hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Er:YAGレーザー仕上げ照射歯質の性状解析とポリ酸・RMGI系接着材の新規開発

Er:YAGレーザーを照射した象牙質への良好な接着性を示すレジン接着システムの開発を目的として、レジン添加型グラスアイオノマーセメントをベースにしたボンディング材(RMGI)を試作し、その接着性を検討した。その結果、コンディショニング(10%クエン酸+2%塩化第2鉄水溶液)とプライミング(4-METおよびHEMAを主成分)を併用したRMGIがEr:YAGレーザー照射した象牙質に対するレジン接着システムとして有用であることが明らかとなった。痛みを生じない程度の低出力でEr:YAGレーザー照射した象牙質に対し良好な接着性を示すレジン接着システムの開発を目的として,低出力照射(50mJ/1pps)した象牙質,および低出力照射により生じた構造欠陥や熱変性層を可及的に除去することができるフィニッシング照射(50mJ/1pps照射後150mJ/1ppsで仕上げ照射)した象牙質に対し,レーザー照射象牙質に対しても比較的安定した接着性を示すといわれるレジン添加型グラスアイオノマーセメントをベースにしたボンディング材(RMGI)の接着性を,従来のレジン系のボンディング材(CR)のそれと比較検討した。その結果,低出力照射した象牙質におけるRMGIおよびCRの接着強さは,いずれも非照射象牙質の場合よりも低かった。また,フィニッシング照射を施した象牙質においては,低出力照射時に生じた構造欠陥や熱変性層はほぼ除去されていたが,当該面におけるRMGIおよびCRの接着強さはやや上昇するものの非照射面に対するそれよりは低かった。しかし,RMGIの接着強さはCRより接着強さの値は低いが照射条件に関係なく安定していた。その理由として,接着試験後の破壊形態はRMGI内凝集破壊が多く,また界面においてもRMGI内に亀裂が生じていたがRMGIとレーザー照射象牙質との接合は良好であったことから,種々の歪みの影響は接着界面に及ばずRMGIが緩衝層となっていることが考えられた。以上のことから,レーザー照射した象牙質に対するレジン接着システムとして,RMGIを用いることの有用性が明らかとなった。今後は,レーザー照射象牙質表層のコラーゲン強化,同部へのRMGIのレジン成分浸透促進ならびに重合促進などを図り,RMGIの接着性向上を目指す予定である。平成27年度の研究においては,その実施計画を本科研費の採択内定前からスタートしていたため,内定後もスムーズに進み,ほぼ計画通り順調に進展している。痛みを生じない程度の低出力でEr:YAGレーザーを照射した象牙質において、良好な接着性を示すレジン接着システムの開発を目的として、低出力照射(50mJ/1pps)した象牙質、および低出力照射により生じた構造欠陥や熱変性層を可及的に除去することができるフィニッシング照射(50mJ/1pps照射後、150mJ/1ppsで仕上げ照射)した象牙質に対し、レーザー照射象牙質に対しても比較的安定した接着性を示したレジン添加型グラスアイオノマーセメント(昨年度実績)をベースにしたボンディング材(RMGI)を試作し、その接着性を従来のレジン系ボンディング材(CR)と比較検討した。その結果、低出力照射した象牙質におけるRMGIおよびCRの接着強さは、いずれも非照射象牙質の場合より低かった。また、フィニッシング照射を施した象牙質においては、低出力照射時に生じた構造欠陥や熱変性層はほぼ除去されていたが、当該面におけるRMGIおよびCRの接着強さはやや上昇するものの非照射面に対するそれよりは低かった。しかし、RMGIの接着強さはCRより接着強さの値は低いが照射象牙質に関係なく安定していた。これらのことから、接着界面に及ぼされる種々の歪みの影響はRMGIが緩衝層となっていることが考えられた。さらに、鉄イオンで変性コラーゲンの強化やモノマーの浸透と重合促進を図ることによりRMGIの接着性向上を期待して、レーザー照射象牙質を鉄イオン含有コンディショナーで処理したところ、RMGIは良好な接着強さを示した。