hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「中外抄」・「富家語」の総合的研究

第1に、各条の主題を正確に摘出した。第2に、各条の主題と忠実をとりまく歴史的、社会的、個人的な状況を極力精査して、話題との関連性を具体的に指摘した。第3に、各条相互間の内容の連関、特に同日に語られた話題に見られる連関性に注目して、それを的確に把握するよう努めた。以上の3段階を経て獲得された知見の全てを動員して、最も網羅的かつ具体的に、しかも簡潔かつ即物的に研究成果を公表する方法として、全条について以上の3点に係わる情報を図示した一覧表を作成した。これこそが本研究の現段階における到達点を示すものであって、これまで不正確な読解のままに言及されたり、わかりやすい部分のみが恣意的に論じられるに止まり、全体的な展望に立った研究皆無に近かった『中外抄』『富家語』の世界の全体像は、これによってきわめて明解なイメ-ジとして捉えることが可能となった。この一覧表の完成により、この表自体からさまざまな研究課題の在処を知ることが可能となった。たとえば、両書の性格の類似点と相違点はますます具体的になってきたし、この表によってなお空白に近く残された諸条は今後最も緊急に情報の獲得に留意すべき問題を孕んでいよう。この問題にも関連するが、両書はそれぞれに話題のあり方に一種の「波」のあることが認められる。それが語り手忠実の側の問題の反映なのか、記録者の側の問題なのか、これも検討を要する課題であろう。
金属酸化物ソフトクリスタルの創製と機能制御

金属酸化物は組成、構造、電子状態、金属間相互作用に応じて特異な光学特性、磁気特性、イオン伝導性、触媒特性等の多様な性質を示す。本研究では、申請者が開発してきた金属酸化物クラスターの精密無機合成技術を基盤として、構造や特性を制御できる「金属酸化物ソフトクリスタル」を創製することを目的としている。初年度は、金属を配列したアニオン性金属酸化物クラスターの合成技術を確立するとともに、結晶内での分子配列を制御することから着手した。まず、三欠損型ゲルマノタングステートおよびシリコタングステートを無機多座配位子として利用し、Fe3+イオンと反応させることにより、大きく歪んだ六配位八面体Fe3+ (S = 5/2)単核構造を有する金属酸化物クラスターを合成した。これらの構造体は、0.1 Tの外部磁場下において遅い磁化緩和を示した。金属酸化物内のヘテロ原子をケイ素からゲルマニウムに変えることで、Fe3+イオンの配位構造の歪みが大きくなり、磁化反転の活性化エネルギーが増大した。国際共同研究において、第一原理計算による検討結果とも良い一致を示すことを見出し、金属酸化物の磁気特性におけるヘテロ原子の影響を実験と理論の両面から解明した。また、三欠損型シリコタングステートを用いて、分子内での強磁性相互作用により大きなスピンを有するVMn4クラスターを合成した。この構造体は結晶内における分子配列を制御することにより、特異な分子間長距離強磁性相互作用を示すことを見出した。この研究成果は、本研究領域内での共同研究によって得られたものである。無機多座配位子を用いて、分子内での強磁性相互作用により大きなスピンを有するVMn4クラスターを合成しただけなく、結晶内での分子配列の制御により、従来の結晶性材料では見られなかった長距離強磁性相互作用の発現に成功した。さらに、これまで利用してきたタングステン酸化物クラスターに加えて、モリブデン酸化物クラスターの利用を可能にした点でも当初の計画以上に進展していると判断した。これまでに確立したアニオン性金属酸化物クラスターの合成技術およびソフトクリスタル合成技術を基盤として、アルキルアンモニウムとの複合化だけでなく、他のカチオン性化合物の利用や結晶作成条件を検討することにより、金属酸化物ソフトクリスタルの適用範囲を拡張する。また、反応条件の検討や有機保護基の利用等により、従来は利用が難しかった構造や組成の金属酸化物クラスターについても構造を制御した合成を可能にする。さらに、合成したソフトクリスタルの磁気特性評価や物性評価を行い、結晶内分子配列と物性との関係を解明する。
カテコラミン産生調節細胞モデルを用いたシヌクレイノパチー病態機序の解析

パーキンソン病においてはドパミン作働性ニューロンが選択的に傷害されることから、ドパミン、ドパミン酸化物の病態メカニズムへの関与が考えられてきた。そこで、ドパミン、ドパミン酸化物と神経細胞死との関連を検討するため、tetracycline-responsibletransactivator調節下に外来遺伝子の発現調節可能なベクター(T-Rex^<TM> system, Invitrogen)を用いてチロシン水酸化酵素発現調節細胞を作成、ドパミン産生を調節することに成功した。本細胞にさらにリポフェクション法をもちいて野生型、家族性パーキンソン病で報告されたA30P,A53T両変異型ヒトα-シヌクレイン遺伝子を過剰発現させ、パーキンソン病の細胞モデルを作成した。これらの細胞について、ドパミン産生促進によるcell viabilityの変化、さらにこれまでにパーキンソン病などのシヌクレイノパチーの神経変性に関与が示唆されてきた、重金属、NOドナー、ミトコンドリアComplex I阻害剤に対する脆弱性を検討した。ドパミン産生促進のみでは優位な変化を認めなかったcell viabilityはvesicle monoamine transporter II阻害剤によるドパミンのシナプス小胞への取り込み阻害により有意に低下し、各種神経毒に対する脆弱性も促進されることが確認された。この際、細胞内の酸化的ストレス反応の亢進が認められ、シナプス小胞より漏出したフリーのドパミンがドパミン酸化物へと変化し、細胞障害性を示した可能性が考えられた。本研究の結果から、ドパミンのシナプス小胞取り込み、輸送機能の障害がパーキンソン病のドパミン作働性ニューロン変性メカニズムに関与している可能性が示唆された。そこで、ドパミン、ドパミン酸化物と神経細胞死との関連を検討するため、tetracycline-responsibletransactivator調節下に外来遺伝子の発現調節可能なベクター(T-Rex^<TM>system, Invitrogen)を用いてチロシン水酸化酵素発現調節細胞を作成、ドーパミン産生を調節することに成功した。ドパミンのシナプス小胞機能障害はドパミンの細胞質への漏出から、細胞質内のドパミン酸化物の増加につながることが予想される。われわれのこれまでの研究からはドパミン酸化物がミトコンドリア機能障害を介して、アポトーシスを誘導することが示されてきた。今回の結果から、ドパミンシナプス小胞機能障害がパーキンソン病のドパミン作働性ニューロン変性メカニズムに関与している可能性が示唆された。
本邦におけるDok-7変異型先天性筋無力症候群の遺伝子診断と治療法の研究

