hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ドライバの予見時間領域を用いた歩行者事故対策に関する研究

右左折車は必ず一旦停止するなどのあらたな規制を選択するか、ドライバの歩行者認知を支援するシステムを整備するなどの対策が必要となると言えた。さらに、歩行者の車両認知挙動を小型ハイブリッドセンサと小型レーザーレーダで計測するシステムを構築できた。今後の歩行者の車両認知挙動計測を容易とし、様々な場面での評価を可能とするシステムとなることが期待できる。平成23度、研究実施計画したように実車実験を実施し、右左折車が混在する中での横断歩行者の回避行動を明らかにした。具体的には、若年者グループと高齢者グループによる交差点横断実験をテスト走路にて行い、衝突の可能性のある右左折車を横断歩行者が認知する行動について明らかにした。さらに、警戒するが危険度の認知が低いことを高齢者の特徴であることを見出した。これから、交差点横断時の歩行者への安全支援の必要性を指摘した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の一つの成果となる歩行者視点の望ましい接近車確認行動を明らかにできていない。望ましい接近車確認行動に必要な情報は実験により取得できている。その結果を踏まえ、平成24年度は、安全な横断歩行モデルの構築を行う。
吸収・発光スペクトル法による燃料噴霧火炎内の多環芳香族炭化水素の生成過程の解明

次に,励起波長355nmと266nmを用いたLIF計測を急速圧縮装置内に実現した非定常燃料噴霧火炎に適用し,各励起波長によるLIF画像の撮影とLIFスペクトルの分光計測を行った.得られた結果から以下の知見を得た.(1)波長355nmの励起光により得られた発光画像に比べて,266nmの励起光を用いた場合には噴霧火炎内でレーザーシート入射側のみに強い発光領域が観察される.これは,266nmの励起光では,より多くの物質による吸収・発光が生じていることを示唆している.(2)355nmの励起光の場合には着火直前に燃料の低温酸化反応により生成されたホルムアルデヒドによる蛍光スペクトルが観察されるが,266nmの励起光の場合にはホルムアルデヒドからの蛍光スペクトルは観察されず燃料中に微量に含まれる蛍光物質からの微弱な蛍光が観察される.この燃料からの蛍光とは別に,着火とほぼ同時にPAHからと考えられる強い励起発光が発現する.(3)着火後では,いずれの励起光を用いた場合でも,噴孔から35mm-55mm下流でPAHのLIFが計測される.さらに下流域ではPAHのLIFにすす粒子からの励起赤熱放射が重なる.火炎内に生成されるすす前駆物質である多環芳香族炭化水素(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon : PAH)の生成機構を調べることを目的に,高温・高圧下の燃焼に適用可能な吸収・発光スペクトル(Excitation Emission Matrix : EEM)法の開発を行った.EEMを高温・高圧下の燃焼場に適用する際に参照データとして必要な高温・高圧下の単一成分PAH(アントラセン,フロランセン,ピレン)のEEMスペクトルデータを衝撃波管を用いて計測した.次に,励起波長355nmと266nmを用いたLIF計測を急速圧縮装置内に実現した非定常燃料噴霧火炎に適用し,各励起波長によるLIF画像の撮影とLIFスペクトルの分光計測を行った.得られた結果から以下の知見を得た.(1)波長355nmの励起光により得られた発光画像に比べて,266nmの励起光を用いた場合には噴霧火炎内でレーザーシート入射側のみに強い発光領域が観察される.これは,266nmの励起光では,より多くの物質による吸収・発光が生じていることを示唆している.(2)355nmの励起光の場合には着火直前に燃料の低温酸化反応により生成されたホルムアルデヒドによる蛍光スペクトルが観察されるが,266nmの励起光の場合にはホルムアルデヒドからの蛍光スペクトルは観察されず燃料中に微量に含まれる蛍光物質からの微弱な蛍光が観察される.この燃料からの蛍光とは別に,着火とほぼ同時にPAHからと考えられる強い励起発光が発現する.(3)着火後では,いずれの励起光を用いた場合でも,噴孔から35mm-55mm下流でPAHのLIFが計測される.さらに下流域ではPAHのLIFにすす粒子からの励起赤熱放射が重なる.火炎内に生成されるすすの前駆物である多環芳香族炭化水素(Polycyclic Aromatic hydrocarbon : PAH)の生成過程を解明することを目的に,吸収・発光スペクトル(Excitation Emission Matrix : EEM)法を火炎に適用するための計測システムを構築した.EEM法により高温・高圧下の火炎におけるPAHの計測を行うために参照データとして必要な,高温・高圧下のPAH蒸気のEEMデータを衝撃波管を用いて計測した.多波長で同時に試料を励起するための多色光源としてNd : YAGレーザーとラマンセルにより多色レーザーを構成した.多色レーザー光は衝撃波管に設置した石英窓より入射し,各波長により励起された蛍光は入射方向に対し直角の方向に設置された石英窓を通して分光器へと導かれ,分光計測される.構築した計測システムによりナフタレンとピレンについて圧力1.3MPa,温度800-1200Kの範囲で測定を行った.その結果,本手法による高温・高圧下のPAHの同定・定量計測の可能性を実証した.さらに,同手法の火炎計測における有効性を調べるために,構築したEEM計測システムを大気圧下のn-ブタン定常拡散バーナー火炎に適用し,火炎中の生成化学種からのEEMスペクトルを計測した.励起波長は275nm-417nmの範囲である.火炎中心軸上でバーナー噴口からの距離を変化させ得られたEEMスペクトルでは,いずれの励起波長においても400-500nmの範囲に3-4環程度のPAHによると思われる蛍光が観察された.火炎上流から下流へ行くと,これら蛍光の強度が強まり,ピークを示す波長は長波長側へ移動する.また,噴口近傍では励起波長275nmの場合に340nm付近にナフタレンからと考えられる蛍光を観察することができた.これらの結果により,本手法の火炎計測法としての有効性を示した.火炎内に生成されるすす前駆物質である多環芳香族炭化水素(Polycyclic Aromatic Hydrocarbon : PAH)の生成機構を調べることを目的に,吸収・発光スペクトル(Excitation Emission Matrix : EEM)法により,衝撃波管内の高温高圧下の単一成分PAH蒸気のEEMスペクトルデータを計測した.