以上のことから、レーザー照射した象牙質に対するレジン接着システムとして、RMGIを用いることの有用性が再確認され、また、RMGIによるレジン接着には鉄イオンによる表面処理が有効であることが判明した。今後は、同部へのRMGIのレジン成分浸透促進ならびに重合促進などをさらに図り、RMGIの象牙質接着性向上を目指す予定である。平成27年度の研究においては、その実施計画を本科研費の採択内定前からスタートしていたため内定後もスムーズに進んでおり、平成28年度においても、平成27年度の研究成果を踏まえて立案した研究が順調に遂行され、さらに期待された成果が得られている。痛みを生じない程度の低出力でEr:YAGレーザーを照射した象牙質において、良好な接着性を示すレジン接着システムの開発を目的として、レーザー照射象牙質に対しても比較的安定した接着性を示すといわれるレジン添加型グラスアイオノマーセメントをベースにしたボンディング材(RMGI)を試作し、その接着性を検討した。歯面処理剤に含有した鉄イオンで変性コラーゲンの強化やモノマーの浸透と重合促進を図ることによりRMGIの接着性向上を期待して、レーザー照射象牙質を鉄イオン含有コンディショナーで処理したところ、RMGIは良好な接着強さを示したものの、非照射象牙質に対するRMGIの接着強さと有意差のない程度までの回復には至らなかった。

そこで、鉄イオン含有コンディショナー処理を施した変性層をさらに強化することによってRMGIの接着性向上を図る目的で、鉄イオン含有コンディショナー処理の後に親水性モノマーによるプライミングを併用したところ、レーザー照射象牙質に対するRMGIの接着強さは非照射象牙質の場合と同等の接着強さまで回復した。以上のことから、コンディショニング(10%クエン酸+2%塩化第2鉄水溶液)とプライミング(4-METおよびHEMAを主成分)を併用したレジン添加型グラスアイオノマーセメント系ボンディング材は、Er:YAGレーザー照射した象牙質に対するレジン接着システムとして有用であることが明らかとなった。Er:YAGレーザーを照射した象牙質への良好な接着性を示すレジン接着システムの開発を目的として、レジン添加型グラスアイオノマーセメントをベースにしたボンディング材(RMGI)を試作し、その接着性を検討した。その結果、コンディショニング(10%クエン酸+2%塩化第2鉄水溶液)とプライミング(4-METおよびHEMAを主成分)を併用したRMGIがEr:YAGレーザー照射した象牙質に対するレジン接着システムとして有用であることが明らかとなった。レーザー照射した象牙質に対するレジン接着システムとして,予想通りRMGIを用いることの有用性が明らかにされたので,今後の研究課題として接着の障害となっている変性層の強化を図ることを中心に遂行する予定である。すなわち,レーザー照射象牙質表層のコラーゲン強化,同部へのRMGIのレジン成分浸透促進,重合促進などを図り,RMGIの接着性向上を目指す予定である。また,研究協力者の一人が,当該研究課題に関連するテーマで学位(博士)を本年度に取得しており,研究者として独立する能力を身に付けたため,当該研究はなお一層進展するものと期待している。レーザー照射した象牙質に対するレジン接着システムとして、期待通りRMGIを用いることの有用性が再確認され、さらに、鉄イオンによるコンディショニングの併用が接着性向上に有効であることを明らかにした。このような本年度の研究成果を受け今後の研究課題としては、RMGIに含有される親水性モノマーのレーザー照射象牙質表層へのさらなる浸透促進ならびに重合促進を図ることにより、RMGIの確実な接着性向上を目指す予定である。保存治療系歯学
幹細胞由来神経細胞移植による脳損傷回復でのパラクライン制御と治療応用

