hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
SSPEウイルスへの変異過程にあると考えられる麻疹ウイルス新鮮分離株の解析

1.麻疹ウイルス新鮮分離株について解析し、以下の成績を得た。(1)新鮮分離株はH蛋白質の電気泳動上の移動度により1型(82kDa)と2型(84kDa)に分類され、それらはいずれもエドモンストン(Ed)株(80kDa)とは明らかに異なっていた。(2)新鮮分離株のH遺伝子をEd株と比較すると、1型で16ヵ所、2型で18ヵ所非同義置換がみられ、これに伴なって新鮮分離株ではいずれの型でも糖鎖付加部位がEd株より1ヵ所増加していた。(3)上記新鮮分離株のM蛋白質は1型及び2型とも36kDaに泳動され、Ed株(34kDa)の場合とは異なっていた。M遺伝子については、1型と2型の間では非同義置換はみられなかったが、Ed株と比較すると3ヵ所の非同義置換が認められた。(4)以上の成績より現在流行中の麻疹ウイルスは2つの型に分類され、それらはいずれもEd株とは明らかに異なっていることが示唆された。2.SSPEウイルス類似変異株について解析し以下の知見を得た。(1)B95-8細胞で分離した新鮮分離株に、ごく少数ではあるが、Vero細胞にプラックを形成する変異株(Ve株)が含まれていた。これらのVe株はマウス神経病原性を有し、かつ細胞外遊離ウイルス産生能が低いというSSPEウイルス類似の性状を示すことがわかった。(2)上記のSSPEウイルス類似変異株の塩基配列を親株である新鮮分離株と比較すると、F遺伝子、H遺伝子には置換がみられず、M遺伝子に1ヵ所のみ非同義置換がみられた。(3)以上の成績より、麻疹ウイルス野生株にはごく少数ながらSSPEウイルスに類似した変異株がすでに存在している可能性が考えられた。この変異がいかなるウイルス遺伝子の変異に基づいているかについては、今後の重要な検討課題であると考えられる。B95ー8細胞で分離した麻疹ウイルス新鮮分離株および同株由来SSPEウイルス類似変異株のM遺伝子およびH遺伝子について解析し、以下の知見を得た。1.M遺伝子について:(1)従来の標準株であるエドモンストン(Ed)株の塩基配列と比較すると、新鮮分離株では3ヵ所の非同義置換がみられた。これらの置換は、今までに報告されているSSPEウイルスで多く見られる置換と同じであった。(2)新鮮分離株と比較すると、SSPEウイルス類以変異株では1ヵ所のみ塩基置換がみられ、それは非同義置換であった。この置換はSSPEウイルスで報告されているものと異なるものであった。(3)免疫沈降解析において、変異株のMタンパク質の移動度はEd株に比べて明らかに小さかった。この移動度の差異は上記の遺伝子塩基配列から推定されるアミノ酸置換による分子量の変化のみでは説明し得ないものであり、Mタンパク質の構造の違いによることが推測された。また、この構造の差異が感染性遊離ウイルス産生能の差異を規定していることが考えられた。2.H遺伝子について:(1)Ed株の塩基列と比較すると、新鮮分離株では16ヵ所の非同義置換がみられ、それに併って糖鎖付加可能部位が1ヵ所増え、計6ヵ所になっていた。(2)新鮮分離株と変異株とを比較した場合には非同義置換は全く認められず、両株の間にみられるマウス神経病原性の差異はH遺伝子に基因するものではないことがわかった。(3)免疫沈降解析において、新鮮分離株および変異株のHタンパク質の分子量はEd株に比べて約4kDa大きいものであった。この分子量の増加は糖鎖付加部位の増加に基因するものと考えられた。(4)新鮮分離株および変異株のサル赤血球に対する親和性は、Ed株に比べて明らかに弱かった。この性状の差異もH遺伝子の違いに基因するものと考えられた。

(3)以上の成績より、麻疹ウイルス野生株にはごく少数ながらSSPEウイルスに類似した変異株がすでに存在している可能性が考えられた。この変異がいかなるウイルス遺伝子の変異に基づいているかについては、今後の重要な検討課題であると考えられる。
プレ・ポストシナプスの相互作用における低分子量G蛋白質の役割と作用機構

私共の研究室では低分子量G蛋白質Rab3Aとその活性制御蛋白質Rab GDI、標的蛋白質Rabphilin-3Aを見出しており、その機能と活性制御機構について解析を進めている。このRab3Aはシナプスに多く存在しており、特にシナプス小胞に局在していることから神経伝達物質の放出反応を制御している可能性が強い。本年度の研究で、シナプスにおいてRabphilin-3AがRab3Aと共にシナプス小胞に局在していることが明らかになった。このことから、Rabphilin-3AとRab3Aが協調して神経伝達物質の放出反応を制御している可能性が示唆された。さらに、Rabphilin-3AがRab3AのGDP/GTP交換反応を軽度促進する活性を有していることが明らかになり、Rabphilin-3AはRab3Aがその機能を遂行するまでGTP結合型の活性型に保持していると考えられる。一方、Rabphilin-3AはRab3A以外のシナプス小胞上の蛋白質分子を介してシナプス小胞に局在していることが明らかになり、シナプス小胞上にRabphilin-3Aのアンカーリング蛋白質が存在している可能性が示唆された。また、Rabphilin-3AがAキナーゼや神経可塑性に関与しているカルモデュリンキナーゼIIによってリン酸化されることが明らかになり、Rab3A-Rab GDI-Rabphilin-3A系が各種キナーゼ系とクロストークしながら神経伝達物質の放出反応を制御している可能性や、逆行性情報伝達物質がこれら各種キナーゼ系を介してRab3A-Rab GDI-Rabphilin-3A系による神経伝達物質の放出反応を制御している可能性がでてきた。このように、本研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ完全に達成することができた。
重曹使用による衣類汚れ除去と環境負荷軽減のための水系洗濯最適条件に関する基礎研究