アントラセン,フロランセン,ピレンのEEMデータを取得し,これらのEEMスペクトルに及ぼす温度の影響を調査した.これらのデータは火炎内に生成したPAHをEEM法により同定するための参照データとして用いられる.次に,励起波長355nmと266nmを用いたLIF計測を急速圧縮装置内に実現した非定常燃料噴霧火炎に適用し,各励起波長によるLIF画像の撮影とLIFスペクトルの分光計測を行った.得られた結果から以下の知見を得た.(1)波長355nmの励起光により得られた発光画像に比べて,266nmの励起光を用いた場合には噴霧火炎内でレーザーシート入射側のみに強い発光領域が観察される.これは,266nmの励起光では,より多くの物質による吸収・発光が生じていることを示唆している.(2)355nmの励起光の場合には着火直前に燃料の低温酸化反応により生成されたホルムアルデヒドによる蛍光スペクトルが観察されるが,266nmの励起光の場合にはホルムアルデヒドからの蛍光スペクトルは観察されず燃料中に微量に含まれる蛍光物質からの微弱な蛍光が観察される.この燃料からの蛍光とは別に,着火とほぼ同時にPAHからと考えられる強い励起発光が発現する.(3)着火後では,いずれの励起光を用いた場合でも,噴孔から35mm-55mm下流でPAHのLIFが計測される.さらに下流域ではPAHのLIFにすす粒子からの励起赤熱放射が重なる.
新規高世代多分岐ハイパーブランチドポリマーの精密全合成

リビングアニオン重合に官能基変換と繰り返し反応を組み合わせた新しい合成法により、7世代にわたる構造が厳密に制御されたデンドリマー様多分岐高分子の合成に成功した。構成ポリマーセグメントは、508本に及び鎖末端は512個を有し、分子量200万に達する巨大分子である。さらに、各世代の分岐数を2から4に増やすことで、枝密度が急激に増大する多分岐ポリマーの精密合成と機能性の付与を考えたPerfluoroalkyl(Rf)セグメントとオリゴエチレングリコール単位を有する親水性セグメントの導入を試みた。まず枝密度の急激な増大を目的として、4官能性の開始剤を新たに開発し、上記合成法に適用した。その結果、3世代までは容易に合成が出来、構成セグメント、84本、鎖末端数、256個、分子量、100万の多分岐ポリマーの精密合成に成功した。現在、第4世代のポリマー合成を行っているが、最外層の枝密度が高くなり、一部欠陥が現れており最適条件を検討中である。次にRfセグメントの各層への導入を行い、第3世代、第4世代のいずれにおいても、各層への導入が出来ることを証明した。Rf基やセグメントは低い表面自由エネルギーを有していることより、フィルムの表面に濃縮する傾向があり、疎水性かつ疎油性の表面特性を示すことが知られている。本研究で精密合成した多分岐ポリマーは、特殊な分岐構造とナノオーダの球状構造を有しているため、そのフィルムの表面特性に大きな興味が持たれ、現在様々な評価を行っている。また親水性セグメントを導入した多分岐ポリマーは選択溶媒中で様々な形態のミセルを形成することを見出し、分岐構造、導入位置とミセル形態やサイズの関係を系統的に調べている。以上のように、機能導入も可能となったことより、構造と機能発現の関係、さらに異相構造に基づくナノ超構造形成と自己組織化と集合体について、TEM、F-TEM, SEM, AFM観察を用いて観察し、それらの形態制御を計画している。ベンジルブロミドに変換可能な官能基を有するアニオン開始剤を分子設計して合成し、メチルメタクリレート(MMA)のリビングアニオン重合を行い、さらに官能基変換反応により、鎖の開始末端に2個のベンジルブロミドを有するポリメチルメタクリレート(PMMA)の合成に成功した。この末端ベンジルブロミド化PMMAと、同じ官能基化アニオン開始剤によりMMAを重合して得られたリビングPMMAを反応させることで、PMMA末端に2本のPMMA鎖を有するポリマー(第一世代)を合成する。次いで、2本のPMMA末端の官能基を再びベンジルブロミドに変換し、開始末端官能基化PMMAと反応させると、末端が2本、4本と分岐した7本鎖の樹木状PMMA(第二世代)が得られる。このようにリビングPMMAとベンジルブロミド化PMMAとのカップリング反応と官能基変換反応を繰り返すことで、第七世代の樹木状PMMAの合成に成功した。世代毎の合成が格段に難しくなるため、高世代の樹木状ポリマーの合成例は、類似の分岐構造を有するポリマーとして第三世代まで報告されているが、この場合は厳密な構造制御はされていない。従って、本研究の第七世代の樹木状PMMAは世界で初めての成功例である。得られたポリマーは、分子量は数百万に達し、508本のPMMA鎖で構成され、最外層256本のPMMAと512個の官能基を有した巨大分子である。構成されているポリマーセグメントはすべて規制された分子量分布の狭いPMMA鎖であり、厳密に制御された樹木状分岐構造を有している。さらに構成されているPMMA鎖を、パーフルオロアルキル基やポリエーテル基を置換したPMMA誘導体に置き換えた、疎水性、疎油性、親水性を付与した機能性の樹木状ポリマーの合成にも成功した。得られたポリマーは、分子量数百万の巨大な分子であり、一分子だけで数nmの球状形態をとっている。さらに分子レベルでの相分離や自己組織化による全く新しいナノ秩序組織体が期待され、現在検討中である。

また親水性セグメントを導入した多分岐ポリマーは選択溶媒中で様々な形態のミセルを形成することを見出し、分岐構造、導入位置とミセル形態やサイズの関係を系統的に調べている。以上のように、機能導入も可能となったことより、構造と機能発現の関係、さらに異相構造に基づくナノ超構造形成と自己組織化と集合体について、TEM、F-TEM, SEM, AFM観察を用いて観察し、それらの形態制御を計画している。
完全自己整合型ダブルゲートシリコン薄膜トランジスタの試作研究

シリコン薄膜トランジスタのゲートをシリコン活性層の上下に設けたダブルゲート構造をもつダブルゲートシリコン薄膜トランジスタについての研究を行った。この構造を作製するときに上下のゲートを精度良くアライメントをおこなうことがデバイス作製上もっとも重要となってくる。そこで本研究ではまずこの上下ゲートのアライメント誤差がトランジスタ特性に及ぼす影響を調べた。この結果、アライメント誤差がゲート長の10%以下の場合でもトランジスタのドレイン電流が約40%も変化することがわかった。また、このトランジスタについての電界強度分布を調べたところ、ゲートがソース側にシフトしている場合によりゲート絶縁膜中の電界が強くなり、その結果チャネルに誘起されるキャリアが増大することがわかった。このことを利用し、より電流駆動能力を向上させたデバイス構造として上下ゲートをソース側にシフトさせたゲートオフセット構造をもつダブルゲートトランジスタを提案した。この構造を用いることにによって、ゲート長の10%程度のオフセットでもトランジスタのドレイン電流を3040%増加することができ、さらにアライメント誤差が生じた場合にもそれによる電流変動は10%程度におさえることができることがわかった。また、ドレイン近傍のインパクトイオン化が大きくなっているにもかかわらず、ドレイン耐圧が向上したように見え、トランジスタ特性がより向上することもわかった。
医療倫理についての医学教育のあり方に関する研究