難治性神経疾患に対し、失われた神経を細胞移植により補う再生医療試験が報告され、神経細胞移植が有効であることが示唆されている。神経細胞移植での治療効果を上げるためには、広範囲に渡る損傷部位に対して、移植した細胞が定着し、元のような複雑な高次構造、神経系ネットワークを適切に再構築することが必要と考えられる。そこで、申請者が検討してきた幹細胞由来神経細胞移植実験において移植した細胞が神経損傷部位を再生する際の高次構造形成メカニズムについて解析し、新規再生治療法開発のための基盤となる実験を行うことを目的とし解析を行っている。初年度から神経幹・前駆細胞移植による運動機能障害改善における関連遺因子の探索を行った結果、Reelinその他分泌性因子の発現増加を見出し移植細胞による損傷神経組織再生への関与が考えられた。そのため、神経細胞移植におけるReelin経路の関与を調べるためにReelinシグナル経路のアダプター因子であるDisabled 1(Dab1)の自然突然変異マウス:Yotari由来神経幹・前駆細胞を移植し、その効果を調べると野生型マウス細胞移植に比べて運動機能回復が見られないことを見出した。脳損傷マウスモデルは移植細胞の移動が判定しやすいように運動皮質野のcortexを凍結損傷した。ラベル化処理を行った細胞の移植マウスでの局在を見ると、野生型マウス細胞移植したマウスでは移植後7日目以降からラベル化された移植細胞が移植部位から移動し、28日後には脳損傷域全域に局在していることが確認された。一方変異型細胞移植では野生型ほど移動が見られなかった。マウス解析において、初代細胞の樹立が困難と思われたが、安定供給できる系を見出したため移植実験が容易に出来た。Reelinの下流に複数存在するシグナルの再生に関わる経路の制御様式について解析を進める。現在細胞レベルでの神経分化実験を行い、個体レベルで見出した神経再生の詳細なメカニズムを解析している。遺伝子発現、及び抑制により、神経分化能への影響が見られるか、細胞移動に影響するのか、先導突起を伸ばして細胞体の移動が見られるのか、軸索中のゴルジ体の形成と移行による極性変化が見られるのか、シナプス前部、後部機能タンパクの神経活動依存的集積が見られるのか、それらにより神経再生が起きているのかについて解析する。個体レベルでは、治療応用を踏まえて、マウス個体への伝達物質阻害、促進薬剤投与により、その回復効果が変化するか、について解析する。神経幹・前駆細胞移植による運動機能障害改善における関連遺因子の探索を行った。hiPS細胞培養方法と分化誘導法としてはこれまでに報告した方法を基本に浮遊培養による胚様細胞塊から分化誘導する方法を用い、神経損傷モデルマウスの運動機能解析としては、これまでに申請者が使用した凍結損傷による出血性片マヒモデルマウスを用いた。運動機能の評価系としてRota-rod法、Beam walking試験を行った。損傷のみ及び移植後脳を解剖し、誘導性因子に対する抗体を用いて免疫染色した結果、Reelinその他分泌性因子の発現増加を見出した。これらの因子の発現は移植細胞存在化において、より発現時期が持続し、発現量が増えた。次に、見出した因子Reelinに着目し、下流経路が欠落している変異マウス(Dab1自然突然変異マウス:Yotari))由来神経幹・前駆細胞を移植し、移植後回復が見られるかについて検討した。その結果、野生型神経細胞移植においてはRota-rod法、Beam walking試験において運動機能の回復がみられるが、Yotariマウス神経幹細胞移植群において回復が見られなかった。移植した細胞がレシピエント内でどのような分子を発現し移植環境と神経ネットワークを形成しているかについて移植神経細胞の局在と分化させた細胞の性質を脳皮質の各層の特異的抗体(CTIP2,Fetz,FoxP2,Crim1等),脳に局在する細胞種類(神経幹細胞、神経細胞、グリア細胞、血管細胞)、移植細胞と宿主細胞との神経回路形成を見るためシナプス結合部(シナプシンーシナプトフィジン)の組織免疫染色により経時的に確認した。その結果、現時点では、野生型由来細胞は移植部位である線条体から損傷部皮質への移動し、分化した神経細胞になっていることが示唆された。誘導性因子の同定とその証明に時間がかかると考えられたが、最初に見出した因子の下流シグナルが欠落した変異マウスが容易に購入でき、また変異細胞移植により予想通りの結果が得られたため進捗状況としては順調に進んでいると判断した。