重曹は「人にも環境にもやさしい」洗浄剤として普及し始めたが、被服の洗濯に対する記載が少ない。本研究では、衣類の水系洗濯における重曹の効果について、湿式人工汚染布を用いた洗浄実験、モデル油性汚れを用いた乳化・可溶化実験、モデル固体微粒子汚れカーボンブラックに対する分散性実験を行った。その結果、重曹は単独で用いるより、石けんと併用することにより、油性汚れおよび固体粒子汚れのいずれの除去に対しても洗浄効果を高めることが明らかとなった。重曹は台所や住まいの洗浄剤として、さらに被服および繊維製品ではしみ抜きや部分洗いとして効果が謳われているが、使用量の正確な記載が少ない。本研究の目的は、重曹を用いた水系洗濯実験を行い、家庭洗濯における適正な重曹-石けんの効果的な使用方法を提案することである。これにより衣生活において、水環境負荷を軽減する実践可能な洗濯の提案が可能となる。今年度は重曹単独水溶液および石けん併用水溶液における洗浄試験を行った。被洗物はモデル汚れとして湿式人工汚染布(財団法人洗濯科学協会)、洗浄剤として重曹(試薬特級)、石けん(オレイン酸ナトリウム、特級試薬)、を用いた。撹拌型洗濯試験機(Terg-0-Tometer)を用い、洗浄温度2040°C、洗浄時間10分、3分間すすぎ2回とした。洗浄効率は、表面反射率測定からKubelka-Munkの式により算出した。各洗浄水溶液の表面張力は、自動表面張力計(協和界面科学(株)製DY-301FK)を用い恒温恒湿室で測定した。洗浄実験では、重曹単独系の洗浄効率は水のみの場合より増加したが、重曹-石けん系の洗浄効率は単独系および石けん単独系よりも低下する傾向にあった。モデル汚れの洗浄力測定を継続する必要がある。重曹水溶液の洗浄濃度範囲におけるPH変化はわずかであり、表面張力低下も小であったが、重曹-石けん系の表面張力は重曹低濃度から著しく低下した。重曹の乳化力は、オレイン酸をモデル油性汚れとし、乳化水溶液の吸光度測定により検討可能であることが分かった。重曹は、「人にも環境にもやさしい」台所や住まいの洗浄剤として、さらに被服および繊維製品ではしみ抜きや部分洗いとして使用され始めている。重曹を用いた被服および繊維製品の手入れについて、市販図書の使用量記載は様々であり、特に洗濯については正確な記載が少ない。本研究の目的は、重曹を用いた衣類の水系洗濯実験を行い、家庭洗濯における適正な重曹-石けん使用量の提案をすることである。今年度は重曹単独水溶液および石けん共存水溶液の油汚れに対する洗浄力について、可溶化作用の面から検討した。被洗物はモデル油汚れとして油溶性染料スダンII、洗浄剤として重曹(炭酸水素ナトリウム、試薬特級)、石けんとしてオレイン酸ナトリウム(試薬特級)を用いた。可溶化方法は、水溶液に過剰な油溶性染料を投入し、温度2040°C、恒温振とう機で往復120rpm、1260時間振とうした。可溶化後の濾液にエタノールを加えた水溶液の吸光度を分光光度計で測定し、可溶化量を算出した。重曹単独水溶液では、油溶性染料を加えた振とう後の吸光度はほぼOであり、可溶化は認められなかった。重曹-石けん共存水溶液では可溶化が生じ、配合比率によって、石けん単独水溶液よりも高い可溶化が認められた。昨年度から継続している湿式入工汚染布((財)洗濯科学協会)を用いた撹拌型洗濯試験機(Terg-O-Tometer)による洗濯実験において、重曹-石けん共存水溶液は、重曹単独水溶液よりも洗浄効率が高いことを確認した。これらのことから、重曹-石けん共存水溶液は、被服の油汚れ除去に効果があると推察される。重曹は「人にも環境にもやさしい」洗浄剤として普及し始めたが、被服および繊維製品の手入れのための市販図書記載は様々であり、特に洗濯については正確な記載が少ない。本研究では、衣類の水系洗濯における重曹使用の効果的条件の提案を目的とする。一昨年からの研究により、湿式人工汚染布を使用した洗浄実験では、重曹単独系の洗浄率は水のみの洗浄よりも増加し、石けんの配合比率により変化することを明らかにした。さらに、モデル油汚れとして油溶性染料を使用した可溶化実験では、重曹への石けん配合比率によって、石けん単独系よりも可溶化は高く、重曹ー石けん共存水溶液は、被服の油汚れ除去に効果があることを明らかにした。最終年度では、重曹ー石けん共存系について、モデル固体微粒子汚れカーボンブラックに対する分散性の面から、効果的な洗濯条件を検討した。

洗浄剤として重曹(炭酸水素ナトリウム、試薬特級)濃度10mM、石けんとしてオレイン酸ナトリウム(試薬特級)濃度10mMとした。分散方法は溶液250mLあたりカーボンブラック535mgを投入し、恒温水槽温度30°C、ホモジナイザーで分散後、分光光度計により波長550nmの吸光度を測定した。オレイン酸ナトリウムでは分散回転数が高いほど吸光度は上昇し、10分間以上で分散平衡に達した。重曹は、単独系では全く分散は生じなかったが、オレイン酸ナトリウム共存系では吸光度は上昇し、オレイン酸ナトリウム単独系より吸光度の高い配合比率が認められた。重曹は石けんとの共存により、固体粒子汚れに対する分散性を高めることが示唆された。本テーマによる研究により、衣類の水系洗濯の場合、重曹は石けんと併用することにより、油性汚れおよび固体粒子汚れのいずれの除去に対しも、洗浄効果を高めると言える。初年度は、重曹単独および石けん共存系の洗浄力測定を、湿式人工汚染布を用いて研究を進めた。2年目の本年度は、油汚れの洗浄効果について可溶化の面から検討した。次年度に向けて予定どおり、固体粒子汚れの洗浄効果について準備を始めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。H24年度は、1.重曹および石けん共存系における固体粒子汚れの分散性測定について、固体粒子汚れの分散方法を確立し、分散水溶液の安定・再現性を確認する。2.重曹および石けん共存系における人工汚染布の洗浄力測定について、1の分散方法を用い、重曹単独ならびに石けん共存系の洗浄力の影響を検討する。これらにより、衣類の水系洗濯の場合、重曹単独系、石けん単独系、重曹-石けん共存系において、油性汚れおよび固体粒子汚れのいずれの除去に対して、どのような洗濯条件が最も洗浄効率が高いか明らかにする。この結果を基に、家庭洗濯における重曹単独、石けん併用時の洗濯条件を予測し、重曹を使用する場合の洗濯条件を提案する。
国際読書力テスト開発のための準備調査