国内医学教育における医療倫理は、これまで"医の原則"としてその重要性が認識されてきたが、現場での倫理的問題への対応について、どのように医学生に教育しているか明らかでない。本研究では、国内医学部における医療倫理の卒前・卒後教育の実施状況を調査するとともに、教育者による現状認識と今後の課題について検討した。学務担当者へのプレ調査(79大学回答)では医療倫理を履修する学年は低学年が高率(1年次61%)で、5-6年次は11%であった。医療倫理教育担当者が一貫してカリキュラムを担当していたのは54大学中28%であり、看護学生、保健学科などの他学部との合同教育を実施していたのは15校だった。教育担当者への調査では、「ベッドサイドティーチングへの医療倫理教育導入」が教育体制への満足と関連する可能性が示唆された。教育内容が十分であるかについて、教育者の専門分野を調整したロジスティック回帰モデルで検討したところ、「医療従事者を交えた講義やディスカッションあり」が有意であった。本研究結果から、医学部における現状の医療倫理教育では人的リソースが限られているが、低学年では講義形式のみでなくグループワークや視覚教材、ケース演習等の臨場感のある場面設定により"具体的事例に興味を持つ"ことから始め、医療倫理の素養を身につけること、高学年では実際に臨床現場で遭遇する可能性の高い症例を適宜導入することで、倫理問題について考えを深め、患者・医師関係、危機管理、コミュニケーションについて理解し、適切な医療が行えるよう実践力を磨くことが重要とされた。今後は臨床場面での医療倫理教育(臨床倫理)導入について検討し、指導者育成や卒後の生涯教育も含めた長期的対策支援が必要であるとの結論を得た。【目的】医学教育において、「生命倫理」(医療倫理、臨床倫理を含む)は、これまで"医の原則"としてその重要性が認識されてきたが、実際の現場での具体的・実践的対応については、その多くが個々の判断に委ねられてきた。科学技術の進歩や受療者のニーズ・価値観の多様化に伴い、医学研究・医療従事者の対応はガイドラインやマニュアルだけでは対応できない複雑な問題を抱えるケースが増加している。このような中で倫理的判断を行うには、現場に出るまでの学部生や研修生(医)の期間に、系統的かつ継続的な教育が重要と考えられ、欧米諸国でも同様に医学教育における倫理教育カリキュラムの改善や、各国の法制度を考慮した対応を重視する動きにある。本研究では、国内医学部における「生命倫理」の卒前・卒後教育の実施状況を調査し、学習内容やカリキュラム、指導方法などについて、その問題点への対策と効果的な教育支援策について検討した。【方法】2007年6-7月に全国80大学医学部教務・学務課担当者で同意を得られた方にプレ調査を実施し、各大学の「生命倫理・医療倫理」教育担当者・カリキュラムの有無、教育実施学年を調査した。11月に本調査として各大学の教育担当者(担当者不在の場合は教務・学務課担当者)にアンケート票を送付し、教育者の属性、教育経験、専門分野、教育目的と内容、臨床現場との協力体制(臨床倫理教育、現場の医療従事者による講義やディスカッション、ベッドサイドティーチングへの導入)、看護・保健学科との合同教育、指導者教育の必要性、6年間の医療倫理教育カリキュラム詳細などについて質問し、回答を得た。回答は原則無記名としたが、調査終了後の連絡先として同意を頂けた方のみ大学名、所属部署、名前を記入頂いた。【結果】プレ調査では78大学(98%)から回答があり、本調査では51大学(64%)・計74通(うち大学名記載なし10通)から回答があった。

プレ調査では医療倫理を履修する学年として低学年が高率(1年次60.3%)で、5-6年次は約20%、本調査では臨床倫理教育を51%が実施しているものの、ベッドサイドティーチングへの導入は「あり」24%、「なし」37%、「わからない」39%、現場の医療従事者を交えた講義やディスカッション「あり」は46%であり、教育時期が適切かどうかについても検討すべきと考えられた。また、医療倫理教育担当者が一貫してカリキュラムを担当していたのは約30%であり、学生がいつ、どの時点でどのような教育を受けるか把握しにくい状況であった。講義各論としてインフォームドコンセントは100%で履修されており、他に扱われるトピックで高率であったのは終末期医療86%、安楽死・尊厳死86%、高度先進医療78%、続いて医療倫理と法律64%、プライバシー57%、職業倫理48%、治療拒否45%、高齢者医療(認知症含む)34%、公衆衛生と人権33%、精神科医療28%等だった。看護学生や、保健学科などの他学部との合同教育の必要性は63%が認めているものの、実施校は15校であった。【考察】現状の課題としては、低学年での教育体制は比較的よいものの、高学年・特に臨床実習を実施する時期での実践的な倫理的指導、討論・考察を行える体制の不備を指摘する意見が多かった。また医療倫理が個々の科目の中で実施されており、体系立っていないとする大学も多く、今後は、6年間を通した医療倫理教育の体系化、臨床における倫理的課題への対応を教育する体制の整備が必要と考えられた。【結論】医療倫理の重要性が再認識されている昨今であるが、医学部教育の実情にはばらつきが大きく、人的資源も乏しい。今後は指導者育成や卒後の生涯教育も含めた長期対策支援が必要である。【目的】科学技術の進歩や受療者のニーズ・価値観の多様化に伴い、医学研究・医療従事者の対応はガイドラインやマニュアルだけでは対応できない複雑な問題を抱えるケースが増加している。このような中で倫理的判断を行うには、現場に出るまでの学部生や研修生(医)の期間に、系統的かつ継続的な教育が重要と考えられる。本研究では、国内医学部における「生命倫理」の卒前・卒後教育の実施状況を調査し、学習内容やカリキュラム、指導方法などについて、その問題点への対策と効果的な教育支援策について検討する。【方法】本年度は、初年度全国80大学医学部調査回答の分析(論文投稿)を行い、さらに医療倫理教育担当者を対象とした医療倫理教育コアコンピテンシーに関するデルファイ調査を実施した。調査項目は、初年度全国調査から医療倫理教育の目的・効果についての自由記述を抽出し、教育目的(15項目)、教育効果(12項目)、具体的目的(低学年・高学年)(18項目)、医師の職業倫理(8項目)として、リッカートスケール(5段階評価)を用いたアンケート調査を郵送した。さらに実際の医療倫理教育のプログラム分析を行った。研究班では新たに看護、歯学部、生命倫理学分野を加え、医学部教育について、多角的に討議された。3月には、医療倫理教育卒前プログラム開発として20名前後の教育者による医学部での望ましいコアカリキュラム具体案を検討した。【結果】デルファイ調査初回は広く国内から医療倫理教育者の意見を収集し37名の回答(教育担当者指名回答率78.3%)が得られた。「教育目的」上位項目は(1)人間とその価値観の多様性に対する認識を持たせる、(2)基本的知識を提供する、
反転場の導入によるポルフィリノイドπシステムの共役拡張と多重機能化

