hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複合アニオン化合物の理解:化学・構造・電子状態解析

複合アニオン化合物の評価は、従来の研究様式が通用せず、評価・解析手法が全く確立していない。このような状況を打破して、複合アニオン化合物の構造・状態評価に的確に対応できる研究体制を構築することを全体目標としている。本年度7月より開始し、複合アニオン系に随伴する評価にかかわる課題の洗い出しと、その解決のための複数の研究グループ間の構造・状態の評価研究体制を構築に努めた。対象とする物質系や機能として、種々の系の検討を行った。結晶などの構造からは、酸窒化物系や酸水素化物系のペロブスカイト系の化合物、ポリアニオン化合物、複合ハライド塩、アニオン包接化合物、二次元層状化合物などを取り上げ、新規物質系の発見にも多数至っている。プロセスとして領域の合成設備を活用した高圧合成や、領域内での知見交換で得られる固相還元法を用いている。また出口となる機能として、蛍光材料、酸化物やLi,Na系のイオン伝導材料、可視光応答光触媒材料、イオン電池電極材料を想定している。評価体制として、詳細な結晶構造解析を実施するための微小単結晶X線回折装置を立ち上げた。また脱ガス分析計測系を導入した。走査透過電子顕微鏡法の一種である高分解能電子顕微鏡の環状暗視野法による構造解析を開始した。大気に暴露できない物質の固体高分解能核磁気共鳴法(NMR)の測定を可能にする装置を開発した。NMRでは、Liイオン伝導や水素化物イオン配置の解析などへも展開した。高圧下での相転移挙動の計測を確立した。また第一原理計算によって、複合アニオン系を対象とした安定配置の網羅的探索法による解明、熱力学的安定性の評価、電極活物質の電極電位の評価に展開した。専門家が連携した複合アニオン化合物の構造・状態の評価体制の構築、研究の共通の課題として、識別が困難なO, N, F, Hアニオンの評価方法論の確立、結晶の配位多面体中のアニオンの配置幾何(trans-, cis-配置)の評価、共通設備の活用を掲げており、H30年度では、目標が共同研究を中心になされた各テーマを介して達成され、それらを統合し発展させた。班内・班間との共同、その場計測技術や理論計算による複数の解析技術の融合など、共同解析体制による成果を得る事が出来た。今後とも、質・量ともに拡大する事が見込まれる。例として、走査型電子顕微鏡法(STEM)において環状暗視野(ADF)像による定量の高精度化理論を確立し、軽元素を主体とするアニオンの定量解析の基盤とした。また電子エネルギー損失分光法(EELS)による、光触媒活性に関与する酸化物中のN3-の電子状態分布可視化や、回折法でO2-/F-識別法を確立するなど、複合アニオン解析として掲げた課題の多くを達成した。共通の課題として、実験および理論の共同により配位多面体幾何を解明している。ペロブスカイト系の複数の化合物系を対象として、理論計算との共同によるcis- trans-幾何の決定など、当初申請課題の局所幾何の評価に関する新しい方法論を開拓して、複合アニオン系での知見蓄積を加速させている。このような配位幾何の知見は、誘電性や光学特性、今後、注力してゆくイオン伝導性等の理解に重要な役割を果たすと期待される。H31年度研究体制では、これまで協力研究者として参画していた大阪大学の設楽助教を、分担研究者として計算科学の分野により注力する体制とする。研究期間中の中盤以降に設定した課題は一部前倒しで進められており今後とも継続発展させる。それらの中で、より高度な解析法(局所配位、オペランド計測、独自手法)、一般化(異なる複合アニオン系の理解、評価計測法)、ダイナミズム(導電経路、合成経路)に注力する。アニオン特有の動的性質に着目し、複合アニオン化合物の合成時や改質時のin situ測定、および触媒やデバイス動作時のoperando計測により、光触媒中のアニオン種の反応ダイナミクスを、XAFSその場測定と理論計算の共同によりの解釈を得る。また、材料機能性に関して、アニオン伝導体や電気化学活物質において高温中性子回折-MEM解析によりイオンの伝導経路を可視化する。また、固体NMRと理論計算の共同により、イオン伝導経路と伝導機構を明らかにする。合成プロセスの解析、結晶の単純アニオン二元系を起点に未踏領域であった低次元物質、ナノ材料、表面の解析への展開を加速する。領域内での合成例も増加している新奇酸水素化物に対して、中性子回折測定、NMR、理論計算を用いた解析法の一般化、超高圧NMRプローブの開発と測定法の展開を加速する。H-の同定と局所配位構造決定法を体系化して確立する。また、これらの酸水素化物の知見を統合して、酸水素化物設計と機能発現指針を得る。

結晶などの構造からは、酸窒化物系や酸水素化物系のペロブスカイト系の化合物、ポリアニオン化合物、複合ハライド塩、アニオン包接化合物、二次元層状化合物などを取り上げ、新規物質系の発見にも多数至っている。プロセスとして領域の合成設備を活用した高圧合成や、領域内での知見交換で得られる固相還元法を用いている。また出口となる機能として、蛍光材料、酸化物やLi,Na系のイオン伝導材料、可視光応答光触媒材料、イオン電池電極材料を想定している。評価体制として、詳細な結晶構造解析を実施するための微小単結晶X線回折装置を立ち上げた。また脱ガス分析計測系を導入した。走査透過電子顕微鏡法の一種である高分解能電子顕微鏡の環状暗視野法による構造解析を開始した。大気に暴露できない物質の固体高分解能核磁気共鳴法(NMR)の測定を可能にする装置を開発した。NMRでは、Liイオン伝導や水素化物イオン配置の解析などへも展開した。高圧下での相転移挙動の計測を確立した。また第一原理計算によって、複合アニオン系を対象とした安定配置の網羅的探索法による解明、熱力学的安定性の評価、電極活物質の電極電位の評価に展開した。領域全体で、種々のペロブスカイト系酸化物に水素化物イオンを導入して、その構造や安定性、およびNMRシグナルを系統的に調査することで、NMRによるより一般化された水素化物イオンの決定、アニオンの配置に関する研究を進めている。高圧合成法により新物質系を得ている。評価の面では、水素化物イオンの合成と共に安定配置や電子状態に及ぼす影響を理論計算によって評価を行っている。また絶縁性ホストに水素化物イオンを導入することで光誘起電子伝導性を見出し、理論計算からの評価を進めている。共同実験の実施のほか、理論計算手法を領域の国内留学制度を利用した強化普及を進めている。光触媒材料系では、新酸窒化物系材料の結晶構造を明らかにしている。またX線吸収分光法によりにより光触媒材料の活性の起源となる状態のアニオンの特定に成功している。シート状化合物の高分解能電子顕微鏡法による評価では、単層領域でのドーパント元素の特定に目途をつけている。蛍光材料の単結晶構造解析を進めている。そのほか、アニオン包接材料や新規アンチモン系材料のほか、種々の材料系で合成された材料の複合的解析を開始している。解析の根幹となる回折法に関して、総括班共用設備の単結晶X線解析装置の運用体制を構築した。また国内外の中性子回折と放射光X線回折施設での共同・依頼計測、解析の実施と学生への指導体制も構築し、班内・班外を含む極めて多数の物質系の共同研究による計測と解析を進めている。酸窒化物系蛍光体、酸窒化物光触媒、新奇酸水素化物の高圧下でのその場構造解析による水素化物イオンの特異的な性質の解明などの成果を上げた。収差補正電子顕微鏡による結晶構造解析など、班内・班間の多数の共同研究テーマについて共同で研究を進め、長周期構造を有する酸窒化物薄膜試料の詳細な解析を行った。電子エネルギー損失分光法や環状暗視野像の定量解析などの計測手法を開拓し、酸化物中の窒素ドーパントの状態分布イメージングに成功しており、さらにアニオン局所秩序の可視化方法論の確立を進めている。また結晶を超えた系への展開として、ナノシートや二次元錯体の評価を前倒しで進めた。理論計算では、構造安定性、電子構造、熱力学的安定性評価に加えて、機械学習法を用いたアプローチを加えている。
高精度な新規低体温症診断マーカーの開発と超生体反応に伴う分子動態の解明