本研究は一年間の基盤研究であったので、国際読書力テスト開発のための指標づくりに焦点をしぼり、具体的には以下の活動を行った。(1)諸外国の読書力テストを調査・分析して、テストの内容項目を明らかにした。読書力診断のためのテストや調査方法にはどのようなものがあるのか、日本に大きな影響を与えているイギリス・アメリカの資料を収集した。内容項目を分類・分析したことによって、国際的な読書力とは何をさすのか、読書の評価とはどうあるべきか、共通項とその国の独自性とを整理した。また、毎日新聞の読書世論調査のように、読書力そのものではなく、読書環境等を扱った調査がないかどうかを調べ、イギリスの出版状況・読書環境についての資料を入手した。(2)日本での読書力テストを調査・分析して、テストの内容項目を明らかにした。2000年度に行われたPISA調査の日本の結果を分析し、さらに、日本での読書力テストを収集し、テストの内容項目を明らかにした。上記(1)との比較を通して、日本における読書力テストの傾向を考察した。(3)読書力を示す指標を明らかにした。(1)と(2)を通して読書力の評価項目を整理し、読書力を示す指標の「試案」を作成した。(4)読書力を示す指標についての研究会を開催した。(1)から(3)の成果について、研究会を開催し、専門家や一般からの意見を聴取して、読書力の指標についての判断を仰いだ。特に、国語教育研究者のほかに、諸外国の読書教育事情に詳しい民間人も起用し、詳しい検討を行った。
言語コミュニケーションによる時間軸表現を応用した視覚伝達デザインの演習モデル

2年目にあたる本年度は、前年度の基礎研究や試行授業を踏まえ、以下の研究を行った。(1)初年度に作成した授業導入用プレゼンテーション映像資料の改良・充実/前年度のプレゼンテーション資料に対するアンケートを踏まえた改良や、前年度実施した落語・朗読等、言語表現分野の映像資料データベースを追加掲載、研究補助学生及び研究代表者制作による参考作品の追加により、内容の充実を図る。なお、本資料は学生自身がインタラクションの効果を体験出来るようウエブサイトで閲覧出来る形式を採用しているが、著作権に配慮し現時点で一般には非公開としている。(2)アニメーション作家によるワークショップの開催/本研究による試行授業の補完的な位置付けとして、アニメーション作家、和田淳氏を迎え、2日間の日程で「擬音語からイメージして」と題して、言葉(擬音語)の語感や言葉のリズムをモチーフとした映像制作のワークショップを実施。(3)論文「読み聞かせる行為からスタティックからダイナミックへ拡張するグラフィック表現へ向けて」インタラクティヴでダイナミックなグラフィック表現のデザイン要素として筆者が提唱している「リズム」「テンポ」「間」のデザインを演習対象とした基礎演習の考察と実践を軸に展開する。本研究期間内に実施した試行授業から見出された問題点から、デジタル・メディアを用いず、技術的にも簡易な方法で繰り返し行える演習方法のひとつとして、「絵本の読み聞かせ」を発展させた演習方法の提案を行った。(4)研究期間内に実施した試行授業のプレゼンテーション資料及び課題映像作品のDVD化/今後の研究開発に繋げる資料として編集する。本年度は演習モデル構築の基礎研究期間と位置づけ、次の調査・研究を行った。1)本研究の基礎的概念を(主に大学の講義用として)プレゼンテーションする為のビデオ資料の制作。2)落語・朗読等、書語(語り・会話)表現分野から、本研究に関連すると思われる書籍や映像資料を収集し、会話表現に於ける「美」と「コミュニケーション」に関する基礎研究を行う。3)既存の映像作品(web上でのインタラクティヴ・コンテンツも含む)で、表現上、特に「リズム」や「テンポ」「間」等の要素が効果的に用いられている作品を収集し、著作権に配慮しながら研究用デジタルムービーデータとして保存し、データベース化。4)アニメーション作家を講師に迎えて、「リズムと映像表現」をテーマに講演・ワークショップを実施。5)「リズム」や「間」といった時間軸要素を構想し、その構想に基づいて映像制作する一連の実践的手法を、実際にサンプルモデルを制作しながら研究。(5)に関しては具体的に、次の二通りの方法で制作を継続中である。a)「短歌」や「俳句」のリズムをモチーフとした映豫制作。ここでは主に書語表現から繰り出される「リズム」を映像化する技法の研究が主たる目的である。b)既存の幼児向け絵本を題材に、映像制作を行う。ここでは幼児向け絵本の単純な会話表現から、言葉の「リズム」や「テンポ」「間」を、(イメージの伝達を意識しながら)構想し、映像化するまでの一連の課程を検証することが主たる目的である。この成果を基に、次年度から実際に大学生を対象とした試行授業を数回行い、課題作品や授業アンケート等をまとめたものを本研究の途中経過報告として次年度の夏頃に論文発表する予定である。
ショウジョウバエ学習記憶の統合におけるNMDA受容体の関与

我々はショウジョウバエから2つのNR(dNR)遺伝子、dNR1、dNR2を単離し、これまで以下の事を明らかにしてきた。1)dNR1のMg^<2+>ブロックの感受性部位のアミノ酸はほ乳類のNRと同じN(アスパラギン)だったのに対し、dNRのMg^<2+>ブロックの感受性部位は、Mg^<2+>ブロックの存在しないAMPA受容体と同じQ(グルタミン)だった。2)ショウジョウバエの培養細胞であるシュナイダー細胞、またはアフリカツメガエル卵母細胞にdNR1、dNR2を発現させ、電気生理学的な手法によりdNRを調べたところ、R1、dNR2の2つで構成されるチャネルはNMDA、グルタミン酸、アスパラギン酸で活性化された。また、ショウジョウバエの生理学な細胞外Mg^<2+>濃度(20mM)において電流電圧特性を調べたところ、ほ乳類のNRと同様のMg^<2+>ブロックが見られた。3)米国のXiaらとの共同研究で、dNR1のanti-sense RNAを任意に誘導できるトランスジェニックフライを用いて匂い学習の行動解析を行ったところ、anti-sense RNAを誘導したハエは初期学習には異常を示さず、タンパク合成依存性の長期記憶に異常が見られた。このことからdNRが長期記憶に主たる役割を持つことを見いだした。ショウジョウバエゲノムデーターベースの解析から,我々はすでにクローニングされているNR1のショウジョウバエ・ホモログ,DNR1に加え,新たにNR2ホモログ,DNR2をクローニングした。DNR-1 proteinはキノコ体、antennal lobe、optic lobeなど、シナプスの多く存在する部位に存在した。また、DNR-2 mRNAはoptic lobeやantennal lobe、paras intercerebralis,等の細胞に発現していた。アフリカツメガエルの卵母細胞に野生型DNR1,DNR2を発現させ電気生理学的な性質を調べたところ、野生型DNR-1,DNR-2の二つで構成される受容体ではNMDA、Glutamateの投与により内向きの電流が観察され、濃度依存的に電流量が変化したが、APV、CPP、7-Cblorokynurenic acid、MK-801など主要なNMDAブロッカーはNMDAの反応をブロックできなかった。驚いたことに、NMDA/glutamate siteに作用するブロッカー、APV、CPP自体がDNRを活性化した。またDNR2は,これまでクローニングされているNR、DNR1とは対照的にMg2+ブロックON/OFFがかかりにくいアミノ酸配列を保存している。アフリカツメガエルの卵母細胞を用いた実験系では、Mg2+ブロックはほとんど観察されなかった。DNRのMg2+ブロックに関与するアミノ酸に変位を入れたトランスジェニックフライ(DNR-1 N631Q, DNR-2 Q721N)を作成し、匂い学習記憶行動の解析を行ったところDNR-1 N631Qでは匂い記憶の低下が起こっていた。今後、この変異体が学習の獲得、維持、呼び出しのどこが障害されているかを明らかにしたい。
繰り返し接合圧延による軽量発泡マグネシウム合金パネルの創製