一つのピロール環が反転し、環外周の窒素と、環の中央を向いた内部炭素を持つ反転(混乱)ポルフィリンは、多様な反応性を示す。(1)内部炭素と求電子剤、(2)外周Nの隣りのα炭素と求核剤、(3)外周Nとアシル基が反応し、各々、ニトロ体とアルキル体、シアノ体、エナミン体を与える事を見いだした。さらに、内部炭素にアゾベンゼン基の導入に成功し(X線構造で確認)、母体ポルフィリン環の第一π共鳴に第二のπサーキットを結合できた。このようなπ系の拡張は、通常のポルフィリン環では不可能である。環内部に炭素を配位子として持つこのポルフィリンは、銅(II)と極めて錯体を形成しにくかったが、反転ピロール環外周α位にシアノ基を導入することにより銅錯体の単離に成功した。その他、バラジュウム錯体の単離も行い有機金属性の配位子としての魅力も見いだした。これら非対称性の分子を非線形光学特性に展開させるためにフォトリフラクティブ効果の基礎実験を行い、高分子液晶の使用がマトリックスとして可能である事もみいだしている。ポルフィリン異性体として一つのピロール環が反転し、外周の窒素と環の中央を向いた内部炭素を持つ反転ポルフィリンがある。この反転の状況は、反応活性なイリド様状態の描写を可能にする。反応性の視点から、反転の導入が与える効果を眺めたところ、(1)内部炭素と求電子剤、(2)外周Nの隣りのα炭素と求核剤、(3)外周Nとアシル基が反応し、各々、ニトロ体とアルキル体、シアノ体を与え、反転部位の多用な反応性を実証した。反転ポルフイリンには、外周窒素が関与した、内部コアに三個と二個の水素原子を持つ互変異性体が存在する。上述した、求電子剤と求核剤との反転ピロール環との反応性は、この互変異性と関係している事を認めた。Gaussian94によるab initio(RHF/6-31G)計算から、(1)内部炭素はδ-であり、そのHOMOの軌道も大きく広がっているために求電子剤と反応しやすい事、さらに(2)外周窒素の横のα炭素は、二個の水素原子が内部コアに存在する互変異性体の時にδ+性が強くなり、そのLUMOの軌道も大きく広がることが判った。互変異性は、溶媒により制御できるので目的とする反応の選択性にとり溶媒の選定が重要である事を明らかにした。内部炭素の反応性を利用し、ニトロ基の導入、その還元、ニトロソベンゼンとの反応により内部炭素からアゾベンゼン基がでた構造体をえることに成功した。さらに、内部炭素に置換基を導入すると面不整になることも、光学分割カラムを利用したHPLC分取とCDスペクトルから確認した。
超流動ヘリウムにおける量子渦巻糸の3次元運動

前年度から開発していた、回転超流動における量子渦の二次元、三次元運動を記述するプログラムを完成し、それを用いて種々の計算を行った。今年度は主に三次元計算を行い、この系における微少量子渦の成長、および渦格子の形成について調べた。最も良く実験が行われているジオメトリーは円筒容器である。回転円筒容器中での渦の成長、及び渦格子の形成のダイナミクスについて調べた。しかし、この系では超流動速度場の壁における境界条件を適正に満たすことができないという本質的な困難がある。そこで、回転球容器について詳細な計算を行った。この場合は、以前、三次元ピンニングの研究で用いたポテンシャルを援用することで境界条件を厳密に満たすことができる。容器壁面に生成された微少な渦輪が伸長するために必要な、容器の臨界角速度を評価した。それは二次元系での理論解析、および種々の実験が与えるものよりは大きい。その原因は不明だが、実際の実験状況では容器中に元々存在する残余渦が効いている可能性が考えられる。渦格子の形成、および容器の回転角速度を減少させた場合の(スピンダウン)、渦格子崩壊の過程を調べた。また、回転立方体容器の計算を行った。この場合は、鏡像渦の配置により境界条件を満たすことができるが、通常の粘性流体である常流体の取り扱いに問題を残す。容器回転の効果により、量子渦の乱れを押さえる可能性について調べた。それに関連し、渦に沿って伝播するソリトンの挙動、およびそれに及ぼす容器回転の効果について調べた。相互作用する二本の量子渦のピンニングを記述するプログラムを現有していたが、それをヴァージョンアップし、任意の本数の量子渦のピンニングを扱えるプログラムを開発し、数値計算を行った。その結果、平面上に置かれた半球状突起(ピンニングサイト)は、渦の捕獲に関してある容量を持つこと、およびこれらの運動に対する印加流れ場の影響について明らかにした。また、印加流れ場により、ピン止めされていた渦が突起から離脱し得るが、その臨界離脱速度の温度依存性を求め、熱カウンター流の実験結果と良い一致を見、本数値計算の妥当性が証明された。回転超流動における量子渦の二次元、および三次元運動を記述するプログラムを開発した。まず、より簡単な二次元の計算を行い、回転円筒容器境界に置かれた複数の量子渦が、容器の回転角速度に対応する平衡状態(Vortex Array)を形成する動力学を明らかにした。次に、回転角速度の急減に伴うVortex Arrayの組み替え(いわゆる、スピンダウン)の動的過程も明らかにした。これらの運動は、ピンニングサイトの影響を受け得るが、三次元ピンニングに矛盾しない二次元ピンニングの定式化を行い、それを用いて、上記の運動に及ぼすピンニングの効果について調べた。こうした二次元系の知見を基に、現在、三次元系の計算を行っている。また、量子渦の再結合を調べるべく、三次元の非線形シュレディンガー方程式を解くプログラムを開発したので、現在、それを用いて計算を行っている。

その原因は不明だが、実際の実験状況では容器中に元々存在する残余渦が効いている可能性が考えられる。渦格子の形成、および容器の回転角速度を減少させた場合の(スピンダウン)、渦格子崩壊の過程を調べた。また、回転立方体容器の計算を行った。この場合は、鏡像渦の配置により境界条件を満たすことができるが、通常の粘性流体である常流体の取り扱いに問題を残す。容器回転の効果により、量子渦の乱れを押さえる可能性について調べた。それに関連し、渦に沿って伝播するソリトンの挙動、およびそれに及ぼす容器回転の効果について調べた。
光崩壊性分子を含んだブロックコポリマーによる新規相分離構造の創製とそのリサイクル