脳損傷マウスモデルは移植細胞の移動が判定しやすいように運動皮質野のcortexを凍結損傷した。ラベル化処理を行った細胞の移植マウスでの局在を見ると、野生型マウス細胞移植したマウスでは移植後7日目以降からラベル化された移植細胞が移植部位から移動し、28日後には脳損傷域全域に局在していることが確認された。一方変異型細胞移植では野生型ほど移動が見られなかった。マウス解析において、初代細胞の樹立が困難と思われたが、安定供給できる系を見出したため移植実験が容易に出来た。移植した野生型細胞および変異細胞がレシピエント内でどのような分子を発現し移植環境と神経ネットワークを形成しているかについて、脳皮質の各層の特異的抗体(CTIP2,Fetz,FoxP2,Crim1等),脳に局在する細胞種類(神経幹細胞、神経細胞、グリア細胞、血管細胞)、移植細胞と宿主細胞との神経回路形成を見るためシナプス結合部(シナプシンーシナプトフィジン)の組織免疫染色により比較し、変異細胞移植では損傷回復が起こらなかったことについて考察する。また、変異マウスから作製した神経細胞初代培養系もしくは脳組織のスライス培養の損傷過程、神経細胞分化過程、移植過程にて、遊走する細胞の平均移動速度と割合を測定し、各因子による影響を数値化して評価する。変異細胞に対し、着目遺伝子(リーリン,dab1)の発現制御(過剰発現体や抑制体の作製)を行い、移植した場合に脳皮質の各層の再構築が起こるか、移植細胞と宿主細胞との神経回路形成神経細胞の移動、接着能、形態変化がどのように変わるかを比較解析する。Reelinの下流に複数存在するシグナルの再生に関わる経路の制御様式について解析を進める。現在細胞レベルでの神経分化実験を行い、個体レベルで見出した神経再生の詳細なメカニズムを解析している。遺伝子発現、及び抑制により、神経分化能への影響が見られるか、細胞移動に影響するのか、先導突起を伸ばして細胞体の移動が見られるのか、軸索中のゴルジ体の形成と移行による極性変化が見られるのか、シナプス前部、後部機能タンパクの神経活動依存的集積が見られるのか、それらにより神経再生が起きているのかについて解析する。個体レベルでは、治療応用を踏まえて、マウス個体への伝達物質阻害、促進薬剤投与により、その回復効果が変化するか、について解析する。予定より順調に進んだ分、実験回数が減ったために培養試薬、マウス試薬、抗体消費が減ったことによる。また、予定していた学会を一つ参加できなかったことも理由の一つである。昨年度の物品費用の端数が生じたため1万円以内の残額が生じた。今年度と併せて発現ベクターの作製(10-20万)、発現実験(20-30万)、分化実験(10-20万)移植実験及びマウスの解析(試薬、抗体など含む50-100万)によりパラクライン因子が回復に対してどのような作用を持つか検討したい。
脳卒中患者の再発予防行動継続のための行動科学理論を適用した看護支援モデルの構築

脳卒中患者の再発予防行動と関連要因を調査し、行動科学理論を適用した看護支援モデルを構築した。脳卒中患者の再発予防行動は、4つの疾患管理行動と6つのライフスタイル改善行動であった。脳卒中患者は、再発予防行動に対して4つの恩恵と4つの負担を感じていた。再発予防には、「情報のサポート」、「手段的サポート」、「情緒的サポート」、「評価のサポート」の4つ支援が存在した。また、ソーシャル・サポートは、服薬、運動、自己効力感、行動変容とに関連がみられた。さらに行動変容理論を適用した教室型の再発予防教育を実施したところ、服薬行動、食行動、運動、自己効力感に改善がみられた。本研究の目的は,脳卒中患者の再発予防行動の継続要因を明らかにするとともに,脳卒中患者の再発予防行動を継続するための看護支援モデルを構築することである.平成26年度は,脳卒中患者の再発予防行動(食事,運動,喫煙,飲酒,血圧セルフモニタリング,服薬管理,定期受診など)の実態と脳卒中患者の再発予防行動の継続要因ついて検討した.