Dok-7は2006年に発見された神経筋接合部の発達上不可欠な蛋白であり、Dok-7変異に伴う先天性筋無力症候群(CMS)が海外より報告されている。国内におけるDok-7CMSの症例集積とそれによるDok-7遺伝子の病態への関わりの解析、さらにそこからCMSや筋無力症全般の治療法の開発を目指すのが本研究の目的である。本疾患が疑われる症例について遺伝子解析を行ってきたが、現在のところ変異を有する患者は見つかっていない。今後も引き続き情報収集、解析を続けていく。先天性筋無力症候群(CMS)は遺伝的要因により神経・筋間の信号伝達が不完全となり脱力・易疲労性といった症状を呈する疾患である。まれな疾患ではないと考えられているが、国内からの報告はこれまで23例にとどまっている。Dok-7は2006年に東京医科歯科大学の山梨ら(連携研究者)により発見された蛋白であり、CMSのうち1040%はDok-7変異によるものと考えられている。国内におけるDok-7変異型CMSの症例集積と変異の解析によるDok-7遺伝子の病態への関わりの解明、さらにそこからCMSや筋無力症全般の治療法の開発を目指す、というのが本研究の目的である。本年度はまず準備段階として、Dok-7遺伝子解析のためのPCR法による各エクソンの遺伝子増幅、遺伝子シークエンス解析の条件の最適化を行った。コントロールのDNAについて調整をすすめ、Dok-7遺伝子の全翻訳領域およびエクソン周囲のイントロンについて遺伝子の解析が現在可能となっている。同時に先天性筋無力症が疑われる症例に関する情報の収集を行った。関東地域、九州地域において本疾患が疑われる症例がみられたため、担当医師と連絡の上、血液献体を入手しDNAを抽出をおこない遺伝子解析を開始している。特に小児科領域あるいは「抗体陰性の重症筋無力症」といった症例のなかに潜在的にCMS症例が存在する可能性があり、これまで以上に症例の集積に努めていく予定である。CMSのうち1040%はDok-7変異によるものと考えられている。Dok-7は2006年に東京医科歯科大学の山梨ら(連携研究者)により発見された蛋白である。国内におけるDok-7変異型CMSの症例集積とそれによるDok-7遺伝子の病態への関わりの解析、さらにそこからCMSや筋無力症全般の治療法の開発を目指す、というのが本研究の目的である。本年度は本疾患が疑われる数名について遺伝子解析を行ってきた。現在のところ、変異を有する患者は見つかっていないが、特に小児科領域あるいは「抗体陰性の重症筋無力症」といった症例のなかに潜在的にCMS症例が存在する可能性がある。これまでも先天性筋無力症が疑われる症例に関する情報の収集を行ってきたが、今後も引き続き情報収集を続けていく。変位症例が見つかれば、その機能解析を行っていく方針である。Dok-7は2006年に東京医科歯科大学の山梨ら(連携研究者、現東京大学)により発見された蛋白である。本年度も本疾患が疑われる症例について遺伝子解析を行ってきたが、現在のところ、変異を有する患者は見つかっていない。小児科領域あるいは「抗体陰性の重症筋無力症」といった症例のなかに潜在的にCMS症例が存在する可能性があり、これまでも先天性筋無力症が疑われる症例に関する情報の収集を行ってきたが、引き続き情報収集を続けていく。変異症例が見つかれば、その機能解析を行っていく方針である。
長時間心保存を期待したトレハロースの虚血再潅流障害防止作用に関する研究

1トレハロースの指摘濃度の検討と再灌流障害の免疫病理学的検討。[方法]SDラット摘出心にたいして灌流法は20分の準備灌流後に上記の液用いて心停止。以後30分に一回追加しながら90虚血とし再灌流する。再灌流後の左心機能を収縮末期圧容積関係(ESPVR)と拡張末期圧容積関係(EDPVR)にて評価した。この際灌流液または灌流血液を肺動脈より採取し生化学的検査(CK・MBなど)を行うとともに心筋標本採取。8-0HdG免疫染色と高速液体クロマトグラフィーにて定量した。[結果]1心筋保護効果の検討;グループA:セントトーマス液、グループB:3%トレハロース付加セントトーマス液の2群で比較検討した。(心収縮能の検討)再灌流後5分における収縮末期圧容量関係にて評価した。その結果トレハロース3%入りのセントトーマス液の方が収縮能をより保つことが示された。(心筋浮腫の程度に関する検討)心筋の浮腫を還流後の心筋重量増加率で比較した。結果トレハロース付加群で有為に浮腫を軽減した。また病理学的な細胞浮腫の検討でもトレハロース付加群で細胞浮腫の軽減される傾向を示した。以上のことからトレハロースは心筋保護液に付加する物質として有用である。2至適濃度の検討4%の溶液においてその浸透圧は420前後と高く3%で380前後2%で340前後となる。この点から濃度は2%?3%が至適と考えられた。3保護にかんする作用機序の検討1で得たサンプルにTUNEL法を用いてapoptosisを検討した。トレハロース群で有為にapoptosisが軽減した。4他の添加薬剤の検討PARS inhibitorである3ABについて同様に検討。心収縮能に関して有効な結果を得た。この際灌流液または灌流血液を肺動脈より採取し生化学的検査(CK-MBなど)を行うとともに心筋標本採取。8-OHdG免疫染色と高速液体クロマトグラフィーにて定量した。[結果]1心筋保護効果の検討;グループA :セントトーマス液、グループB:3%トレハロース付加セントトーマス液の2群で比較検討した。5分における収縮末期圧容量関係の虚血前値に対する比はgroup A0.71±0.07,group B O.98±0.05(P<0.05)であった。このことからトレハロース3%入りのセントトーマス液の方が収縮能をより保つことが示された。(心拡張能の検討)同様に再灌流後5分の拡張末期圧容量関係と虚血前値の比較にて検討した。。両者に有意な差はみられなかった。(心筋浮腫の程度に閲する検討)心筋の浮腫を還流後の心筋重量増加率で比較した。group A

1.46±0.71、group B 1.14±0.37(P<0.001)とトレハロース付加群で有為に浮腫を軽減した。また病理学的な細胞浮腫の検討でもトレハロース付加群で細胞浮腫の軽減される傾向を示した。(酸化瘍害の検討)病理学的に両者で差は生じなかった。以上のことからトレハロースは心筋保護液に付加する物質として有用である。2至適濃度の検討4%の溶液においてその浸透圧は420前後と高く3%で380前後2%で340前後となる。この点から濃度は2%3%が至適と考えられた。1トレハロースの指摘濃度の検討と再灌流障害の免疫病理学的検討。[方法]SDラット摘出心にたいして灌流法は20分の準備灌流後に上記の液用いて心停止。以後30分に一回追加しながら90虚血とし再灌流する。再灌流後の左心機能を収縮末期圧容積関係(ESPVR)と拡張末期圧容積関係(EDPVR)にて評価した。この際灌流液または灌流血液を肺動脈より採取し生化学的検査(CK・MBなど)を行うとともに心筋標本採取。8-0HdG免疫染色と高速液体クロマトグラフィーにて定量した。[結果]1心筋保護効果の検討;グループA:セントトーマス液、グループB:3%トレハロース付加セントトーマス液の2群で比較検討した。(心収縮能の検討)再灌流後5分における収縮末期圧容量関係にて評価した。その結果トレハロース3%入りのセントトーマス液の方が収縮能をより保つことが示された。(心筋浮腫の程度に関する検討)心筋の浮腫を還流後の心筋重量増加率で比較した。結果トレハロース付加群で有為に浮腫を軽減した。この点から濃度は2%?3%が至適と考えられた。3保護にかんする作用機序の検討1で得たサンプルにTUNEL法を用いてapoptosisを検討した。トレハロース群で有為にapoptosisが軽減した。4他の添加薬剤の検討PARS inhibitorである3ABについて同様に検討。心収縮能に関して有効な結果を得た。
電子導電性高分子アクチュエータを用いた能動カテーテルの開発