「光崩壊性分子を含んだブロックコポリマーによる新規相分離構造の創製とそのリサイクル」のテーマのもとに、一つには絡み合いが無く両成分間でガラス転移温度の大きく異なる低分子量混合系を用いて、各成分の摩擦係数の違いから生じる動的非対称性を持つ混合系において流動誘起相分離現象が起こることを明らかにした。絡み合いの無い低分子量ポリスチレン(PS,Mn=1670,ガラス転移温度63°C)/ポリブタジエン(PB,Mn=780,ガラス転移温度-100°C)混合系(混合比:PS/PB=80wt%/20wt%)を用いた。この混合系の曇点は293.2Kである。実験は室温(294.2K)でサンプルを2枚のスライドグラスに挟み手でせん断を加えて直ちに2次元光散乱パターンの観察を行った。せん断を加えることにより、透明なサンプルは白濁し、せん断によって相分離が誘起されていることが分かった。また散乱パターンは、流動誘起相分離で見られるバタフライパターンをしており、系に流動誘起相分離現象が起こっていることが確認された。また、光崩壊性分子を含んだブロックコポリマーによる新規相分離構造の創製という点においては、Indium Tin Oxide上にスピンキャストすることにより得られたpolystyrene(PS)-b-poly(methyl methacrylate)(PMMA)(以下SMMA)系の直立したラメラに紫外線(UV)照射と酢酸(GAC)浸漬を行う事によりPMMAが選択的に分解除去し、その構造をAFMにより観察を行った。その結果、上記の方法によって表面のPMMA相が除去され、ラメラ構造に沿った溝を形成させることに成功した。ブロック共重合体のミクロ相分離構造を利用してナノ構造を作り出す研究がなされている。1μm以下の薄膜中でのナノ構造は電子機能性ナノ材料への応用も考えられ、大変興味深い。一般的にラメラやシリンダーは基質面に対して平行に形成されるため、垂直に立たせることは大変難しい。それは、ジブロック共重合体の構成成分(例えばAとBとする)のどちらかは、より強い親基質性を持つためである。我々は表面の粗いITO(Indium Tin Oxide)基質を用いることで、ラメラを直立させることに成功した。この理由は表面が粗い基質にポリマーが平行に形成されると、界面の湾曲により過剰な自由エネルギーが生じるため、ラメラが直立するほうがエネルギー的に安定であるからである。SMMA(Mn=106K-99K, Mw/Mn=1.09)にUVを10分照射し、GACへ3分間浸漬させ、取り出してから約1目経過後AFMで観察した。その結果AFM像の白黒のコントラストより、表面のPMMA相が除去され、ラメラ構造に沿つた溝を形成させることに成功した。
放射標識脂肪酸を用いた脳神経系イメージングに関する共同研究

今回のわれわれの共同研究の主目的は、生体の細胞膜構成成分として重要な役割を持つ燐脂質の、主として脳神経系における働きを人体に投与可能のポジトロン標識脂肪酸により画像化することであった。特にアラキドン酸、ドコサヘキサエノエン酸といった長鎖不飽和脂肪酸が、神経系での情報伝達や細胞障害の発現への関与などに重要であるが、本研究の開始にあたり平川、成相らはわが国に於いて11C標識ドコサヘキサエノエン酸を合成し小動物による実験で脳イメージングに使用可能であることを示す段階にいたり、また米国国立衛生研究所(NIH)においてはDr.Rapoportらは11C標識パルミチン酸、11C標識アラキドン酸の合成とその大型動物(サル)においての実験を開始した。このNIHにおけるプロジェクトでは今回の研究代表あるいは分担者が本研究を通して参加する以外に、東京医科歯科大学からのNIHへの派遣研究員である若林伸一、新井俊成(いずれも現在東京医科歯科大学助手)が参加しており共同研究下にデーターの解析を行った。主たる活動は、この研究期間の内に共同でヒト脳のポジトロンCT(PET)における画像化を達成することにあり、そのためそれを補助する基礎データーの収集に多くの時間を充てた。すなわち正常人とともに、これまでの基礎実験から有用な臨床利用ができる対象疾患として脳腫瘍、アルツハイマー病、Nieman-Pick type C患者をあげ、NIH倫理委員会にプロトコールを申請した。それとともに各種神経疾患への脂肪酸脳イメージングの応用の可能性を示すため、ラット眼球摘出によるdenervation model、頭部外傷動物モデル、急性期脳虚血モデル、kindlingによるてんかんモデルでの基礎実験を行った。これら動物に放射標識脂肪酸を投与しオートラジオグラムを作成し脳局所への脂肪酸取り込みデーターを解析し、従来行われてきたdeoxyglucose,iodoantipyrinオートラジオグラムによるブドウ糖代謝、血流計測を同時に組み合わせ行ない、神経細胞障害に関わる病的脂質代謝変化を画像化することの有用性とその意義に関して基礎実験を進めた。得られた結果は以下の通りである。臨床PETに向けての段階としては、1)C11標識脂肪酸を静脈内に投与することでPETを用い脳の形態を描出するに充分な脂肪酸の脳への取り込みが見られた。2)C11標識不飽和脂肪酸は体内でβ酸化を受けにくいので、脳への取り込みはおおむね燐脂質代謝を反映するといって良い。しかし飽和脂肪酸(パルミチン酸)を用いる場合は、β酸化による代謝産物発生のため脂質代謝を十分に反映しないため脂肪酸のβ酸化の抑制のためmethyl palmoxirateを同時投与する必要がある。3)methylpalmoxirateの臨床検査薬剤としての認可が遅れたため研究年度内にヒトにおけるPET研究を開始するこができなかった。ただしその他の点はすでにクリア-しているので、次年度早々には認可が得られる見通しができている。小動物における基礎実験では、1)denervation急性期、慢性期において、糖代謝では捉えられない神経可塑性変化が脂肪酸オートラジオグラムにて得られた。2)神経外傷モデルでは、血流、糖代謝の結果を解析する段階までで、脂肪酸オートラジオグラムによる分析は次年度に行うこととなる。3)急性期脳虚血モデルにて、血流、糖代謝減少期に不飽和脂肪酸取り込みの増加が見られた。意義に関し検証中であるが虚血急性期のphospholipase A2の活性化に関連があるのではないかと考察している。4)kindlingによる発作後に脂肪酸取り込みの変化が主として辺縁系に認められることが示唆された。詳細なデーターの解析は現在も継続して行っている。以上のように、PETを用いた脂肪酸による脳神経系イメージングはおおむね目標に近づきつつも本研究年度には臨床使用の段階に至らなかった。ただし、次年度には確実に臨床応用が開始されるので今後も共同研究体制を継続し、基礎及び臨床データーの解析を行う計画である。