研究協力病院の倫理審査委員会の承認を得て,協力病院外来に通院している初発軽症脳卒中患者(入院時NIHSS 4点以下,退院時mRs 2以下,認知症患者は除外する)に対して,現在行っている再発予防行動の有無,再発予防行動を行っている場合は,その行動内容と頻度,さらに再発予防行動継続状況,セルフ・エフィカシー(自己効力感)について質問票を用いて聞き取り調査を実施した.脳卒中患者が行っている再発予防行動の内容と継続要因(恩恵と負担)について内容分析を行い,さらに再発予防行動の促進要因と阻害要因の検討を行った.再発予防行動の内容について,内容分析を行った結果,【血圧管理】【血流管理】など4つの疾患管理行動と【身体活動】【食事管理】など6つのライフスタイル改善行動があり,さらに【家族・友人のサポート】【職場のサポート】などの2つの環境要因の存在が明らかとなった.再発予防行動の継続要因(恩恵と負担)について,内容分析を行った結果,【症状の改善・悪化予防の認知】【習慣化や目標設定という行動の変化】の恩恵と【体の動きづらさの実感】【我慢続きの食事療法】の負担を感じていることが明らかとなった.脳卒中患者がもつ特有の負担に対する支援が重要である.再発予防行動の促進要因と阻害要因の検討については,症例数が少ないことから,さらにデータを集積し,結果の一般化に向けて調査を重ねていく必要がある.本研究の目的は,脳卒中患者の再発予防行動の継続要因を明らかにするとともに,脳卒中患者の再発予防行動を継続するための看護支援モデルを構築することである.平成27年度は,脳卒中患者の再発予防行動の継続要因のうち再発予防行動に対する支援に関する検討を行った.「再発予防に関する情報の提供」「再発予防に関する助言」などの【情報のサポート】,「一緒に散歩する」「家事などの協力をしてくれる」「通院に付き添ってくれる」「職場の労働環境の調整」などの【手段的サポート】,「リハビリの際に励ます」「つらさを理解してくれる」などの【情緒的サポート】,「行動を認めてくれる」「褒めてくれる」などの【評価のサポート】の4つ支援の存在が明らかになった.さらにソーシャルサポートの有無と再発予防行動および再発予防行動の自己効力感,行動変容の段階,血液データの改善との関連について検討した.ソーシャルサポートの有無と服薬行動,運動療法および再発予防行動の自己効力感,行動変容の段階,血液データの改善に正の関連がみられた.また飲酒には,負の相関がみられた.脳卒中再発予防のガイドラインでは,血圧管理,血流管理などの疾患管理行動と身体活動,食事管理などのライフスタイルの改善行動が重要であることを指摘している.本研究において,同居家族のサポートが服薬行動,運動療法,飲酒および再発予防行動の自己効力感,行動変容,血液データの改善に関連していることから,再発予防行動を維持・継続していくためには,疾患の後遺症などのストレスの悪影響を減少させる心理社会的な保護要因あるいは緩衝要因であるソーシャルサポートが関連していることが示唆された.脳卒中患者の再発予防行動の測定尺度の原案の作成,内容の検討段階でやや遅れが生じている.28年度は,研究協力病院を増やし,介入を進めていく予定である.本研究の目的は,脳卒中患者の再発予防行動の継続要因を明らかにするとともに,脳卒中患者の再発予防行動を継続するための看護支援モデルを構築することであった.現在,尺度原案を作成のためにデータを集積中である.さらに脳卒中再発予防教室のプログラム案の開発中である.28年度は,今年度まで集積したデータを分析し,軽症脳卒中患者のソーシャルサポートと再発予防行動の関連について検討した.ソーシャルサポートの有無と服薬行動,運動,および再発予防行動の自己効力感,行動変容の段階,血液データの改善には,有意な正の相関があった.特に服薬行動,行動変容の段階に関しては,かなり強い相関があった.また飲酒には、有意な負の相関があった.脳卒中の再発予防行動の継続のためには,再発予防行動の自己効力感,行動変容の段階にも関連する身近な同居家族のサポートの有無や程度を確認する必要性が示唆された.脳卒中患者の再発予防行動の測定尺度の原案の作成,内容の検討段階で遅れが生じている.29年度は,研究協力病院を増やし,介入を進めていく予定である.本研究は、脳卒中患者の再発予防行動とその要因を明らかにし、行動科学理論を適用した介入による再発予防行動を継続するための看護支援モデルを構築することであった。平成29年度は、行動科学理論やトランスセオレティカルモデルを基に脳卒中患者の再発予防のための教育プログラムを作成し、実施・評価した。

