hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
飛び移り型非線形動吸振器に関する研究

飛び移り型の非線形ばね特性をもつ動吸振器について,その制振特性を理論的および実験的に明らかにした.得られた結果を要約すると以下の通りである.1.理論的解析対称3次式で表される安定平衡点を二つもつ飛び移り型非線形ばねと粘性ダンパーからなる1自由度系でダンパモデルを考えた.(1)不減衰1自由度系に付加してインパクト自由振動応答を数値解析した.その結果,線形ダンパより制振効果を高めることができる系があること,質量比が大きいほど線形ダンパと較べて衝撃第1波の抑制効果が大きいことを明らかにした.(2)周期外力による強制振動応答においては,線形系のPQ理論による最適化系より効果のある解があるが,その程度はそれほど大きくはないことがわかった.また,質量比が大きくなると効果のあるパラメータ範囲が広がりロバスト性が向上すること,カオス発生がみられたが,必ずしも大きな制振効果には結びつかないことがわかった.2.実験的解析一端をガタをもって固定された板ばねを両側から複数枚重ね合わせ,中央に質量を取り付けた後たわませた構造の飛び移り型ダンパを作成し,片持はりを利用した1自由度系に付加して実験をおこなった.なお,減衰量を任意には設定できなかったため,最適解の確認までには至らなかった(1)インパクト自由振動応答を求めた結果,モデルによる数値解析と概略同等な応答を得て,制振効果を確認した.(2)不つりあいを用いた強制実験でもダンパの制振効果を確認することができた.振動抑制効果はかなりロバスト性があり,また効果が現れている領域でカオス振動が起こっていることを確認した.以上により本ダンパは主に衝撃を受ける場合の自由振動抑制に有効なダンパであるといえる.なお,実用的にはダンパ構造の検討がさらに必要であると思われる.飛び移り型の非線形ばね特性をもつ動吸振器について,その制振特性を理論的および実験的に明らかにした.得られた結果を要約すると以下の通りである.1.理論的解析対称3次式で表される安定平衡点を二つもつ飛び移り型非線形ばねと粘性ダンパーからなる1自由度系でダンパモデルを考えた.(1)不減衰1自由度系に付加してインパクト自由振動応答を数値解析した.その結果,線形ダンパより制振効果を高めることができる系があること,質量比が大きいほど線形ダンパと較べて衝撃第1波の抑制効果が大きいことを明らかにした.(2)周期外力による強制振動応答においては,線形系のPQ理論による最適化系より効果のある解があるが,その程度はそれほど大きくはないことがわかった.また,質量比が大きくなると効果のあるパラメータ範囲が広がりロバスト性が向上すること,カオス発生がみられたが,必ずしも大きな制振効果には結びつかないことがわかった.2.実験的解析一端をガタをもって固定された板ばねを両側から複数枚重ね合わせ,中央に質量を取り付けた後たわませた構造の飛び移り型ダンパを作成し,片持はりを利用した1自由度系に付加して実験をおこなった.なお,減衰量を任意には設定できなかったため,最適解の確認までには至らなかった(1)インパクト自由振動応答を求めた結果,モデルによる数値解析と概略同等な応答を得て,制振効果を確認した.(2)不つりあいを用いた強制実験でもダンパの制振効果を確認することができた.振動抑制効果はかなりロバスト性があり,また効果が現れている領域でカオス振動が起こっていることを確認した.以上により本ダンパは主に衝撃を受ける場合の自由振動抑制に有効なダンパであるといえる.なお,実用的にはダンパ構造の検討がさらに必要であると思われる.飛び移り型非線形ダンパーのモデルとして,対称3次式で表される安定平衡点を二つもつ飛び移り型非線形ばねと粘性ダンパーからなる1自由度系を考え,不減衰線形1自由度系および自励振動系にこれを付加した2自由度モデルを用いて飛び移り型非線形ダンパーの制振特性について数値解析を行った結果以下の知見を得た.1.1自由度系にダンパを付加した系のインパクト自由振動応答インパクト加振を受ける場合,負の平衡点にダンパの質点を置くことにより線形ダンパより制振効果を高めることができることが明らかになった.特に質量比が大きい場合に衝撃第一波の振幅抑制効果が線形の場合より良好となることがわかった.2.1自由度系にダンパを付加した系の強制振動応答線形系のPQ理論最適解より効果がある解があることが明らかになった.質量比が大きくなると効果のあるパラメータ範囲が広がり,ロバスト性が向上すること,カオス発生がみられたが,カオス発生が必ずしも制振効果の向上にはつながらないことなどがわかった.3.自励振動系にダンパを付加した系の応答線形ダンパを付加した場合よりパラメータの広い範囲で制振効果がみられた.昨年度の理論的検討に引き続き実験的検討を行った.結果は以下の通りである.1.一端をガタをもって固定された片側4枚の板ばねを両側から重ね合わせ,中央に質量を取り付けた後,たわませた構造の飛び移りダンパを作成した.まず,ダンパの静的剛性および平衡点での固有振動数からモデル化を行った.次に主系として片持ちはりを1自由度系とみなし,これにダンパを取り付け,インパクト加振による自由振動実験および不つりあいモータによる強制加振実験を行った.なお,減衰特性を理論解析通りに設定することは困難であったので,最適解の確認までには至らなかった.

2.自由振動実験では理論モデルによるシミュレーションと概略同様な応答を得て,制振効果を確認した.ただし,大衝撃力の場合ではモデル化の問題もあるが,解析結果よりも初期段階で振動抑制効果がより顕著にみられた例があった.3.強制実験でもダンパの制振効果を確認することができた.また,振動抑制効果が現れている領域でカオス振動が起こっていることを確認した.以上により,最適解の確認までには至らなかったが実験的にも本ダンパの制振効果を確認した.
顕微鏡下複屈折測定の高分解能化と3次元化による組織内細胞の収縮力計測法の開発