これら動物に放射標識脂肪酸を投与しオートラジオグラムを作成し脳局所への脂肪酸取り込みデーターを解析し、従来行われてきたdeoxyglucose,iodoantipyrinオートラジオグラムによるブドウ糖代謝、血流計測を同時に組み合わせ行ない、神経細胞障害に関わる病的脂質代謝変化を画像化することの有用性とその意義に関して基礎実験を進めた。得られた結果は以下の通りである。臨床PETに向けての段階としては、1)C11標識脂肪酸を静脈内に投与することでPETを用い脳の形態を描出するに充分な脂肪酸の脳への取り込みが見られた。2)C11標識不飽和脂肪酸は体内でβ酸化を受けにくいので、脳への取り込みはおおむね燐脂質代謝を反映するといって良い。しかし飽和脂肪酸(パルミチン酸)を用いる場合は、β酸化による代謝産物発生のため脂質代謝を十分に反映しないため脂肪酸のβ酸化の抑制のためmethyl palmoxirateを同時投与する必要がある。3)methylpalmoxirateの臨床検査薬剤としての認可が遅れたため研究年度内にヒトにおけるPET研究を開始するこができなかった。ただしその他の点はすでにクリア-しているので、次年度早々には認可が得られる見通しができている。小動物における基礎実験では、1)denervation急性期、慢性期において、糖代謝では捉えられない神経可塑性変化が脂肪酸オートラジオグラムにて得られた。2)神経外傷モデルでは、血流、糖代謝の結果を解析する段階までで、脂肪酸オートラジオグラムによる分析は次年度に行うこととなる。3)急性期脳虚血モデルにて、血流、糖代謝減少期に不飽和脂肪酸取り込みの増加が見られた。意義に関し検証中であるが虚血急性期のphospholipase A2の活性化に関連があるのではないかと考察している。4)kindlingによる発作後に脂肪酸取り込みの変化が主として辺縁系に認められることが示唆された。詳細なデーターの解析は現在も継続して行っている。以上のように、PETを用いた脂肪酸による脳神経系イメージングはおおむね目標に近づきつつも本研究年度には臨床使用の段階に至らなかった。ただし、次年度には確実に臨床応用が開始されるので今後も共同研究体制を継続し、基礎及び臨床データーの解析を行う計画である。本年度は、当国際共同研究の開始年度でもあり、その主目的をこれまでの研究成果を統括し討論を行い、かつ今後の研究方針を決定することに置いた。その目的で、11月に平川、成相が、2月末より成相が米国国立衛生研究所(NIH)、神経科学研究室を訪問しこうした目的を達するための討論を行った。なお、交流をより促進するため、米国側共同研究者Dr.Stanley I.Rapoportの来日も計画したが、scheduleの都合がつかず,この点は次年度に計画することとした。成果の概要を記す。1、NIHの研究段階は、猿での実験を終了しヒトでの臨床実験の申請の段階に入っている。
クラッシュ症候群における臓器障害メカニズムの解明：新規抗酸化剤による治療戦略

我々はクラッシュ症候群の多臓器不全にいたるメカニズムに活性酸素種が強く関与していると考え、活性酸素種を制御するために抗酸化物質ETS-GSを用いて本研究を行った。その結果、抗酸化物質を経静脈的に投与することにより活性酸素種や炎症性サイトカインの産生が抑制され、引き続き生じる遠隔臓器障害が軽減し、生存率改善効果が得られた。活性酸素種はクラッシュ症候群において病態進行を誘導する一因であることが示唆された。クラッシュ症候群は地震などの災害時に多数発生し、重篤な臨床経過をとるが、その病態は十分解明されておらず、治療法も確立されていない。本研究の目的はクラッシュ症候群の病態に活性酸素種の産生が関与していることをex vivo imagingを用いて可視化するとともに、抗酸化剤ETS-GSの効果を検討することである。ラットクラッシュ症候群モデルを用いて、7日間生存率、クラッシュ損傷後6・20時間の血清および20時間後の形態学変化、ex vivo imagingの検討を行った。その結果、7日間生存率、急性期の活性酸素マーカー(SOD、MDA)、炎症性サイトカイン(IL-6)、alarmin(HMGB1)がクラッシュ損傷を受けることにより有意に増悪し、ETS-GSを投与するといずれも有意に改善することが明らかとなった。組織学的検討ではETS-GS投与により急性肺障害が著明に改善することが明らかとなった。ex vivo imagingを用いた検討では、筋組織は直接損傷を受けることにより有意に活性酸素種の産生が増加し、ETSーGSを投与すると活性酸素種の産生が抑制されることが明らかとなった。直接損傷を受けていない肺でも、クラッシュ損傷により有意に活性酸素種の産生が生じることが明らかとなった。注目すべきは抗酸化剤ETS-GSを投与することにより活性酸素種の産生はクラッシュ損傷を受けていない群と同程度であることが観察された。この結果から、クラッシュ症候群において活性酸素種が遠隔臓器障害に関与していることが示唆された。本研究結果からクラッシュ症候群に対する治療として、抗酸化療法の有効性が示唆された。またex vivo imagingを用いることにより、各臓器における活性酸素種の産生が可視化できたことは虚血再灌流障害を主病態とする他の疾患の病態解明にも応用可能であると考えられる。クラッシュ症候群は地震などの災害や交通事故による車体の変形などにより、身体が長時間圧挫されることにより生じる。我々は既に確立されたラットクラッシュ症候群モデルを用いて、クラッシュ症候群における組織虚血再還流障害と引き続き生じる遠隔臓器障害に焦点をあて研究を行った。2012年度は生体イメージングシステムを用いて、クラッシュ症候群により生じる活性酸素種を可視化することを目的に研究を行った。研究を進める中で、ラットは個体の大きさの影響から光を通しにくいことが明らかとなり、当初予定していたin vivo imagingから、まずex vivo imagingによる評価を行うこととした。蛍光標識に用いたCellRoxTMDeep Red Reagentは予備的実験の結果、25μMに調整し投与1時間後に測定することで各臓器の活性酸素を可視化できることが明らかとなった。ラットクラッシュ症候群モデルにおいて、損傷20時間後に測定を行ったところ、直接損傷を受けた下腿筋に加えて損傷を受けていない肺においてシグナルの増強が確認され、活性酸素種が大量に産生されていることが明らかとなった。この結果は我々が想定したクラッシュ症候群において活性酸素種が病態に大きく関与していることを示すとともに、すでに我々が報告してきたクラッシュ症候群の遠隔臓器障害が肺に強く生じるとした結果と合致したものである。生体イメージングを用いた臓器障害の評価法は現在開発途上であるが、本手法による測定法が確立されれば、クラッシュ症候群をはじめとする全身疾患において、どの臓器に強く障害が生じているかが明らかにできるとともに、それに基づいた新たな治療戦略を構築することが可能となる。本年度の研究は蛍光標識試薬の投与量および測定タイミングを確立するのに時間を要した。また当初計画していたin vivo imagingによる測定が困難となったため、ex vivo imagingへ測定手法を変更するために時間を要した。ただし今後測定する予定の血清検体や組織標本は確保できていることから、研究の遅れは最小限と考えられる。2012年度研究でラットに対するin vivo imagingは個体の大きさから測定が困難であることが明らかとなった。このため現在ex vivo imagingを用いた評価を行っている。2013年度は研究計画書に基づいて、生体イメージングをはじめとする各種研究を進めて行く予定である。またin vivo imagingについては、理化学研究所ナノバイオ研究チーム・チームリーダー神隆氏の協力のもと、ラットのin vivo imagingに使用可能な蛍光標識試薬の開発を進めており、本試薬が開発されればさらに研究が進むものと考えられる。該当なし
核酸一蛋白質相互作用様式解明のための化学的手法の確立とsiRNA創薬への展開

