸カルシウム高分子ミセルにICGを封入したICG- CaP型高分子ミセルを調製し、その基本特性を調べた。その結果、ICG- CaP型高分子ミセルは水溶液中で安定しており、光暴露による退色が起きにくいことが示唆された。また、細胞への取り込みを見たところ、ICG- CaP型高分子ミセルはICG単独の場合に比べ4倍速く取り込まれることがわかり、細胞移行に優れていることが判明した。第二年度(H23)は、両親媒性ポリデプシペプチド(親水部:ポリサルコシン,疎水部:ポリ乳酸)の自己組織化により形成される高分子ミセルの内核にインドシアニングリーン(ICG)を内包したICG内包高分子ミセル(ICGm)を用いて、皮下へのがん細胞移植による担がんマウスモデルを作製し、腫瘍の診断が可能であるか否かを検討した。近赤外線光(808 nm)を照射することで、体外より腫瘍組織に集積するICGmのICG蛍光を検出することが可能であった。ICGm投与後48 - 72hにおいて、腫瘍部位が高いコントラストをもって描出され、周辺組織と明瞭に識別できた。本年度(H24)は、H23に使用したICGmと基本構造は同じであるものの、内包するICG濃度を15倍にまで高めた、PDT用の高分子ミセル(ICGc)を構築して、PDTを実施したところ、担がんマウスモデルにおける腫瘍増殖を抑制することができた。ICGをカプセライズする高分子材料、構造を比較検討した。

結果、ICG-CaP型高分子ミセルより両親媒性ポリデプシペプチド(親水部:ポリサルコシン,疎水部:ポリ乳酸)の自己組織化により形成される高分子ミセルの内核にインドシアニングリーン(ICG)を内包したICG内包高分子ミセルがより臨床上優れた特性を有することが判明した。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記以外のより有用と考えられる高分子ミセル材料・構造を設計・製造し、動物実験によりがん治療、診断における有効性を検討する。
人-システム-ネットワークを考慮した危機対応連携のモデリング

危機対応における多組織連携をタスク,ヒューマン,ネットワークの観点からモデル化し,危機対応システムを評価するシステムの開発を目指した.上述の3要素を考慮した計算モデルを作成し,シミュレータの開発を行った.具体的には,1)連携におけるタスクモデル構築,2)ヒューマンモデルの構築,3)ネットワークモデルの構築,4)3要素を考慮した連携モデルを構築した.下層の連結性が上層の実行条件となるように実装した.また,各モデルの設定インタフェースとして拡張PCANSモデルを用いた表現,記述を可能にした.各モデルのパラメータを変化させたシミュレーションを行い,以下のこと等が示された.情況依存ルールの有無によって連携パフォーマンスは大きく影響を受ける.既存の規範ルールをベースとしたコミュニケーションライン被害への対応は最適とはならない場合が多い.既存の災害対応訓練のシナリオはしばしば現実性が低い.本研究の結果,今後,訓練シナリオのみならず災害時の医療ネットワークといったコンテキストを絞った危機対応システムを対象することで,より詳細なシミュレーションモデルの構築と現場との連携への展開を図る目途がたった.危機対応における多組織連携をタスク,ヒューマン,ネットワークの観点からモデル化し,危機対応システムを評価するシステムの開発を目指した.上述の3要素を考慮した計算モデルを作成し,シミュレータの開発を行った.具体的には,1)連携におけるタスクモデル構築,2)ヒューマンモデルの構築,3)ネットワークモデルの構築,4)3要素を考慮した連携モデルを構築した.下層の連結性が上層の実行条件となるように実装した.また,各モデルの設定インタフェースとして拡張PCANSモデルを用いた表現,記述を可能にした.各モデルのパラメータを変化させたシミュレーションを行い,以下のこと等が示された.情況依存ルールの有無によって連携パフォーマンスは大きく影響を受ける.既存の規範ルールをベースとしたコミュニケーションライン被害への対応は最適とはならない場合が多い.既存の災害対応訓練のシナリオはしばしば現実性が低い.本研究の結果,今後,訓練シナリオのみならず災害時の医療ネットワークといったコンテキストを絞った危機対応システムを対象することで,より詳細なシミュレーションモデルの構築と現場との連携への展開を図る目途がたった.1.