hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放射能除染に適する電気透析装置とそのイオン交換膜の研究開発

電気透析は、イオン交換膜と電力を利用してイオン性物質を分離する。陰極及び陽極の間に、陽イオンのみを透過させる陽イオン交換膜と陰イオンのみを透過させる陰イオン交換膜を交互に配列し、原水を流しながら、イオンの濃縮された部分(濃縮水)とイオンの希釈された部分(純水)とに分けられる。本研究は、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)フィルムを基材とし、放射線グラフト重合により陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜を合成した。そして電気透析用イオン交換膜として必要な性能(イオン交換容量、電気導電性)を評価した。さらに、セシウム水溶液を模擬溶液として、模擬溶液のセシウムイオン分離効果を検証した。電気透析では、イオン交換膜と電力を利用してイオン性物質を分離できるため、陽極及び陰極の間に、陰イオンのみを透過させる陰イオン交換膜と陽イオンのみを透過させる陽イオン交換膜を交互に配置し、原水を流すことで、イオン性物質が除去できる。電気透析の最も重要な構成部材であるイオン交換膜は、主として化学的な方法で作製されているが、特性などはほとんど明らかにされておらず、十分に実用的なものが得られているとは言い難い。そこで、我々は、高分子フィルムを基材として、放射線グラフト重合を利用することで、様々な陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜を作製し、電気透析用イオン交換膜としての必要性能を評価した。更に、セシウムイオン水溶液を模擬溶液および電極液とする、模擬溶液を用いてセシウムイオン分離効果を評価した。その結果、作製したグラフト型イオン交換膜のイオン性物質の除去速度はイオン交換容量の増加とともに速くなる一方、イオン性物質の最大除去率はイオン交換容量の減少とともに増加することが分かった。また、アニオン交換膜及びカチオン交換膜の合成条件の最適化を行い、10cmx10cmほどの大面積イオン交換膜の合成に成功した。福島原子力発電所の事故により、環境中放射性物質が大量に放出され、その除染作業が急務になっている。汚染水の除染は、蒸発法、イオン交換・吸着法及び電気透析法などが考えられる。我々は、高分子フィルムを基材として、放射線グラフト重合を利用することで、様々な陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜を作製した。また、電気透析用イオン交換膜として必要な性能(イオン交換容量、電気導電性、含水性、イオン透過選択性など)を評価した。更に、0.5N CsNO3水溶液を模擬溶液および電極液として、模擬溶液のセシウムイオン分離効果を評価した。その結果、作製したグラフト型イオン交換膜は、従来イオン交換膜と同様またはそれ以上のセシウム分離性能を有するとともに、従来炭化水素膜より遥かに高い耐久性を持つことが分かった。本研究初年度は、高分子フィルムを基材として、放射線グラフト重合を利用することで、様々な陽イオン交換膜及び陰イオン交換膜を作製し、電気透析用イオン交換膜としての必要性能を評価した。前年度では、セシウムイオンの分離効果に及ぶすイオン交換膜の特性を検討するとともに、アニオン交換膜及びカチオン交換膜の合成条件の最適化を行い、大面積イオン交換膜の合成に成功した。最終年度は、高イオン交換量を持つ膜と低イオン交換容量を持つ膜を組み合わせた電気透析を実施することで、水溶液中のセシウムイオンを高効率で除去できることを確認した。また、電気透析の脱塩、電極室及び濃縮室の寸法を調整することで、システムの電気抵抗を極限にまで低減させることができ、結果的にイオン除去の電流効率を大幅に向上させることに成功した。

さらに、アニオン電解質膜、カチオン電解質膜のイオン交換能の調整や、正・負電荷層を持つ両性荷電ゲル膜を脱塩室に導入することで、高効率電気透析システムの設計が可能になることを明らかにした。複合新領域平成25年度の目標として、アニオン交換膜及びカチオン交換膜の合成条件の最適化をするとともに、大面積を有する膜を大量に合成する。合成したアニオン交換膜とカチオン交換膜を小型電気透過装置にセットし、模擬放射能汚染水及び放射線汚染水を原水として、その除染効果及び経済特性を評価する。膜の合成条件の最適化条件を確立した。また、模擬汚染水を原水としての電気透析条件を行い、エネルギー効率などの経済特性を試算した。平成24年度の目標として、機械強度:>40 MPaの引っ張り強度、>20%の伸び率;安定性:>95°C熱水中500時間の耐熱性、>100 KGyの耐放射線性;イオン伝導性:>0.06S/cm (室温、飽和含水状態);およびイオン選択透過性(輸率): >0.97(Cs+/陽イオン交換膜or I-/陰イオン交換膜)を有するイオン交換膜を合成する。機械強度、安定性及びイオン伝導性を満足するイオン交換膜の合成法を確立した。イオン選択透過性(輸率)については、輸率測定装置が揃わないため、次年度で実施する予定になる。一方、25年度実施予定の電気透析実験については、24年度で実施を行った。その結果作製したグラフト型イオン交換膜は、従来イオン交換膜と同様またはそれ以上のセシウム分離性能を有するとともに、従来炭化水素膜より遥かに高い耐久性を持つことが分かった。今後の研究の推進方策としては、アニオン交換膜及びカチオン交換膜の電気透析実験結果を基に、膜の更なる高機能性を目指す。また、電気透過実験結果をもとに、電気透析装置の構造を最適化する。今後の研究の推進方策としては、膜合成条件の最適化をするとともに、大面積を有する膜を大量に合成する。合成した陰イオン交換膜、陽イオン交換膜を小型電気透析装置へセットし、模擬放射能汚染水及び放射能汚染水を原水として、その除染効果及び経済性を評価する。さらに、電気透析とイオン交換を同時に進行するために、脱塩室にイオン交換材(無機材または有機材、微粒子または繊維形態で)を充填し、その除染効果を評価する。合成されたイオン交換膜の適用性が低い場合には、相応の市販イオン交換膜を用いて電気透析実験を行い、放射能除染に適用する電気透析装置の設計に専念する。代表者は膜の合成、電気透析装置の設計、放射能除染効率を評価する。分担者は核燃料リサイクル処理の経験を生かし、放射能汚染土壌の除染について、熱・化学的方法を検討する。購入した電気化学測定システムが予定価格より低い価格で購入できたこと、及び溶媒や試薬などが予定量より少量で、かつ数社から見積りを行い、より安い価格で入手可能であった。実験に使用する溶媒や試薬、学術調査などに使用する。イオン交換膜の合成に必要な試薬(モノマー、架橋剤、溶剤)、グラフト重合容器及びガラス器具、合成に必要な様々な高分子フィルム基材を購入する。
固体NMR分光法による生体膜表面に局在する細胞内情報伝達システムの分子機構の解析