昨年度は,AZ31マグネシウム合金のみを用いて,発泡試験を行ったが,今年度は,新たにAZ91,ZA146マグネシウム合金板を出発材料として,発泡マグネシウムの作製を試みた.発泡剤として水素化チタン粒子を用い,拡散接合,切断,積層の行程を繰り返すことにより,マグネシウム合金中に水素化チタン粒子が均一に分散したプリフォームを作製できた.アルゴン雰囲気中でプリフォームを加熱することにより,発泡試験を行った.気孔率に関しては3種類ともほぼ同じであり,最大60%であった.しかしながら内部のセル構造には大きな違いがあり,融点の低いAZ91,ZA146合金ほど平均ポアサイズが小さくなる傾向にあった.この原因について,調べるために,熱電対をプリフォームに埋め込んで発泡試験を行い,温度プロファイルの影響を詳細に調べた結果,固体と液体が共存する温度域が広い合金ほど,その領域において,優先的に発泡することがわかった.最もセルサイズが小さかったZA146マグネシウム発泡体について,圧縮試験により,機械的特性を評価した.その結果,応力-ひずみ曲線は,波打った形状となり,脆性的な変形挙動を示した.これは,セル壁のZA146合金の脆性的な変形特性を反映している.しかしながら,比強度は,通常のアルミニウムフォームよりも高い値を示した.本研究により,従来,化学的に活性であるため,発泡体を作製することが困難であると考えられてきたが,今回採用した拡散接合法を用いれば,どのような種類のマグネシウム合金であっても,比較的簡単に発泡体を作製できることが示された.また構造用マグネシウム合金として広く使用されているAZ31合金は,発泡体の作製には適しておらず,添加元素量の多い鋳造用マグネシウム合金が発泡に適していることがわかった.今後,様々な種類の合金を比較することにより,発泡に最適なマグネシウム合金が見つかるであろう.今年度は,マグネシウム合金板からアルミニウム系と同様なセル構造体を作製できるかどうかについて重点的な研究を行った.市販のAZ31マグネシウム合金圧延材と水素化チタン粉末を用意した.板の間に水素化チタン粉末を12質量%挿入し,ホットプレス装置を用いて拡散接合した.さらに厚みが半分になるまで圧延を繰り返し,最後に半分に切断した.切断した板を積み重ね再び拡散接合した.このサイクルを4回繰り返し,マグネシウム合金中に水素化チタン粉末が均一に分散した板プリフォーム板を得た.プリフォーム板から7×7×3ミリの形状の試験片を採取し,発泡試験を行った.アルゴンガス雰囲気中で高周波コイルによる誘導加熱を行った結果,温度が増加するにつれて,試験片は,板圧方向に膨張し,ほぼ球形となった.更に加熱を続けると収縮し,つぶれてしまった.本研究で得られた試験片の最大気孔率は0.77であり,その内部は完全な中空となっていた.球殻の厚みは約1mmであった.今回,AZ31マグネシウム合金板から発泡マグネシウムを作製することに成功した.これはマグネシウム系においてもアルミニウムと同様なポーラス金属の作製が可能であることを示唆している.しかしながら,アルミニウム系に比べてAZ31マグネシウム合金では,ポアが容易に合体,粗大化し,多孔質体の作製が困難であることが明らかとなった.この理由は,マトリックス金属の粘性が大きく影響していると考えられる.したがって次年度は,発泡マグネシウムのセル構造の最適化を目指して,AZ31合金以外のマグネシウム合金を用いて,様々の温度条件の下で実験を行う予定である.昨年度は,AZ31マグネシウム合金のみを用いて,発泡試験を行ったが,今年度は,新たにAZ91,ZA146マグネシウム合金板を出発材料として,発泡マグネシウムの作製を試みた.発泡剤として水素化チタン粒子を用い,拡散接合,切断,積層の行程を繰り返すことにより,マグネシウム合金中に水素化チタン粒子が均一に分散したプリフォームを作製できた.アルゴン雰囲気中でプリフォームを加熱することにより,発泡試験を行った.気孔率に関しては3種類ともほぼ同じであり,最大60%であった.しかしながら内部のセル構造には大きな違いがあり,融点の低いAZ91,ZA146合金ほど平均ポアサイズが小さくなる傾向にあった.この原因について,調べるために,熱電対をプリフォームに埋め込んで発泡試験を行い,温度プロファイルの影響を詳細に調べた結果,固体と液体が共存する温度域が広い合金ほど,その領域において,優先的に発泡することがわかった.最もセルサイズが小さかったZA146マグネシウム発泡体について,圧縮試験により,機械的特性を評価した.その結果,応力-ひずみ曲線は,波打った形状となり,脆性的な変形挙動を示した.これは,セル壁のZA146合金の脆性的な変形特性を反映している.しかしながら,比強度は,通常のアルミニウムフォームよりも高い値を示した.本研究により,従来,化学的に活性であるため,発泡体を作製することが困難であると考えられてきたが,今回採用した拡散接合法を用いれば,どのような種類のマグネシウム合金であっても,比較的簡単に発泡体を作製できることが示された.また構造用マグネシウム合金として広く使用されているAZ31合金は,発泡体の作製には適しておらず,添加元素量の多い鋳造用マグネシウム合金が発泡に適していることがわかった.今後,様々な種類の合金を比較することにより,発泡に最適なマグネシウム合金が見つかるであろう.
金属-金属摺動人工関節を目指したコバルトクロム合金の耐摩耗性・安全性向上