低体温症の病態生理及び死後の遺伝子及び蛋白質発現動態の解明を目的として、低体温症モデルマウスを作製し、HSP70の発現解析を行った。低体温症モデルマウスは神戸大学動物実験施設による承認を受けて作製し、死亡時の温度環境により3群に分類した(寒冷群1:氷上にて継続放置、寒冷群2:氷上に放置し、直腸温が30°Cした後は37°C環境で放置、常温群:37°C環境で継続放置)。寒冷群1は、1時間半ほどで呼吸の停止が確認された。寒冷群1の呼吸停止後、寒冷群2及び常温群のマウスと共に頸椎脱臼により安楽死させた。直ちに心臓、肺、肝臓、左腎臓及び胃を摘出し、病理検査及び遺伝子、蛋白質発現解析を行った。凍死所見でしばしば見られる、消化管における点状出血斑は、マウスの胃においては認められなかった。HSP70を標的とするリアルタイムPCRによる発現量検討では、寒冷群1、2においては、HSP70の発現量は低く、ヒト剖検試料と同様の現象を示した。また腎臓について、抗HSP70抗体を用いた免疫組織化学染色を行ったが、尿細管の一部で若干の染色性を示したものの、ヒトで見られた糸球体上皮細胞の核が強染するような染色態度は認められなかった。2種の抗HSP70抗体を用いて確認したが、糸球体で陽性像が得られなかったことは、寒冷暴露に対するマウスの生理反応がヒトと異なる可能性も示唆された。また解剖時に右腎臓を腹腔内に残し、死後変化を受けさせたのち経時的に採取し、超生体反応に関する実験に供した。個体死から細胞死に至るまでの超生体反応を解明するために、死亡直後、30分、6時間、24時間、48時間室温放置した後に腎臓を採取し、HSP70の遺伝子発現の変化をRT-qPCRにより検討したところ、30分放置では0時間と同等もしくはそれ以上の発現量を認め、その後時間経過に伴い発現量が減少することが明らかとなった。これまでの研究で、死後24時間以内の様々な剖検例から、腎組織を対象にストレス性蛋白質HSP70の発現パターンを解析してきた。その結果、死亡時に寒冷暴露された症例では、腎糸球体上皮細胞の核が強染される特異的な発現パターンを示すことを見出した。本研究では、症例数をさらに増やすことで、この現象について詳細に検討した結果、やはり死亡直前に寒冷暴露されていた症例では、高頻度で腎糸球体上皮細胞(podocyte)において核の強染を認めた。また様々な死後経過を辿る法医剖検試料に応用するために、組織の死後変化が標的蛋白質の発現検出に与える影響など、免疫染色を行う上での問題点について検討を行った。腎糸球体上皮細胞におけるHSP70の発現パターンの死後変性については、HE染色により評価した。剖検時に腎組織を採取し、直後に固定したものでは、尿細管上皮の基底膜からの脱落、空胞変性、核クロマチンの凝集などが認められたが、比較的組織構造を保った試料が多かった。これらを室温放置により腐敗変性が進行すると、尿細管上皮の多くは組織構造が崩壊し、糸球体においても無構造化した核濃縮が著明となり、一部の組織では核融解から核崩壊が認められ、総核数の減少も認められた。このような死後変性を簡単に指標化するため、画像処理ソフトImageJにより核濃縮率を算出したところ、全ての検査試料において、放置時間の延長に伴い核濃縮率は増大し、podocyte核内で発現剖するHSP70の発現パターンはパターンIII(核のみ強染)からパターンI(細胞全体で弱発現あるいは発現なし)へ変化した。様々な死後経過を辿り、死後の組織変性を免れない法医剖検試料について免疫染色を実施する場合は、標的蛋白質と組織変性に関する検討を行うことで、実務診断にも耐えうる正確な染色結果の評価を行うことができることが明らかとなった。平成28年度に予定していた研究計画は、1高精度な低体温症(寒冷暴露)診断マーカーの確立、2法医剖検試料から信頼性の高い免疫染色を行うための基礎的検討の2点である。計画1については、これまで80例ほどであった症例数を150症例に伸ばし、腎糸球体におけるHSP70の発現パターン解析が、死亡時の寒冷暴露診断に有用であることを確認するとともに、mRNAの発現解析から寒冷暴露に誘導されるHSP70遺伝子の発現について明らかにすることができた。寒冷刺激に伴い誘導されるエンドセリン-1については、血清からのELISAを行う上で、除蛋白処理の条件等、最適な検査条件を検討し終えたところであり、実際の定量についてはこれから実施するところである。計画2については、HSP70発現パターン解析の成果を、法医実務に応用するうえで非常に重要な課題であるが、やはり組織の死後変性とともに、腎糸球体におけるHSP70の発現パターンが変化することが明らかとなった。HE染色による核濃縮率を画像ソフトImageJを用いて算出することにより、免疫染色を行う前に、発現パターン解析が有効であるか否かを判断する基準を設定することができるようになった。本研究は、特異的な形態学的所見が乏しいために死因診断が困難な、凍死に代表される低体温症関連死亡例に有用な高精度新規死因診断マーカーの開発と、法医剖検試料における遺伝子及び蛋白質発現を検討する上で非常に重要であるものの、未だ明らかになっていない"超生体反応"に伴う遺伝子及び蛋白質発現の実態について明らかにすることを目的とするものである。