本年度においては、1)脂質膜の曲率および脂質分子間パッキングに依存する脂質膜上におけるPLC-δ1PHドメインの動的立体構造の変化、および2)脂質膜上におけるPHドメインの立体構造に対する隣接ドメインの影響に関して固体NMR分光法を用いて解析を行い、新たな知見を得た。これまでに、PLC-δ1PHドメインは、脂質膜中のイノシトールリン脂質、PIP_2に結合する際に、脂質膜界面との疎水性相互作用により立体構造変化を生じることが見いだされている。曲率の異なる脂質二重膜および、脂質と類似の化学構造を持つ界面活性剤のミセル中に含まれるPIP_2に結合した状態におけるPHドメインの動的立体構造を固体NMR分光法により解析したところ、高い界面曲率を持つミセルに結合したPHドメインの立体構造は、水溶液中の構造と一致し、脂質膜上で生じるPHドメインの立体構造変化が、平面上の親水層-疎水層界面と蛋白質間の相互作用が存在する時にのみ生じることが見いだされた。また、脂質膜上におけるPHドメインの脂質膜の構造は、界面の曲率に依存して変化することが見いだされた。これらの点は、細胞中の生体膜構造に依存して、PLC-δ1の局在、活性等が脂質膜上における構造に基づいて制御される新たなメカニズムを与えうる点で重要な意義がある。また、脂質膜上におけるPHドメインの動的構造は、隣接するドメインであるEF-handドメインにより大きな影響を受けないことが見いだされ、脂質膜上においても、PHドメインの構造と機能は隣接部位から独立していることが示唆された。イノシトールリン脂質を介する細胞内情報伝達系に関与する膜表在性蛋白質、ホスホリパーゼC-δ1(PLC-δ1)を対象とし,固体NMR分光法を適用することにより,動的な両親媒性界面である脂質膜表面との相互作用から生じる脂質膜結合構造の性質を解析した。PLC-δ1の脂質膜結合ドメインであるPHドメインは,脂質膜への結合により,水溶液中と異なる立体構造をとることが見いだされている。脂質二重膜は巨大な分子複合体であり,その性質は膜の化学組成とともに,その幾何学的な構造に依存して変化する。平面膜に近い表面曲率を持つ多重膜ベシクル(MLV:直径0.1-10 μm)、脂質膜ベシクルとして最も高い曲率を持つスモールユニラメラベシクル(SUV:直径30 nm),界面活性剤ミセル(直径30-40Å)等に含まれる結合基質PIP2に結合した際のPLC-δ1PHドメインの構造に注目し,固体NMR分光法を用い,^13C標識Ala残基を観測することで膜曲率に依存する動的構造変化を解析した。膜の親水-疎水界面と相互作用し,立体構造変化を誘起する両親媒性のa2-ヘリックスは,MLV,SUV表面で脂質膜との相互作用による構造変化を示したが,ミセル表面では水溶液中と同様の構造をとり,脂質膜上における構造変化には,ミセルよりも曲率の低い脂質二重膜構造が必要であることが見いだされた。また,a2-ヘリックスを含むループ部位は膜およびミセル表面の曲率に依存して構造変化を示し,膜上におけるPLC-δ1PHドメインの構造が脂質膜の構造を敏感に反映し,曲率に応じて連続的に変化しうることを示した。これらの知見は,生理的条件下における生体膜の構造変化が膜表面における情報伝達系蛋白質の構造と機能に影響与えることを示すとともに,固体NμR分法による解析が脂質膜構造-蛋白質構造間の相関の解析に有用であることを示している。
生体指標を用いた妊産婦および妊娠前成人女性の栄養改善アプローチの検討

妊娠前成人女性と妊婦に対する効果的な栄養改善アプローチ方法を確立するため、3日間の秤量法食事記録法調査、食物摂取頻度調査票(FFQ)、ボディイメージ調査、尿中Na+濃度測定を実施した。このFFQは妊婦に適用できることを確認したが、痩身願望を改善することも必要であることが示唆された。塩分摂取が低い集団であったことから、生体指標を用いたNaCl摂取量の推定ではさらなる検討が必要であった。現在の日本は少子高齢化社会であり、出生数の増加が課題である。これに加え、低出生体重児が増加傾向にあり、生まれてくる次世代の健康対策も必要である。出生体重の減少の原因には、妊娠前および妊娠中の母親の低栄養等があることから、女性においては出産前からの生活習慣の改善が重要である。そこで本研究では、若年女性の食事評価および栄養改善につながるアプローチ方法を検討することを目的とする。また、若年期の食生活を評価するために、回答時の負荷が少ないツールは重要である。国内では中高年者を対象として開発され、妥当性や再現性が検証された食物摂取頻度調査票(FFQ)はあるが、若年女性を対象としたFFQは多くない。そこで本年度は、若年女性129名(平均年齢20.3歳)を対象として47項目からなる既存のFFQを実施し、3日間の秤量法食事記録調査法(DR)とFFQの比較妥当性を検討した。この結果、DRによる3日間の平均エネルギー摂取量は1,570±280kcal/日であった。また、DRとFFQによる栄養素等摂取量の比較において、エネルギー(r=0.22,p<0.01)で有意な相関が得られ、主要栄養素では、脂質(r=0.19,p<0.05)、炭水化物(r=0.20,p<0.01)で相関があった。その他、カルシウム(r=0.49,p<0.001)、ビタミンD(r=0.29,p<0.001)、水溶性食物繊維(r=0.27,p<0.01)、不溶性食物繊維(r=0.20,p<0.05)、総食物繊維(r=0.21,p<0.05)、n-3系多価不飽和脂肪酸(r=0.23,p<0.01)をはじめ、飽和脂肪酸、ビタミンA、ビタミンB_2、コレステロールにおいて、いずれも有意な相関が得られた(p<0.05)。以上のことから、若年女性を対象とした本FFQによる栄養素等摂取量推定に関する妥当性が確認された。さらに若年期の食生活を評価するためには、対象者に負荷の少ないツールを検討し、参加意識を高めることも重要である。そこで、本年度は若年女性の食事評価における食塩摂取量の評価について、簡易的な測定方法の検討を行うことを目的とした。調査開始に先立ち、調査に関する倫理審査をうけた。本年度は若年女性61名(平均年齢20.9歳)を対象として、本研究に関するインフォームドコンセントを入手し、食物摂取頻度調査票(FFQ)を含む生活習慣調査、3日間の秤量法食事記録調査法(DR)および身体計測を実施し、生体指標として早朝第2尿と随時尿を採取した。尿中のナトリウム、カリウム、塩分量について、従来法と簡易法を比較したところ、早朝第2尿ではピアソンの相関係数がそれぞれr=0.81,r=0.82,r=0.91、随時尿ではそれぞれr=0.98,r=0.91,r=0,88といずれも高い関連がみられ、簡易法の有効性が示唆された。本年度の結果をふまえ、次年度に継続する計画である。出生体重の減少の原因には、妊娠前および妊娠中の母親の低栄養等があり、平成22年乳幼児身体発育調査結果によると母親の普段のBMIが低いほど、出生時の体重が低かった。このことからも、女性においては出産前からの生活習慣の改善が重要であることがわかる。