低侵襲医療で多用されるカテーテルは操作が難しく、電気的な屈曲操作可能な能動カテーテルが望まれる。本研究では電子導電性高分子アクチュエータを樹脂細管に集積化した能動カテーテルを試作した。同高分子の一種のポリピロール(PPy)は低電圧印加で大きな伸縮と応力発生を示し、微細化が容易である。試作カテーテルは、シリコーン細管(直径1mm)、同細管の4側面に設けた金とPPyの積層膜、細管を被覆するPPy駆動用電解質ゲルから成る。細管の対向するPPy間に電圧を印加し、曲率半径23. 5mmの屈曲動作を達成した。近年医療現場では低侵襲検査・治療を目的にカテーテルが多用され、先端にアクチュエータを搭載し屈曲制御可能な能動カテーテルの実用化が求められている。本研究は、低電圧(12V)印加で高伸縮率(>10%以上)と高発生応力(>20MPa)が得られ、マイクロ化が容易な「電子導電性高分子」特にポリピロール(PPy)をアクチュエータとする能動カテーテルの開発を目的とする。平成21年度は能動カテーテル作製のための要素プロセスすなわち、(1)カテーテルの構成材料である樹脂表面へのPPy電解重合用の低剛性薄膜電極の形成、(2)同電極をフォトリソグラフィー加工するための露光装置の開発、(3)薄膜電極への高伸縮、高発生力PPyの電解重合、(4) PPy駆動用のゲル電解質の開発、を行った。得られた成果は次の通りである(各番号は上記要素プロセスと対応)。(1)塩化鉄または硫酸鉄を用いた酸化重合法(無電解重合法の一種)によりシリコーン樹脂表面に高付着力のPPy膜が形成できると共に、同PPy膜上にアクチュエータ用PPyが電解重合でき、このPPyの伸縮によりシリコーン樹脂の屈曲動作が確認できた。(2)マイクロ光造形装置を改良し、微小スポット光の走査機構及びカテーテル用樹脂チューブの回転機構を設け、チューブ表面のレーザ露光装置を作製した。(3)各種導電性薄膜上にPPy膜を電解重合で形成して伸縮率の評価を行い、伸縮率が同薄膜のシート抵抗に依存しシート抵抗が小さいほど伸縮率が大きいことを見出した。(4)ゲル化剤にメチルセルロース、電解質に塩化ナトリウムを用いてゲル電解質を作り、これとPPyを積層してバイモルフ型アクチュエータを作製し、アクチュエータの屈曲動作を確認した。低電圧駆動(12V)、高伸縮率(>10%)、高発生力(>20MPa)、マイクロ化が容易な導電性高分子(ポリピロール:PPy)をアクチュエータとする能動カテーテルの作製を目的とする。平成22年度は要素技術の完成度向上、有限要素法解析による構造・材質の設計、カテーテルの第1次試作と評価、要素技術の改良と改良設計を目指した。樹脂細管(直径0.5mmのシリコーンチューブ)表面にPPyの電解重合用電極として金属より低剛性の導電性高分子(ポリチオフェン系)膜を形成し、同膜上へのPPyの重合を確認した。そして、チューブ側面にポリチオフェン膜とPPy膜を積層したカテーテルを作製し、電解質溶液中でチューブの屈曲動作を確認した。同じく低剛性電極としてカーボンナノチューブをゲル化したバッキーゲルを試み、同ゲル上にPPyを電解重合すると共に、シリコーン板/バッキーゲル/PPyのトリモルフ型アクチュエータを作製し、電解質溶液中で屈曲動作を確認した。また、チューブ表面での重合用電極パターン化のため専用のレーザフォトリソグラフィ装置を開発し、これを用いシリコーン樹脂上に目標とする50μm以下の線幅のフォトレジストパターンが形成できた。PPy駆動用電解質としてPPyの長寿命駆動が期待できるイオン液体を使用することとし、空気中駆動化のためイオン液体(EMI-TFSI)をゲル化した。同ゲル膜を2枚のPPy膜で挟んだトリモルフ型アクチュエータを作製し、空気中でその屈曲動作を確認すると共に、塩化ナトリウムを含むメチルセルロースゲルを用いた場合より駆動回数が向上することが分かった。本研究は、電子導電性高分子をアクチュエータとしこれに電圧を印加することで屈曲制御可能な能動カテーテルを開発することを目的とした。提案カテーテルは樹脂細管の4側面にアクチュエータを設け、その表面をアクチュエータ駆動用の固体電解質で被覆した構造を有する。対向する一対のアクチュエータ間に電圧を印加し、これらが電界伸縮することで樹脂細管は屈曲動作する。

最終年度の平成23年度は、(1)カテーテル作製のための要素技術の完成度向上、(2)樹脂細管表面への高精度ポリピロール(電子導電性高分子の一種。PPyと略す)パターンの形成、(3)能動カテーテルの第2次試作、(4)試作カテーテルの評価と課題抽出、を目指した。低剛性、高導電性で樹脂細管との密着性に優れたPPy電解重合用電極の形成が要素技術上の課題であるため、シリコーン樹脂細管(直径1mm)表面にスパッタ法と無電解めっき法によわ金薄膜を形成すると共に、同薄膜上へのPPyの電解重合に成功した。さらに、エキシマレーザ加工装置を用いてシリコーン樹脂細管全周に形成した金とPPyの積層膜を部分的に除去し、細管の軸方向に幅150μmの分離溝を形成することで、樹脂細管の4側面にPPyアクチュエータを形成することに成功した。次に有限要素法解析を用いてアクチュエータ駆動時のカテーテルの屈曲変位を計算し、目標とする屈曲曲率半径(2030mm)が達成可能な樹脂細管の直径と金電極の厚み求めた。その後、シリコーン樹脂細管(直径1mm)表面に設けた4分割したPPyアクチュエータを駆動用電解質ゲルで被覆し、能動カテーテルを試作した。試作したカテーテルの対向アクチュエータ間に10μAの直流電流を流すことにより金電極およびPPyの剥離が無く曲率半径23.4mmの屈曲動作が得られた。また、±10μA,15mHzの矩形電流の印加により、繰り返し屈曲動作も確認できた。
１８世紀イスタンブルにおける社会変容と街区共同体