現在までに、剖検例110例について、腎臓におけるHSP70発現を検討し、寒冷群試料では腎糸球体上皮細胞の核で強発現することを明らかにした。これまでの研究に引き続き、症例数を増やして検討してきたが、HSP70の腎糸球体における発現解析は、剖検例における寒冷暴露マーカーとして有用であることを確認することができた。またHSP70のmRNA発現は、寒冷暴露群では有意に低いことを確認した。一方で、寒冷暴露により末梢血管の収縮が起こるが、これを担うエンドセリン-1の発現について免疫染色により検討したところ、尿細管細胞で弱発現するものを認めたものの、寒冷暴露を示唆できるものではなかった。また本研究では、法医実務を念頭においた死後経過時間の長い試料についても検討したが、ヘマトキシリン・エオジン染色で腎糸球体の核濃縮や組織構造の部分的融解が始まっている試料では、寒冷群試料であってもHSP70の発現は本来の発現パターンを示すことはなかった。この結果から、核濃縮がみられる試料では免疫染色の結果を慎重に判断することが必要であることが明らかとなり、現在判定に有効な核濃縮率を算出中である。超生体反応に伴う実験については、低体温症モデルマウスを作製するためのモデル構築法を決め、マウスにおいてHSP70発現解析を行うための抗体やプライマー配列等を決定した。平成29年度中に着手予定であった動物実験が遅延している。理由は、動物実験施設を利用するための申請手続きが遅れたためであり、今後の研究遂行に重大な問題を及ぼすものではない。現在のところ申請書はほぼ作成しており、提出の目途はたっている。またモデル動物の作製方法や使用する試薬等はすでに決めており、実験系の構築は問題なく進んでいる。ヒト試料を用いた実験については順調に進んでいる。低体温症の病態生理及び死後の遺伝子及び蛋白質発現動態の解明を目的として、低体温症モデルマウスを作製し、HSP70の発現解析を行った。低体温症モデルマウスは神戸大学動物実験施設による承認を受けて作製し、死亡時の温度環境により3群に分類した(寒冷群1:氷上にて継続放置、寒冷群2:氷上に放置し、直腸温が30°Cした後は37°C環境で放置、常温群:37°C環境で継続放置)。寒冷群1は、1時間半ほどで呼吸の停止が確認された。寒冷群1の呼吸停止後、寒冷群2及び常温群のマウスと共に頸椎脱臼により安楽死させた。直ちに心臓、肺、肝臓、左腎臓及び胃を摘出し、病理検査及び遺伝子、蛋白質発現解析を行った。凍死所見でしばしば見られる、消化管における点状出血斑は、マウスの胃においては認められなかった。HSP70を標的とするリアルタイムPCRによる発現量検討では、寒冷群1、2においては、HSP70の発現量は低く、ヒト剖検試料と同様の現象を示した。また腎臓について、抗HSP70抗体を用いた免疫組織化学染色を行ったが、尿細管の一部で若干の染色性を示したものの、ヒトで見られた糸球体上皮細胞の核が強染するような染色態度は認められなかった。2種の抗HSP70抗体を用いて確認したが、糸球体で陽性像が得られなかったことは、寒冷暴露に対するマウスの生理反応がヒトと異なる可能性も示唆された。また解剖時に右腎臓を腹腔内に残し、死後変化を受けさせたのち経時的に採取し、超生体反応に関する実験に供した。
ガリレオの言語思想と言語表現の特徴

まず一般にガリレオの言語思想と言語表現の大きな特徴のひとつと見なされている「明晰性」について解明することとした。その第一歩として、彼の言語や文体に対する基本的な考え方を主著『太陽黒点論』や『偽金鑑識官』、『世界の二大体系についての対話(天文対話)』、パオロ・グアルド宛の1612年6月16日付けの書簡、『タッソへの考察』等を分析することで明らかにした。すなわち、彼は「本質」と「名辞」の関係を正確に見極めた上で、「はっきり理解し得ること」すなわち「明晰性」を重視すべきだと言うのである。またこのような立場は16世紀前半に起きた「言語論争」において最終的に勝利を収めたベンボを代表とする「アルカイズム」-アカデミア・デッラ・クルスカのラインの考え方に非常に近いものであった。次にガリレオ自身の言語表現の特徴を明らかにするためにも、「明晰性」を中心にした彼の文体の肯定的評価がどのような歴史的経緯をたどって形成されたかを、ガリレオ直後のレ-ディに代表されるガリレオ派、18世紀啓蒙期のアルガロッティとパリ-ニ、19世紀のレオパルディとデ・サンクティスらの著作から探った。その結果、ガリレオが科学と文学の言語のなかに要求した「明晰性」は17世紀を通じてトスカ-ナのガリレオ派によって継承されたが、これが14世紀・16世紀のトスカ-ナの伝統を負ってたつアカデミア・デッラ・クルスカに結びついて、16世紀後半から17世紀を席捲した悪趣味的傾向「バロック」を駆逐し、18世紀啓蒙主義につながったとする歴史観が、ガリレオの文体に対する肯定的評価を生み出したことが明らかになった。以上の研究結果は拙論「ガリレオの文体に対する評価の変遷」のなかにまとめた。また上述の研究に並行して「月」の記述をめぐってガリレオをイタリア文学史のなかに位置づける試みを拙論「イタリア文学における宇宙的認識について」のなかでまとめておいた。
形状記憶合金を複合した編組構造による知的緩衝