そこで、昨年度に引き続き、本年度は若年女性57名を対象として食物摂取頻度調査票(FFQ)を含む生活習慣調査、3日間の秤量法食事記録調査法(DR)および身体計測を実施し、生体指標として早朝第2尿と随時尿を採取し、食事評価、食塩摂取量の簡易的な測定方法の検討、身体計測実測値とボディイメージとの関連、栄養に関する情報源とボディイメージとの関連の検討を実施した。さらに、調査開始に先立ち、調査に関する倫理審査を受け、前期母親教室において妊婦を対象とした調査を行った。ここでも本研究に関するインフォームドコンセントを入手し、FFQを含む生活習慣調査およびボディイメージに関する調査を行った。この結果、若年女性において、客観的には問題がないにもかかわらず、自己の体型を過大評価する傾向がみられた。また減量経験は、やせの者(BMI<18.5)に比べ、普通体型(18.5≦BMI<25)の者においてその割合が多かった。以上の結果より、今後は客観的に自己の体型を認識し、適切なボディイメージを形成するための教育方法の検討が必要であることが示唆された。
可動電極形ERアクチュエータを用いた高機能な力制御システム

ER流体を用いることにより,可動部なしで電気信号で直接流体パワーを制御することが可能となる.本研究課題はER流体を作動流体としER流体の粘性変化を利用した,粘性駆動による新しい動作原理のアクチュエータ(Movable Electrode Type ER Actuator : METERA)を用いて,高機能な力制御システムを実現すること目的としている.本年度は,すでに昨年度に試作されている直動形METERA(L-METERA)を用いたサーボ系を構築し,より実用的なアクチュエータとしての可能性を検討している.L-METERAは,粒子分散系ER流体の特徴であるビンガム流体的特性を生かすことで,アクチュエータの発生力を容易に制御可能となり,高機能な力制御システムを実現できる.試作したL-METERAの大きさは外形100×350×50mmである.ストロークは140mmである.設計上,最高速度は100m/s,最大発生力は60Nである.実施結果の具体的内容は以下のとおりである.まずMETERAの印加電界強度・発生力間の静特性について実験的に検討している.実験の結果,印加電界強度2.7kV/mmにおいて発生力16Nが得られた.ただし,摩擦力により比較的大きなヒステリシスが生じており,今後の検討を要する.ついで,P制御による位置決めサーボ系を構築し,ステップ応答および正弦波入力応答について検討し,十分な位置決め精度が得られることを示している.最高速度として88mm/s,精度として0.4mm,バンド幅として0.8Hzが得られた.また,PI制御による力サーボ系を構築し,発生力のステップ応答および正弦波入力応答について検討し,簡易な制御方法で十分な力制御ができることを示している.精度として0.1N,バンド幅として8Hzが得られた.ER流体を用いることにより,可動部なしで電気信号で直接流体パワーを制御することが可能となる,本研究課題はER流体を作動流体としER流体の粘性変化を利用した,粘性駆動による新しい動作原理のアクチュエータ(Movable Electrode Type ER Actuator:METERA)を用いて,高機能な力制御システムを実現すること目的としている.本年度は,力制御システムに利用可能な直動形METERA(L-METERA)を新たに設計および試作することをおこなった.実施結果の具体的内容は以下のとおりである.試作したL-METERAの原理は,つぎのとおりである.アクチュエータ内に2組の可動電極により構成される流路を設け,2組の電極間には対向したER流体の流れをつくる.印加する電極対を変えることで内部の可動電極は左右に動く.この可動電極の動きを外部に取り出すことで直動形アクチュエータを実現することができる.粒子分散系ER流体の特徴であるビンガム流体的特性を生かすことで,アクチュエータの発生力を容易に制御可能となり,高機能な力制御システムを実現できる.試作したL-METERAの大きさは外形100×350×50mmである.ストロークは140mmである.設計上,最高速度は100mm/s,最大発生力は60Nである.METERAでは,ER流体中のER粒子が,可動電極の軸受けに混入し特性に大きく影響する.本研究では,軸受けとして,ボールベアリング,(ボールベアリング+Oリング),無給油ブッシュ,(ボールベアリング+Oリング+グリース)のそれぞれについて検討し,L-METERAの軸受けとして(ボールベアリング+Oリング+グリース)の組み合わせが適していることを明らかにした.また,試作したL-METERAを用いてサーボ系を構成し,ステップ応答特性および周波数特性について検討した.ER流体を用いることにより,可動部なしで電気信号で直接流体パワーを制御することが可能となる.本研究課題はER流体を作動流体としER流体の粘性変化を利用した,粘性駆動による新しい動作原理のアクチュエータ(Movable Electrode Type ER Actuator : METERA)を用いて,高機能な力制御システムを実現すること目的としている.本年度は,すでに昨年度に試作されている直動形METERA(L-METERA)を用いたサーボ系を構築し,より実用的なアクチュエータとしての可能性を検討している.L-METERAは,粒子分散系ER流体の特徴であるビンガム流体的特性を生かすことで,アクチュエータの発生力を容易に制御可能となり,高機能な力制御システムを実現できる.試作したL-METERAの大きさは外形100×350×50mmである.ストロークは140mmである.設計上,最高速度は100m/s,最大発生力は60Nである.実施結果の具体的内容は以下のとおりである.まずMETERAの印加電界強度・発生力間の静特性について実験的に検討している.実験の結果,印加電界強度2.7kV/mmにおいて発生力16Nが得られた.ただし,摩擦力により比較的大きなヒステリシスが生じており,今後の検討を要する.ついで,P制御による位置決めサーボ系を構築し,ステップ応答および正弦波入力応答について検討し,十分な位置決め精度が得られることを示している.最高速度として88mm/s,精度として0.4mm,バンド幅として0.8Hzが得られた.また,PI制御による力サーボ系を構築し,発生力のステップ応答および正弦波入力応答について検討し,簡易な制御方法で十分な力制御ができることを示している.
ヒト歯髄幹細胞におけるＨＯＸ遺伝子群の発現パターン解析と制御