本研究の目的は、多様な人間集団を包摂したオスマン帝国の縮図としての帝都イスタンブル社会の多様性と多元的統治を明らかにすることである。そのために、都市の重要な構成要素であった街区を考察の対象とし、具体的には4つの研究課題に取り組んだ:1.1730年騒乱後の秩序維持と公共空間の変容;2.街区の再編;3.街区と移住者;4.街区社会と共同体の秩序。前年度に継続してイェール大学に拠点を置き研究に従事した。まず、これまで個別に検討してきた研究課題1と3について時系列的に整理しなおした。この作業を通して、反乱後、政府による秩序維持強化の試みの中で、全住民を法廷台帳に記録させるという形で、街区が国家管理に統合されていく様子が明らかになった。次に、研究課題2について、18世紀初頭の婚姻締結に関する法令発布後に法廷台帳に記された五千数百件に及ぶ「婚姻障害の不存在」の証言に着目した。これらの記録の分析を通して、同法令が、「街区における居住」と「個人の貞節に対する共同体管理」の結びつきを強固にした様子を明らかにした。この成果を、国際学会CIEPOで発表した。本年度後半は、研究課題4に取り組み、特定の個人が集団訴訟により街区から追放される事例約250件の分析を進めた。共同体の連帯責任に依拠したオスマン帝国の統治様式と、そのなかで集団証言が果たした役割という観点から考察し、その成果を、ハーバード大学中東研究センターにて報告した。この報告を土台に、マフムト1世治世の政治的混乱と治安悪化、社会不安の広まりという時代状況の中に位置づけつつ、研究課題1-3の議論を総括するものとしてまとめなおすことを試みた。追放刑は、移住者管理(研究課題3)と異なり、その実施に政府が直接介入することはなかったが、政府が目指した住民の貞節管理(研究課題1と2)は、街区民の一見自発的な集団行動を通しても浸透していったことを論じた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。そのために、都市の重要な構成要素であった街区を考察の対象とする。街区/社会と中央政府/国家の関係、街区内および街区間で取り結ばれるさまざまな人間関係に着目し、具体的には4つの研究課題に取り組む:1.1730年騒乱後の秩序維持と公共空間の変容;2.街区の再編;3.街区と移住者;4.街区社会と共同体の秩序。2017年度の4月から6月は、トルコ共和国イスタンブルに拠点を置き研究に従事した。まず、研究課題4の補足的な史料調査を行った。1730年騒乱後に即位したマフムト1世時代(1730-54年)の法廷台帳を通時的に再調査し、街区からの追放刑(共同体の規範から外れたとみなされた個人が、街区住民の集団訴訟によって街区から排除される)事例約250件を抽出した。次に、研究課題2に取り組んだ。ここで着目したのは、これまでに行った史料調査において発見した法令である。

18世紀初頭、イスタンブル住民の婚姻締結について、法廷からの婚姻締結許可の取得が義務化された。同法令が、どのように街区の再編を促し、イマームを通した都市民の婚姻締結の管理・統制の強化につながったかについて考察を深めた。帰国後の6月下旬から12月にかけては、研究課題4の史料分析と並行して、研究課題13のまとめに取り組みんだ。2018年1月からは、イェール大学に拠点を移し、同大学図書館での文献収集と執筆に従事した。本年度はおもに研究課題2と4に取り組んだ。補足的な史料調査とその分析・読解を進め、興味深い情報を多数発見することができた。暫定的成果については、国際ワークショップや招待講演を含む4つの場で研究報告をおこなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度に継続して、イェール大学に拠点を置き研究に従事する。研究課題の2と4の議論をさらに深めながら、全体をとりまとめて本研究を完成させることを目指す。
中度好塩性細菌におけるアミノ酸代謝制御機構の解明とリサイクルバイオ技術への応用

醤油粕等の廃バイオマス(WBM)中には、炭水化物や蛋白質等に由来するC・N源や塩分等の多様な成分が含まれる。中度好塩性細菌Halomonaselongataは、塩濃度の変化に適応し、WBM中のC・N源をアミノ酸(AA)誘導体のエクトイン(ECT)に高効率に再資源化するAA代謝機構を備えているが、その詳細は不明である。そこで、本研究では、ECT生合成系を欠失したH. elongata KA1株を親株とし、ECT以外のAA類が過剰蓄積した突然変異株を取得し、AA代謝制御機構の鍵となる変異遺伝子を同定する。さらに、WBMをECT等の機能性AA類に再資源化するリサイクルバイオ技術基盤を構築する。
キャビテーション翼列における局所非定常流動構造の解明と数値解析モデル構築