タスクプロセスモデルの開発:複数の災害時の危機対応から一般的タスクプロセスモデルを抽出し,制度設計パラメータを有した危機対応におけるタスクプロセスモデルを構築した.多組織間連携のタスクプロセスは大きく1)タスクの始動,2)実行の判断,3)計画,4)調整,5)実行の4要素からなるものとし,これらの各ステップの実行必要条件やプロセスパスの実情を把握することによってタスクプロセスモデル化した.2.ヒューマンモデルの構築:連携におけるヒューマンファクタ要素の現状について調査を行った.関係者への聞き取り調査,訓練の観察およびアンケート等を通して,過去の災害や訓練における他組織連携において経験した,あるいは経験から予想される問題点における,1)状況の詳細,2)そのときの対応,3)理想的対応を抽出し,内容分析をによってこれらの要素を記述するルールライブラリを作成し,ヒューマンモデルを構築した.これを基に危機対応オントロジを整備し,XMLスキーマを用いてモデルの記述を行った.以上により,ヒューマンファクタパラメータを有した危機対応におけるヒューマンモデルを構築した.3.シミュレーションアーキテクチャの構築:タスクモデル,ヒューマンモデルをコンピュータ上のシミュレーションモデルとして実装し,次に開発するネットワークモデルの実装,拡張を見据えたシミュレーションアーキテクチャの開発を行った.各モデルのパラメータはシミュレーションのメタクラスにおいて連結し,相互の依存性のモデル化が実現される.ネットワークモデルの開発・実装によって,これら3モデルの連動する危機対応シミュレーションが可能となる予定である.危機対応における多組織連携をタスク,ヒューマン,ネットワークの観点からモデル化し,危機対応システムを評価するシステムの開発を目指した.上述の3要素を考慮した計算モデルを作成し,シミュレータの開発を行った。当該年度に実施した内容は以下の通りである。1)連携におけるタスクモデル構築:関連法規,各地域・業務防災計画と各種訓練シナリオ内容のタスク分析から多組織間連携の各タスク実行条件やプロセスパスの実情を把握し連携プロセスモデルを構築した.2)ヒューマンモデルの構築:連携におけるヒューマンファクタ要素の現状を調べ、危機対応オントロジを用いてプロダクションルールとして記述、実装した。ライブラリには規範ルール、情況依存ルール、エラー対応ルールなど異なる種類のルールを実装した。これらのルール群の適用、不適用をパラメータとした。3)ネットワークモデルの構築:インフラ、特に情報伝達ラインの機能モデルをネットワークとして表現、実装した. 4) 3要素の統合:ネットワークモデル上にタスクモデル,ヒューマンモデルを連結し, 3要素を考慮した連携モデルを構築した.下層の連結性が上層の実行条件となるように実装した。また、各モデルの設定インタフェースとして拡張PCANSモデルを用いた表現、記述を可能にした。5)各モデルのパラメータを変化させたシミュレーションを行い、以下のことが示された。情況依存ルールの有無によって連携パフォーマンスは大きく影響を受ける。既存の規範ルールをベースとしたコミュニケーションライン被害への対応は最適とはならない場合が多い。既存の災害対応訓練のシナリオはしばしば現実性が低い。本研究の結果、今後、訓練シナリオのみならず災害時の医療ネットワークといったコンテキストを絞った危機対応システムを対象することで、より詳細なシミュレーションモデルの構築と現場との連携への展開を図る目途がたった。
環太平洋・間アジア視点から近代日本大衆音楽史を読み直す

日本の大衆音楽史を、アジア/太平洋地域の近代化の過程のなかに位置づけることを目指す。1・「西洋」からの覇権的影響における他地域との異同、2・地域内の相互的な影響、3・地域内における日本の大衆音楽の影響力の歴史的推移、4・帝国期と戦後期の間の断絶、連続、変容、について検討する。具体的な事例として、a)1930年頃に確立する日本の流行歌スタイルの戦後の韓国と台湾における受容と変容、b)1960年代に日本でキャリアを開始しその後アジア全域で活躍した台湾人歌手・俳優の林沖の経歴、c)「シティポップ」と呼ばれる1980年代の日本のポップ音楽の現代アジアにおける受容、の3つをとりあげる。