本研究では,形状記憶合金線を用いた編組体により衝撃荷重を受け止め,緩衝後,自律的に原型状復帰を行うことのできる知的緩衝構造の実現を目指したものである.本年度の成果は以下の通りである.1準静的領域および高ひずみ速度領域での応力誘起変態の局在性に関する実験を行った.高速ビデオカメラおよびサーモグラフィによって超弾性形状記憶合金ワイヤにおける相界面の伝播を観察し,ひずみ速度と相界面の空間分布の局在性の関係,トレーニングの有無による差異について検討した.未トレーニングの試験片では応力誘起変態の核形成は局所的であり,変態の起点となる核は変態終了までにたかだか数カ所であるに対し,荷重サイクルを繰り返すにつれて形成される核の密度は増加し,トレーニング終了後では変態は見かけ上均一に進行した.以上の傾向は衝撃試験(50/s程度のひずみ速度)においても同様であった.以上の知見より,トレーニングされた実用材料の場合,高速引張変形のモデル化において変態の局在性を考慮する必要はないと結論づけられた.2超弾性形状記憶合金の衝撃引張試験を行い,変態応力がひずみ速度の対数に比例して上昇することを確認した.BrinsonモデルとIkedaモデルのそれぞれに変態応力のひずみ速度依存性を取り入れた拡張モデルを構築し,実験結果と比較した.特にlkedaモデルにおいて,実験との良好な一致を示した.3Ikedaモデルに基づく拡張モデルを汎用有限要素法コードに組み込み,衝撃応答解析が可能な超弾性形状記憶合金線および編組体の大変形解析プログラムを開発した.1軸引張,4点曲げ,1軸圧縮バネ,および編組体シェル構造について解析を実施し,実験結果との比較検証を行ったところ,単純なモデルにおいてはよい一致を得ることができた.しかし,超弾性形状記憶合金の引張変形と圧縮変形の非対称性のモデル化に課題を残した.本研究では,形状記憶合金細線を用いた2次元/3次元編組体により,衝撃荷重を柔らかく受け止め,さらに,状況に応じて力学特性を変化させる適応能力を有する知的緩衝構造の実現を目指す.本年度は,基礎検討として,(1)形状記憶合金細線の引張変形による衝撃吸収特性の評価実験;(2)速度依存プライザッハモデルによる高ひずみ速度域における超弾性特性のモデル化;(3)形状記憶合金編組体シェルの製作と静的復元力特性の測定実験,を中心に研究を行った.1.超弾性形状記憶合金線の引張衝撃応答を計測する実験装置を製作し,最大30/sのひずみ速度に相当する初期速度を与えた際の応力ひずみ応答を計測し,物理モデル(Muller-Achenbach-Seeleckeモデル)を用いた計算結果との定性的な比較を行った.超弾性形状記憶合金を緩衝に用いる場合,初回載荷時のソフトニング特性,最大回復ひずみ量およびエネルギ吸収特性が性能を左右するが,実験の結果,高ひずみ速度においてもソフトニング特性および最大回復ひずみ量には顕著な劣化は見られず,超弾性形状記憶合金の緩衝材料としての有望性を支持する結果となった.ただし高速度域における変位と復元力の測定精度に課題を残した.2.2本の円弧状の細線からなる超弾性形状記憶合金バネの低速度域における変位復元力特性をプライザッハモデルでモデル化した.非負制約条件を付加した最小自乗法によってプライザッハ分布関数を同定することを提案し,特定の変形履歴パターンに依存することなく精度よく同定を行えることを示した.さらに,プライザッハモデルを拡張して,高ひずみ速度域においても適用可能な速度依存プライザッハモデルを提案し,その同定手法を開発した3.形状記憶合金線を編み合わせたシェル状編組体(円筒,球面,およびトーラス型)を製作し,静的な変形-復元力特性を実験的に調査した.本研究では,形状記憶合金線を用いた編組体により衝撃荷重を柔らかく受け止め,さらに,状況に応じて力学特性を調整する適応能力を有する知的緩衝構造の実現を目指す.本年度の成果は以下の通りである.1.昨年度に引き続いて形状記憶合金線単体の引張変形による衝撃吸収特性の評価実験を実施し,高速度域における変位と復元力の測定精度の改善を行った.低速応答については,物理モデル(Muller-Achenbach-Seeleckeモデル)および現象論的モデル(速度依存Preisachモデル)によるモデル化と検証を行った.一方,ひずみ速度10/s以上の高速域応答では変態応力の上昇が見られ,この効果の考慮が必須であることがわかった.このため,当初予定していた編組体の有限要素解析を中断し,高速域における材料単体の衝撃応答のモデル化の検討を行った.2.衝撃を大変形により受け止めた後,自律的に原形状に復帰する知的緩衝シェル構造の実現を目指して,座屈現象と超弾性ばねに基づく緩衝機構の基礎検討を行った.軸方向に予圧縮ばねを有する2リンク機構は座屈特性を示すが,これに横方向ばねを加え,ばね定数を変化させると平衡点の位置や種類が分岐する.本研究では,横方向ばねとして超弾性形状記憶合金ばねを用いて,載荷時と除荷時の平衡点を意図的に変化させることによって,高い緩衝効率と消散効率を有する緩衝機構を実現した.提案する緩衝機構では,物体の衝突直後に変形を保持することによって高い消散効率を実現するが,その後,わずかなエネルギを与えることによって,たとえば形状記憶合金を加熱することによって,原型状に復帰させることができる.数値シミュレーションによって設計パラメータの最適化について検討を行い,模型実験によってコンセプトの実証を行った.さらに昨年度作成した形状記憶合金編組体

シェルについても同様の現象が生じることを確認した.本研究では,形状記憶合金線を用いた編組体により衝撃荷重を受け止め,緩衝後,自律的に原型状復帰を行うことのできる知的緩衝構造の実現を目指したものである.本年度の成果は以下の通りである.1準静的領域および高ひずみ速度領域での応力誘起変態の局在性に関する実験を行った.高速ビデオカメラおよびサーモグラフィによって超弾性形状記憶合金ワイヤにおける相界面の伝播を観察し,ひずみ速度と相界面の空間分布の局在性の関係,トレーニングの有無による差異について検討した.未トレーニングの試験片では応力誘起変態の核形成は局所的であり,変態の起点となる核は変態終了までにたかだか数カ所であるに対し,荷重サイクルを繰り返すにつれて形成される核の密度は増加し,トレーニング終了後では変態は見かけ上均一に進行した.以上の傾向は衝撃試験(50/s程度のひずみ速度)においても同様であった.以上の知見より,トレーニングされた実用材料の場合,高速引張変形のモデル化において変態の局在性を考慮する必要はないと結論づけられた.2超弾性形状記憶合金の衝撃引張試験を行い,変態応力がひずみ速度の対数に比例して上昇することを確認した.BrinsonモデルとIkedaモデルのそれぞれに変態応力のひずみ速度依存性を取り入れた拡張モデルを構築し,実験結果と比較した.特にlkedaモデルにおいて,実験との良好な一致を示した.3Ikedaモデルに基づく拡張モデルを汎用有限要素法コードに組み込み,衝撃応答解析が可能な超弾性形状記憶合金線および編組体の大変形解析プログラムを開発した.1軸引張,4点曲げ,1軸圧縮バネ,および編組体シェル構造について解析を実施し,実験結果との比較検証を行ったところ,単純なモデルにおいてはよい一致を得ることができた.しかし,超弾性形状記憶合金の引張変形と圧縮変形の非対称性のモデル化に課題を残した.
水族館の展示解説における情報伝達の有効性について

水族館の展示解説には文字、画像、音声など様々な方法があり、来館者への情報伝達のために用いられている。本研究では各解説手法における情報の伝達効果を検証することを目的とした。調査は東海大学海洋科学博物館の来館者を対象としてアンケートとビデオ撮影を行った。アンケートは展示解説板に関して実施し、ビデオ観察は館内の案内板2タイプ<紙(文字)、デジタル(文字)>と生物の解説板3タイプ<紙(文字と写真)、デジタル(文字と写真)、手書き(文字とイラスト)>を設置し、来館者の動向調査を行った。案内板と解説板については、基本的に各タイプで同一の内容とサイズで掲載した。結果はアンケート調査において解説板を「見た人、読んだ人」が約8割、その内「読んだ人」が約5割であった。また、解説板3タイプ<紙、デジタル、手書き>の読みやすさなどは、タイプによる偏りが見られなかった。しかし、解説板の形式では「文字と写真」が好まれる傾向にあり、「文字のみ」や「動画」が好まれていなかった。ビデオ調査において案内板2タイプは共に利用率が低く、行動にも違いは見受けられなかった。生物の解説板3タイプでは手書きで「見た人、読んだ人」の割合が一番高く、紙とデジタルは情報量が多いものの「読んだ人」の割合も高いものであった。デジタルは滞留時間も長かった。来館者の年齢や目的、情報量などにより異なることは推測されるが、「文字のみ」の形式はアンケートや利用率の結果から、情報伝達の効果は低いことが明らかであった。また、生物の解説板では手書きがアイキャッチとしての効果が見られ、紙やデジタルは情報が伝達されやすい傾向であった。展示解説で情報伝達を行うには、解説板の形式や種類を考慮して、解説デザインしていくことが有効であることが明らかになった。
HERG由来Kチャネルの活性化機構および内向き整流性のメカニズム解明