キャビテーション発生下で運転されるターボポンプにおいて問題となるキャビテーション不安定現象の予測技術の確立を目指し,ターボポンプを模擬した簡便なモデルである翼または翼列のキャビテーション流れを対象に,流れ計測と可視化技術により詳細な流れ構造データを提示した.また,並行してキャビテーションCFD(数値流体力学)解析を実施し,実験との比較を通して予測技術の確立に具備すべき数理モデルの要件を提示した.キャビテーション発生下で運転されるターボポンプにおいて問題となるキャビテーション不安定現象の予測技術の確立を目指し,ターボポンプを模擬した簡便なモデルである翼または翼列のキャビテーション流れを対象に,流れ計測と可視化技術により詳細な流れ構造データを提示した.また,並行してキャビテーションCFD(数値流体力学)解析を実施し,実験との比較を通して予測技術の確立に具備すべき数理モデルの要件を提示した.本研究では,(1)翼列のキャビテーション流れにおける非定常流動構造の解明と詳細データベースの構築を行うことを第一の目標とし,(2)キャビテーション不安定現象を定量的に実現可能なキャビテーションCFD(数値流体力学)モデルを考案することを第二の目標としている.以下に,今年度のそれぞれの研究成果を述べる.1.翼列のキャビテーション流れにおける非定常流動構造これまで観察されたことのない静止翼列のキャビテーション流れの非定常・不安定現象を,ソリディティ(翼弦長/ピッチ)=2.0, 1.0, 0.0(単独翼に相当),食違い角75°の減速平板翼列を対象に,高速度カメラによる撮影と圧力センサによる圧力変動の同時計測を実施した.その結果,単独翼の部分キャビテーション振動と類似の圧力変動が各翼列の実験で確認されたが,動翼列で観察される不安定現象は確認されなかった.また,圧力変動とキャビティ挙動の関係を明確にすべく,画像解析によるキャビティ挙動の非定常性の抽出を試みたところ,特定の条件下で圧力変動と対応するキャビティ挙動が見出せた.画像の良質化と画像処理法の最適化が課題であり,次年度も引き続き取り組む予定である.なお,翼端隙間の不安定現象に対する影響についても,翼端隙間比(翼端隙間/翼弦長)=0.03, 0.0(隙間なし)として調査しており,本実験で対象とした迎え角7°の条件下では,その影響が小さいことが分かった.2.キャビテーションのCFD解析の課題抽出商用コードによるキャビテーションCFD解析の適用限界について明らかにすることを目的に,まずは単独翼について二次元解析により調査を開始した.その結果,商用コードに実装されているキャビテーションモデルと乱流二方程式モデルの組み合わせでは非定常性は十分に再現できなかった.引き続き,三次元解析によるCFD解析の適用可能性を調査して行く予定である.本研究では,キャビテーション流れにおける非定常流動構造の解明と詳細データベースの構築およびキャビテーションCFD(数値流体力学)モデルの考案を最終目標としている.以下に,今年度のそれぞれの研究成果を述べる.1.翼および翼列のキャビテーション流れにおける非定常流動構造静止翼列のキャビテーション流れについて,ソリディティ2.0,1.0,食違い角75゚の減速平板翼列を対象に,高速度ビデオ撮影と圧力変動計測を実施した.特に,高速度ビデオ撮影においては画像の良質化と画像処理法の最適化を図り,キャビティの非定常挙動をより明確に抽出することが可能となった.また,周囲流れ場とキャビティの非定常挙動の関係を明らかにすることを目的に,単独翼(Clark Y翼形)周りの時間平均圧力分布の計測と,翼上下流の圧力変動計測,高速度ビデオ撮影を同時に行った.これにより,キャビティの大規模な非定常性と翼周りの圧力分布ならびに圧力分布から算定した揚力特性の関係が明らかとなった.2.非定常キャビテーション流れの粒子画像速度計測法(PIV)非定常キャビテーションの代表としてオリフィス噴流の渦キャビテーションを対象に,その周囲流れ場を高出力パルスレーザーおよびCWレーザーを用いたPIV計測により計測した.撮影画像において,輝度等によりキャビティと粒子を分離した上で後処理を実施することにより,キャビティ周囲の液の流れを計測することが可能となった.3.キャビテーションCFD解析とモデルの検討1.において周囲圧力分布やキャビティ形状の定量的データが取得された単独翼を対象に,商用CFDコードを用いたキャビテーション流れ解析を行った.その結果,特にキャビティの非定常性の強い条件下での解析は困難であり,乱流・キャビティモデルを含めたモデルの検討のみならず,適切な境界条件を検討・設定する必要性が示唆された.翼・翼列のキャビテーション流れにおける非定常流動構造を解明し,現象を定量的に再現可能なキャビテーションCFD(数値流体力学)モデルを考案することを最終目標に,本年度は(1)単独翼周りのキャビテーション流れ計測を実施してキャビティの非定常挙動との関係を明らかにするとともに,(2)CFD解析の問題点を抽出しその改善法の検討を行った.(1)単独翼のキャビテーション流動計測単独Clark Y翼形の翼特性とキャビティの非定常挙動との関係をレーザードップラー流速計測および油膜法により調査した.その結果,迎え角8°でキャビティが翼より短い部分キャビティ状態においては,キャビティ前縁近傍では速度場の非定常性は小さいこと,キャビティが最大厚みを有する位置から下流では,大きな渦構造を伴うクラウドキャビティの放出により速度場の非定常性が増加し速度欠損域の厚みも激増するこどが分かった.

また,キャビティの成長に伴い翼の後流の速度欠損域が拡大し非定常性が増大するのに対し,上流では大きな体積変動を伴う遷移キャビティ状態においても速度変動が小さいことが確認された.(2)キャビテーションCFD解析の問題点抽出と改善法の検討蒸発・凝縮を場の圧力と飽和蒸気圧の差とモデル係数で考慮するKuntzモデルを用いたCFD解析を実施した.その結果,蒸発係数がキャビテーション領域の圧力場に寄与すること,凝縮係数がキャビティの後流の圧力場に寄与することが分かったものの,予測精度は定量的には不十分であった.また,キャビティの内部はミスト流,外部は気泡流と考え,キャビティの内部で乱流粘性を縮減するモデルを構築したところ,定量的にはまだ不十分であるものの非定常挙動は実験観察に近づくことが分かった.以上のことから,キャビティ後縁の非定常性とそれに伴う圧力分布を実現するモデルの構築が必要であると判断された.
リン配位子の大環状化による反応性遷移金属錯体の創製

窒素を配位原子とした大環状配位子は、これまでに数多く合成されてきており、またこれらの遷移金属錯体も広く研究されてきている。しかし、これに対してリンを配位原子にもつ大環状配位子については、その合成例すら非常に少ないのが現状である。本研究では、大環状リン配位子の合成ルートの開発として、遷移金属を用いたメタルテンプレート反応による大環状化、及び非メタルテンプレート反応による大環状化について検討を行った。[I]メタルテンプレート反応による大環状化P-H結合をもつ2座配位子を金属イオンに配位させることによりHの酸性度を高め、これを塩基で引き抜き、生じたPアニオンにジハロゲン化アルキルを反応させて環化を行った。その結果、P-P間のCH_2鎖が2-3-2-3のものは、Ni^<2+>やPd^<2+>を中心金属とした場合に収率よく合成できることが分かった。また、合成した錯体にCN^-を反応させると、中心金属が脱離してリンの大環状配位子が得られることが明らかとなった。[II]非メタルテンプレート反応による大環状化(RO)_2PCH_2CH_2P(OR)_2とBrCH_2CH_2CH_2Brとを無溶媒で直接混合し、12時間還流することにより、一挙にリンを4原子含む大環状化合物を収率92%で合成できりことが明らかとなった。この化合物をLiAlH_4,CeCl_3で還元すると大環状リン配位子が合成できた。この方法により、今まで困難とされてきたリンを配位原子にもつ大環状配位子の合成ルートが開発できた。
環境中の1F由来放射性微粒子の２次元イメージングHAXPESによる化学形分析