ヒト胎盤組織中の子宮筋収縮物質の生物化学的研究

我々は内外にさきがけ,ヒト胎盤組織中に異新性のオキシトミン(OT)様物質の存在することを報告したが,本研究でその物理化学的性状,生理作用等に関する検討を行った.2.胎盤組織のOT含量;ヒト妊娠各期の胎盤よりOTを酢酸抽出した.抽出物のdilusion culleは合成OTとRIA上で平行し,両者はイオン交換クロマトグラフィーで同部分のfractionに溶出した.胎盤のOT濃度,含量とも妊娠週数とともに増加することが示された.3.胎盤性OTの生物活性;胎盤抽出物はラット子宮筋に対し合成OT同様の収縮作用を有すること,この作用が抗オキシトシン抗体により中和されることが示され,胎盤性OTが合成OT様の生物活性を持つことが示唆された.4.胎盤性OTの局在;変法PAP法でImmnnoveactice OT(Ir-OT)が免疫組織化学的にsyncytiotrophoblastに局在することが示された.5.胎盤性のOTの生合成;胎盤組織を24時間培養すると,胎盤組織中のOT濃度は,蛋白合成阻害剤cyclohexamide添加により有意に低下しIr-OTが胎盤組織中で合成される可能性が示唆された.6.胎盤性OTの分離,精製;SephadexG-25によるゲル濾過により胎盤OTに大分子部分と小分子部分の存在すること,小分子部分がOT類似物質である可能性が示され,小分子部分に強いラット子宮筋収縮作用が認められた.免疫吸着クロマトクロマトグラフィー,高速流体クロマトグラフィーを含めた精製操作により胎盤OTのアミノ酸配列,生物化学的性状の詳細についての検討が引き続き行われ,いまだ不明の点が多い分娩発来機構,妊娠維持機構の解明に大きく寄与することが期待される.我々は内外にさきがけ,ヒト胎盤組織中に異新性のオキシトミン(OT)様物質の存在することを報告したが,本研究でその物理化学的性状,生理作用等に関する検討を行った.2.胎盤組織のOT含量;ヒト妊娠各期の胎盤よりOTを酢酸抽出した.抽出物のdilusion culleは合成OTとRIA上で平行し,両者はイオン交換クロマトグラフィーで同部分のfractionに溶出した.胎盤のOT濃度,含量とも妊娠週数とともに増加することが示された.3.胎盤性OTの生物活性;胎盤抽出物はラット子宮筋に対し合成OT同様の収縮作用を有すること,この作用が抗オキシトシン抗体により中和されることが示され,胎盤性OTが合成OT様の生物活性を持つことが示唆された.4.胎盤性OTの局在;変法PAP法でImmnnoveactice OT(Ir-OT)が免疫組織化学的にsyncytiotrophoblastに局在することが示された.5.胎盤性のOTの生合成;胎盤組織を24時間培養すると,胎盤組織中のOT濃度は,蛋白合成阻害剤cyclohexamide添加により有意に低下しIr-OTが胎盤組織中で合成される可能性が示唆された.6.胎盤性OTの分離,精製;SephadexG-25によるゲル濾過により胎盤OTに大分子部分と小分子部分の存在すること,小分子部分がOT類似物質である可能性が示され,小分子部分に強いラット子宮筋収縮作用が認められた.免疫吸着クロマトクロマトグラフィー,高速流体クロマトグラフィーを含めた精製操作により胎盤OTのアミノ酸配列,生物化学的性状の詳細についての検討が引き続き行われ,いまだ不明の点が多い分娩発来機構,妊娠維持機構の解明に大きく寄与することが期待される.ヒト胎盤の絨毛組織は発生組織学的に中枢神経系のそれと酷似し、中枢神経系に存在するペプチドに類似したものが胎盤組織にも存在する。本研究ではヒト胎盤織中のオキシトシン様物質の生化学的研究を行い以下の結果を得た。本研究に不可欠のオキシトシンの測定系には、合成オキシトシンとウシ血清アルブミンの結合物を抗原とし家兎を免疫し、得られた血清を1:100,000倍に稀釈したradioimmuboassay系を確立した。得られた抗血清はVasopressinや他の視床下部のペプチドとはほとんど交叉せず、特異性に優れ、数pgから検出可能の感度を示した。本測定系を用いた妊婦血中のオキシトシン濃度は妊娠初期より末期にかけて漸増し、分娩時に最高値を示した。一方、米国NIHより提供をうけたヒトNeurophysin(NSN,ESN)のうち、ESNは妊婦血中でオキシトシンと同様の動態を示した。