本研究の目的は,細胞内部の収縮力を分解能よく3次元で測る手法の開発である.これにより,細胞内力の胚発生への影響や,外力の細胞内部への伝播等を解明するツールを提供することを目指している.現状では,生体組織内のような細胞の生理環境下で,また細胞内部の収縮力を計測する方法がない.我々は,光弾性を用いた収縮力計測を提案している.光弾性では引張方向の物質の屈折率が変わるため,力変化がリタデーション変化として計測できると考えた.そこで,生細胞の複屈折を計測したところ,リタデーションの発生個所がストレスファイバであり,細胞の収縮力の増減に合わせてリタデーションが増減することを確認し,この成果を報告した.しかし,これまでは細胞単位でリタデーションを計測してきたため,リタデーションが力変化によるものなのか,力を発生させるストレスファイバ量によるものなのかを決定できなかった.そこで,まずストレスファイバの量変化要因を取り除き,リタデーション変化が力変化に依存していることを明らかにした.しかし,現状では,この手法の計測分解能は細胞内の力分布計測には不十分であり,また2次元的な情報しか得られていない.そこで,計測分解能を向上させ,また2次元から3次元に計測を拡張する手法を確立することを目指した.当初は,画像処理による手法を計画していたが,その手法では実現困難であるとの結論に至った.そこで,観察光学系にピンホールを設けて,ピント面のあった像のみから複屈折量を計測する顕微鏡を開発することに取り組み始めた.そのため顕微鏡を設計し,仕様を決定した.今後は,まず装置全体を組み立て,光軸合わせを行って,装置の完成を目指す.その後,3次元的にリタデーションが既知である試料により,3次元計測の有効性を評価する予定である.当初計画した内容では研究目的達成が難しいと判断し,研究計画を変更したため.また,顕微鏡の仕様策定に予想より時間を要しているため.研究計画よりは遅れているものの,仕様策定で大きく間違うことは,手戻りが大きくなるため,慎重に仕様策定を行う.本研究の目的は,細胞内部の収縮力を分解能よく3次元で測る手法の開発である.これにより,細胞内力の胚発生への影響や,外力の細胞内部への伝播等を解明するツールを提供することを目指している.現状では,生体組織内のような細胞の生理環境下で,また細胞内部の収縮力を計測する方法がない.我々は,光弾性を用いた収縮力計測を提案している.光弾性では引張方向の物質の屈折率が変わるため,力変化がリタデーション変化として計測できると考えた.そこで,生細胞の複屈折を計測したところ,リタデーションの発生個所がストレスファイバであり,細胞の収縮力の増減に合わせてリタデーションが増減することを確認し,この成果を報告した.しかし,これまでは細胞単位でリタデーションを計測してきたため,リタデーションが力変化によるものなのか,力を発生させるストレスファイバ量によるものなのかを決定できなかった.そこで,まずストレスファイバの量変化要因を取り除き,リタデーション変化が力変化に依存していることを明らかにした.しかし,現状では,この手法の計測分解能は細胞内の力分布計測には不十分であり,また2次元的な情報しか得られていない.そこで,計測分解能を向上させ,また2次元から3次元に計測を拡張する手法を確立することを目指した.当初は,画像処理による手法を計画していたが,その手法では実現困難であるとの結論に至った.そこで,観察光学系にピンホールを設けて,ピント面のあった像のみから複屈折量を計測する顕微鏡を開発することに取り組み始めた.そのため顕微鏡を設計し,仕様を決定した.今後は,まず装置全体を組み立て,光軸合わせを行って,装置の完成を目指す.その後,3次元的にリタデーションが既知である試料により,3次元計測の有効性を評価する予定である.当初計画した内容では研究目的達成が難しいと判断し,研究計画を変更したため.また,顕微鏡の仕様策定に予想より時間を要しているため.研究計画よりは遅れているものの,仕様策定で大きく間違うことは,手戻りが大きくなるため,慎重に仕様策定を行う.研究推進方針を変更し,必要な研究装置を変更したため,仕様策定がやや遅れており,そのために,必要備品の手配が遅れているため.
肝臓外科における門脈・下大静脈再建に関する若干の実験的研究

本研究では(1)ビーグル犬を用いて肝切除と門脈あるいは下大静脈合併切除再建を行い、門脈、下大静脈に挿入した代用血管を経時的に観察し、同種血管、人工血管について閉塞などの病態について肝切除の影響を比較検討すること、(2)また予想される早期閉塞については、人工血管を内皮化し、その有用性を検討すること、(3)さらにグラフト上の内皮細胞に肝細胞増殖因子(HGF)遺伝子を導入し、HGFの肝細胞増殖、細胞傷害抑制、細胞外マトリックス融解、血管新生などの作用を期待して肝切除後の肝再生促進効果をみるとともにグラフト開存や内膜肥厚、側副血行に対する効果を観察すること、を目的として実験的研究を計画したが、平成13年度はHGFアデノウイルスベクターの大量調整を行い、イヌ頚静脈より採取した内皮細胞にHGFアデノウイルスベクターを感染させ、ベクター濃度による細胞毒性と蛋白発現をみて至適濃度を検討したところ、至適濃度としては細胞1個あたり50PFUであると結論された。平成14年度は内皮細胞の培養とともにHGFアデノウイルスベクターの大量調整を行い、グラフトの内皮化を行い、肝右葉とともに下大静脈を切除し、内皮化したグラフトで置換した。5頭のビーグル犬を用いて行ったが、2頭生存したが、3頭は1週以内に死亡した。死因は過大侵襲、出血で、生存した2頭を4週後に犠死させ、肝の再生とグラフトを観察したが、グラフト上に内皮細胞は存在し、血栓の付着はみられなかった。また、肝の再生については内皮化しないグラフト(4頭)と比べても著変はなかった。経過中、術後3,7,10,14日に血中のHGFを測定したが、感度以下で測定できなかった。グラフト上の内皮細胞だけにHGF遺伝子を導入しても活性を示す遺伝子発現量には至らないのではないかと推察された。本研究では(1)ビーグル犬を用いて肝切除と門脈あるいは下大静脈合併切除再建を行い、門脈、下大静脈に挿入した代用血管を経時的に観察し、同種血管、人工血管について閉塞などの病態について肝切除の影響を比較検討すること、(2)また予想される早期閉塞については、人工血管を内皮化し、その有用性を検討すること、(3)さらにグラフト上の内皮細胞に肝細胞増殖因子(HGF)遺伝子を導入し、HGFの肝細胞増殖、細胞傷害抑制、細胞外マトリックス融解、血管新生などの作用を期待して肝切除後の肝再生促進効果をみるとともにグラフト開存や内膜肥厚、側副血行に対する効果を観察すること、を目的として実験的研究を計画したが、平成13年度はHGFアデノウイルスベクターの大量調整を行い、イヌ頚静脈より採取した内皮細胞にHGFアデノウイルスベクターを感染させ、ベクター濃度による細胞毒性と蛋白発現をみて至適濃度を検討したところ、1x10^6の内皮細胞に対して1x10^7PFUから5x10^7PFUまでは培養上清中の蛋白濃度増加が見られたが、1x10^8PFUでは5x10^7PFUより蛋白濃度の減少がみられた。また、細胞数は1x10^7PFUから1x10^8PFUまで漸減し、至適濃度としては細胞1個あたり50PFUであると結論された。今後は人工血管の内皮化と下大静脈合併切除肝臓切除後のHGF遺伝子を導入した内皮化人工血管による下大静脈再建の効果について検討していく。