Co-Cr-Mo合金は、優れた耐摩耗性から骨頭に使用されているが、金属同士の摺り合わせでは、摩耗量が大幅に増加し、金属粉を多量に発生することが予想される。また、摩耗に伴って溶出する金属イオンの問題も解決する必要がある。そこで、NiフリーCo-Cr-Mo合金の生体擬似環境での耐食性評価とその機構解析、NiフリーCo-Cr-Mo合金同士を摺動させた場合の摩擦摩耗特性の評価、耐摩耗性向上を目的としたNイオン注入を行ったNiフリーCo-Cr-Mo合金同士の摺動による摩擦摩耗特性の評価、Nイオン注入を行ったNiフリーCo-Cr-Mo合金の生体擬似環境での耐食性評価とその機構解明を行った。Niフリ-Co-Cr-Mo合金は、無機イオン、アミノ酸およびタンパク質は二次不働態化を促進し、アミノ酸およびタンパク質は試料表面に吸着層を形成し、それらの吸着層によって皮膜の脱水および酸化反応が抑制された。これらから、NiフリーCo-Cr-Mo合金は高い耐食性を有しており、生体内で安全に使用できる可能性が示された。Niを減量したCo-29mass%Cr-6mass%Mo合金の摩擦-摩耗特性をピン-オン-フラット往復運動型の試験機を使用し、大気中および疑似体液としての310Kのリン酸緩衝塩類溶液(PBS(-))中で、1.0、3.5、5.0MPaの接触応力下で試験した。また、試験に使用したPBS(-)中の金属イオンをプラズマ発光分光分析により定量した。NiフリーCo-Cr-Mo合金はPBS(-)で摩耗量が少なく、Niの溶出も抑えられているため、金属-金属摺動人工関節の素材として使用できると考えられる。N注入Co-Cr-Mo合金の摩擦一摩耗特性を3.54MPaの接触応力下で試験した。その結果、PBS(-)中での摩耗量は大気中に比べて極めて少なく、両環境とも接触応力が大きいほど摩耗量は多かった。また、大気中とPBS(-)中の両方で、窒素イオンを注入したフラットのほうが、試験後の表面は滑沢であった。以上の結果から、窒素注入の効果が明らかであり、金属-金属摺動人工関節の素材として使用できると考えられる。Co-Cr-Mo合金に、N^<2+>をエネルギー150keV、電流密度1.0-1.5μAcm^<-2>で、10^<15>、10^<16>、および10^<17>ions cm^<-2>注入した。注入したまま、オートクレーブ滅菌、Hanks溶液(pH7.4:310K)に7d浸漬の各試料に対してXPS分析を行った。未注入合金および注入合金を、4%O_2/N_2通気により生体内と同じ溶存酸素濃度に調節したHanks溶液中に30min浸漬した後、自然浸漬電位(E_<open>)から0.02Vmin^<-1>の電位掃引速度で1.5V(vs.SCE)まで分極した。ASTM F-732-82に対応したピン・オン・フラット型往復動摩擦摩耗試験機により、摺動距離25mm、周期1Hzの条件で大気中およびPBS(-)(310K)中で摩耗試験を行った。

摩耗試験前後に、ピンおよびディスクの重量測定、表面荒さ、形状解析を行った。その結果、表面N濃度は10^<16>ions cm^<-2>注入合金で最も高かった。未注入、10^<15>および10^<16>ions cm^<-2>注入合金の分極曲線はアノード活性領域を示さず、自己不動態化したことを示した。一方、10^<17>ions cm^<-2>注入合金では0V付近に小さいアノード活性領域を示し、10^<16>ions cm^<-2>より注入量が大きいと活性溶解を起こす。ハンクス溶液への浸漬では、リン酸カルシウムが表面に生成した。大気中においては、N注入合金の重量減少が非注入合金よりも小さかった。また、表面荒さ測定および形状解析によっても非注入合金の摩耗量が多いことが確認でき、N注入の効果が明らかであった。しかし、PBS(-)中では両合金の摩耗量に差はなかった。体液中での耐摩耗性向上のためには、10^<17>ions cm^<-2>の注入量は過剰であることが明らかになった。NiフリーCo-Cr-Mo合金を実用化するためには、塑性加工性や力学的信頼性をミクロ組織微細化によって向上させる必要がある。これまでに、Co-29Cr-6Mo合金およびCo-29Cr-8Mo合金(mass%)をNiフリーCo-Cr-Mo合金として新たに設計した。これら設計合金の結晶粒径を加工熱処理により制御し、それら設計合金の疑似体液中における分極特性および不働態皮膜変化におよぼすミクロ組織(結晶構造)の影響について検討した。いずれの設計合金も試験溶液の種類に関係なく二次不働態化したが、E-MEM+10%FBS中の二次不働態領域はHanks中よりも広くなる傾向が認められた。したがって、無機イオン、アミノ酸およびタンパク質は設計合金の二次不働態化を促進すること、アミノ酸およびタンパク質は無機イオンよりも二次不働態化を促進することが明らかとなった。大気中で生成した設計合金の不働態皮膜は、Cr酸化物を主要成分とし、他にCo酸化物およびMo酸化物を含む複合酸化物により構成されていた。また、酸化物は水和酸化物を含んでいた。Hanks液中および細胞培養液中で設計合金に生成した不働態皮膜組成は、大気中で生成した不働態皮膜組成とほぼ同等であったが、疑似生体環境中で生成した不働態皮膜に含まれるCoの濃度は大気中で生成した不働態皮膜のそれよりも低かった。また、試験溶液に含まれるPおよびCaは皮膜内部または表面で検出され、それらはリン酸カルシウムを形成していた。さらに、アミノ酸およびタンパク質は試料表面に吸着層を形成し、それらの吸着層によって皮膜の脱水および酸化反応が抑制される可能性が示唆された。以上の結果から、新しく設計したNiフリーCo-Cr-Mo合金は高い耐食性を有しており、生体内で安全に使用できる可能性が示された。Co-Cr-Mo合金は、優れた耐摩耗性から骨頭に使用されているが、金属同士の摺り合わせでは、摩耗量が大幅に増加し、金属粉を多量に発生することが予想される。また、摩耗に伴って溶出する金属イオンの問題も解決する必要がある。本年度は、NiフリーCo-Cr-Mo合金同士を摺動させた場合の摩擦摩耗特性の評価を行った。金属-金属摺動型の人工股関節に使用する際の性能評価のために、Niを減量しASTM F799-95に従って作製したCo-29mass%Cr-6mass%
ＤＰＣに対応した日本版Ｎｕｒｓｉｎｇ　Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｄａｔａ　Ｓｅｔの開発