これらの結果は、用いたオキシトシンの測定系が胎盤組織中のオキシトシン様物質の検討に適したものであることを示唆した。この測定系を用いてヒト胎盤組織中のオキシトシン濃度を検討すると、妊娠初期1.60ng/gmtissue、中期20.8、末期22.0となり胎盤一個あたりの含量はそれぞれ0.13μg、4.10μg、12.5μgとなり下垂体後葉系の総量を越えることが判明した。このヒト胎盤組織を抽出し、粗抽出物として生物学的に子宮筋の収縮をみると合成オキシトシンと同様に強い子宮筋収縮作用を示し、局在、抗血清の中和実験、生合成などの検討から胎盤組織由来のものと判断され、次年度以降の分子生化学的検討の礎となった。
退職給付会計のコンバージェンスがもたらす経済的帰結の実証的研究

平成24年度には、主として退職給付会計を題材として公正価値会計と企業の投資行動との関係性に焦点を当てた研究を行った。退職給付債務や年金資産の一時的な価値の変動が純利益計算へ反映される度合いは、数理計算上の差異の償却年数によって規定される。そこで、一時的な公正価値の変動が純利益計算に多く含まれる場合とそうでない場合とでの企業の投資行動の違いを明らかにするために、会計利益の投資関連性に着目した。こうした研究を行う背景には以下の3つの問題意識がある。第1に、数理計算上の差異を純利益計算に反映させるべきか否か、認識する場合には遅延認識を認めるか否か、という点についての国際的な議論の高まりが挙げられる。第2に、数理計算上の差異の純損益計算に対する影響の大きさである。多くの企業において、数理計算上の差異の償却額を足し戻した税引前当期純利益に対して、数理計算上の差異の償却額(発生額)の大きさは5%以上となる。第3に、日本企業の経営の時間軸が短期化しているのではないかとの懸念がある。その中で、公正価値会計の拡大が近視眼的経営を助長している可能性も指摘されている。こうした観点から行った研究結果を、投稿論文「数理計算上の差異の償却年数と会計利益の投資関連性」としてまとめ、査読審査を通過して掲載された。また、平成23年度に日本会計研究学会において報告し、平成24年度に投稿論文「過去勤務債務の償却年数設定における裁量的行動」として会計プログレスに掲載された論文が、2012年9月に日本会計研究学会の学会賞である学術奨励賞を受賞した。平成23年度には,「退職給付債務の公正価値と情報有用性」と題した論文が一橋商学論叢に掲載されたほか,日本会計研究学会,ならびに23rd ASIAN-PACIFIC CONFERENCE ON INTERNATIONALACCOUNTINGISSUESでの学会発表を行った。とりわけ,日本会計研究学会での発表は研究計画書の段階で想定していた,退職給付債務減額時の会計処理に認められた経営者の裁量をテーマとした研究内容であった。学会発表を通じて頂いたコメントを反映して論文を修正し,現在,査読付きの学術雑誌に投稿中である。当該研究の問題意識は以下のとおりである。昨今の企業年金の積立不足を背景として,厚生労働省は2012年度より財政検証の厳格化の方針を掲げた。こうした制度的変化は,企業に対して給付減額のインセンティブを有することから,今後の日本では給付減額が従来よりも多く観察されることが想定される。退職給付債務の財務諸表への影響は大きいことから,給付減額が生じて過去勤務債務が発生した場合には負債の減少に伴う利益が損益計算書に対して大きな影響を持つことが想定される。また,負債の公正価値が減少した場合にそれをどのように損益計算書上で認識するかという問題は,昨今の企業会計の重要論点となっており,退職給付債務が減額された場合の損益認識はその意味での「すでに起こった未来」を示している可能性がある。こうした問題意識を背景として,過去勤務債務の償却年数に裁量が許容された場合の経営者の行動を分析した。とりわけ,本研究では経営者が裁量を利益調整に用いるシチュエーションに注目している。そのうえで,経営者の利益捻出を防ぐためのメカニズムとして,会計基準・内部統制・監査・コーポレートガバナンスといったしくみがそれぞれどのように機能するのか,あるいはしないのか,という点を明らかにしようとしている。現時点ではコーポレートガバナンスが利益調整を妨げるはたらきを持つことが明らかとなっている。年次計画で挙げさせていただいた予定に従い,各所での学会発表ならびに投稿作業が進展している。また,2012年5月にはヨーロッパ会計学会の年次大会での発表(Concurrent Session)も決定した。