HERG由来Kチャネルは,心筋の遅延整流Kチャネルのうち速い成分を形成する主たる成分(急速活性型遅延整流K電流,IKr)とされている.我々はこれまでIKrはウサギ心臓においては同房結節細胞に豊富に存在し,自動能成立に不可欠な働きを有することを実証してきた.IKrは,古典的な遅延整流K電流とは異なり,強い脱分極側では直ちに不活性化してしまうため,定常状態の電流電圧関係は特微的な内向き整流特性を示すことが知られている.この内向き整流性がチャネル自身のゲート機構によるのか,あるいは他の内向き整流性Kチャネルに見られるようなMg,ポリアミン等によるブロックなのかを単一チャネルレベルで明らかにするために,inside-out法で細胞内物質の効果を検討した.その結果、細胞内のMg,Caイオンやポリアミンを取り去った環境下でも,内向き整流性が維持されており,チャネルの内向き整流性はゲート機構によるものと結論した.一方,従来のチャネル自身のゲート機構と考えられてきた活性化過程を検討したところ,細胞外Caイオンを取り除くことによりチャネルの脱活性化過程が著明に遅延した.このことはチャネルの活性化がCaイオンによるブロックにより生じていることを示唆する.IKrの自動能への役割をさらに検討するため,今年度新たにブタの心臓より同房結節細胞を単離することを試みた.その結果ブタにおいてはIKsの関与が大きく,IKrは自動能に関してはほとんど機能していないことが判明した.このことは,自動能の基本となるKチャネルが種により大きく異なることを示唆しており,ヒトを含む種々の動物種において検討する必要がある.この点については平成9年度の日本心電学会に報告し現在論文作成中である。ウサギの洞房結節細胞を単離し,遅延整流Kチャネル(HERG由来Kチャネル)に対する細胞内外の2価イオンの効果を単一チャネル電流記録を行うことにより検討した.正常の細胞外Caイオン存在下(1.8mM)では,強い脱分極から-50mVへ再分極した臍に緩やかに減衰するチャネル活動が記録できる.電極内のCaイオンを取り除くと,平均電流で観察したチャネルの脱活性化は著しく抑制され,逆にCaイオン濃度を5.4mMへ増加すると脱活性化は促進された.単一チャネル振幅,平均の開閉時間,再分極直後のチャネル開口までの時間(first latency)はCa濃度に影響をうけず,バースト時間(チャネルが開口してから完全に脱活性化してしまうまでの時間)のみがCaイオンにより著しく延長した.無Ca液中では確かにチャネルの減衰過程は著しく延長するが,強い過分極側では依然としてチャネルの脱活性化が観察される.このことは脱活性化過程がCaイオンによるブロックによって生じているのではなく,むしろCaがチャネルの脱活性化過程を促進していると考えられる.inside-outモードで細胞内液のCaイオン,Mgイオンの効果を検討した.細胞内側のCaイオン,Mgイオンを完全に取り去った状態でも外向きおよび内向きいずれのチャネル活動にも有意な変化は認められなかった.さらに,cell-freeの状態で30分以上人工液に曝しても外向きチャネル活動に変化はなく,遅延整流Kチャネルの内向き整流性はこれら2価イオンや細胞内ポリアミンによるブロックではなくチャネル自身のゲート機構によるものと結論した.HERG由来Kチャネルは,心筋の遅延整流Kチャネルのうち速い成分を形成する主たる成分(急速活性型遅延整流K電流,IKr)とされている.我々はこれまでIKrはウサギ心臓においては洞房結節細胞に豊富に存在し,自動能成立に不可欠な働きを有することを実証してきた.IKrは,古典的な遅延整流K電流とは異なり,強い脱分極側では直ちに不活性化してしまうため,定常状態の電流電圧関係は特徴的な内向き整流特性を示すことが知られている.

この内向き整流性がチャネル自身のゲート機構によるのか,あるいは他の内向き整流性Kチャネルに見られるようなMg,ポリアミン等によるブロックなのかを単一チャネルレベルで明らかにするために,inside-out法で細胞内物質の効果を検討した.その結果,細胞内のMg,Caイオンやポリアミンを取り去った環境下でも,内向き整流性が維持されており,チャネルの内向き整流性はゲート機構によるものと結論した.一方,従来チャネル自身のゲート機構と考えられてきた活性化過程を検討したところ,細胞外Caイオンを取り除くことによりチャネルの脱活性化過程が著明に遅延した.このことはチャネルの活性化がCaイオンによるブロックにより生じていることを示唆する.IKrの自動能への役割をさらに検討するため,今年度新たにブタ心臓より洞房結節細胞を単離することを試みた.その結果ブタにおいてはIKsの関与が大きく,IKrは自動能に関してはほとんど機能していないことが判明した.このことは,自動能の基本となるKチャネルが種により大きく異なることを示唆しており,ヒトを含む種々の動物種において検討する必要がある.
放牧用牧草ケンタッキーブルーグラスの生産特性の解明と管理利用法の確立

'95年9月'96年10月の間,樹脂容器に一定密度でケンタッキーブルーグラス個体を定植した模擬草地に2および4週間間隔で刈取りを繰返す2週間刈区および4週間刈区を設け,それぞれ収量,茎数密度の推移を追跡すると同時に,模擬草地および放牧草地から適宜個体を堀取り,直立分げつおよび根茎の発達状況を形態観察した。(1)模擬群落は造成直後から旺盛に分げつ発生し,当年12月には20000茎/m^2の高密度を形成した。冬期間にも分げつは継続し,1996年4月の1番草時には茎数密度は30000茎/m^2に達した。しかしその後は分げつ発生は休止し,茎数は漸減した。夏期の高温下では多数の株が枯死し,茎数密度は急減した。気温の低下とともに残存株から分げつが多発し,茎数密度は急増したが,初年度水準には回復せず,年間を通した安定生産を行う上で夏期の密度確保が重要であることが示唆された。茎数密度と平均1茎重との関係は,第1年秋期からペレニアルライグラスで提起されている最多密度線近辺に収斂したが,4週間刈区ではしばしばこのラインを越える生育をし,本草の優れた密度維持能力が確認された。(2)夏期の密度低下によって1996年秋期の収量が低く抑えられたにもかかわらず,2週間刈区でも年間乾物収量が1600g/m^2に達し,頻繁な剪葉条件下で生産力が高いことが認められた。その上,1茎当り生長速度も季節的変動が比較的少なく,密度が確保されるならば,収量が安定的に推移し,放牧用牧草としての適性が高いことが確認された。(3)既存の分げつのある葉nの出現が2節下の分げつの第1葉出現と一致する規則性がしばしば観察され,また,規則的な分げつ発生が抑制された節位には,根茎様の休眠芽が多数生じた。特に,既存の直立分げつの短縮節間基部からは多くの根茎が生じ,葉身を持たない鱗片葉を形成しながら1015節間程度を伸長させて横走の後,規則的に直立分げつ化しており,直立茎化した分げつでは,再度規則的な分げつ発生が繰り返されること共々,密度形成に有効に機能していると考察した。1995年7月13日にケンタッキーブルーグラスの模擬草地を造成し,砂耕栽培を開始した。50日後の9月4日に最初の刈取りを実施,以後,4週間および2週間間隔で刈取りを繰り返した上で,収量,出葉,茎数密度等の推移を追跡した。また,9月4日および11月4日(最終刈時)には,個体を堀取り,直立分げつおよび根茎の発達状況を形態観察した。(1)ケンタッキーブルーグラス幼植物は旺盛に分げつ発生を繰り返し,9月4日には,分げつ密度は7000茎/m^2を超えた。