本研究では(1)ビーグル犬を用いて肝切除と門脈あるいは下大静脈合併切除再建を行い、門脈、下大静脈に挿入した代用血管を経時的に観察し、同種血管、人工血管について閉塞などの病態について肝切除の影響を比較検討すること、(2)また予想される早期閉塞については、人工血管を内皮化し、その有用性を検討すること、(3)さらにグラフト上の内皮細胞に肝細胞増殖因子(HGF)遺伝子を導入し、HGFの肝細胞増殖、細胞傷害抑制、細胞外マトリックス融解、血管新生などの作用を期待して肝切除後の肝再生促進効果をみるとともにグラフト開存や内膜肥厚、側副血行に対する効果を観察すること、を目的として実験的研究を計画したが、平成14年度は平成13年度の検討で確認したHGFアデノウイルスベクターのイヌ頚静脈内皮細胞に対する至適ベクター濃度としては細胞1個あたり50PFUであることから、まず、内皮細胞の培養とともにHGFアデノウイルスベクターの大量調整を行い、グラフトの内皮化を行い、肝右葉とともに下大静脈を切除し、内皮化したグラフトで置換した。5頭のビーグル犬を用いて行ったが、2頭生存したが、3頭は1週以内に死亡した。死因は過大侵襲、出血で、生存した2頭を4週後に犠死させ、肝の再生とグラフトを観察したが、グラフト上に内皮細胞は存在し、血栓の付着はみられなかった。また、肝の再生については内皮化しないグラフト(4頭)と比べても著変はなかった。経過中、術後3,7,10,14日に血中のHGFを測定したが、感度以下で測定できなかった。グラフト上の内皮細胞だけにHGF遺伝子を導入しても活性を示す遺伝子発現量には至らないのではないかと推察された。
アクチン調節タンパク質ゲルソリンと相互作用する細胞内情報伝達因子のクローニング

細胞運動はアクチンの重合-脱重合による細胞骨格のダイナミックな変動に規定されている。ゲルソリンは、アクチン線維の切断およびその末端の保護、また、重合核形成によるアクチン線維伸長の促進という3つのアクチン重合調節機能を持つ。これらの厳密に調節された両面性の機能を通じてゲルソリンは重合-脱重合という両局面を制御して、細胞運動において重要な役割を担っている。ゲルソリンと相互作用するタンパク質を同定し、解析することで、アクチン細胞骨格再構築の情報伝達系に関与する因子群を見い出し、その分子機構を解明し得ると考えた。ゲルソリンのN末端半分のG1-3、あるいはC末端約100アミノ酸残基を欠失した変異体(C-del)はCa2+イオン非依存性にアクチン線維を切断する。発光オワンクラゲ由来の蛍光タンパク質GFP(Green Fluorescence Protein)との融合タンパク質としてCos7細胞で発現したところ、細胞死が起こった。酵母細胞において、Ca2+イオン非依存性欠失変異体が同様にアクチン線維を切断するならば、Cos7細胞と同様に致死性になると考え、この性質を利用し酵母の生存を指標にする、強力な選別システムを構築し、全タンパク質の数%を占めるアクチンを除外し、かつゲルソリンに相互作用する因子のcDNAを効率良く得ることが可能であると考えた。Two-hybrid systemで用いられるLex AのDNA結合領域を有し、その発現が、ガラクトース添加により誘導可能な発現ベクター(pGlida)に、ゲルソリン欠失変異体cDNAを組み込んで、選別用酵母細胞株(EGY48)に導入した。これらのゲルソリン欠失変異体の発現が酵母に対して致死性であるかどうかを、ランダムに選別した3クローンをガラクトース存在下で培養し検討したところ、予想に反し、酵母細胞は増殖可能であった。LexAには核内移行シグナルがあるため、核内に欠失変異体が蓄積したことで細胞死が起こらなかった可能性を考え、先と同様の誘導可能な発現ベクター(pKO10)にゲルソリン欠失変異体cDNAを組み込み、酵母の増殖検討後、マウス脳cDNAライブラリーを導入して、ゲルソリン結合因子をスクリーニングした。しかし、候補クローンの塩基配列決定した結果、十分な長さのアミノ酸配列を規定する確実な陽性クローンは、現在までのところ得られてない。また、平行して、ゲルソリンのアクチン結合領域をを除去したいくつかのセグメントをBaitに用いて、通常のTwo-hybrid screen-ingを試みたが、先と同様、現時点では確実な陽性クローンが得られていない。
根来寺聖教の基礎的研究―智積院聖教を中心として―

今回の研究によって、真言宗智山派総本山智積院の新文庫に所蔵される約3500点の聖教の書誌データの採取と目録化が完了した。また、新文庫には、豊臣秀吉によって壊滅的な被害にあったとされる根来寺(和歌山県)に由来する聖教が数多く所蔵されていたことから、「根来寺文化圏」の解明に大きく寄与することとなった。さらに、この調査の中から、世界最古の写本や重要文化財の僚巻も発見されるなど、新たな発見もあった。第一に、新義真言宗智山派総本山智積院の聖教を対象とした悉皆調査とデータ公開、また、その成果を踏まえた諸宗交流の実態解明の為にデータベースの構築を目指している。また、関連する他の智山派寺院やの聖教についても調査を行ない、智積院聖教の形成の問題についても考察を行なった。申請時に45函61函と番号付き函以外の2000点の聖教の調査を行なうことを目的とした。本年度は45函50函の書誌データ調書の作成を完了した。また、2000点の所在確認と入力を進行中である。内容的には、新文庫の実態がおおよそながら見えてきたため、新義真言宗智山派の学会(智山勧学会)において調査メンバーによる発表を定期的に行なうなど、所蔵先である智積院との良好な関係と今後の智山派聖教調査の拡大に向けての足掛かりが出来ていることが大きな成果と言える。その他、訓点資料類にも、日本語史研究に有用なものが多く見出され、23年度の成果を踏まえ、論考等の形で次年度以降に公開できる体制が整ってきた。特に、前科研における中世後期聖教の実態解明に加え、訓点資料に基づく中世前期聖教の実態を『訓点語と訓点資料』128輯において公表した。本論考に基づいて、今後の個別聖教の分析が大きく進むものと期待される。ユビキタス環境の整備については、24年5月に情報知識学会での成果報告も予定されており、調査とシステムの構築という2本の柱は順調と言える。但し、新発見や新たな知見が数多く見出され、智積院御当局の御方針とも大きく関わるため、今後の更なる展開考えるため、研究の継続に関する方策を考えることも必要となる。前科研に於いては、申請時確認の61函の他に新たに2500点程度の聖教群が発見されたため、前科研申請時においては確認時の61函全ての調書作成を目指したが、新発見資料の整理作業が新たに加わったために全体の75%程度の調書作成に留まり、残り15函程度の調書作成と新発見資料の所在確認のための略目録作成が一つの柱となった。前科研において15函程度の未調査が残ったが、これは作業の遅延によるものではなく、研究の予想以上の進展に起因するものであったため、智積院御当局よりもその推進のご許可を頂き、今回の科研によって、数字函全ての調書作成の完了と智積院聖教の全体像の把握(全ての所在確認)を完了した。また、データ公開と成果公開のための環境整備については、新文庫聖教の数字函全ての書誌情報等の入力が完了し、公開できる態勢が整った。その結果、智積院御当局では、次期科研内を目処に本科研調査に基づく61函の聖教目録の刊行が決定され、聖教類公開に関する指針の策定、更に、聖教の保全を図る収蔵庫の建設計画も決定された。まさに、本科研が国語学研究を元に成果を積み上げ、社会的還元へと昇華する機会を得たと言える。その結果、御当局より、今後の調査に関する全面的協力と成果公開の為のシンポジウム開催のご許可をいただいた。合わせて、書誌データ等を全て入力し得たため、これらに基づくデータベースの構築が可能となったことも成果と言える。また、画像に関する特殊撮影技術の開発として、凸版印刷の協力を得て、偏角照明撮影による角筆文献資料や白点資料の撮影をも行なった。24年度は智積院(智山書庫)において整理・所在確認と詳細な書誌データの収集を目的とした調書の作成、重点聖教の洗い出しを行なった。この調査は、智積院御当局との連携のもとに合同調査も行ない、調査に際しては、参加調査員12名と助手(アルバイト学生3名5名程度)、年間合計12日(3日×4回)程度の大規模調査と6日(3日×2回)程度の小規模調査とを実施し、書誌的調査と内容に関する調査を実施した。この作業によって、目標とした46函61函までの基本的な調書作成が完成した。これによって、次年度には、これらを含めた智積院聖教第1函61函までの調書点検までもが可能となった。また、数字番号函とは別のいろは文字函の聖教についても、所在確認を目的とした棒目録の作成を完了し、その中の主要聖教の調査が可能な段階に至った。