本研究では核酸・蛋白質相互作用解明のための化学的手法を確立し,さらにその手法をRNAiを誘起するsiRNA (short-interfering RNA)による創薬の基盤研究へと展開することを目的とした.初年度である平成18年は,7-ブロモ-7-デアザアデニン(7-Br-7-deazaA)および3-ブロモ-3-デアザアデニン(3-Br-3-deazaA)塩基を持つ2'-デオキシヌクレオシド誘導体の合成とそれらを含むオリゴヌクレオチドの合成を行ない,RNase HとNF-kBを用いてDNA-蛋白質相互作用解明のケミカルツールしての有用性を示した.平成19年度は,この方法論をRNA-蛋白質の相互作用様式解明に展開すべく,それぞれのリボヌクレオシド誘導体の合成とそれらを含むsiRNAによる遺伝子発現抑制を目指した.市販のAICA-リボシドを用いて,ヨード化,クロスカップリング反応,続く閉環反応を経由して3-ブロモ-3-デアザアデノシンを合成した.7-ブロモ-7-デアザアデノシンについては対応する核酸塩基部を構築後,グリコシル化反応を経由して目的とするヌクレオシド誘導体を合成した.得られた化合物をアミダイト体へと誘導し,ルシフェラーゼを標的としたsiRNA中の任意の位置に化学修飾体を導入した.それぞれのRNAi効果については現在,評価中であり,RNAi創薬研究の問題点であるオンターゲット効果の増強とオフターゲット効果の回避を目指したい.本研究では核酸・蛋白質相互作用解明のための化学的手法を確立し,さらにその手法をRNAiを誘起するsiRNA (short-interfering RNA)による創薬の基盤研究へと展開することを目的とした.初年度である平成18年は,7-ブロモ-7-デアザアデニン(7-Br-7-deazaA)および3-ブロモ-3-デアザアデニン(3-Br-3-deazaA)塩基を持つ2'-デオキシヌクレオシド誘導体の合成とそれらを含むオリゴヌクレオチドの合成を行ない,RNase HとNF-kBを用いてDNA-蛋白質相互作用解明のケミカルツールしての有用性を示した.平成19年度は,この方法論をRNA-蛋白質の相互作用様式解明に展開すべく,それぞれのリボヌクレオシド誘導体の合成とそれらを含むsiRNAによる遺伝子発現抑制を目指した.市販のAICA-リボシドを用いて,ヨード化,クロスカップリング反応,続く閉環反応を経由して3-ブロモ-3-デアザアデノシンを合成した.7-ブロモ-7-デアザアデノシンについては対応する核酸塩基部を構築後,グリコシル化反応を経由して目的とするヌクレオシド誘導体を合成した.得られた化合物をアミダイト体へと誘導し,ルシフェラーゼを標的としたsiRNA中の任意の位置に化学修飾体を導入した.それぞれのRNAi効果については現在,評価中であり,RNAi創薬研究の問題点であるオンターゲット効果の増強とオフターゲット効果の回避を目指したい.本研究では核酸-蛋白質相互作用解明のための化学的手法を確立し,さらにその手法をRNAiを誘起するsiRNA(short-interfering RNA)による創薬の基盤研究へと展開することを目的とする.具体的には,7-ブロモ-7-デアザアデニン(7-Br-7-deazaA)および3-ブロモ-3-デアザアデニン(3-Br-3-deazaA)塩基を持つヌクレオシド誘導体をDNAやRNAに導入し,蛋白質との結合や誘起される機能発現の有無を調べる。初年度である平成18年は,1)7-デアザプリンの簡便な合成法を確立し,これにより7-デアザアデノシン,7-ブロモ-7-デアザアデノシン,3-デアザアデノシンおよび3-ブロモ-3-デアザアデノシンの合成を行った.2)これらを含むオリゴマーを合成し,塩基部を変換することによる二本鎖核酸の熱的安定性と高次構造の変化を調べた.その結果,それぞれに大きな違いがないことを明らかにした.3)そこで,まずRNase Hを用いて核酸-蛋白質相互作用の様式を調べた.その結果,3-ブロモ-3-デアザアデノシンを含む二本鎖核酸でのみRNase Hによる切断が起こらず,これにより3-デアザアデニン環の3位ブロモ基が2重らせん構造のマイナーグルーブの立体障害として作用し,核酸-蛋白質の相互作用を妨げることが確認できた.4)次に転写因子であるNF-κBを用いて核酸-蛋白質相互作用の様式を調べた.その結果,7-ブロモ-7-デアザアデノシンを含む二本鎖核酸でのみNF-κBとの結合が起こらず,これにより7-デアザアデニン環の7位ブロモ基が2重らせん構造のメジャーグルーブの立体障害として作用し,核酸-蛋白質の相互作用を妨げることが確認できた.以上の結果から,申請者が期待した通り,デアザプリン環上のブロモ基がらせん構造のそれぞれのグルーブの立体障害となり,核酸-蛋白質相互作用を妨げることが明らかとなった.本研究では核酸-蛋白質相互作用解明のための化学的手法を確立し,さらにその手法をRNAiを誘起するsiRNA(short-interfering RNA)による創薬の基盤研究へと展開することを目的とした.初年度である平成18年は,7-ブロモ-7-デアザアデニン(7-Br7-deazaA)および3-ブロモ-3-デアザアデニン(3-Br-3-deazaA)塩基を持つ2'-

デオキシヌクレオシド誘導体の合成とそれらを含むオリゴヌクレオチドの合成を行ない,RNase HとNF-kBを用いてDNA-蛋白質相互作用解明のケミカルツールしての有用性を示した.平成19年度は,この方法論をRNA-蛋白質の相互作用様式解明に展開すべく,それぞれのリボヌクレオシド誘導体の合成とそれらを含むsiRNAによる遺伝子発現抑制を目指した.市販のAICA-リボシドを用いて,ヨード化,クロスカップリング反応,続く閉環反応を経由して3-ブロモ-3-デアザアデノシンを合成した.7-ブロモ-7-デアザアデノシンについては対応する核酸塩基部を構築後,グリコシル化反応を経由して目的とするヌクレオシド誘導体を合成した.得られた化合物をアミダイト体へと誘導し,ルシフェラーゼを標的としたsiRNA中の任意の位置に化学修飾体を導入した.それぞれのRNAi効果については現在,評価中であり,RNAi創薬研究の問題点であるオンターゲット効果の増強とオフターゲット効果の回避を目指したい.
カーボン長下肢装具がポリオ罹患者の歩行効率を改善する要因の研究