ヒト歯髄由来幹細胞を採取し、HOX遺伝子の発現パターン解析を行った。neurosphere法で得られた幹細胞はHOXC群の発現が上昇していた。これは幹細胞中に神経前駆細胞が含まれていた可能性が考えられた。DPSC(AllCells社製)ではHOXA、HOXB群の発現が上昇していた。この細胞は間葉系幹細胞に似ており、neurosphere法で得られた細胞と異なる結果であった。以上より歯髄より万能幹細胞を樹立することが困難であることが明らかとなった。DPSCにHOXC5遺伝子発現プラスミドベクターを導入し、神経細胞への分化を検討したが、分化は確認されなかった。本研究はヒト歯髄から幹細胞を分離し、1形態形成調節遺伝子HOX遺伝子群の発現パターン解析を行う2HOX遺伝子群の発現制御を行ない、ヒト歯髄由来幹細胞を任意の組織・臓器に分化誘導する、ことを目的としている。平成24年度の実験から無視しがたい実験データのばらつき問題が生じたことで遅延が生じていた。そのため25年度は歯髄由来幹細胞のHOX遺伝子群発現パターン解析を中心に以下の実験を遂行した。i)-a歯髄から幹細胞採取。(ii)幹細胞の分離・純化。(iii)リアルタイムPCRを用いた歯髄由来幹細胞のHOX遺伝子群発現解析。iv)リアルタイムPCRを用いた造血幹細胞、間葉系幹細胞のHOX遺伝子群発現解析。(v)リアルタイムPCRを用いた正常組織(臨床サンプル、cell line)のHOX遺伝子群発現解析。また、実験の遅延を改善するためコマーシャルベースヒト歯髄由来幹細胞による発現解析も同時に行なった。一部コマーシャルベース幹細胞と当施設で立ち上げた幹細胞間でデータが合致しない部分が見られた(結果未公表)。平成26年度は歯髄由来幹細胞のHOX遺伝子群発現パターン制御と分化誘導を行なう予定としている。そのためのベクター作成を行なっているがシャトルベクターを用いた強制発現の実験が上手くいかず、今年度中に研究代表者が提携先である北海道大学遺伝子病制御研究所幹細胞生物学分野へ出向し実験を行う予定としている。本研究はヒト歯髄細胞から幹細胞を分離し1.形態形成調節遺伝子HOX遺伝子群の発現パターン解析を行うこと、2.HOX遺伝子群の発現制御を行いヒト由来歯髄細胞を任意の組織・臓器に分化誘導することを目的としている。平成24年度は幹細胞の分化メカニズムの解析に重点を置き、HOX遺伝子群の発現パターン解析を中心に以下の研究計画を立案していた。i)歯髄から幹細胞採取:抜去歯牙より無菌的環境下で歯髄を採取、細胞培養液中に移しneurospere法にならい培養する。(ii)幹細胞の分離・純化:培養細胞を凍結保存し、フローサイトメトリーで幹細胞の純化を行なう。(iii)リアルタイムPCRを用いた歯髄由来幹細胞のHOX遺伝子群発現解析:HOX39遺伝子および他のホメオボックス遺伝子群についてヒト歯髄由来幹細胞の発現パターンの解析を行う。※乳歯・永久歯間、前歯・臼歯間での発現パターン比較も行なう。(iv)リアルタイムPCRを用いた造血幹細胞、間葉系幹細胞のHOX遺伝子群発現解析を行なう。(v)リアルタイムPCRを用いた正常組織(臨床サンプル、cell line)のHOX遺伝子群発現解析を行なう。(iv)(v)の結果と(iii)の結果とを比較検討する。しかし、過去に報告のあるneurospere法に倣い幹細胞の純化を試みたが、歯髄採取サンプルのロット間で無視しがたいデータ(HOX遺伝子群の発現パターン)のばらつきが認められた。そのため、歯髄からの幹細胞培養の手法の再考・改善に多くの時間をとられ当該年度での目的を達しているとは言い難い状況である。一部のロットでは、非常に興味あるデータが得られているものの、正確な評価であると判断出来ず、前述したように幹細胞採取の方法を改善して再評価を急いでいる(現在1-iiii、vの一部について遂行)。本研究はヒト歯髄から幹細胞を分離し、1形態形成調節遺伝子HOX遺伝子群の発現パターン解析を行う2HOX遺伝子群の発現制御を行ない、ヒト歯髄由来幹細胞を任意の組織・臓器に分化誘導することを目的としている。コマーシャルサンプルの幹細胞と、臨床サンプルの幹細胞間に発現データのばらつきの原因究明に時間が取られている。強制発現系のベクター作成にも時間を要したが、前述の問題解決が必要でデータの整合性、信頼性に問題が生じている。また、研究協力先の北海道大学遺伝子病研究所に派遣して、本研究の一部をおこなっていた大学院生が一身上の都合で退学、臨床業務を行っていた大学職員が2名退職し、研究代表者自身が臨床に時間を割かれる事態となり、計画に大きな遅延が生じている。そのため、研究の期間延長申請を行っている。本研究はヒト歯髄から幹細胞を分離し、1形態形成調節遺伝子HOX遺伝子群の発現パターン解析、2HOX遺伝子群の発現を制御しヒト歯髄由来幹細胞を任意の組織・臓器に分化誘導することを目的としていた。研究に大きな遅延が生じ研究期間を延長していた。これまで行った、歯髄幹細胞のmRNAにコンタミネーションが疑われ、再度コマーシャルベースの歯髄幹細胞を用い検証を行った。また、正常な各臓器のHOX発現パターン解析を行い歯髄由来幹細胞との発現パターンを比較した。

ヒト歯髄由来幹細胞の培養だが、サンプル採取から安定した継代培養の培養条件がシビアで研究助言者の指摘で純粋なる幹細胞(ES)であるという証明に時間を要した。また、ベクターによるHOX遺伝子の操作を試みたが、思うような成果、分化誘導は得られなかった。ヒト歯髄由来幹細胞を採取し、HOX遺伝子の発現パターン解析を行った。neurosphere法で得られた幹細胞はHOXC群の発現が上昇していた。これは幹細胞中に神経前駆細胞が含まれていた可能性が考えられた。DPSC(AllCells社製)ではHOXA、HOXB群の発現が上昇していた。この細胞は間葉系幹細胞に似ており、neurosphere法で得られた細胞と異なる結果であった。以上より歯髄より万能幹細胞を樹立することが困難であることが明らかとなった。DPSCにHOXC5遺伝子発現プラスミドベクターを導入し、神経細胞への分化を検討したが、分化は確認されなかった。強制発現系のベクターを作成、実験を行っている(データ未公表)。しかしサンプル間(コマーシャルベースと臨床サンプル)の結果の不一致があり、問題を洗い出す作業を行っている。口腔外科学本研究協力者の大学院生の退学、病院業務の負担増(職員2名の退職による)により大幅な研究遅延が生じている。問題解決のため、代表者の病院勤務から研究・教育食への配置転換が行われ、加えて数カ月の期間で研究協力先の北海道大学遺伝子病研究所への出向が決定している。これにより遅延が解消されると考えている。コマーシャルベース幹細胞とオリジナル間細胞間でのデータの不一致、強制発現実験系の遅延。前年度から進展はあるがデータの評価に問題が生じている。neurospere法に倣い幹細胞の純化を試みたが、歯髄採取サンプルのロット間で無視しがたいデータ(HOX遺伝子群の発現パターン)のばらつきが存在し、幹細胞培養の方法によるものなのか、採取したサンプル間(永久歯、乳歯等の)の違いによるものなのか、予定していた幹細胞採取するサンプル数(歯牙の数)を増やし再検討している。これにより当初の予定が大きくずれ込んでいる。前述したようにコマーシャルサンプルと臨床サンプル間の実験データの整合性に問題があったこと、所属部署の人員減少で代表者の実験業務エフォートが大きく低下し、実験が滞っていることによる。今年度で予定していた成果をだすため、代表者が実験協力を仰いでいる北海道大学遺伝子病制御研究所幹細胞生物学分野へ数ヶ月出向し実験を行う予定としている。前述した問題解決の方策としてサンプル数を増加すること、幹細胞採取の方法の改修と評価を引き続き行なうことと、それに平行してコマーシャルベースの歯髄由来幹細胞を購入してHOX遺伝子群の発現解析、分化誘導を行なう。また前年度の遅れを解消するために北海道大学遺伝子病研究所幹細胞生物学分野浜田淳一准教授の協力を得て遂行にあたる。また助言として、進捗状況の改善のため可能なものは外注(実験委託)も行う。遅延を取り戻すため、研究業務に専念する環境への配置転換がなされた。これにより予定していた実験を行うことで研究費は使用される。大型機器を新規購入する計画はない。
マイクロRNAを利用した超高齢社会における新規心不全治療ターゲットの探索