この調査の進捗状況によって、本科研の当初予定を充分に果たせることが確認され、智積院新文庫における根来寺聖教や中世・新義真言宗聖教の概要を窺うことが可能となったことが成果と言える。また、今年度の成果において特筆すべきことは、『岩波仏教語辞典』においても「幻の書」とまで称され、従来は大谷大学にのみ確認されていた『二障義』について、現存最古本で最善本と考えられる写本を智積院において発見した。この成果については、韓国口訣学会における招聘発表として公にし、高く評価された。これらを踏まえても、智積院聖教の学術的価値の高さが窺える。実績概要に記した通り、申請時の目標函数のうち、3年間の科研の中で1/3を完了し、合わせて、新出2000点の棒目録・所在確認の入力が順調に進行中である。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度の段階で、当初より目標とした46函61函までの基本的な調書作成を完成した。これによって、次年度には、これらを含めた智積院聖教第1函61函までの調書点検までもが可能となった。また、数字番号函とは別のいろは文字函の聖教についても、所在確認を目的とした棒目録の作成を完了し、その中の主要聖教の調査が可能な段階に至った。また、申請時に新資料の発見についても予想をしていた通り、『二障義』等の写本を発見するに至っている。申請の通り、申請時の目標函数のうち、各年次毎に1/3を完了し、合わせて、新出2000点の棒目録・所在確認の入力を行なう。合わせて、成果の公開と研究成果のデータ化を行なう。当初予定をそのまま遂行する。詳細は以下の通り。25年度には智積院(智山書庫)において整理・所在確認と詳細な書誌データの収集を目的とした調書の作成、重点聖教の洗い出しを行なう。調査対象の聖教は、必要に応じてデジタルカメラでの撮影を行ない、データベース化を図る。また、重点聖教については、フィルムカメラによる書影収集も行なう。調査以外に進捗状況の確認や相互の意見交換を行ない、2回程度の研究打ち合わせ会を持つこととする。この作業によって、目標とした46函61函までの全ての詳細目録の完成と調書全ての点検の完了を目指す。その他、智積院における聖教調査に合わせて、関連する聖教群の調査も参考として行なう。また、その他にも関連聖教の調査や、智積院に存する他宗派の聖教の検証として天台系寺院や叡山文庫等における調査も行なう。調書作成、デジタル撮影、データ化については、デジタル機器による特殊撮影も加える。その方策については、文化財修復の関連業者との意見交換等も行なう。また、聖教調査に並行してデータ班による聖教のデジタルアーカイブ化、公開に向けた聖教データベースの構築・血脈データベース構築の為、分担者村川及び和歌山大学システム工学部大学院生を中心としたグループによって、データ入力やシステム開発を進めていく。このグループによって構築されたデータベースやソフトウェアの有効性やユビキタス環境整備のツールとしての有効性の検証として、調査先や諸所における検索やデータ収集等を行なう。この検証結果を分担者が開発グループにフィードバックし、この開発や検証に関する打合会についても2回程度の打合会を行なう。また、本科研による新たに産学連携をも図っていく。以上に基づき、本科研の総括、報告書の作成・刊行を行なう。
メカニカルストレスに対する骨組織応答の分子機構

骨組織への適度のメカニカルストレスの負荷は、骨芽細胞の増殖、分化及び骨基質の産生を誘導し、骨組織のリモデリングに重要な役割を果たすことが知られている。我々は培養骨芽細胞に加えるメカニカルストレスが、骨組織のリモデリング関連のシグナル伝達や遺伝子の発現に与える影響について検討を行ってきた。これまでに、培養骨芽細胞(MC3T3E1細胞)に様々な強度の伸展刺激を負荷し、SAPKシステムの構成因子であるJNK及びp38の活性化に与える影響について検討を行った。その結果、伸展刺激の強度や持続時間によって、JNK及びp38が異なった活性化パターンを示すことを見出した。伸展率12%の場合、刺激開始後5分でJNKとp38の活性化が観察されるが、JNKの活性化は、刺激に伴う細胞外からのCa^<2+>の流入がMAPKKKファミリーの一員であるASK1を活性化し、これが下流のMKK4を活性化することにより誘導されることが示された。しかしながら同時に起こるp38の活性化は、JNKの活性化とは異なる機構によることが示唆された。さらに、伸展率4%の場合にだけ特異的に、刺激開始後120分にp38の活性化が観察されたが、この時、JNKの活性化は見られなかった。これらの結果から、刺激の強度や持続時間の違いによって、異なったパターンで活性化されるJNKやp38の下流で、それぞれ、固有の遺伝子群の転写制御が誘導され、骨組織のリモデリングに様々な影響を与える可能性が示唆された。そこで、この点を検証するためにマイクロアレイを用いて、それぞれの刺激条件下で、JNKやp38の下流でおこる遺伝子発現の変動の網羅的な解析に着手した。これまでの予備的な解析の結果、伸展率12%の刺激開始後5分で観察されるJNKあるいはp38の活性化の下流で発現が誘導される遺伝子群は、相互に大幅に異なっていることが示唆された。メカニカルストレスと骨代謝の間には密接な関連があり、これまでに、骨量維持や骨リモデリングにおいてメカニカルストレスが重要な役割を果たすことが報告されている。その作用機構として、まずメカニカルスト1レスが情報として細胞に受容(メカノセンシング)され、細胞内情報伝達(メカノトランスダクション)を介して、応答反応(メカノリスポンス)が引き起こされると考えられる。ストレス応答シグナル伝達路(SAPKシステム)は、MAPKKK、MAPKKおよびMAPK(JNK及びp38)の3種類のプロテインキナーゼによる連続した三段階のリン酸化反応を基本骨格とする伝達路で、様々な環境ストレスやサイトカインによって活性化され、多彩な生物学的事象を誘導することが知られている。我々はメカニカルストレスが骨芽細胞(MC3T3E1)のSAPKシステムに与える影響及びその生物学的意義について、細胞生物学的な解析を行った。MC3T3E1細胞に様々な強度の伸展刺激を負荷し、SAPKシステムの構成因子であるJNK及びp38のリン酸化(活性化)に与える影響を検討したところ、伸展の刺激の強度(伸展率1-12%)や持続時間(5-120分)によって、異なった活性化パターンを示すことが見出された。伸展率12%の場合、刺激開始後5分でJNKとp38の活性化が観察されるが、JNKの活性化は、刺激に伴う細胞外からのCa^<2+>の流入がMAPKKKファミリーの一員であるASK1を活性化し、これが下流のMKK4を活性化することにより誘導されることが示唆された。一方、p38の活性化の機構は、JNKの活性化の場合とは異なることが示唆された。現在、細胞外Ca^<2+>からASK1の活性化に至るまでのシグナル伝達機構と、p38の活性化機構及びJNKやp38活性の下流で引き起こされる生物学的事象について検討中である。