本研究は、看護ケアの均てん化を実現するための看護ケア量の科学的な評価手法としての日本版NMDSの提案を行った。看護ケア量に影響を与えるパラメーターを発見する手法を確立するために特定のDPCコードに限定し、aprioriで発見したパラメーターを評価、一般化するために決定木に適応した。したがって、本研究で発見したパラメーターを他の施設でも利用することができ、施設間での看護ケア量の比較も可能となる。患者が必要とする看護ケア量の客観的指標に基づいて施設間で比較することにより、患者がどの施設でも同じ水準の看護の提供を受けられる保証に繋がると考える。平成23年度に構築したデータベースを使用し、看護ケア量に影響を及ぼす患者特性について分析を進めた。先行研究では、各DPCにおいて看護ケア量と相関を認めた患者の特性を表す変数(看護度や自由度、輸送区分など)を用いて階層的クラスタ分析を行い、患者をグループ化することにより患者の特性を分析した。本研究においても同様に分析し、先行研究の結果と比較し、分析手法において問題がないことを確認した。さらに本研究では、日本版Nursing Minimum Data Set(NMDS)を活用し、患者の特性に応じた看護ケア量を分析するにあたって、一般化するために決定木による分析手法を加えた。その結果、DPCコード040040(以下、肺の悪性腫瘍)では、まず、患者は手術の有無で分類され、次に、手術以外の治療患者のみが患者のADLで分類され、さらにADLに部分介助を要する患者が看護度によって分類された。したがって、肺の悪性腫瘍の患者特性は4つのタイプで表すことができた。看護ケア量に影響を及ぼす患者特性として、患者のADLが低いほど看護ケア量を多く必要とすることや、手術以外の治療でADLに全介助を必要とする患者と手術を受けた患者の看護ケア量は同等であること、入院期間中の看護度Aの日数が極端に長い患者は最も多くの看護ケア量を必要とすることがわかった。その他のDPCの患者特性においても同様に分析を行った。本研究の目的は、日本版NMDSの開発・実装し、その実効性と応用範囲に検討を加えることであった。そのため、日本版NMDSを用い、DPCごとに患者特性の分類を行うことによって看護ケア量を可視化した。そして、看護ケアの均てん化を実現するための看護ケア量の科学的な評価手法の提案を行った。今後、検討を重ねることにより、DPCの精緻化につながる看護ケアの必要度に基づいた提言が可能であることが示唆された。平成25年度は、看護ケアの均てん化を実現するための看護ケア量の科学的な評価手法としての日本版Nursing Minimum Data Set(以下、日本版NMDS)の開発および海外のNMDSとの比較を行った。看護ケア量の科学的な評価手法としての日本版NMDSとは、1統計解析ソフトSPSSを用い、入院日数や入院期間中の看護度、自由度、輸送区分の日数と看護ケア量とのSpearmanの順位相関係数による相関分析を行う、2相関を認めた変数を用いてSPSSによる階層的クラスタ分析を行い、患者をグループ化する、3統計解析ソフトRのarulesライブラリのaprioriにて支持度0.1及び確信度0.8に設定してアソシエーション分析を行い、各クラスタの特徴となる変数を探索する、4発見した変数をSPSSの決定木に適応し、評価するものである。平成24年度までは決定木に適応する変数の決定において、客観的に抽出する手法に課題があった。しかし、本年度は統計解析ソフトRのaprioriを使用し、アソシエーション分析を行うことによりその問題は解決できた。また、海外のNMDSに関する文献レビューを行い、日本版NMDSとの比較を行った。NMDSのデータを用いて看護診断などから患者に提供された看護ケアの内容を比較、検討しているが、国際的な比較においては文化による解釈の違いが課題であると述べていた。また、看護行為の業務量調査とNMDSの看護行為を比較した研究では、NMDSのデータは業務量調査の70%を包含していたと報告していた。本研究で開発した日本版NMDSは、看護記録に記載された看護行為全てを分析の対象とすること、aprioriによる変数の発見と一般化するために決定木に適応することにより、NMDSの課題を解決できるものと考えられた。平成23年度は、鹿児島大学医歯学総合研究科疫学研究等倫理委員会で本研究課題についての倫理審査を受け、承認を得た。鹿児島大学医学部・歯学部附属病院において平成21年4月1日平成22年3月31日の期間に一入退院歴を持ち、上6ケタ

DPCコードが040040(肺の悪性腫瘍)の患者469名、050050(狭心症、慢性虚血性心疾患)183名、050030(心筋梗塞)12名、060020(胃の悪性腫瘍)141名、060035(大腸の悪性腫瘍)62名、060050(肝・肝内胆管の悪性腫瘍(続発性を含む))419名、計1,286名のデータを収集した。次に、DPCコード040040(肺の悪性腫瘍)、060020(胃の悪性腫瘍)、060035(大腸の悪性腫瘍)の患者、672名の日本版Nursing Minimum Data Set(以下、NMDS)実装のためのデータベースを構築した。また、平成23年度は日本版NMDS開発の基盤となる平成22年度の研究成果について分析を進めた。先行研究では、看護ケア量に影響を及ぼす要因は主に全身麻酔による手術、患者のADL、年齢、入院目的等であり、DPCにより差異を認めた。さらに本研究では、決定木という統計手法を用い、明らかになった要因の看護ケア量に対する影響の強さを解析した。その結果、同一DPCにおいて看護ケア量に影響を与える要因、例えば手術や患者のADLなど、23項目の患者特性を組み合わせることにより患者をグループ化できることがわかった。このことは、DPCごと患者の特性に応じた標準的な看護ケア量を決定でき、患者に提供する看護ケアの均てん化に資することができる。高齢社会の進展に伴い、医療施設の機能分化による急性期病院の平均在院日数が短縮している中、本研究で得られた成果は看護情報の標準化の発展及び看護の質の向上に寄与できるものと考える。平成24年度までに日本版NMDSの開発・実装し、その実効性と応用範囲について検討を行った。その結果、患者の特性に応じて看護資源を適正配分する、つまり看護ケアの均てん化を行うためのマネジメントツールとして期待できることを確認した。したがって、本研究であげた2つの目的、1)DPCにおける患者要因を加味した日本版NMDSの開発・実装すること、2)日本版NMDSの実効性と応用範囲について検討を加えることは達成できた。しかし、日本版NMDSの妥当性の検証については、病院情報システムが進んでいる他の医療機関の協力を依頼している段階であり、まだ未達成である。これまでの結果と他の医療機関での分析結果の比較・検討を行うにあたって、鹿児島大学病院の看護システムに登録された看護行為名称のマスタテーブルにある約260個の看護行為名称と、ICNP(International Classification for Nursing Practice)の統一看護用語システムの7軸モデルとのクロスマッピングについては終了した。平成23年度は、DPCにおける患者要因を加味した日本版Nursing Minimum Data Set(以下、NMDS)を開発・実装し、その妥当性を検証することを目的として研究活動を行った。日本版NMDSの開発においては、本研究の基盤となる平成22年度の研究成果について、さらに決定木を用いた分析を進め、看護ケア量に対する影響の強さについて順位を付けて解析した。その結果、DPCコード040040(肺の悪性腫瘍)、060020(胃の悪性腫瘍)、060035(大腸の悪性腫瘍)の3コードについて、DPCごとに看護ケア量に影響を及ぼす要因をより明確にすることができた。今後も、DPCを分類基準として看護ケア量に差異をもたらす要因を明らかにし、体系化していくことで、患者要因を加味した日本版NMDSの開発を進める。また、平成23年度は鹿児島大学医歯学総合研究科疫学研究等倫理委員会で承認を受け、データを収集した。
プラスチックの耐トラッキング性試験における基礎現象の解明