本研究では、運動療法前後で変化する末梢静脈血液中miRNA発現の網羅的解析および定量的解析を行う。運動療法との関連が同定されたmiRNAについて複数の代表的アルゴリズムを用いてターゲットとなる遺伝子(mRNA)の絞り込み行い、運動療法と同じ効果を得ることができる薬物開発のターゲットとなる候補遺伝子の同定を目指す。
情報感度特性に基づく3次元物体のスケーラブル表現とその利用に関する研究

本研究課題では、多視点からの選択的多重解像度距離計測に基づく3次元物体のスケールを考慮したモデル表現法の確立、ならびに主観的情報感度に基づく3次元モデルの表現とその利用法に関して研究を行った。具体的には、計測点までの距離と計測面の向きに基づく異なる解像度で計測されたデータの統合法、および、計測された異なるスケール空間のデータに対してメッシュ削減・メッシュ分割・統計的メッシュ解析などのメッシュ適応を行うことで、未計測の解像度データを自然に生成・統合する方法を提案し、実験により有効性を確認した。また、距離計測困難な状況の1つである戸外のシーン画像に対して、テクスチャの持つスケールの微妙な変化を抽出する方法を提案し、その有効性を実験により確認した。さらに、ズーム、パン、チルト可能なカメラで構成されるステレオビジョンシステムを構築し、シーン中の物体情報を選択的に詳細化する方法を提案した。一方、3次元物体の持つ形状空間感度特性を調べるために、最小2乗メッシュと競合学習に基づくメッシュと頂点の数を制御可能な3次元可変モデルSDM(Self-organizing Deformable Model)を提案した。そして、このSDMによる物体形状の近似表現法を開発し、2つの物体間の形状変形過程を実時間提示することで、物体の形状に対する人間の主観的情報量の心理評価実験を行った。最後に、SDMを利用した顔の誇張や異なるモデル同士での動作の移し替え、モーションキャプチャデータベースを用いた3次元動作の合成、因子分解法とスケール探索による新たな3次元映像コンテンツ表現などの応用研究を実施した。平成17年度は、主に多視点からの選択的多重解像度距離計測に基づく3次元物体のスケールを考慮したモデル表現法の確立とその利用法に関して、研究を行った。具体的には、1)複数種類のレンジファインダを用いて異なる視点、異なる解像度で計測されたデータを統合するために、計測点までの距離と計測面の向きに基づいた計測点の信頼度関数を導入し、この関数に基づいてデータの統合行う方法を提案し、実験によりその有効性を明らかにした。2)異なる解像度のデータ統合を発展させ、計測された異なる解像度空間のデータに対して、メッシュ削減とメッシュ分割を行うことで、未計測の解像度空間に相当するデータを作成し、統合する方法を提案し、実験により有効性を確認した。3)距離計測が困難な状況の1つである戸外のシーン画像に対して、像形成過程と3次元構造との関係に注目し、テクスチャの持つスケールの微妙な変化を抽出する方法を提案し、その有効性を実験により確認した。この方法によって、シーン中の3次元構造を1枚の画像中のテクスチャから抽出することを可能となった。4)ズーム、パン、チルト可能なカメラで構成されるステレオビジョンシステムを構築し、シーン中の物体情報を選択的に詳細化する方法を提案した。この方法では、ステレオ視がカバーする視差検出とズーム機能を融合し、シーン情報の獲得におけるLOD(Level of Detail)機能を実現した。これによって、画像上のテクスチャ性が面の凹凸から生じているのか否か、あるいはステレオ視におけるオクルージョンの空間解析等が可能になることを示した。初めに、異なる解像度で計測された物体モデルを統合する方法について研究を行った。まずセンサと計測対象物との位置関係に応じた計測データの信頼度をモデル化するために、センサモデルに基づく計測空間の確信度分布と、点広がりモデルに基づく計測空間の確信度分布を定義し、この2つの確信度分布を統合することで、計測点の信頼度を統一的に表現する手法を提案した。そして、得られた異なる解像度のデータの統合法として、用途に応じて複数の方法があることを示し、それぞれの統合手法の有効性を実験的に明らかにした。次に、同じ材質特性を持つ物体の表面形状表現法に関して、スケール空間で物体形状表現を行う新しい方法を提案した。この提案方法では、局部的に高い解像度で計測したデータの統計的形状特性を解析し、その結果に基づいて低い解像度の計測データの細分割を行う。

この方法は、従来提案されているメッシュの細分割法が曲率のみを考慮しているのに対して、局所的ながらも、高い解像度での計測データの統計的な性質を求め、これに基づいて確率的に面の細分割と形状構成を行うことで、細分割法で問題となる滑らか過ぎる曲面生成という不自然さを回避することが可能となった。これによって、物体全体が高い解像度で計測されていない場合でも、あたかも高い解像度表現が行われているような表現生成を行うことができるようになり、物体観測という操作において、スケール空間でwalk throughする環境の構築が可能となる。また、物体の情報感度特性を調べる研究として、特定の物体を連想しない(例えば、球体など)形状から、ある特定の物体モデルへ実時間で変形していく過程を被験者に提示し、どの段階でその物体を認知したかを調べる心理実験をおこなった。実験の結果、人間が認知に要する時間が物体によって異なること、同一物体では認知に要する時間にあまり個人差がないことも明らかとなった。この実験を行うにあたり、メッシュモデルの変形を扱う新しいクロスパラメータ化の技術も開発して利用した。このクロスパラメータ化の手法は、3次元モーフィングや動作のコピーなど、様々な応用に対しても有効であることを示した。前年度に引き続き、物体の情報感度特性を調べる目的で、3次元物体モーフィングを用いた実時間形状変形過程を複数の被験者に提示する実験を実施した。実験は、具体的な物体概念を想起することが難しいプリミティブな形状から具体的な物体への変形、具体的物体形状から別の具体的物体形状への変形、そして物体間の変形過程における中間形状の推定という3種類の実験を行った。2つの物体間の変形モデルを線形的に作成し、物体の認知が可能となった時点での変形度合いを調査した。その結果、物体認知における変形の度合いは物体ごとに異なっており、それぞれの物体に対する人間の主観的情報量が異なると予想される結果が得られた。すなわち、物体の認知に与える形状情報の影響は大きいものの、その形状情報の感度は物体毎に異なることが明らかとなった。また、因子分解法を用いてビデオカメラによる2次元映像から3次元世界をモデル化するシステムの構築を行った。このシステムでは、シーンの3次元マップを作成すると同時に、光学的ズーム機能によってより精細なシーン画像が撮影されたとき、この詳細シーンの位置を3次元マップ上で推定し、時系列の2次元映像からスケーラブルな3次元情報を含む新たな時空間画像コンテンツを作成することを目的としたものである。実験の結果、従来の2次元的な映像編集とは異なる、3次元情報の可視化を可能とする新しい映像編集法となりえることが明らかとなった。
コンピュータシミュレーションに対する実験計画法の適用による設計の最適化