そこで、この点を検証するためにマイクロアレイを用いて、それぞれの刺激条件下で、JNKやp38の下流でおこる遺伝子発現の変動の網羅的な解析に着手した。これまでの予備的な解析の結果、伸展率12%の刺激開始後5分で観察されるJNKあるいはp38の活性化の下流で発現が誘導される遺伝子群は、相互に大幅に異なっていることが示唆された。
遺伝子導入脂肪組織由来幹細胞による骨髄細胞動員を介した骨延長部仮骨形成促進

頭蓋顎顔面変形症に対して仮骨延長法が普及しつつある。しかし、現在でも後戻りが問題で、仮骨形成を促進する方法が求められている。我々はこの問題を解決するために皮下脂肪組織中の細胞移植が有用と考えている。皮下組織から採取できる脂肪組織由来幹細胞、天井培養由来前駆脂肪細胞を比較すると、両者とも骨分化能を持つ点では一致していた。しかし、DNAエピジェネティクスレベルでみると両者には差違が存在し天井培養由来前駆脂肪細胞の方が骨分化をしやすい傾向にあることを明らかにした。一方で仮骨形成に重要である血管新生に関してDNAエピジェネティクスは差がなかった。これらの差違は遺伝子導入を行う際に重要と考えられた。治癒力が低下した組織では組織再生に必要な幹細胞や前駆細胞が不足している場合があり、外在性幹細胞の移植が有効である。幹細胞移植を用いた再生医療において、幹細胞自身の分化以外に、幹細胞が分泌する多彩なサイトカインが組織再構築に重要な役割を果たしている可能性が近年注目されている。本研究の目的は、仮骨形成部に移植した脂肪組織由来幹細胞のサイトカインが骨髄由来幹細胞に与える影響を明らかにし、特定のサイトカイン分泌能を遺伝子導入で強化した強化型脂肪組織由来幹細胞移植による仮骨形成促進法を確立することである。頭蓋顎顔面変形症に対して、申請者らが世界に先駆けて行ってきた仮骨延長法が普及しつつある。仮骨延長法は、細胞生物学的には緩徐持続的な伸展刺激により、軟部組織を含む細胞増殖と細胞外基質産生による組織の統合再生が行われる、という特徴を持つ(Lee, Bone, 2009)。しかし、現在でも仮骨形成不全により、長い保定期間と延長後の後戻りが問題で、患者は複数回の手術を受けることがあり、仮骨形成を促進する方法が求められている。脂肪細胞は移植ドナーとして皮下に豊富に存在するため応用可能性が高い。ヒト腹部皮下脂肪細胞から分離した天井培養脂肪細胞のサイトカイン分泌能を測定したところVEGF, MMPを多量に分泌できた。すなわち脂肪細胞は単離後もサイトカイン等の分泌能が高く、組織血管新生や組織統合性の向上に有用である可能性が示唆された。また、天井培養脂肪細胞の骨分化能を測定したところ脂肪幹細胞と同等かそれ以上の骨分化能を有し、骨欠損部への移植に際して、自身が骨分化能を示すという可能性が示唆された。良好な骨再生が行われるためには、豊富な血流の他に骨芽細胞やその他の骨再生に関連する細胞が潤沢に存在し、協調的に働くことが必須である。しかし、実臨床においては血流が乏しいうえに骨再生に関与する細胞の供給がほとんど得られないような場面にしばしば遭遇する。頭蓋縫合早期癒合症や上顎劣成長などに対して近年、骨延長術が行われるようになった。骨延長術は1日当たり1mm以下の緩徐な速度で骨切り部に延長刺激を加えることで仮骨形成を促す方法で同時に軟部組織の伸展も得られる優れた方法である。しかし、しばしばその効果を十分に発揮することを妨げる要素が存在する。その一つは、多くの患者で複数回の手術歴があることである。手術部位は瘢痕化し血流や骨再生の基となる細胞に乏しい。このような状況下で骨延長術の効果を得るためには、血管新生や骨再生を促す外来因子の導入が必要であると我々は考えた。近年、皮下脂肪組織から簡便に幹細胞(ADSC)が得られることが明らかになり、再生医療への応用が期待されている。細胞自身の骨分化を促す内因性の核内転写因子RUNX2発現はADSCが脂肪細胞より高かった。一方で骨誘導を促すBMP発現はADSCで脂肪細胞より低かった。すなわち、ADSC移植により骨誘導を促進する場合に周囲にある細胞の骨分化を促進するという点はBMPをなんらかの方法で補充することが必要と考えられ、その一つとして遺伝子導入が考えられた。組織再生に必須である血管内皮増殖因子VEGFの発現はADSCでは脂肪細胞より低く増強が必要な因子の一つと考えられた。すなわち、ADSCは皮下脂肪から低侵襲で大量に得られるため骨再生のための幹細胞として極めて有力な候補の一つであるが、最適の骨再生を促すためには細胞特性に応じた骨再生因子補充が望ましいと考えられた。脂肪組織由来幹細胞や対照となる天井培養由来増殖性脂肪細胞が分離できるようになったが骨再生因子に関する細胞レベルでの解析に時間を要した。そのため、多量の細胞を要する動物モデルを用いた細胞移植実験を行うにはさらに準備を要するため。頭蓋顎顔面領域の骨延長術においては複数回の手術既往により骨再生能が低下していることが多い。これは骨芽細胞や新生血管の元となる幹細胞が不足していることや、骨新生、血管新生を誘導する物質を分泌する細胞が不足していることの両方が原因と考えられる。このような状態に対して細胞移植治療が有効である。我々は遺伝子導入移植細胞として脂肪組織をコラゲナーゼ処理の後、遠心した沈殿分画から得られる脂肪組織由来幹細胞(ASCs)と浮遊分画を天井培養して得られる天井培養由来前脂肪細胞(ccdPAs)を有力な候補と考えている。我々はこれまでASCsとccdPAsとの間には脂肪分化能、骨分化能、分泌能に違いがありその違いが継代を超えて受け継がれることを明らかにしてきた。しかし、何がその違いをもたらしているかは明らかではなかった。我々はこれらの違いをもたらすメカニズムとしてエピジェネティック修飾を考えた。