昨年度に整備した2次元イメージングHAXPES装置を用いて、福島第一原子力発電所周辺環境から採取した3個の放射性微粒子(粒径50μm150μm)について、粒子内生成物の化学形評価実験を実施した。今回の測定では、HAXPES装置前段に設置した集光ミラー(KBミラー)によりビーム径を2μm以下まで集光し、放射性微粒子を構成する化合物の空間分布を明らかにすることを目指した。その結果、粒子の母材が3個の微粒子全てにおいてSiO2を主成分とすることを明らかにするとともに、一部の領域ではSiO2がNa等と反応したシリケートを生成していることを初めて示した。また、これらの粒子において、放射性Csの分布は不均一に存在し、特に鉄が共存する領域でセシウム鉄シリケートに近い電子状態で存在することを明らかにした。一方では、鉄やシリコンの少ない領域では異なる化学形でセシウムが存在していることを明らかにした。また、参照系として、シビアアクシデント時の炉内での核分裂生成物(セシウム、ヨウ素)の移行挙動を解明するために、ステンレス鋼にヨウ化セシウムを模擬吸着させた試料における制御棒材からのホウ素の影響について調査した。HAXPES実験の結果、ホウ素蒸気下ではセシウムはホウ素と反応してCs-B-O系化合物を生成する一方でヨウ素がステンレス鋼と反応しているのに対し、ホウ素蒸気不在下ではヨウ化セシウムとしてステンレス鋼表面に吸着していることを明らかにした。以上の実験結果を日本放射光学会、第4回次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス(NDEC-4)において発表した。当初計画としてH30年度に計画されていたように、比較的大きいサイズ(数百数十μm)の放射性微粒子試料に対する2次元イメージングHAXPES測定を実施し、放射性微粒子を構成する化合物の化学形とその空間分布を決定することに一定の成功を修めため、おおむね順調に進展していると判断できる。より小さいサイズ(数μm程度)の微粒子試料に対する2次元イメージングHAXPES測定を目指すとともに、各放射性微粒子について得られたHAXPES実験結果と他の実験結果(セシウム同位体比等)との比較検証により、1Fの各号機ごとに放出された放射性微粒子の化学形の特徴を系統的に整理し、各号機の事故進展シナリオ推定に資するデータを蓄積する。環境中のセシウム吸着物の模擬試料として、セシウムを飽和吸着した風化黒雲母試料とこれに脱離処理を施した試料に対して、SPring-8の原子力機構専用ビームラインBL22XUにおいて硬X線光電子分光(HAXPES)実験を実施した。これにより、風化黒雲母中においてセシウムが脱離しやすいサイトと脱離しにくいサイトではセシウムの電子状態に違いがあることを明らかにし、風化黒雲母に吸着されたセシウムが脱離されにくい理由について化学結合の観点から重要な知見を得ることに成功した。以上に実験結果を日本原子力学会2017年秋の大会において口頭発表した。また、2次元イメージングHAXPESシステム整備の一環として、2軸ピエゾ駆動ステージを購入して試料位置精密駆動システムの整備と性能評価試験を実施し、所定の駆動精度が出ていることを確認した。大型放射光施設SPring-8の原子力機構ビームラインBL22XUにおいて、集光光学系、試料位置精密駆動システム、及び光電子分光装置を連動させた2次元イメージングHAXPESの試験測定を実施し、空間分解能、エネルギー分解能等を評価して、所定の性能が出ていることを確認した。整備したシステムを用いて、1F周辺環境で採取された放射性微粒子に対する2次元イメージングHAXPESのテスト実験を行なった。今回測定した試料は200μm程度の比較的大きいサイズの放射性セシウム含有微粒子である。放射光X線の試料位置でのスポットサイズを2μm程度まで絞ることによって35μm程度の空間分解能でのHAXPESスペクトルを放射性微粒子について取得することに成功した。微粒子に含まれるセシウムのシグナルを捉えることにも成功し、次年度以降の実験に向けて有益な試験データを得ることができた。当初計画としてH29年度の内容に予定していた通り、試料位置精密駆動システムの整備・テスト実験と大型放射光施設SPring-8の原子力機構ビームラインBL22XUにおいて集光光学系、試料位置精密駆動システム、及び光電子分光装置を連動させた2次元イメージングHAXPESの試験測定を遂行し、所定の結果を得ることに成功した。H30年度に予定している内容の前倒しとして、1F周辺環境で採取された放射性微粒子試料の中で比較的大きいサイズ(数百μm数十μm程度)の微粒子試料に対する2次元イメージングHAXPESの試験測定も行うことができた。

一方では、鉄やシリコンの少ない領域では異なる化学形でセシウムが存在していることを明らかにした。また、参照系として、シビアアクシデント時の炉内での核分裂生成物(セシウム、ヨウ素)の移行挙動を解明するために、ステンレス鋼にヨウ化セシウムを模擬吸着させた試料における制御棒材からのホウ素の影響について調査した。HAXPES実験の結果、ホウ素蒸気下ではセシウムはホウ素と反応してCs-B-O系化合物を生成する一方でヨウ素がステンレス鋼と反応しているのに対し、ホウ素蒸気不在下ではヨウ化セシウムとしてステンレス鋼表面に吸着していることを明らかにした。以上の実験結果を日本放射光学会、第4回次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス(NDEC-4)において発表した。当初計画としてH30年度に計画されていたように、比較的大きいサイズ(数百数十μm)の放射性微粒子試料に対する2次元イメージングHAXPES測定を実施し、放射性微粒子を構成する化合物の化学形とその空間分布を決定することに一定の成功を修めため、おおむね順調に進展していると判断できる。H29年度に実施した試験測定から、1F周辺環境で採取された放射性微粒子試料のセシウム含有量自体は大きくないので、得られるセシウムのシグナルは小さく、空間分解してピンポイントでセシウムが濃く集積している場所を捉える実験技術が非常に重要であることを認識した。そこで、放射光実験に先立っての試料の顕微鏡での確認、視認用マーカーの設置等の事前準備を入念に行い、放射光実験を効率良く進める実験計画を立てたい。また、H29年度に実施した試験測定から、セシウムの電子状態が吸着部位によって異なっている可能性があることが示唆されているので、スペクトル形状解析から成分分離ができるように十分な統計精度での測定が実施できる実験条件を探っていきたい。より小さいサイズ(数μm程度)の微粒子試料に対する2次元イメージングHAXPES測定を目指すとともに、各放射性微粒子について得られたHAXPES実験結果と他の実験結果(セシウム同位体比等)との比較検証により、1Fの各号機ごとに放出された放射性微粒子の化学形の特徴を系統的に整理し、各号機の事故進展シナリオ推定に資するデータを蓄積する。ピエゾステージコントローラの購入において、当初想定していた額より購入額を抑えることができたため差額が次年度使用額として生じることとなった。これについては、平成30年度に予定している放射性微粒子に対する2次元イメージングHAXPESに係る消耗品の購入費用として使用する。平成30年度に実施した実験に係る物品費及び成果発表等に係る旅費について当初計画に比べて支出額を抑えることができたことにより次年度使用額が生じた。次年度使用額はR1年度分経費と合わせて、実験やデータ解析のための物品購入や成果発表等に係る費用として使用する。
バンコクの大気汚染の健康影響