コンピュータシミュレーションは、近年の技術開発、設計段階において、スピードアップ,コスト削減等に多大な貢献をする。これは、実際に物を作って実験するのではなく、コンピュータ上で模擬的に実験を行うためである。本研究では、このコンピュータシミュレーションによる技術開発.設計を促進するべく、統計的な技法を中核とした分野横断的な最適化方法を提案している。その中において主題の一つは、コンピュータシミュレータの開発段階における妥当性検証方法である。これは、製造業の技術者等との意見交換により、コンピュータシミュレーションの妥当性確認がコスト、時間等どのような制約で行われているかを調べ、統計的な方法が具備すべき条件を明確化し、それに基づいて逐次実験のアルゴリズムや、新たな計画の基準を提案している。また、開発したシミュレータを有効活用するべく、応答に影響を与える主要な因子を絞り込むスクリーニングと、応答と因子の関係の近似について着目している。前者のスクリーニングに際しては、典型的には一部実施実験計画とステップワイズ変数選択が良く用いられるが、このアプローチでは取り上げられる因子数に限界がある。そこで,過飽和実験計画を用い,それに基づいてステップワイズ変数選択をする方法を示している。この方法は、ある統計的選択に用いられる遺伝原理、低次数原理である。一方後者の近似に関しては、典型的には複合計画と2次モデルによる近似がよく用いられる。本硬究ではこれを超えた方法として、一様計画の応用を示している。近年の設計段階では,高品質化,高安全性の追求,開発のスピードアップ,コスト削減等のために,実際に物を作って実験をするのは最後だけにして,コンピュータ上でのシミュレーションにより実験を行うことが多い.コンピュータシミュレーションによる設計の最適化を実施するには次の(a),(b)2つの管理工学的課題があることから,本研究ではこれらを研究課題として取り上げている.本年度の成果を下記に示す.(a)シミュレータの妥当性検証方法製造業の技術者等との交流を続け,コンピュータシミュレーションの妥当性確認がコスト,時間等どのような制約で行われているかを調べ,方法が具備すべき条件を明確化した.またこれに基づき,どのような実験計画法的アプローチが適切であるのかを検討したところ,ソフトウエア工学などの分野で論じられているV&V(Validation and Verification)の枠組みが有効であること,さらに,シミュレータの調整パラメータの影響を考慮する必要があることを導いた.(b)シミュレータの活用による設計の最適化法開発済みシミュレータを効果的に活用するには,応答に影響を与える主要な因子を絞り込むスクリーニングと,応答と因子の関係の近似が主要な2つの問題であることを示した.前者のスクリーニングに際しては,典型的には一部実施実験計画とステップワイズ変数選択が良く用いられるが,このアプローチでは取り上げられる因子数に限界がある.そこで,過飽和実験計画を用い,それに基づいてステップワイズ変数選択をする方法を示した.また後者の近似に関しては,典型的には複合計画と2次モデルによる近似が良く用いられる.このようなシンプルなモデルで表現できないときのためのアプローチとして,一様計画とRadial Basis Functionによる近似方法を示した.コンピュータシミュレーションは、近年の技術開発、設計段階において、スピードアップ,コスト削減等に多大な貢献をする。これは、実際に物を作って実験をするのは最後だけにして、コンピュータ上でのシミュレーションにより実験を行うことが多いからである。コンピュータシミュレーションによる設計の最適化において、本研究では次の(a),(b)について取り上げた。以下、本年度の成果を下記に示す.(a)シミュレータの妥当性検証方法製造業の技術者等との意見交換により、コンピュータシミュレーションの妥当性確認がコスト、時間等どのような制約で行われているかを調べた。そしてその調査結果をもとに、統計的な方法が具備すべき条件を明確化し、それに基づいて逐次実験のアルゴリズムや、新たな計画の基準を提案した。さらに、シミュレータの調整パラメータの影響を考慮する必要があることから、それに関する実験計画の基準を提案した。(b)シミュレータの活用による設計の最適化これについては、応答に影響を与える主要な因子を絞り込むスクリーニングと、応答と因子の関係の近似について着目している。

そこで,過飽和実験計画を用い,それに基づいてステップワイズ変数選択をする方法を示した。この方法は、ある選択原理に基づくものである。また正しい選択となる確率を評価した。一方後者の近似に関しては、典型的には複合計画と2次モデルによる近似を超えた方法として、一様計画の応用を示している。なお、上記(a),(b)については、現在論文を投稿したものや、投稿準備中ものがある。コンピュータシミュレーションは、近年の技術開発、設計段階において、スピードアップ,コスト削減等に多大な貢献をする。これは、実際に物を作って実験するのではなく、コンピュータ上で模擬的に実験を行うためである。本研究では、このコンピュータシミュレーションによる技術開発・設計を促進するべく、統計的な技法を中核とした分野横断的な最適化方法を提案している。その中において主題の一つは、コンピュータシミュレータの開発段階における妥当性検証方法である。これは、製造業の技術者等との意見交換により、コンピュータシミュレーションの妥当性確認がコスト、時間等どのような制約で行われているかを調べ、統計的な方法が具備すべき条件を明確化し、それに基づいて逐次実験のアルゴリズムや、新たな計画の基準を提案している。また、開発したシミュレータを有効活用するべく、応答に影響を与える主要な因子を絞り込むスクリーニングと、応答と因子の関係の近似について着目している。前者のスクリーニングに際しては、典型的には一部実施実験計画とステップワイズ変数選択が良く用いられるが、このアプローチでは取り上げられる因子数に限界がある。そこで,過飽和実験計画を用い,それに基づいてステップワイズ変数選択をする方法を示している。この方法は、ある統計的選択に用いられる遺伝原理、低次数原理である。一方後者の近似に関しては、典型的には複合計画と2次モデルによる近似がよく用いられる。本研究ではこれを超えた方法として、一様計画の応用を示している。
江戸・東京落語界における桂派の成立と展開

幕末明治前期の落語界における「桂派」の成立・展開と、芸能史上におけるその特色と意義を明らかにする。元来上方の名跡であった桂文治の名は三代目に及んで東西両方で受け継がれ、以後江戸東京の名跡として襲名がなされた、本研究では主に同時代資料を活用し、桂文治の名が江戸東京で定着した時期における江戸寄席演芸界の具体相を明らかにし、その中における桂派の芸能史的意義を解明しようとするものえである。
脳における免疫監視機構の特性と脳腫瘍の発生・増殖の解明および治療開発に関する研究