9月から10月初めまではやや停滞するものの,その後は各刈取処理区とも分げつの新生が旺盛となって,12月15日には20000茎/m^2近くとなり,自己間引きの3/2剰則における最多密度線に迅速に接近する現象が認められた。(2)ケンタッキーブルーグラスの母茎のある葉nの出現は,その2節下の分げつの第1葉の出現と一致し,イネ・ムギ類と類似の分げつ発生秩序を示すことを確認した。9月4日の個体では,最上位の分げつ発生節位では明らかに規則的な分げつ発生が抑制されているのに対して,下位の節位の分げつほどそれぞれの理論的な展開葉数との偏差が少なくなっていた。一方,晩秋の11月4日の2週間間隔および4週間間隔刈区の直立分げつでは,最上位の1,2節で規則的な分げつ発生が認められるのに対して,それより下位では大部分が7枚前後に幼葉を分化した状態で休眠していた。(3)9月4日の段階で,既に580mm程度に発達した根茎が相当数,観察された。また,根茎様の内部形態を備えた休眠芽も多く観察された。11月4日採取の直立分げつ基部からはさらに多くの根茎が生じていたが,これらは葉身を持たない鱗片葉を形成しながら1015節間程度を伸長させて横走の後,規則的に直立分げつ化した。直立茎化した分げつにおいては,再度,規則的な分げつ発生が繰り返された。1996年4月10月の間,前年に造成したケンタッキーブルーグラス模擬草地を対象に,引き続き4週間および2週間間隔で刈取りを繰り返し,収量,草丈,茎数密度の推移を追跡すると同時に,適宜,個体を堀取り,直立分げるおよび根茎の発達状況を形態観察した。また,実際の草地から得た材料についても生態形態的観察を行い,比較対照した。越冬期間中,ケンタッキーブルーグラス個体は旺盛に分げつを発生したため,4月の1番草時には茎数密度は30,000茎/m^2に達したが,1番刈後は,分げつ発生は休止し,茎数密度は漸減した。その後,夏期の高温条件下で多数の株が枯死し,茎数密度は急減した。9月以降,気温の低下とともに残存株から分げつが多発し,茎数密度は急増したが,前年の水準には回復せず,越夏中の密度維持の重要性が示唆された。茎数密度と平均1茎重との関係は,ペレニアルライグラスで提起されている最多密度線近辺に収斂したが,30000茎/m^2の高密度で1番草を迎えた4週間刈区では,しばしばこのラインを越える生育を示し,本草の優れた密度維持能力が確認された。夏期の密度低下によって秋期の収量が低く抑えられたにもかかわらず,年間乾物収量が4週間刈区で2400g/m^2,2週間刈区で1600g/m^2と,著しく高く,頻繁な剪葉条件下でも比較的高い生産力を持つことが認められた。また,1茎当たり生長速度は,季節による変化が比較的少なく,従って,密度が一定に保たれるならば,収量が安定的に推移し,放牧用牧草としての適性が高いことが確認された。なお,利用2年目の過密度条件下にある個体においても前年同様の分げつ発生の規則性が認められた。根茎の発生様式も基本的に同様で,既成の直立分げつ基部からは,常に多くの根茎が生じ,葉身を持たない鱗片葉を形成しながら1015節間程度を伸長させて横走の後,規則的に直立分げつ化すること,直立茎化した分げつにおいては,再度,規則的な分げつ発生が繰り返され,密度形勢に有効に機能することを観察した。
ビスフォスフォネート関連顎骨壊死の病因解明と治療・予防方法の開発

歯科治療で誰もが一度は経験する抜歯ですが、近年、ビスフォスフォネート製剤を服用している患者様の一部に、抜歯しても治癒が起こらず、骨が腐ってしまうこと(顎骨壊死)が分かってきました。ところが現在でも原因がよく分からず、治療方法もないことから、本研究は、顎骨壊死の病因と治療方法の開発を目的として、マウスを用いて研究を行いました。その結果、顎骨壊死には免疫に関与する複数の細胞と因子が関連していることが分かりました。このことは、今後の治療方法の開発へ大きく貢献できる結果だと思われます。ビスフォスフォネート関連顎骨壊死(Bisphosphonate-Related Osteonecrosis of the Jaw:BRONJ)は、ビスフォスフォネート(BP)製剤使用患者に起こる副作用の1つであるが、病因が不明なために確定的な治療法および予防方法が存在しない。BRONJは通常の歯科治療を妨げ、患者のQOLを著しく低下させることから、病因の解明は急務である。本研究の目的は、BRONJの病因を解明し、治療方法または予防方法を見出すことにあるが、具体的には、1) In vivoによる検索と、2)In vitroによる検索を行い、病因を究明して治療方法開発の糸口を探る。本年度はマウスONJモデルの作製を中心に行い、BP製剤(Zometa)と各種抗がん剤により、複数のONJモデル作製に成功した。この中で申請者は、1)ONJの発生頻度は、抗がん剤濃度依存性に高くなること、2)抗がん剤の種類により、ONJの発生頻度が異なること、ならびに3)抗がん剤の種類によりONJ領域の広がり方が異なることを明らかにした。実験の詳細に関しては、VC(コントロール群)n=10、ZA(BP製剤群)n=各10、抗がん剤A(濃度は3種類)n=各10、ZA+抗がん剤A(濃度は3種類)n=各10、抗がん剤B(濃度は3種類)n=各10、ZA+抗がん剤B(濃度は3種類)各n=10、の合計140の検体を採取済みであり、組織検索に向けて脱灰は既に完了し、MicroCT撮影も既に終了している。BRONJは通常の歯科治療を妨げ、患者のQOLを著しく低下させることから、病因の解明は急務であるため、本研究の目的は、BRONJの病因を解明し、治療方法または予防方法を見出すことにある。現在までの申請者の研究を基盤として、平成26年度には抗がん剤とビスフォスフォネート製剤との併用により、BRONJが100%発現するマウスBRONJモデルを開発した。そして、このマウスBRONJモデルは、使用する抗がん剤の濃度依存性にBRONJを発現する頻度が高くなり、これらには強い相関が認められた。一方申請者は、BRONJモデルの上顎骨(ONJ部位を含む)、脛骨、腓骨、骨髄、脾臓、リンパ節等あらゆる臓器を摘出し、免疫組織学的検索と組織形態学的検索に加え、マイクロCTを使用した3次元的構造解析も行った。その結果、脛骨においては、BP製剤使用群で骨の3次元的構造が優位に変化し、TRAP染色により破骨細胞の活動性が優位に抑制されていたことも確認されたことから、使用したBP製剤は薬剤効果を示していることが確認された。また、抗がん剤の影響を検索すると、骨髄細胞は著しい減少を認め、投与量依存性に細胞の減少量が大きくなっていた。一方で、抜歯窩周辺の組織検索の結果、BRONJ群では、マクロファージが発現する免疫関連の受容体発現が抑制されていることが分かり、その発現抑制は抗がん剤の濃度に依存性に強くなった。以上からBRONJには、免疫応答機構に関与する特定の受容体の発現が減少した結果、免疫応答機構が低下し、治癒不全が惹起されてBRONJとなっている可能性が考えられた。口腔外科学本年度申請者はビスフォスフォネート製剤と抗がん剤の組み合わせでONJモデルを複数作製することに成功し、140の検体を得ている。さらに各検体からは、抜歯部位を含む上顎骨、下顎骨、長管骨、リンパ節、脾臓など多くの臓器が採取され、固定保存、脱灰保存もしくは冷凍保存が完了している。次年度にはこれらすべての臓器の詳細な検索を行い、BRONJの原因を明らかにする予定である。In vitroに関する研究は行われていないため、次年度から着手することになる。