バンコクの交通渋滞による大気汚染の健康影響を調べるため、曝露機会の多い交通警官を対象とし、1.浮遊粒子(PM)への曝露程度を直接の測定と環境データの解析、2.バンコク中心部の交通警察官と郊外地区警察官の呼吸機能の比較、3.交通警察官の曝露程度別呼吸器自覚症状の比較の3研究を行った。方法は、1.沿道警察官詰所内外および沿道測定局で浮遊粒子(PM10、PM2.5)濃度を測定するとともに警察官の装着した個人サンプラーで、就業中の個人曝露量を測定した。2.バンコク中心部の交通渋滞地区および郊外アユタヤ地区に勤務する男性警察官の、スパイロメーターによる呼吸機能検査と自記式質問票(タイ語版ATS-DLD)を用いた呼吸器自覚症状調査を行った。3.バンコク市内の交通警察官を汚染程度により3地区選び、ATS-DLDを用いて非特異的呼吸器疾患(NSRD)の有病率の地区間比較を行った。その結果、1.交通渋滞の激しい市内4交差点沿道の平均PMl0、PM2.5濃度は郊外地区の2倍以上あり、交通警官の個人曝露量は沿道濃度と同レベルであった。タイ環境汚染管理局(PCD)の環境測定データはわれわれの実測値とよく相関していた。PCDによるPMl0が環境基準値の120μg/m^3を超えている日数は、最大44%に達した。PMはSO_2よりもNO_2とよく相関し、自動車が汚染源と考えられた。2.呼吸機能検査では、FEV_1%(一秒率)がバンコク群で有意に低く、年齢と身長、ブリンクマン係数を共変量とした共分散分析ではV_<25>がバンコク群で有意に低値であった。3.喫煙者・非喫煙者とも年齢で補正したNSRD有病率は高汚染地区が郊外地区より高く、非喫煙者においてその差は有意であった。以上の結果はバンコクにおける更なる大気汚染対策の必要性を示している。1.呼吸器自覚症状調査:1998年12月にバンコク市内に勤務する警察官およびその妻と子供に対し、呼吸器自覚症状調査用紙(タイ語版ATS-DLD)を配布し郵送法にて回収した。対象は交通量の多い自動車排ガス高曝露地区および中等度曝露地区に勤務する全交通警察官、バンコク郊外の対照地区に勤務する警察官とし、それぞれの地区1345、925、760人に調査票を配布し現在までのところ、警察官845人、妻534人、子供374人の調査票を回収した。バンコク市警察所有の資料により、呼吸器自覚症状調査票を配布した各地区の主な交差点における交通量の調査を行った。2.呼吸機能調査:1998年12月99年2月に高曝露地区で働く交通警察官155人とその妻78人、および対照地区(Ayutthaya)の警察官70人とその妻23人について、スパイロメーター(フクダ電子SP-310)を用いて呼吸機能調査を行った。年齢・身長・喫煙習慣で調整したFEVl.0とMMFR値を地区間で比較するとともに、その他交絡因子やバイアスの呼吸機能指標への関与について、現在検討をすすめている。2.環境測定:1998年12月99年2月にバンコク市内Din Daeng,Nontaburi,および郊外Ayutthayaの3地点の道路脇警察官詰め所において、詰め所内と沿道のPM10、PM25の測定を行ったDin Daeng,Nontaburiでは勤務中の警察官にサンプラーを装着してもらい、個人曝露量の測定を行った。さらにDin Daengでは付近の公害管理局の測定所で平行測定を行い、PM10の分析結果を比較したところ、よい一致が得られた。

目的:バンコクの交通渋滞による大気汚染の健康影響を調べるため、沿道の浮遊粒子(PM)濃度を明らかにするとともに、沿道大気に曝露する機会の多いバンコク中心部に勤務する交通警察官と郊外農村地区で働く警察官の呼吸機能、呼吸器自覚症状の比較・検討を行った。方法:1.環境測定-沿道警察官詰所内外および沿道測定局に小型粉塵サンプラーを設置し、浮遊粒子(PM10、PM2.5)濃度を測定するとともに警察官に個人サンプラーを装着してもらい、就業中の個人曝露量を測定した。2.呼吸機能検査-1998年12月99年3月にバンコク中心部の交通渋滞地区およびバンコク郊外にアユタヤ地区に勤務する男性警察官を対象に、スパイロメーターを用いた呼吸機能検査と自記式質問票(タイ語版ATS-DLD)を用いた呼吸器自覚症状調査を行った。3.バンコク市内の交通警察官を汚染程度により3地区選び、ATS-DLDを用いて非特異的呼吸器疾患(NSRD)の有病率の地区間比較を行った。結果:1.交通渋滞の激しい市内4交差点沿道の平均PM10、PM2.5濃度は郊外地区の2培以上あり、交通警察の個人曝露量は沿道濃度と同レベルであった。タイ環境汚染管理局(PCD)の環境測定データとわれわれの実測値には、よい相関が認められた(r=0.88,n=11、p<0.01)。2.呼吸機能検査では、FEV_1%(一秒率)がバンコク群で有意に低く、年齢と身長、ブリンクマン係数を共変量とした共分散分析ではV_<25>がバンコク群で有意に低値であり、FEV_1、%FEV_1(Obs/Exp)、V_<50>、MEFR値は両群間で差異は認められなかった。呼吸器自覚症状の有症率はバンコクの警察官群で高い傾向にあった。3.高汚染地区のNSRD有病率は非禁煙者において、郊外地区より有意に高かった。考察:バンコクとアユタヤで勤務する警察官の呼吸機能に顕著な差異は認められなかったが、バンコクの交通警官では、末梢気道抵抗の増大が示唆された。本調査の吸機能指標値の解釈にあたり、Healthy worker effectその他の選択バイアスの可能性を考慮する必要がある。
金属ジチオレン錯体を用いた分子磁性体の機能開拓

本年度は、dmitおよびmntなどのジチオレン配位子を有する金属錯体を含むアニオンラジカル塩を研究対象として、その錯体単結晶系を用いた分子材料の開拓について検討を行った。具体的には、これまで検討を行ってきたM(mnt)_2錯体を用いて、ベンジルピリジニウム誘導体をカウンターカチオンとする新規錯体の合成及び物性を中心に検討を進めた。配位子が結合する金属イオンがNiおよびPtの場合については、ベンジルピリジニウム誘導体をカウンターカチオンとする分子磁性体が作製可能であり、これまでに圧力下における特異な相転移現象を示す錯体系や強磁性的な振る舞いを示すものなどが確認されている。そこで、より強い金属イオン間の相互作用が期待されるPd(mnt)_2錯体への、ベンジルピリジニウムのカウンターカチオンとしての導入を試み、その新規錯体を作製した。さらに、ベンジルピリジニウムの様々な誘導体を合成し、それらをカウンターカチオンとする錯体の単結晶を作製した。これらの単結晶を用いて、温度可変型のX線結晶構造解析装置で、結晶構造の温度依存性をについて検討を試みた。また、アニリニウム-クラウンエーテル超分子構造を含むNi(dmit)_2塩に関する検討を行った。本錯体は、スピンラダー構造を有する事がこれまでに明らかとされており、そのキャリアドーピングに関する検討を試みた。
Merrifield型多孔質ガラス担体の蛋白工学への利用