【研究実績の概要】基礎研究1.神経系腫瘍における癌化・分化に際し制御される癌遺伝子と主要組織適合複合体(MHC)遺伝子相互間の発現調節機構が密接に関連していることを世界に先駆けて分子生物学的に解析した。そして、脳腫瘍モデルにおいてMHC抗原の膜発現性が宿主の造腫瘍性に重要な役割を果たしていることを示した。さらに、神経系腫瘍とその他の培養腫瘍細胞株を用いてMHC遺伝子の転写、mRNAからの翻訳、細胞膜上への分子輸送などの発現調節機構を比較検討することにより、神経系腫瘍の特性を明らかにしえた。2.脳腫瘍に対する脳内における局所免疫監視機構の特殊性を、特に細胞性免疫担当細胞であるナチュラル・キラー(NK)細胞を介する免疫ネットワークを分析することにより、脳ではNK細胞の関与する免疫監視機構が作動されないことを脳腫瘍モデルにおいて初めて示した。3.抗原提示能や抗腫瘍性を有するマクロファージ(Mφ)の脳腫瘍治療への応用に関する基礎的研究として、Mφ由来の腫瘍壊死因子(TNF)や一酸化窒素(NO)のグリオーマ細胞に対する抗腫瘍効果の関与をin vitroの実験系で示した。4.TNFやNO産生薬物(SIN-1)の正常脳細胞に及ぼす神経電気活動に及ぼす影響をin vitroの実験系で明らかにしえた。臨床研究1.我々は外科治療をより安全かつ確実なものとすべく、最新の医療機器を組み合わせた手術支援システムを導入し、手術の限界を少しづつ乗り越えてきた。最近、脳神経外科領域における「先端医療」のひとつとして開発した「超音波ドプラ・神経内視鏡手術支援システム」を用い、定位脳手術や顕微鏡手術の限界の克服をはかり、可能な限り低侵襲性かつ安全性を目指した手術法の在り方を追究している。1.カルシウム(Ca)は癌遺伝子の活性化や腫瘍細胞増殖の情報伝達機構において重要な役割を担っている。我々は、実験的神経膠腫株を用い、独自に開発した顕微鏡下単一細胞の機械的刺激による細胞増殖システム系から神経膠腫の増殖プロモーションとCaシグナル機構を世界に先駆けて報告した。そして、神経膠腫では膜リセプターの関与する伝達機構の異常で細胞間Caシグナルの調節性が失われ細胞増殖が生じることを明らかにした。2.一般に腫瘍の発生・増殖には宿主の免疫応答性が密接に関与する。脳細胞では他臓器の細胞と比べ主要組織適合複合体(MHC)抗原の膜発現性が乏しい特徴を示す。我々は、この脳細胞の特性と神経系腫瘍の癌化・分化に際し制御される癌遺伝子との関連性に着眼し、これらの相互間における発現制御機構について分子生物学解析を行った。そして、脳腫瘍動物モデルにおいてMHC抗原の膜発現性が癌遺伝子発現を制御しているとともに宿主の造腫瘍性に影響を及ぼしていることを明らかにした。3.神経線維腫症I型(NF1)は優勢遺伝性母班症の1つであり、比較的高頻度に神経膠腫を合併する。その責任癌抑制遺伝子であるNF1遺伝子の異常が脳腫瘍の発生と関連して注目されている。これまでにNF1に併発した神経膠腫の2例とその他の腫瘍の6例について遺伝子解析を行ったが、NF1遺伝子の欠失、再構成あるいは制限酵素断片長多型などは認めていない。今後、症例を重ねて検討する必要がある。4.抗腫瘍性や抗原提示能を有するマクロファージ(Mφ)の癌治療への応用が期待されている。我々は、悪性脳腫瘍に対するMφを用いた免疫療法の開発に関する基礎研究として、Mφが産生する腫瘍壊死因子や一酸化窒素の神経膠腫細胞に対する抗腫瘍効果の関与を明らかにした。これまでにこのような報告は見当たらない。1.腫瘍の発生・増殖には宿主の免疫応答性が密接に関与する。

脳細胞は他臓器の細胞と比べ主要組織適合複合体(MHC)抗原の膜発現性が乏しい特徴を示すため、脳における免疫監視機構の特殊性が示唆されているが、詳細は不明である。我々は、世界に先駆けてこの脳細胞におけるMHC抗原発現性の特性と神経系腫瘍の癌化・分化に際し制御される癌遺伝子との関連性に着眼し、それらの相互間における遺伝子発現制御機構に関して分子生物学解析を行い、そして脳腫瘍モデルにおいてMHC抗原の膜発現性が宿主の造腫瘍性に重要な役割を果たしていることを明らかにしえた。また、神経系腫瘍を含む種々の培養腫瘍細胞株を用い、各種腫瘍細胞におけるMHC遺伝子の転写、mRNAからの翻訳、細胞膜上への分子輸送などの発現調節機構を比較検討することにより、神経系腫瘍の特性の一面を明らかにした。2.脳腫瘍に対する局所免疫監視機構の特殊性を、特に自然抵抗性免疫機序と密接に関与する細胞性免疫担当細胞であるナチュラル・キラー(NK)細胞が介する脳内での免疫ネットワークを実験的脳腫瘍モデルを用いて解析した。その結果、世界に先駆けて脳ではNK細胞を介する免疫応答は発現されないことを示した。しかしながら、何故脳ではNK細胞を介する免疫監視機構が欠如しているかは不明であり、この点を解明することが今後の研究課題である。
光線力学療法を応用した非侵襲的センチネルリンパ節転移診断および治療法の開発

免疫不全マウス・ラットを用いてリンパ節転移モデルの作製を行った。GFPを恒常発現させたA431細胞株(類上皮癌細胞株)を用いて、マウス・ラットの上肢に細胞を接種した。転移率を向上させるための検討を接種する細胞の濃度を変化させるなどして行った。イメージングは、ベルテポルフィンをPMBポリマーで可溶化した製剤を用い、マウス皮下に接種しVilber-Lourmat社のマルチアプリケーションイメージングシステム、FUSION SYSTEMを用いて行った。リンパ流及びベルテポルフィンの集積部を生体イメージングで確認可能であった。今後はベルテポルフィンに、抗テネイシン抗体および抗EGFR抗体を、直説法、PMBNポリマー法により標識する。さらにEPR効果確認のために、ポリ乳酸を核とした粒径の違うPMBNプローブや、作製した各プローブをリンパ節転移モデル動物の皮下に投与し、経時的にリンパ節を採取することで、各プローブの停留性やEPR効果、抗体標識によるデリバリー効果を検証する。ベルテポルフィンは凍結乾燥組織からベルテポルフィンをN,Nジメチルホルムアミドにて抽出し、430nmで励起し690700nmの蛍光強度を測定することで行う。その後、マウスの皮下モデル・リンパ節転移モデル皮下にマルチモーダルプローブを投与して、腫瘍部位とリンパ節にレーザー照射し、PDT効果を判定する。レーザー照射後腫瘍径等を測定することなどして治療効果を判定する。転移率の向上のための検討に注力したため、複数種類のマルチモーダルプローブの作製が遅れている。今後は実験補助員等の助力も得てマルチモーダルプローブの作製とリンパ節への取り込み実験を行っていく。ベルテポルフィンに、抗テネイシン抗体および抗EGFR抗体を、直説法、PMBNポリマー法により標識する。若干の遅れが生じたことに伴い、次年度使用額が生じた。次年度では研究補助員等で実験参加人数を増加させるため、人件費として使用する予定である。
微細ICリードフレームの精密打抜加工法の開発