上記のように、本年度はマウスONJモデルを確立したことが最大の研究進捗状況であるため、「おおむね順調に進展している」と判断した。今後の研究の推進方策としてはまず初めに、1)本年度に回収し、種々の薬剤で処理された各種臓器に対する薬剤の影響とONJの関連性を、組織形態学的検索、免疫組織化学的検索、マイクロCT解析(長管骨に対して)、遺伝レベルでの検索、ならびに血液データ解析を行って明らかにする。2)各種薬剤処理された抜歯部位に対して、組織形態学的検索、免疫組織化学的検索、ならびにマイクロCTを用いた3次元的構造解析を行うことにより比較解析する。以上から、ONJの決定的な原因となる所見を免疫異常の観点から追及する。特に免疫組織化学的解析ではリンパ管内皮細胞に焦点を当て、ONJ領域における免疫応答機構がどのような変化を起こしているのかを明らかにする予定である。次いで、上記のin vivoの検索にて免疫応答機構に変化の生じている分子に焦点を当て、培養リンパ管内皮細胞と各種免疫担当細胞を用いたin vitroの検索を行い、各種薬剤存在下における細胞間相互作用を明らかにしていく。本年度に用いた主な薬品は、マウスに使用する各種BP製剤(経口、注射)、複数の抗がん剤、ならびにステロイド剤などであるが、これらは消費期限が短い薬剤であるために使用薬剤の長期保管が困難であり、常に新しい薬剤を必要とする。このため、年度末の薬品購入にあたり、微小な繰越金が発生したと考えられた。繰り越された金額は、In vitroの検索で使用する抗癌剤の購入に充てる。
酸化チタンアナターゼ・バッファー層を用いたビスマス層状構造強誘電体薄膜の界面制御

ビスマス層状構造強誘電体Bi_4Ti_3O_<12>(BIT)は、a軸方向ではP_r=50μC/cm^2,E_c=50kV/cm、c軸方向ではP_r=4μC/cm^2,E_c=4kV/cmの強誘電特性を有する。Pt被覆基板上での薄膜化により、優れた耐疲労特性を示すことから、不揮発性メモリー材料として期待されている。本研究では、成膜法として、有機金属化学蒸着法を採用し、BIT薄膜とPt被覆基板との間に、酸化チタンアナターゼを導入することで、物質拡散を阻止し、良好な強誘電性を得ることを目的とした。最初に、Ti(i-oC_3H_7)_4を用いてPt基板上に、酸化チタンアナターゼ薄膜を形成した。基板温度が350°Cで酸化チタンのアナターゼ相の存在を確認した。この膜は、表面の平坦性に優れ、小さな流径から形成されるエピタキシャル薄膜であることを確認した。次に、Bi(CH_3)_3とTi(i-oC_3H_7)_4を原料として用い、アナターゼ薄膜上にBIT薄膜を形成した。Pt基板上に直接形成した場合よりも、Tiの組成はやや過剰になっていた。これは、アナターゼのTiがBIT薄膜形成時の初期核的役割を果たしていることを示唆している。アナターゼ薄膜上に形成したBIT薄膜は、a,b軸への配向性を示し、表面は小さな流径から形成され、Pt基板との界面も良好であった。BITとTiO_2薄膜の合計膜厚を400nmに固定し、各層比を変えたとき、BIT:TiO_2=15:1のとき最も強いa軸配向性を示し、角型比に優れたヒステリシス特性を得ることができた。そのとき、BIT薄膜は、P_r=42μC/cm^2,E_c=150kV/cmの強誘電性を示した。比誘電率は、バルク値と一致するε=160であった。かつ、Pt基板上に直接形成した場合よりもリーク電流の影響が低く抑えられ、10^<-7>A/cm^2の小さなリーク電流を確認した。ビスマス層状構造強誘電体Bi_4Ti_3O_<12>(BIT)は、a軸方向ではP_r=50μC/cm^2,E_c=50kV/cm、c軸方向ではP_r=4μC/cm^2,E_c=4kV/cmの強誘電特性を有することから、不揮発性メモリー材料として期待されている。また、(Bi_2O_2)層に導入された低次元性が分極反転に伴うストレスを緩和するため、Pt被覆基板上で耐疲労特性に優れている。しかし、BIT薄膜とPt被覆基板との間には、物質拡散が生じるため、良好な強誘電性は実現できない。