ぶたすい臓リパ-ゼ、ヒスチヂンデカルボキシラ-ゼ(IDC)および起源のことなる2種のフルクトフラノシダ-ゼの固定化を行い、良好な結果をえた。最後の2例は機能性甘味料の製造にかかわるものであり、1か月をこえる試験の後にも当初と全く変わらない酵素活性を示した。リパ-ゼについては有機溶媒中で脂肪酸のエステルを合成するのに有効であることが明らかとなった。HDCについては芳香環をジアゾ化する方法により活性のある固定化酵素を得た。セルラ-ゼ固定化も可能で可溶性のCMCやセロビオ-スを分解する活性ばかりでなくグルコ-スからセロオリゴ糖を合成する反応も確認出来た。各種のアミノアルキル基を結合させたアミノ化多孔質ガラスをBO1班の用に供しワクチンの中から細菌のエンドトキシンリポ多糖を取り除く実験に試用していただいた。これらの研究とは別に、土壌より採取したバシルス属菌のカルボキシメチルセルロ-ス(CMC)分解酵素の遺伝子をクロ-ン化しこれによって形質転換した大腸菌が生産する酵素と野生株の生産する酵素を粗精製し、更に市販のセルラ-ゼ酵素とも比較しながら、各種の基質に対する特性や固定化の有効性を調査した。我々が主として使用している多孔質ガラスは骨格にアルミニウムを含むものであるが、固定化酵素の担体として市販の多孔体と同等またはそれ以上の性能をもっている。アフィニティ-クロマトグラフィ-用担体としては、通常用いられる高分子系の球状担体に較べ、1g当たりのアミノ基量が少ないが、固体表面の有効な官能基の密度としては有効なものが多い。現在BO1班と共同で進めている研究がこのことについての指針となろう。クロ-ン化したものと野生株のCMCア-ゼを用い、グルコ-スからオリゴ糖を得ることが出来たので、これについても、固定化酵素を用いたバイオリアクタ-へと研究を進めたい。
粘着性アパタイトセメントの創製

納豆のような粘着性を持ち、体液にて湿潤状態にある骨とも接着可能な粘着性アパタイトセメントの創製を目指して研究を行った。セメント液剤としてリン酸水素2ナトリウムを、粉末部としてTTCPとDCPDを混合したものを使用した。粘着剤として、アテロコラーゲンを使用した。アテロコラーゲンを添加することで、セメントの接着強度は増大し、その強度はアテロコラーゲン濃度と相関性を持っていた。しかし、その強度は実用化できる強度には及ばなかった。今後、アパタイト及び、骨との結合性を更に強化していく検討が望まれる。平成25年度は、アパタイトセメントの粉末部の調製およびアパタイトセメントへのアテロコラーゲン導入を行う予定であった。粉末部の基本組成は、リン酸四カルシウムとリン酸水素カルシウムとした。リン酸四カルシウムは、炭酸カルシウムとリン酸水素カルシウムを、カルシウム/リン酸(mol/mol)=2となるように混合し、1500°Cで焼成、クエンチした。このリン酸四カルシウムとリン酸水素カルシウムをモル比で1:1となるように混合し、アパタイトセメント粉末部とした。0.12%(2%が最大濃度)アテロコラーゲンの第二リン酸ナトリウム水溶液を調製した。この溶液と上記の粉末を練和したところ、硬化することが分かった。また、粉末X線回折測定より、この硬化体はアパタイトであることが分かった。以上より、アテロコラーゲン混在下でも、練和することで硬化し、アパタイトとなるセメントの作製することが可能であると結論づけた。一方で、目的とした粘着性が予想より低かった。粘着性を制御する因子として、アテロコラーゲンの由来(動物種)、分子量、濃度、酸解離定数など、種々のパラメーターが影響を与えることが推測された。次年度より、これらの条件を振り、高い粘着性を持つアパタイトセメントを作製する。粘着性を制御する因子として、アテロコラーゲンの由来(動物種)、濃度が重要であると予想されたため、これらの条件が粘着性に与える影響を調査した。粉末部は前年度作製したものを使用した。粉末とアテロコラーゲンの第二リン酸ナトリウム水溶液を調製した。この溶液と粉末を練和し、セメントを硬化させた。二枚のガラス板でこのセメントを挟み、万能試験機にて二枚のガラス板を剥離するのに必要な力を測定した。アテロコラーゲン濃度が増加するに伴い、接着強度が増加する傾向が認められたが、大きな増加ではなかった。一方、アテロコラーゲンの動物種により、接着強度が変化することが分かった。動物種により、分子量、酸解離定数、アミノ酸残基の違いが認められるが、接着強度とこれらの因子の間に明確な相関は認められなかった。アパタイトセメントに粘着性を付与することで、体液で湿潤状態にある生体骨に対しても粘着する粘着性アパタイトセメントの創製を目指して研究を行った。粘着性因子としてアテロコラーゲンを選択し、これをアパタイトセメントに導入する試みを行った。セメントの粉末部として、リン酸4カルシウムとリン酸水素カルシウムを1:1で混合したものを作製した。セメントの液剤部として、リン酸水素2ナトリウム溶液に、アテロコラーゲンを添加したものを作製した。粉末と液剤を練和して硬化させ、ガラス板で挟んだ。万能試験機を用いて、ガラス板が剥離するのに必要な力を測定し、セメントの接着強度を算出した。また、アテロコラーゲン濃度、粉末と液剤の比率などを変動因子とし、実際の臨床現場において使用可能な接着強度を持った粘着性アパタイトセメントの創製を目指した。アテロコラーゲン濃度を増大させることにより、セメントの接着強度は増加する傾向を認めた。しかし、添加できる最大濃度においても、十分な接着強度は得られなかった。また、分子量や、酸解離定数などの異なるアテロコラーゲンを使用したが、接着強度に明瞭な差は現れなかった。粘着性を持つアパタイトセメント作製できたが、粘着性が十分でない。細胞評価ができていない。生体材料学セメント上での細胞応答の評価を行う予定である。骨髄由来間葉系幹細胞を用いて、細胞増殖、分化を評価する。予定していたアパタイトセメント粉末部の調製は終了した。しかし、高い粘着性を持つアパタイトセメントの完成には至っていない。予定していた細胞実験ができなかったため。高い粘着性を持つアパタイトセメントの作製をいち早く行う必要がある。動物種の由来、分子量、濃度、アテロコラーゲンの酸解離定数など、種々のパラメーターが影響を与えることが予想されるため、これらの条件を振り、目的の高い粘着性を持つアパタイトセメントを作製する。細胞実験に必要な動物、分子生物試薬に充てる。