エピジェネティクスはDNA配列変化に因らない発現調節である。DNAメチル化はシトシンのピリミジン環5位炭素原子に結合した水素がメチル基(CH3)に置き換わることである。DNA内でシトシン(cytosine, C)とグアニン(Guanine, G)がホスホジエステル結合(phosphodiester bond, p)で並んだ部位をCpGサイトと呼ぶ。CpGサイトのシトシンがメチル化された場合、DNAを鋳型としてRNAを合成する段階である転写(transcription)が抑制されることが知られている。バイサルファイトシーケンスによる高解像度メチル化解析で骨分化関連遺伝子RUNX2, ATF4, BGLAPにおいてASCsと比べてccdPAsのメチル化率が有意に低いCpGサイトが存在することが明らかになった。エピジェネティクス解析の導入により細胞性質の予測がしやすくなったため。仮骨延長法は、細胞生物学的には緩徐持続的な伸展刺激により、軟部組織を含む細胞増殖と細胞外基質産生による組織の統合再生が行われる、という特徴を持つ。しかし、現在でも仮骨形成不全により、長い保定期間と延長後の後戻りが問題で、患者は複数回の手術を受けることがあり、仮骨形成促進する方法が求められている。骨再生中の組織では、骨芽細胞、血管内皮細胞などを迅速大量に供給することが良好な治癒機転に重要で、それらの供給源として局在性幹細胞や前駆細胞の増殖分化が期待される。しかし、しばしば骨延長術では以前の手術による瘢痕化で延長部の局在性の再生細胞群の減少により組織再生力が不足した状態にある。このような創傷治癒力が低下した状態においては、外在性幹細胞の導入の重要性が指摘されている。我々は外来性幹細胞の供給源として皮下脂肪組織由来細胞が有力であると考えている。皮下組織は安全にかつ大量に移植様細胞を採取できるため再生医療の細胞供給源として有望視されている。しかし、皮下脂肪組織由来細胞の有用性は脂肪移植や脂肪分化の観点での研究が多く、一方、骨再生に関連した研究は数少なく、不明点が多かった。我々はこれまでに脂肪組織由来幹細胞、天井培養細胞ともに骨分化能を持つことを明らかにしてきた。しかし、生体への細胞移植治療においては、移植細胞が想定とは異なる細胞に分化するリスクも考慮する必要がある。そこで、血管内皮細胞、軟骨細胞、筋芽細胞への分化遺伝子についてDNAメチル化を測定した。血管内皮細胞分化のレギュレーターであるVEZF遺伝子プロモーター領域には4つのCpGサイトが存在し、ccdPA,ASC間にメチル化率の差はみられなかった。また、軟骨細胞分化、筋芽脂肪分化それぞれのマスターレギュレーターであるSOX9,MyoDにも差がなかった。頭蓋顎顔面変形症に対して仮骨延長法が普及しつつある。しかし、現在でも後戻りが問題で、仮骨形成を促進する方法が求められている。我々はこの問題を解決するために皮下脂肪組織中の細胞移植が有用と考えている。皮下組織から採取できる脂肪組織由来幹細胞、天井培養由来前駆脂肪細胞を比較すると、両者とも骨分化能を持つ点では一致していた。
赤血球酵素異常症の診断,分子異常の同定ならびに細胞レベルでの溶血機序の解明

国内並びに海外の諸施設より依頼された遺伝性非球状性溶血性貧血症例117例につい七検索し、グルコース-6-リン酸脱水素酵素(G6PD)異常症16例、ピルビン酸キナーゼ(PK)異常症7例、ホスホフルクトキナーゼ異常症1例、並びにホスホグリセリンキナーゼ異常症1例を新たに発見した。分子異常の同定に関しては、日本人PK異常症5家系の解析を行い、3種の変異(664-6 ins GAC、1468T、1436A)を決定した。更に韓国人PK異常症男児の解析を行い、新規の変異である1231Aのホモ接合体であることを明らかにした。本例は韓国人症例で初めて分子異常が同定されたPK異常症である。G6PDA^-は黒人で頻度が高い変異酵素で、感染、酸化的薬剤の服用やfava beanの摂取により急性溶血発作を来す。G6PD A^-の分子異常は376 A→G(Asn26Asp)単独、ないし202 G→A(Val68Met)、680 G→T(Arg227Leu)、又は968 T→C(Leu323Por)の重複変異によることが明らかになっている。われわれは3歳の日本人男児で、Hb 9.6g/dl、網赤血球2.9%、間接ビリルビン3.9mg/dlと急性溶血発作を来したG6PD異常症症例(G6PDAsahi)を発見した。遺伝子解析の結果、G6PD Asahiの分子異常は202 G→A(Val68Met)であり、この変異単独でも急性溶血発作を来すことを明らかにした。PK異常赤血球の細胞レベルでの機能解析に関しては、シリコン単結晶基盤に微細な溝(マイクロチャネル)のアレイの作製は6μmまでが技術的に限界で、より生理的な条件である2、3ないし4μmの溝のアレイの作製が出来なかった。従って、PK異常モデルマウス赤血球とgenetic rescueしたマウス赤血球、並びにヒト正常赤血球とPK異常症患者赤血球との間で赤血球変形能の違いを見出すことは出来なかった。われわれは国内の諸施設より依頼された原因不明の遺伝性非球状性溶血性貧血76症例を検索し、グルコース-6-リン酸脱水素酵素(G6PD)異常症9例とピルビン酸キナーゼ(PK)異常症2例を診断した。新たに発見したPK異常症やG6PD異常症などについて遺伝子解析を行った。症例1はPK異常症を父に持つ例であるが、遺伝子解析の結果、父親由来の三塩基挿入(664-6 ins GAC)のへテロ接合体であった。症例2は新生児期に早期黄疸と溶血性貧血を認めたが、本例はPK異常症々例(1468T/664-6 ins GAC)の弟で、ミスセンス変異1468T(490Arg→Trp)のへテロ接合体であった。症例36の4家系も1468Tのヘテロ接合体であった。以上の6家系については、他のアリルにはエクソンおよびエクソン-イントロン境界領域に変異は存在しなかった。