IEC耐トラッキング性試験法における電源ノイズおよびトラッキング破壊に至るまでの放電発生時の高周波ノイズに着目し, CTI(比較トラッキング指数)に及ぼすこれらのノイズの影響について検討すると共に,トラッキング進行過程の機構と放電電圧および放電電流の波形解析を行なった.得られた結果を要約すると次のとおりである.(1)連続課電法,間欠課電法,電子タイマーと電磁タイマーによるノイズの影響について検討した結果,間次課電法は連続課電法に比べてトラッキング劣化を促進させ,ノイズは実験値のばらつきを少なくする.(2)基本波に重畳するノイズの位相角を90°とした場合には,ノイズ電圧が1kV付近まではトラッキング劣化が促進され,得られたデータの標準偏差が小さくなる.1kVを越えるとトラッキング破壊に至る滴下数が増加し,その標準偏差も大きくなる.(3)ノイズ電圧が1kV付近まではシンテレーションの発生が多くなり, 1.3kVを越えるとグロー放電の発生が多くなる.(4)シンチレーションの熱によってトラッキング劣化が促進されるが,グロー放電はトラックの形成には役立たない.(5)ノイズ重畳位相角を30°とした場合には,ノイズ電圧が0.9kVでトラッキング破壊に至る滴下数が減少し, 1.1kVから1.5kVではトラッキング破壊に至る滴下数のばらつきはほぼ一定である.(6)ノイズ電圧を0.5kVに固定してノイズ重畳位相角を各種変化させた場合には,重畳位相角の違いによってトラッキング破壊に至る滴下数が異なり,基本波の正のピーク値におけるノイズがトラッキング劣化を促進すると共にCTIのばらつきも少ない.これに対して,基本波の負のピーク値(位相角270°)にノイズを重畳すると,トラッキング破壊に至る滴下数が多くなると共にばらつきを大きくする.(7)IEC耐トラッキング性試験法においては,試験時に発生するパルス性ノイズを除去するフィルタ回路を挿入する必要がある.IEC耐トラッキング性試験法における電源ノイズおよびトラッキング破壊に至るまでの放電発生時の高周波ノイズに着目し, CTI(比較トラッキング指数)に及ぼすこれらのノイズの影響について検討すると共に,トラッキング進行過程の機構と放電電圧および放電電流の波形解析を行なった.得られた結果を要約すると次のとおりである.(1)連続課電法,間欠課電法,電子タイマーと電磁タイマーによるノイズの影響について検討した結果,間次課電法は連続課電法に比べてトラッキング劣化を促進させ,ノイズは実験値のばらつきを少なくする.(2)基本波に重畳するノイズの位相角を90°とした場合には,ノイズ電圧が1kV付近まではトラッキング劣化が促進され,得られたデータの標準偏差が小さくなる.1kVを越えるとトラッキング破壊に至る滴下数が増加し,その標準偏差も大きくなる.(3)ノイズ電圧が1kV付近まではシンテレーションの発生が多くなり, 1.3kVを越えるとグロー放電の発生が多くなる.(4)シンチレーションの熱によってトラッキング劣化が促進されるが,グロー放電はトラックの形成には役立たない.(5)ノイズ重畳位相角を30°とした場合には,ノイズ電圧が0.9kVでトラッキング破壊に至る滴下数が減少し, 1.1kVから1.5kVではトラッキング破壊に至る滴下数のばらつきはほぼ一定である.(6)ノイズ電圧を0.5kVに固定してノイズ重畳位相角を各種変化させた場合には,重畳位相角の違いによってトラッキング破壊に至る滴下数が異なり,基本波の正のピーク値におけるノイズがトラッキング劣化を促進すると共にCTIのばらつきも少ない.これに対して,基本波の負のピーク値(位相角270°)にノイズを重畳すると,トラッキング破壊に至る滴下数が多くなると共にばらつきを大きくする.(7)IEC耐トラッキング性試験法においては,試験時に発生するパルス性ノイズを除去するフィルタ回路を挿入する必要がある.本年度はまず、IEC耐トラッキング性試験法に基づく連続課電法、間欠課電法および電子タイマーと電滋タイマーによるノイズの影響について検討した。その結果として、間欠課電は連続課電に比べてトラッキング破壊を促進させ、ノイズは実験値のばらつきを少なくする傾向があることがわかった。次に、試験電圧として本年度講入したノイズシュミレータ(三基電子工業)によって基本波(商用周波240V)の90°の位相位置にノイズを重畳した波形を用いて実験を行なった。それによると、ノイズ電圧が1kV程度までの領域ではトラッキング破壊が促進され、しかも実験値のばらつきを小さくする傾向があることがわかった。一方、ノイズ電圧が1.3kV以上の領域ではトラッキング破壊に至るまでの滴下数が多くなると共に、実験値のばらつきが大きくなる傾向にあることが判明した。これらの原因を究明するため、トラッキング破壊行程、電圧・電流波形の観察および得られた実験値の統計学的な解析を行なった。それによると、基本波に重畳されたノイズ電圧が1kV程度までの領域では、ノイズはトラッキング破壊に有効に働き、それ以上のノイズ電圧の領域ではグロー放電が発生してトラッキング破壊には有効に働かないことがわかった。更に後者の領域では、遊離炭素が電極間に広く形成されるため電界が緩和され、トラッキング破壊が抑制されることもわかった。最後に、ノイズ電圧の波高値および波形の違いによるトラッキング破壊への要因をさぐるため、主成分解析を行なったが、ノイズの波形よりもむしろノイズの波高値の大小がトラッキング破壊に寄与していることが判明した。

今後は、基本波に重畳するノイズの位相を各種変えた上で、基礎データを収集し、それらの解析を行なった後、ばらつきの少ない耐トラッキング性試験法の設計および試作を行なう予定である。
静脈内鎮静法施行時のリドカイン投与が好中球スーパーオキシド生成系に及ぼす影響