本研究では、成膜法として、有機金属化学蒸着法を採用し、BIT薄膜とPt被覆基板との間に、酸化チタンアナターゼを導入することで、物質拡散を阻止し、良好な強誘電性を得ることを目的とする。最初に、Ti(i-oC_3H_7)_4を用いてPt基板上に、酸化チタンアナターゼ薄膜を形成した。基板温度が400°C以上で酸化チタンのルチル相とアナターゼ相が混在し、単相のアナターゼ薄膜は得られない。基板温度350°Cにおいて、ルチル相は消え、アナターゼ単相の膜が得られた。この膜は、表面の平坦性に優れ、小さな流径から形成されるエピタキシャルなものであることが確認できた。次に、Bi(CH_3)_3とTi(i-oC_3H_7)_4を原料として用い、アナターゼ薄膜上にBIT薄膜を形成した。Pt基板上に直接形成した場合よりも、Tiの組成はやや過剰になっていた。これは、アナターゼのTiがBIT薄膜形成時の初期核的役割を果たしていることを示唆している。アナターゼ薄膜上に形成したBIT薄膜は、a,b軸への配向性を示し、表面は小さな流径から形成され、Pt基板との界面も良好であった。そのとき、BIT薄膜は、P_r=30μC/cm^2,E_c=150kV/cmの強誘電性を示し、かつ、Pt基板上に直接形成した場合よりもリーク電流の影響が低く抑えられることが確認できた。ビスマス層状構造強誘電体Bi_4Ti_3O_<12>(BIT)は、a軸方向ではP_r=50μC/cm^2,E_c=50kV/cm、c軸方向ではP_r=4μC/cm^2,E_c=4kV/cmの強誘電特性を有する。Pt被覆基板上での薄膜化により、優れた耐疲労特性を示すことから、不揮発性メモリー材料として期待されている。本研究では、成膜法として、有機金属化学蒸着法を採用し、BIT薄膜とPt被覆基板との間に、酸化チタンアナターゼを導入することで、物質拡散を阻止し、良好な強誘電性を得ることを目的とした。基板温度が350°Cで酸化チタンのアナターゼ相の存在を確認した。この膜は、表面の平坦性に優れ、小さな流径から形成されるエピタキシャル薄膜であることを確認した。BITとTiO_2薄膜の合計膜厚を400nmに固定し、各層比を変えたとき、BIT : TiO_2=15:1のとき最も強いa軸配向性を示し、角型比に優れた、ヒステリシス特性を得ることができた。そのとき、BIT薄膜は、P_r=42μC/cm^2,E_c=150kV/cmの強誘電性を示した。比誘電率は`バルク値と一致するε=160であった。かつ、Pt基板上に直接形成した場合よりもリーク電流の影響が低く抑えられ、10^<-7>cm^2の小さなリーク電流を確認した。
成人吃音治療における耳掛け型メトロノーム・耳掛け型DAF装置の有効性

日常生活場面での吃症状の軽減を目指し、成人7事例に対して耳掛け型吃音訓練装置(DAF、メトロノーム)を適用した。その結果、程度の差はあるが、多くの事例において日常場面における非流暢性頻度の低下が観察された。主観的評価は、よく客観的発話データを反映していたが、吃音への否定的態度を有する事例においてはその通りではなかった。7事例の結果から、日常の装置使用は非流暢性の減少のみならず、コミュニケーション能力や生活の質の改善に有効であること、装置の有効性には、1)装置の使用頻度、2)吃音への態度が関与する可能性が示唆された。本研究の目的は、日常場面で使用可能な耳掛型メトロノーム・耳掛け型DAF装置を、成人吃音者が日常的に装用した際の、装用効果とそれに関連する要因について検討を加えることである。本年度は1.被験者募集、2.基礎(べースライン)データの収集、3.日常場面での装用・発話データ収集、4.装用期間中の評価、5.装用終了後の評価(一部のみ)を行い、各症例の結果から以下のことが示された。(1)数ケ月から1年程度の装用期間を経た後では、訓練場面・日常場面(電話場面)における吃頻度が、装用前に比べ有意に減少した。装用開始前から吃頻度が非常に低かった症例においても、その他の非流暢性(挿入)の大幅な減少が認められた。(2)装置の効果・満足度に関する自己評価は、客観的データ(装用中の吃頻度の変化)をよく反映していたが、吃音を恥ずかしいと思うなどの吃音への否定的態度を有する症例においてはその通りではなかった。(3)装置を毎日15分以上装用し意識的に発話することで、大幅な吃頻度の減少が認められた。13回/週の頻度でかつ1日平均15分以下の場合、吃頻度の減少はわずかであった。(4)装用終了直後において、装置効果のcarry overが、訓練場面・日常場面にて認められた。しかし、装用終了後数ケ月間の電話場面での発話を観察できた2症例については,装用前とほぼ同程度まで,あるいは装用前の3/5程度まで吃頻度の上昇が観察され,完全な長期的carry overは認められなかった.終了直後の効果を長期的に持続させるためには,何らかのフォローアップ体制が必要となる可能性が示唆された.本研究の目的は、日常場面で使用可能な耳掛型メトロノーム・耳掛け型DAF装置を、成人吃音者が日常的に装用した際の、装用効果とそれに関連する要因について検討を加えることである。本年度は1.被験者募集、2.基礎(ベースライン)データの収集、3.使用装置の決定、4.日常場面での装用・発話データ収集、5.面接時のデータ収集、6.装用期間中の評価、7.装用終了後の評価を行い、各症例の結果から以下のことが示された。(1)DAF装置を0msの遅延速度で、すなわち遅延なしの聴覚フィードバックで使用することを希望する症例があった。この症例は現在、継続使用中(3ヶ月)である。(3)昨年度までの症例は、装用終了直後は装用効果のcarry overを示す一方、装用終了から数ケ月後には,装用前とほぼ同程度まで,あるいは装用前の3/5程度までの吃頻度の上昇を示し,完全な長期的carry overは認められなかった.本年度新たに加わった軽度の一症例は、装用中に吃音以外の非流暢性が低下し、それが装用終了から半年後も継続していた。この結果から、軽度吃音者に、より装置が有効である可能性が示された。本研究の目的は、日常場面で耳掛型メトロノーム・耳掛け型DAF装置を、成人吃音者が日常的に装用した際の、装用効果とそれに関連する要因について検討を加えることである。本年度は、前年度までに装置の装用を開始している被験者に対し、1.日常場面における発話データの収集、2.面接時のデータ収集、3.装用期間中の評価、4.装用期間終了後の評価を行い、各症例の結果から以下のことが示された。この症例は装用期間中、日常場面での有意な吃音症状の減少を認めなかったにも関わらず、自己評価においては装置の効果を非常に高く評価していた。また、OASES (Overall Assessment of the Speaker's Experience of stuttering)の結果からは、装置の継続的使用後(1年後)は、装用時・非装用時ともに、吃音の問題が軽快化したことが示された。

(2)耳掛け型メトロノームを約2年間装用した症例の評価を行った。装用期間中、日常場面での吃頻度は減少する傾向を示したものの、有意ではなかった。しかし自己評価においては、装置の効果を評価しており、特に発話速度のコントロールに有効であると評価した。WASSP (Wright and Ayre Stuttering Self-Rating Profile)の結果からは、装用により吃音の問題が軽快化したことは認められなかった。(3)本年度評価を行った症例に関しては、装用期間中に有意な吃症状の減少が認められなかったため、当然装用後のcarry overも認められなかった。しかし、自己評価においては、装用前に比して、一定の装用期間後の非装用時は、一部吃音の問題が軽快化していると評価していた。(4)(1)(3)の結果より、装置の継続的使用は、(1)発話速度のコントロールに有効であること、(2)客観的な吃症状の減少に繋がらなくとも、日常のコミュニケーションの問題や生活の質を改善させうること、(3)装用による吃音の問題の軽快化が、装用後も一部持続する可能性があることが示された。