従来より1468Tのへテロ接合体は溶血性貧血を発症する例が知られており、今回明らかになった664-6 ins GACや1468Tなどの遺伝子変異は、ヘテロ接合体でも溶血性貧血の原因となりうることが示唆された。症例7は1436A(479Arg→His)のホモ接合体で、この変異はエクソン10の3'末端に生じ、スプライシング異常も併せ引き起こすことから、重症の溶血性貧血を惹起すると考えられる。更に、英国人PK異常症6家系についても解析し、3種の新規の変異を同定した。中央ヨーロッパのPK遺伝子で最も頻度の高い変異である1529A(510Arg→Gln)は12アリル中5アリルに同定され、この変異は英国人集団でも頻度が高いことが明らかになった。国内並びに海外の諸施設より依頼された遺伝性非球状性溶血性貧血症例49例について検索し、グルコース-6-リン酸脱水素酵素(G6PD)異常症9例とホスホグリセリンキナーゼ異常症1例を新たに発見した。ピルビン酸キナーゼ(PK)異常症の分子異常の同定に関しては韓国人症例を解析した。症例は6歳の男児で、新生児期に重症貧血と黄疸により交換輸血を受けているHb 6.0g/dl、網赤血球5.5%、血清総ビリルビン4.7mg/dlで、46週毎に赤血球輸血を受けてる。遺伝子解析により1231A(Gly411Ser)変異が明らかになった。家系調査では発端者は1231Aに関してホモ接合体、両親および妹はヘテロ接合体であることが明らかになった。本例は韓国人症例では初めて分子異常が同定されたPK異常症であり、1231Aは現在までに報告の無い新規の変異である。G6PD Aは黒人で頻度が高い変異酵素で、感染、酸化的薬剤の服用やfava beanの摂取により急性溶血発作を来す。G6PD Aの分子異常は376A→G(Asn26Asp)単独、ないし202G→A(Val68Met)、680G→T(Arg227Leu)、又は968T→C(Leu323Por)の重複変異によることが明らかになっている。われわれは3歳の日本人男児で、Hb 9.6g/dl、網赤血球2.9%、間接ビリルビン3.9mg/dlと急性溶血発作を来したG6PD異常症症例(G6PD Asahi)を発見した。遺伝子解析の結果、G6PD Asahiの分子異常は202G→A(Val68Met)であり、この変異単独でも急性溶血発作を来すことを明らかにした。PK異常赤血球の細胞レベルでの機能解析に関しては、シリコン単結晶基盤に微細な溝(マイクロチャネル)のアレイの作製は6μmまでが技術的に限界で、より生理的な条件である2、3ないし4μmの溝のアレイの作製が出来なかった。従って、PK異常モデルマウス赤血球とgenetic rescueしたマウス赤血球、並びにヒト正常赤血球とPK異常症患者赤血球との間で赤血球変形能の違いを見出すことは出来なかった。
重度痴呆性高齢者とのコミュニケーション促進プログラム作成に向けての基礎研究

本研究の目的は,痴呆性高齢者との「音声」の韻律的特長をいかした「認知症高齢者とのコミュニケーション促進プログラム」を作成し,療養環境音の影響も併せて検討することであった.初年度は,これまでの研究経過から,認知症高齢者との韻律的特徴に着目したコミュニケーションプログラムの可能性について検討するとともに,介護老人福祉施設における療養環境音に注目し,昼夜24時間の騒音実態を調査した.施設の昼間の騒音は,日常生活雑音に混じり,高齢者の大声や日常生活援助に伴うスニーカーの靴底がすれる音,椅子をひく音,テレビの音量など即座に改善可能なものが明らかとなった.さらに,療養環境に流れる音楽の種類と認知症高齢者の生理学的反応の関連を明らかにするための基礎調査として,グループホームを利用する高齢者を対象に調査を実施した.曲の種類の違いによる生理学的反応では,収縮期血圧との関連性が示唆された.今年度は,高齢者の生活歴や性格,好みを重視した「声かけ促進シート」を作成し,これを活用して3ケ月間の介入調査を実施した.介入前後で精神機能評価、日常生活状況,NMスケール,日常苛立ち事を評価した.シート活用後では日常生活状況評価のうち「コミュニケーション」得点が有意に上昇,それ以外の項目に変化は認められなかった.今回対象者2名のうち1名が介入期間に入院となり分析から除外したが,要介護高齢者を対象とした研究では,このような事態を予測することも必要であった.従って「声かけ促進シート」による効果判定は現時点で不可能であるが,今後もコントロール群をおくなどしてデータを追加し検討する予定である.また,このシートの活用効果についての質問紙調査では,全員が有効と回答し,「対象理解につながった」「好みの話題を選んでコミュニケーションが図れた」「ケア場面に活用できそうだ」等の記述が認められた.以上より,言語の韻律的特長や生活歴に配慮した声かけプログラムの有効性は明確とはいえないが,今後も検討する計画である.本研究の目的は,痴呆性高齢者との「音声」の韻律的特長をいかした「認知症高齢者とのコミュニケーション促進プログラム」を作成し,療養環境音の影響も併せて検討することであった.初年度は,これまでの研究経過から,認知症高齢者との韻律的特徴に着目したコミュニケーションプログラムの可能性について検討するとともに,介護老人福祉施設における療養環境音に注目し,昼夜24時間の騒音実態を調査した.施設の昼間の騒音は,日常生活雑音に混じり,高齢者の大声や日常生活援助に伴うスニーカーの靴底がすれる音,椅子をひく音,テレビの音量など即座に改善可能なものが明らかとなった.さらに,療養環境に流れる音楽の種類と認知症高齢者の生理学的反応の関連を明らかにするための基礎調査として,グループホームを利用する高齢者を対象に調査を実施した.曲の種類の違いによる生理学的反応では,収縮期血圧との関連性が示唆された.今年度は,高齢者の生活歴や性格,好みを重視した「声かけ促進シート」を作成し,これを活用して3ケ月間の介入調査を実施した.介入前後で精神機能評価、日常生活状況,NMスケール,日常苛立ち事を評価した.シート活用後では日常生活状況評価のうち「コミュニケーション」得点が有意に上昇,それ以外の項目に変化は認められなかった.今回対象者2名のうち1名が介入期間に入院となり分析から除外したが,要介護高齢者を対象とした研究では,このような事態を予測することも必要であった.従って「声かけ促進シート」による効果判定は現時点で不可能であるが,今後もコントロール群をおくなどしてデータを追加し検討する予定である.また,このシートの活用効果についての質問紙調査では,全員が有効と回答し,「対象理解につながった」「好みの話題を選んでコミュニケーションが図れた」「ケア場面に活用できそうだ」等の記述が認められた.以上より,言語の韻律的特長や生活歴に配慮した声かけプログラムの有効性は明確とはいえないが,今後も検討する計画である.本研究の目的は、痴呆性高齢者とのコミュニケーション場面における声かけ「音声」の韻律的特長に焦点をあてコミュニケーションプログラムを作成するとともに、環境音の影響をあわせて検討することである。本研究は、本学の人間を対象とする倫理委員会にて承認を得、今年度は、コミュニケーションプログラム作成のための基礎研究として騒音調査と高齢者の反応・行動の関連および音楽の種類と収縮期血圧の関連について調査を実施した。1.コミュニケーションプログラムの作成のための基礎研究高齢者には、なじみある呼称、声かけの高さや抑揚に好みがあり、それらを配慮した声かけプランが高齢者の生活の質に影響する可能性を論文にまとめ、プログラムを検討中である。2.療養環境音(騒音)と高齢者の反応・行動との関連グループホームと介護老人福祉施設における24時間等価騒音レベルの平均は、順に昼間58dB、60dB、夜間50dB、50dBであった。80dB以上の突発音は移動を伴う食事や排泄誘導時間帯に集中していた。高齢者の行動観察と騒音レベルをあわせて評価すると、重度の者では騒音とは関係なく居眠りし、声かけにより一時的に覚醒していたが、中等度の者では、騒音の高まりとともに興奮し、テーブルをたたく、大声を出す等の反応が認められた。3.音楽の種類と収縮期血圧の関連平均年齢81歳の軽度から中等度痴呆性高齢者5名に、3種類の音楽を再生しながら、血圧測定、各曲の印象についてSD法で調査を実施した。血圧変動では、音楽介入・終了後で収縮期血圧に変動が認められ、心拍数は変化しなかった。