(1)義肢協会会員に対しアンケートを実施し, 52社がカーボン装具のカスタムメイドの経験があり, 5年間で829本のカーボン製装具を作製していた.(2)健常者7名とポリオ罹患者8名に,従来型長下肢装具,カーボン製長下肢装具, 600gの重り負荷したカーボン長下肢装具を装着して,最適速度で歩行中の酸素摂取量を測定した.健常者では重量と構造,ポリオ罹患者では構造が歩行効率改善の要因であった.(1)義肢協会会員に対しアンケートを実施し, 52社がカーボン装具のカスタムメイドの経験があり, 5年間で829本のカーボン製装具を作製していた.(2)健常者7名とポリオ罹患者8名に,従来型長下肢装具,カーボン製長下肢装具, 600gの重り負荷したカーボン長下肢装具を装着して,最適速度で歩行中の酸素摂取量を測定した.健常者では重量と構造,ポリオ罹患者では構造が歩行効率改善の要因であった.日本義肢協会には、日本全国で義肢や装具を製作している会社の中で一定の実績を有するものが加盟しており、一つの会社は数名数百名の社員を雇用している。従って、日本義肢協会会員に対してカーボン製装具の調査を行えば、日本全体のカーボン製装具の製作状況を把握することができる。そこで日本義肢協会全会員310社に対して、最近の5年間にカーボン製装具を取り扱ったか否か、どんな種類のカーボン製装具を作製したかを質問し、232社(75%)より回答が得られた。232社中77社(33.2%)は既製品のカーボン製装具の取り扱いまたは自社でカーボン製装具を作製しており、その内52社(22%)は自社で作製していた。自社作製のカーボン製装具は、短下肢装具が517本と最も多く、次いで長下肢装具154本、上肢装具19本と続き、その他は139本であった。カーボン製装具の利点として、軽い、外観が良く、体にフィットする事であったが、欠点として高価であり、炭素繊維が皮膚に刺さりかゆみを生じる事であった。カーボン製装具の特性を考慮すると、作製本数の最も多かった短下肢装具よりも、長下肢装具に良い適応があると推定された。平成22年度以降の本実験に備え既存の歩行解析システム(アニマ社)に2台のカメラを増設し、合計6台として設定・調整等を行った。予備的測定として、52歳健常女性、身長160cm、体重53.9kgに両側支柱付長下肢装具とカーボン製長下肢装具を作製し、3回適切な測定値が得られるように歩行させ計測した。Fzは2峰性、Fxは漸増性、Fyは2峰性の曲線が得られ、立脚時間因子、ストライド時間因子、距離因子等に関しても、再現性の良い結果が得られた。ただし、健常者を対象とすると両装具間で歩行解析上に明らかな相違は認めなかった。今後、ポリオ患者を対象として酸素摂取量測定を含めて計測を行う。ポリオ罹患者に対するリハ治療の一環として、カーボン製長下肢装具(カーボン装具)を作製しているが、両側支柱付靴型長下肢装具(従来式装具)に比べ歩行効率が良いが、その理由が重量によるものか、構造特性によるものか、継手等の部品によるものかは異論があり定説はない。本研究の目的は、重量や継手を統一した従来式装具とカーボン装具を装着させ、歩行距離、歩数、酸素摂取量を健常者とポリオ罹患者について測定し、装具の重量等の因子の関与の程度を解明することにある。本年度は、健常者5名及びポリオ罹患者1名に装具を作製して計測を完了した。被験者は安静座位5分、起立位2分の後、3分間、歩きやすい速度で、37mの周回コースを歩行させた。(1)従来式装具、(2)カーボン装具、(3)従来式装具と同一重量に調整したカーボン装具(重量調整カーボン装具)を無作為な順序で装着させ、携帯型酸素摂取量計測装置にて、酸素摂取量及び心拍数を連続的に計測し、歩行距離及び歩数を求めた。健常者では、歩行距離、歩数、歩行速度、ステップ長、及び定常状態での酸素摂取量と心拍数は、カーボン装具が最も大きかったが、歩行1mあたりの酸素消費量はカーボン装具が最も少なかった。また、重量調整カーボン装具での各パラメータは従来式装具に近づく傾向にあった。一方、ポリオ罹患者では、ステップ長は従来式装具が大きかったが、歩行距離、歩数、歩行速度はカーボン装具が最も大きく、一方、定常状態の酸素摂取量はカーボン装具が最も小さくなった。重量調整カーボン装具での歩行1mあたりの酸素消費量は、従来式装具とカーボン装具の中間となった。以上の結果より、カーボン装具による歩行効率の改善には、重量の因子が大きいことが示された。ポリオ罹患者では形状が関与する可能性もあり、今後、被験者数を増やし最終的結論を求める予定である。

健常者7名(男性4名,女性3名,年齢56.7±6.7歳身長160.1±11.7cm,体重54.9±9.5kg)および,ポリオ罹患者8名(男性4名,女性4名,年齢56.8±6.2歳身長159.6±11.0cm,体重53.9±9.1kg)に対して,従来型長下肢装具(COV;両側支柱,金属とプラスチックの大腿および下腿カフ,スイスロック膝継手,遊動足継手;重量1,650g),カーボン長下肢装具に600gの重りを付加したもの(CaW),カーボン長下肢装具(CaKAFO,カーボン製大腿および下腿カフ,スイスロック膝継手,遊動足継手,重量1,050g)と表記する,健常者では,3分間の歩行速度(m/min)はCOVとCaWがほぼ同程度であり,CaKAFOは有意に早かった.歩数(steps/3minutes)はCoVとCaWが同程度であり,CaKAFOは多かったが有意差はなかったはCOVとCaWが同程度で,CaKAFOが有意に広かった.酸素コスト(ml/min/kg/)はCOvとCaWがほぼ同程度であり,CaKAFOが有意に少なかった.ポリオ罹患者では,3分間の歩行速度(m/min)はCOVとCaWはほぼ同程度であり,CaKAFOはより早いが有意差はなかった.歩数(steps/3minutes)はCOVよりはCaW,CaWよりはCaKAFOが多かったがいずれも有意差はなかった.歩幅(m/step)はCOV,CaW,CaKAFOともほぼ同じ程度であった.酸素コスト(ml/min/kg/)はCOVよりもCaWとCaKAFOは有意に少なかった.即ち,健常者では重量が軽くなると歩行速度が増加し装具のデザインにより若干の歩行効率の改善が認められるが,ポリオ罹患者では重量が軽くなると歩行速度は増加するがカーボン装具特有のデザインにより歩行効率は改善していた.
社会移動と産業化諸要因との相互作用メカニズムの解明

分析のデータを得るために、各国をそれぞれ1つの単位として、(1)社会移動研究におけるデータ(移動率、移動行列、職業分布、等)、(2)世界銀行、ILO等の経済・労働に関する社会指標データ(賃金、国民所得、福祉支出、等)、(3)政治学の分野で近年蓄積が進んだ政治的社会指標データ(政治的安定性、民主化レベル、等)の3種類のデータについて資料を収集し、コンピューターに入力した。これまで、SPSSやSASを用い、回帰モデル等により基本的な分析を行った。従来の研究においても産業化命題の理論的・経験的両面から問題点が指摘されてきたが、この研究はそれを裏付け、同時に新たな知見も見出された。社会移動は、先進産業国のみを取上げても、社会経済的条件により大きく規定される。産業化を1次元的に捉えれば説明力は弱いが、産業化を支える社会的下位要因に分解して経済的・政治的側面も含む諸要因から多元的にとらえれば、各国の社会移動の多様化をある程度説明できる。産業化と社会移動の間の、相互に促進しあう双方向の因果関係については、LISRELモデルにより試行段階であるが、小規模のモデルからだけでも予測した因果関係がみられた。産業化では説明できない国家間の差異を産みだす構造として、教育・所得再分配などの社会制度的な側面を検討する必要がここまでの研究から示唆された。今後、引続きこれらの要因を変数としてデータに加え、分析を進める予定である。