当該大会のFinancial Reporting領域に応募して採用された日本人研究者11名のうち,Research Forumでの報告が8名,Concurrent Sessionでの報告は3名であり,本研究を高く評価していただいたものと理解している。今後の推進方策としては,以下の2点が挙げられる。1つは,過去勤務債務の償却年数に許容された裁量についての研究をより精緻にすることである。投稿作業を通じて様々なコメントをいただき,研究の可能性が広がっている。こうした点を盛り込んだ上で,研究論文に反映させるための研究を続ける。いま1つは,退職給付会計基準と投資行動との関係性に焦点をあて,会計基準の経営者行動に対する影響について更に研究を深める点である。とりわけ,退職給付会計のコンバージェンスを進める上で重要論点となっている数理計算上の差異の償却年数の損益計算書への反映に焦点をあて,財務諸表にもたらされるボラティリティがどのような会計行動や投資行動の変化を促すかという点を明らかにする。
下肢静脈瘤に対する硬化療法の可視化に関する研究

下肢静脈瘤に対する硬化療法においては使用される硬化剤であるポリドカノールの到達範囲が臨床において簡便にみる方法がないことが問題である。我々はポリドカノールにインドシアニングリーンを添加しLED励起蛍光造影法を用いることで被曝なく外来にてポリドカノールの到達範囲を確認する方法を検討した。これまでの経過でポリドカノールとインドシアニングリーンの混合によって新たな化合物の生成は疑われていない。また蛍光強度の検討により至適混合比が決定された。本年度はこれに従って臨床治験を行いその実効性を検証する予定であったが、中途に研究代表者が国外に転出することになったため完了できていない。本年度は(1)インドシアニングリーンとポリドカノールの混合によっての配合変化の可能性を検討し、(2)インドシアニングリーンとポリドカノール混合物の光学的特性を解析した。(1) 1.不溶性微粒子試験第一三共「ジアグノグリーン注」を添付の日本薬局方注射用水で溶解し、0.25mg/mLのインドシアニングリーン溶液とした。この3mLを「ポリドカスクレロール1%注」30mLに添加したものを試料溶液とし(インドシアニングリーン最終濃度0.023mg/mL)、日本薬局方「注射剤の不溶性微粒子試験法第1法光遮蔽粒子計数法」に従い分析し、これに適合した。2.液体クロマトグラフィー検査第一三共「ジアグノグリーン注」を添付の日本薬局方注射用水で溶解し、1.25mg/mL、2.5mg/mL、5mg/mLのインドシアニングリーン溶液とした。この0.5mhを「ポリドカスクレロール1%注」5mL又はその製剤溶媒5mLと混合し、液体クロマトグラフィー(ODSカラム、検出:示差屈折)により分析したところ、ポリドカスクレロールの有効成分であるポリドカノールの保持時間に変化はなく、ピーク面積の変動にも一定の傾向はなかった。又、混合に伴う新たなピークの出現は認められなかった。(2)様々な混合比、希釈倍率でインドシアニングリーンとポリドカノールを混合し、蛍光分光光度計にて観察したところ、希釈倍率が1000倍の時が最も強い蛍光強度を示した。また溶媒を蒸留水にした時よりエタノールで希釈した方が蛍光強度が強くなることが分かった。これらの結果により、ポリドカノールとインドシアニングリーンの混合による配合変化の可能性が低いことが示唆され、またインドシアニングリーンの添加量が比較的低濃度でも十分蛍光強度が得られることが確認された。今後の硬化療法の可視化の臨床応用に向け、基礎となる知見が得られたと考える。我々はポリドカノールにインドシアニングリーンを添加しLED励起蛍光造影法を用いることで被曝なく外来にてポリドカノールの到達範囲を確認する方法を検討している。本年度は前年度に安全性が検討されたポリドカノールに対するインドシアニングリーンの添加による薬理学的効果の減弱の可能性を検討した。◎培養細胞を用いた細胞障害性試験株化培養ウシ肺動脈血管内皮細胞およびヒト臍帯血管内皮細胞を用いてインドシアニングリーン添加によるポリドカノール製剤の細胞障害性に与える影響を検討した。ポリドカノール1%2mlに様々な濃度のICGを添加し、それぞれについて希釈系列を作成。MTS試薬を用いてそれぞれの生細胞数と比例する吸光度を測定し細胞障害性を算出した結果、それぞれの濃度、希釈系列に置いてICG添加の影響は認められなかった。ヒト臍帯血管内皮細胞においてはバラつきが大きく検討できなかった。◎ウサギ耳介静脈を用いた血管内皮細胞障害作用の検討血流を遮断し血管内の血液を軽く圧迫除去したウサギ耳介静脈にポリドカノールを注入、投与直後より投与血管を圧迫し、血栓形成を評価したが、こちらも有意な血栓形成の変化は認められなかった。