1)ミダゾラムによる静脈内鎮静法施行時の血中濃度の測定を、一回投与法(0.07mg/kg)持続投与法(0.05mg/kg投与後、0.025mg/kgを持続投与)について行った。ミダゾラムの血中濃度の最高値は一回投与法では460ng/ml、持続投与法では260ng/mlであった。2)上記の濃度を参考に、ミダゾラムが好中球化学発光に及ぼす影響を静脈内鎮静法施行時と、in vitroにおいて検討した。その結果、in vitroにおいては化学発光は減弱する傾向が認められている。一回投与法と持続投与法施行時の化学発光に及ぼす影響については現在検討中である。3)ジアゼパム0.2mg/kg投与による静脈内鎮静法施行時を検討した。その結果、のジアゼパムによる鎮静法施行時の好中球化学発光の減弱の程度は、ミダゾラムによる鎮静法施行時に比較してより高度であった。4)リドカインが好中球化学発光に及ぼす効果をin vitroにおいてを検討した。リドカインをHank's液にて稀釈し、好中球浮遊液に終濃度がそれぞれ580μg/mlとなるように添加し、各濃度での化学発光のpeak intensityを測定した。膜刺激剤にはザイモザンおよびphorbor myristate acetateを使用した。その結果、580μg/mlの濃度のリドカイン添加により、好中球化学発光はほぼ濃度依存性に減弱する傾向が認められた。5)ミダゾラムとリドカイン、ジアゼパムとリドカインを併用した場合の、鎮静法施行時とin vitroにおける化学発光への影響については今後検討する予定である。
弾性波速度と透水テンソル理論の拡張による亀裂性岩盤の透水係数分布の評価法の開発

本研究では弾性波速度から推定された亀裂情報から透水テンソルを推定し、岩盤水理モデルを作成することを行った。透水係数測定装置とシリンジポンプを用いてフローポンプ法にて試料の透水係数の測定方法を確立し、透水係数の拘束圧依存性の測定を行った。ここでは拘束圧は0-10MPaまでに変化させた時の透水係数の測定を行った。また、測定した弾性波速度の結果を用いて、弾性波速度から亀裂-弾性波構成則を用いて、亀裂情報を得ることを行った。本研究では複数方向の弾性波速度の分布からクラックの異方性および体積あたりのクラック密度を推定することができた。応力状態の異なる場合について比較を行った結果、推定された透水係数は実測値と比べると、透水係数の桁数は同じ水準であった。弾性波速度を利用して透水係数に関与する亀裂の幾何学的情報の推定を行うことを目的として、拘束圧下での亀裂を有する試料の弾性波速度と歪みの測定を行った。実験に用いた装置は、本年度に導入した高圧三軸室の内部において多点同時弾性波速度を測定できるシステムおよび動的歪みを測定できるシステムを構築し、岩石試料の任意の断面(Φ50mm)での2次元弾性波速度トモグラフィーを取得できるようにした。また、弾性波速度の測定を多方向から行い、クラックテンソル理論を用い、亀裂を持つ岩石試料の亀裂密度と亀裂の3次元異方性を弾性波速度から推定できる構成則を弾性論の枠組みから構築した。また、その推定精度を検証するため、亀裂密度の異なる試料を用いた精度検証試験を行った。その結果、亀裂密度が高くなり、岩石が粒状態のようになると理論値と測定値が離れてしまうことがわかった。ここで、実験に用いた試料は定応力負荷によりダメージを受けた稲田花崗岩と白浜砂岩である。ここで、推定された亀裂密度と3次元異方性から、現段階では、透水異方性のみが推定できるが、来年度に行う予定である開口幅の推定を行うことで、非破壊の物理探査(弾性波速度)データから地層区分だけでなく、透水係数も推定できるようになることが期待され、その成果は放射性廃棄物の地層処分、二酸化炭素の地下貯留やメタンガスハイドレートの探査などを目的とした地下空間の技術開発に貢献できる。本年度は弾性波速度から推定された亀裂情報から透水テンソルを推定し、岩盤水理モデルを作成することを行った.(1)前年度に開発した装置に透水係数測定用圧力発生装置・シリンジポンプを取り付け、圧力計および差圧計にて水圧モニタリングを行うフローポンプ法にて試料の透水係数の測定を行った.(2)透水係数の拘束圧依存性の測定を行った.ここでは拘束圧は0-10MPaまでに変化させた時の透水係数の測定を行った.(3)測定した弾性波速度の結果を用いて、弾性波速度から亀裂-弾性波構成則を用いて、亀裂情報を得ることを行った。本研究では複数方向の弾性波速度の分布からクラックの異方性および体積あたりのクラック密度を推定することができた.また,同時に測定した非弾性体積歪みが亀裂の開口および閉口量と一致するとした場合,体積中の亀裂の平均的な開口幅を得る事ができる.本研究で行った,角柱試料を用いた,弾性波速度の計測結果から得られた定量的に表現された内部の亀裂情報と拘束圧を変化させた時の非弾性体積歪みから得られた亀裂開口幅に関する情報から計算された透水係数と実測の透水係数の比較を行った.応力状態の異なる場合のケースについて比較を行った結果,推定された透水係数は実測値と比べると過大に評価されたものの,透水係数の桁数は同じ水準であった.また,トモグラフィーで得られた弾性波速度分布を変化することで透水係数の分布を推定することができたが,実地の場合,直接的に亀裂開口幅を決められないため,ボーリングコアからの測定が必要となる.
大水深柔構造基礎における流体-構造物系の動的相互作用に関する研究

本研究では、流体力算定時に構造物自身の変形を考えなければならないような大水深下での柔構造基礎に関して、構造物-流体系の動的相互作用を明らかにすることを目的とする。特に、地震時における動水圧の計算方法の確立を主題とする。申請年度においては、最も単純な柔構造基礎としての鉛直円筒を取り上げ、これが調和振動する時の動水圧をポテンシャル理論およびモリソン式により計算し、その実験的検証をおこなった。まず、ポテンシャル理論に基づき、底部にて調和加振される鉛直円筒の流体力係数(付加質量係数および造波減衰係数)の計算を行った。また、モリソン式によっても同様の計算を行った。これとは別に、水中振動台を有する造波水槽実験装置において、水中での鉛直円筒模型の加振実験をおこない、その流体力係数をカルマンフィルターを用いたシステム同定手法により同定した。ポテンシャル理論およびモリソン式により計算される流体力係数の理論値と実験値を比較したところ、ポテンシャル理論の方がモリソン式よりは実験値に近づくことがわかり、これは従来の知見に一致したが、一方、構造物の変形の余り大きくでない周波数領域(共振周波数と異なる領域)においては、実験的に同定された流体力係数が負値になる等、著しく理論値と異なることが判明した。その原因について調査したところ、一部研究者により、地震時流体力係数の算出においては流体力の圧縮性が無視できない場合のあることが指摘されていることが分かり、これが主要な原因と考えられた。そこで現在は、流体の圧縮性を考慮した理論値の算定法について研究を引き続きおこなっている。また一方で、無限要素を用いた三次元有限要素法のプログラム開発を行っており、任意形状を有する柔構造基礎の地震時動水圧の数値計算手法の確立を目指している。