SD法では、クラシックと唱歌で快、好きの得点が高くなり、収縮期血圧の変動との連動が示唆された。平成17年度は、調査の補完をするとともに初年度の結果に基づき、具体的なコミュニケーションプログラムの作成、環境音への介入を実施し、評価をする予定である。本研究の目的は,痴呆性高齢者との「音声」の韻律的特長をいかした「認知症高齢者とのコミュニケーション促進プログラム」を作成し,療養環境音の影響も併せて検討することであった.初年度は,これまでの研究経過から,認知症高齢者との韻律的特徴に着目したコミュニケーションプログラムの可能性について検討するとともに,介護老人福祉施設における療養環境音に注目し,グループホームおよび介護老人福祉施設内の昼夜24時間の騒音実態を調査した.施設の昼間の騒音は,日常生活雑音に混じり,高齢者の大声や日常生活援助に伴うスニーカーの靴底がすれる音,椅子をひく音,テレビの音量など即座に改善可能なものが明らかとなった.さらに,療養環境に流れる音楽の種類と認知症高齢者の生理学的反応の関連を明らかにするための基礎調査として,グループホームを利用する高齢者を対象に調査を実施した.曲の種類の違いによる生理学的反応では,収縮期血圧との関連性が示唆された.今年度は,高齢者の生活歴や性格,好みを重視した「声かけ促進シート」を作成し,これを活用して3ケ月間の介入調査を実施した.介入前後で精神機能評価、日常生活状況,NMスケール,日常苛立ち事を評価した.シート活用後では日常生活状況評価のうち「コミュニケーション」得点が有意に上昇,それ以外の項目に変化は認められなかった.今回対象者2名のうち1名が介入期間に入院となり分析から除外したが,要介護高齢者を対象とした研究では,このような事態を予測することも必要であった.従って「声かけ促進シート」による効果判定は現時点で不可能であるが,今後もコントロール群をおくなどしてデータを追加し検討する予定である.また,このシートの活用効果についての質問紙調査では,全員が有効と回答し,「対象理解につながった」「好みの話題を選んでコミュニケーションが図れた」「ケア場面に活用できそうだ」等の記述が認められた.以上より,言語の韻律的特長や生活歴に配慮した声かけプログラムの有効性は明確とはいえないが,今後も検討する計画である.
擬似単結晶金属基板を用いたGaN発光素子に関する研究

本研究の目的は巨大グレインを持つ擬似単結晶金属基板に窒化ガリウムを成長し、低消費電力の大面積ディスプレイや電子ペーパー、高効率照明への応用の可能性を実証することである。GaN発光ダイオード(LED)は大面積表示素子や照明素子への応用が検討されてきたが、GaN結晶には(1)価格が高い(2)大面積化が困難等の本質的な問題点があり、実際にこの様な用途には未だ利用が進んでいない。一方、我々は、良く制御された温度勾配条件下で作製した金属板(擬似単結晶金属基板)が数十センチメートルから数メートルにも及ぶグレインサイズを持ち、この上に優れた結晶性を持つ窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム・ガリウム(InGaN)等のIII族窒化物結晶がエピタキシャル成長できることを見出した。擬似単結晶金属基板のグレイインサイズは半導体のキャリアの拡散長と比べて十分に大きいので、擬似単結晶金属基板上にエピタキシャル成長した半導体を用いて発光素子を作製すれば、バルク単結晶素子と同等の性能を持つLEDが低価格かつ大面積で実現できると考えられ、高輝度の低消費電力・軽量・大面積ディスプレーが実現すると予測される。このような金属基板上に高品質半導体の成長を実現するには、(1)金属板の平坦化・清浄化プロセスと(2)界面バッファー層の品質が重要であることが分かった。(1)に関しては、平坦化研磨液のpHを約8.5にコントロールすることや結晶成長装置内で金属表面に還元性のInプラズマを照射することによって、ステップ構造を持った超平坦清浄金属表面を得ることに成功した。また、(2)界面バッファー層に関しては窒素プラズマラジカル源を用いることによって品質の向上を実現した。これらの技術を用いて窒化ガリウムを擬似単結晶金属基板上に成長したところ非常に強いバンド端発光を示す単結晶が実現した。本研究の目的は電磁鋼板と呼ばれる巨大グレインを持つ擬似単結晶鋼板に成長した窒化ガリウムを用いて発光ダイオードを試作し、低消費電力の大面積ディスプレーや電子ペーパー、高効率照明への応用の可能性を実証することである。本提案の研究実施計画は以下の5点に要約できる。(1)擬似単結晶鋼板・窒化ガリウム間の表面処理技術及び界面バッファー層技術の開発(2)擬似単結晶鋼板上へ成長したGaNヘテロエピタキシャル膜の結晶性向上(3)擬似単結晶基板上の表示素子の製造プロセス開発(4)3次元デバイス・シミュレーターを用いた表示デバイス設計(5)擬似単結晶基板上表示素子の試作このうち、平成14年度は(1)のGaN成長用の擬似単結晶表面処理技術及び界面バッファー層技術の開発と(2)の結晶成長技術の開発を研究の中心に据えた。このうち、(1)においては電磁鋼板の成長前酸化膜除去技術として、超高真空中での高温(1000°C)アニールを検討し、電子線回折法によってその有効性を確かめた。この酸化膜の除去メカニズムをX線光電子分光のその場観察によって解析した結果、高温アニールによって電磁鋼板中に含まれる珪素原子が表面に偏析し、この珪素が表面の鉄酸化物を還元し、一酸化珪素として気相に放出されていることを見出した。また(2)に関しては各種バッファー層の性能を試したが、単結晶AlNをターゲットに用いたAlN薄膜の結晶性が非常に高く、また、金属特に鉄原子の拡散に対するバリアー性が高いことを見出した。これは単結晶AlNは不純物濃度が低いため、薄膜の結晶欠陥の密度が低下し金属の拡散定数が低下したためと考えられる。