PEFC電極触媒表面での解離吸着現象に関する量子・分子動力学的解析

近年の地球温暖化問題への対策から、次世代電源として燃料電池への期待が高まっている。とくに固体高分子形燃料電池(PEFC)はその起動の早さ、動作温度の低さから現在最も注目されている。このPEFCでは電極触媒として白金(Pt)を使用しているが、この白金は高価である上に空気極においては高活性ではなく,さらに燃料極においても被毒などの問題を生じるため、燃料電池の高効率化、低コスト化を実現するためにはこのPt表面上での触媒反応のメカニズムを詳細に解析する必要がある。上記の理由により,本研究では触媒としてPtを取り上げ,また燃料電池の触媒反応の中で最も簡単な反応であるH_2の解離吸着現象に注目して解析を行った.計算手法としては,Embedded Atom Method (EAM)を使ったMolecular Dynamics (MD)法を用い,Pt表面上におけるH2の解離吸着現象を解析した.今年度は前年度に構築したシミュレーション手法を用いて様々な条件下における水素の解離確率の計算を行った。その結果、まず表面を構成するPt原子が固定されている系に比べて、T=300[K]程度の熱運動をしている系のほうが解離確率の入射エネルギー依存性に広がりがあることが明らかとなった。またこの原因を詳細に調べた結果、Pt原子が熱運動をすることによって表面のポテンシャルエネルギー面(PES)が劇的に変化し、そのため解離障壁が著しく変化することが原因であることを突き止めた。さらに入射分子の回転状態を変化させて解離確率を計算したところ、入射エネルギーが低い状態では回転エネルギーの低い状態のときには回転エネルギーの増加につれて解離確率が一旦減少し、その後増加に転じることが明らかとなった。これは回転エネルギーが増加するにつれて分子が表面からの束縛を受けにくい状態となり、そのためより低い解離障壁をとる配向になりにくいためであることがわかった。Ptはガス改質など様々な用途で触媒として利用されており,近年さかんに開発が行われている燃料電池の電極触媒としても多く用いられている.しかしながら,このようなテーマに関する実験的な研究は数多く行われているが,ナノスケールで起こっている触媒反応のメカニズムを実験だけで解明することは困難であり,分子レベルでの詳細な解析を行う必要がある.上記の理由により,本研究では触媒としてPtを取り上げ,また燃料電池の触媒反応の中で最も簡単な反応であるH_2の解離吸着現象に注目して解析を行った.計算手法としては,Embedded Atom Method (EAM)を使ったMolecular Dynamics(MD)法を用い,Pt表面上におけるH_2の解離吸着現象を解析した.まず,本解析の精度を検証するためにPt表面上に形成される電子密度の計算結果をDFTの計算結果と比較した.さらに,解離吸着現象にとって重要なPt表面と表面上にある分子との相互作用について,EAMを用いた計算結果とDFTの計算結果との比較を行った.その後Pt表面にH_2を多数回衝突させるシミュレーションを行い,Pt表面の状態やH_2のエネルギー状態の違いによるH_2の解離確率の変化について解析を行った.その結果,EAMの電子密度計算によるPt(111)上の電子密度はDFTによる電子密度よりも低く現れていることが確認され,DFTとの一致はまだ不十分であるが,吸着位置の傾向はDFTと一致することが確認された.またPt(111)でH_2が解離するときのエネルギー変化やHの原子間距離とPt表面からの高さを解析することにより,解離・吸着の様子を確認することができた.近年の地球温暖化問題への対策から、次世代電源として燃料電池への期待が高まっている。