本研究では、ICリードフレームをモデル化した基本形状リードの打抜試験機を試作して、打抜諸条件が製品精度に及ぼす影響を明らかにするとともに18トンプレス機による打抜状況の調査研究を併行して、ICリードフレーム用打抜順送金型の設計と工作の基礎とすることを目的とした。まず、板厚0.25mmの微細モデル実験では、切刃両側のクリアランス不同の影響を正確に把握することが困難なため、S20C、厚さ5mmの20倍拡大モデルを打ち抜くための試験機を試作した。試験機は電気-油圧サーボにより駆動され打抜速度は010m/minまで連続的に変化させることができる。この試験機によりモデルリードの両側面を打抜き(打抜き順に【I】抜き、【II】抜きと呼ぶ)、リード断面を工具顕微鏡により観察した結果【◯!1】工具刃先丸みの大きさが打抜途中のクラック発生時期を支配し、その結果、リード精度、特に曲りに強く影響すること、【◯!2】厚板においても薄板と同様、リードが打抜工具クリアランスの小さい側から大きい側へ曲がること、【◯!3】【II】抜きでは、リードが回転するため静水圧効果によって、ポンチ側からの割れの発生が【I】抜きに比べて遅れること、を明らかにし、厚板のリードの曲りを説明づけた。ついで、プレス機を用いて微細モデル(42%Ni鋼)打抜実験を行ない、非接触変位計を取り付けて、ポンチ先端の横振れを測定しポンチ両側に貼り付けた歪ゲージにより求めた曲りの向きと、変位が一致していることを確認した。さらにポンチの変形によるクリアランスの変動とリードの曲りについて解釈を試みた。この結果、偏心荷重によるポンチの曲りが打抜時のクリアランスを変化させることを考慮する必要があることが確認できた。今後は打抜時のポンチの正確な変形状態、および金型全体の動的挙動の把握を目的とし、研究を進める。
放射冷暖房使用時における高齢者の生理心理反応に関する研究

冷房設備の発達は著しく、各家庭にも冷房設備の導入が著しいが、その多くは対流式の冷房装置である。本研究では、床温を気温より低くした「床冷房」下に被験者を90分間椅座位で滞在させ、その間の生理・心理反応を測定し、床冷房の有効性について検討した。被験者は福岡市に住む健康な女子学生12名(年齢21.75±0.70歳、身長157.13±5.19cm、体重50.1±4.86kg)とした。被験者は指定のTシャツとスェットパンツを着用し(0.38クロー)、靴下は着用せず、素足で実験を行った。実験室は全体が4.70m×6.10m(フローリング)の室内に2.80m×3.60mの空間をカーテンで仕切り、その場所のフローリングの下に2.985m×1.770mの温水パネル(UFM-12E1D1東京ガス製)2枚を設置した。温水パネルの設置面積率は約98%であった。温水パネルに冷却水循環装置(CA-1111東京理科器械製)からの冷水を循環させることにより、床表面温度を調節した。実験室にドアで隔てられた部屋(室温制御のみ可能)を前室として使用した。前室の気温は27°Cに設定した。設定した実験室の環境条件は、気温と床温の組み合わせで、26/24°C、28/26°C、30/28°C、30/26°Cの4条件とした。実験前後で鼓膜温が、実験中、身体12部位の皮膚温、心拍数、血圧、主観申告(温冷感、快適感、温熱適希望度)が測定された。得られた主な結果は以下の通りである。1.鼓膜温は曝露前後で変化が無く、皮膚温は気温が高い環境では高かったが、床温の影響は小さかった。2.血圧および心拍数は各条件間の差異は殆ど認められなかった。3.90分曝露時に温熱的快適性や温熱的中立が得られた温熱環境条件は、気温26、28°Cであり、気温30°Cにおいては、床温を26、28°Cに低下させても快適感は得られなかった。研究方法1.実験施設実験は九州大学大学院芸術工学研究院内の環境適応実験施設の実験室No.3およびNo.4にて行った。実験室は室温、湿度を自由に設定可能で隣接している。No.4を前室、No.3を本室として使用した。2.被験者被験者は福岡市近郊に住む健康な6578歳の高齢者7名、2327歳の若年者8名とした。高齢者に関しては実験前に健康診断を実施し、心疾患や高血圧などの健康上問題がない人を選定し、実験の目的方法の説明を詳細に行った上で、実験への協力に対する承諾を得た。また、高齢者と若年者は身体的特徴、特に皮下脂肪に大きな違いがないよう考慮し被験者の選定を行った。3.実験期間実験は2003年11月中旬から2004年1月上旬に実施した。4.温熱環境条件(1)環境条件前室は室温25°C、湿度40%に設定した。本室は実際の冬季の居住空間を想定して、室温21°C(10cm)25°C(110cm)、床温15°C、壁表面温度15°C、湿度40%に設定した。(2)測定項目皮膚温、直腸温、心電図、血流量、血圧、主観申告(温冷感、快適感、温熱的環境許容度、温熱的希望度)5.実験手順実験は被験者の朝食または昼食摂取から120分以上経過した時点で開始した。実験前に指定の短パンに着替え、直腸温センサーを挿肛した。排尿後体重測定を行い、心電図用電極、サーミスタセンサーを貼布した。その上から指定の半そでTシャツ、上下スウェットを着用させた。着用後前室に30分以上椅座位にて滞在し、本室に移動後、90分安静滞在した。実験終了後体重測定を行い、排尿後もう一度体重測定を行った。測定は前室から開始し、血流量は本室入室から測定を開始した。血圧、主観申告は前室本室共に10分毎に行い、呼吸統制は前室入室20分後、本室は30分毎に行った。前室および本室の温度はあらかじめそれぞれの温度の条件に設定しておいた。6.実験結果解析中である。最近、快適な暖房方式として床暖房が推奨されているが、冷房に関しては、対流のみに依存する空気冷房が多く普及している。床暖房と異なり、床温を気温より低くした「床冷房」についての研究は、実験例が非常に少ない。本年度、本研究では、床温を気温より低くした「床冷房」下での生体影響を詳細に調査・検討した。研究方法1.実験施設および実験期間実験は2004年7月に福岡女子大学大学院内の実験室にて行った。2.被験者被験者は福岡市近郊に住む健康な女子学生12名とした。3.温熱環境条件環境条件は気温30°Cと床温28°C、気温28°Cと床温26°C、気温26°Cと床温24°Cおよび気温30°Cと床温26°Cの4条件とし、湿度は60%に設定した。