教育プログラムの内容は、脳卒中の知識、行動変容理論を基にした動機づけ支援、食生活、運動など生活習慣の改善、薬物療法について、定期受診の勧奨であった。研究参加に同意の得られたデイサービス、デイケアに通所している軽症脳卒中患者28名に対して週1回8週間(計8回)の教室型の再発予防教育を実施した。平成28年度までの結果よりソーシャルサポートの有無と服薬行動、運動、自己効力感、行動変容の段階とに有意な関連がみとめられたことから、教育プログラム参加者には食生活、運動、薬物療法についての目標設定やセルフ・モニタリングを依頼し、自己評価に対するフィードバックを実施した。その後、1か月間、週1回、看護職からのフィードバックを継続した。結果、行動科学理論を用いた脳卒中患者の再発予防のための教育プログラムは、服薬行動、食行動、運動、自己効力感、行動変容の段階に改善がみられた。しかし、3か月のプログラム介入期間中に2名の脱落者があった。脳卒中患者は、患者自身のみならず家族のイベントの影響も受けやすいため、逆戻りに対する看護支援の必要性が示唆された。脳卒中患者の再発予防行動と関連要因を調査し、行動科学理論を適用した看護支援モデルを構築した。脳卒中患者の再発予防行動は、4つの疾患管理行動と6つのライフスタイル改善行動であった。脳卒中患者は、再発予防行動に対して4つの恩恵と4つの負担を感じていた。再発予防には、「情報のサポート」、「手段的サポート」、「情緒的サポート」、「評価のサポート」の4つ支援が存在した。また、ソーシャル・サポートは、服薬、運動、自己効力感、行動変容とに関連がみられた。さらに行動変容理論を適用した教室型の再発予防教育を実施したところ、服薬行動、食行動、運動、自己効力感に改善がみられた。再発予防行動の評価尺度作成のための予備調査は概ね終了した.現在は,尺度原案を作成中である.平成27年度は,内容妥当性の検討と表面妥当性の確認のための調査を実施し,再発予防行動の評価尺度を作成する予定である.平成28年度は,データの蓄積や介入のためにさらに協力病院を増やし,できるだけ短期間のうちに調査および介入を終えるように進めていく予定である.研究協力者を依頼するなど研究データ収集,分析を進めていく。臨床看護学平成27年度は,データを集積するために協力病院を増やし,できるだけ短期間のうちに本調査を終え,尺度の作成ができるように進めていく.また,得られた成果を国内・国外の学会にて発表する予定である.さらに,並行して介入プログラムの内容を検討し,速やかに介入が開始できるよう進めていく.27年度は,研究の進捗がやや遅れている状況であったため,研究協力者に対する謝金,データ入力,データ分析などの経費も使用できていない.28年度は,研究の進捗に遅れが生じているため研究協力者に対する謝金,データ入力,分析等の経費も使用できていない。平成26年度は,主に聞き取り調査によって質的研究で研究を進めてきた.そのため対象者は,12名にとどまった.そのため,謝金の使用額が予定より少額であった.
環境変化を考慮した湾域都市における高潮・洪水氾濫災害の危険度評価に関する研究

わが国の社会・経済活動の中心をなす巨大都市はいずれもベイエリアに立地しており、さらに海域の埋立等によって高度の発達を続けて、複雑な一大システムを形成している。一方、今後の地球環境の変化の中でも温暖化が最も懸念されており、温暖化による海水の膨張等によって来世紀には65cmから1mの海面上昇が見込まれている。すなわち、わが国の中枢都市の内的。外的災害環境は悪化の一途をたどっており、高潮や洪水による巨大氾濫災害の発生が憂慮されている。このような災害の防止・軽減には、予測される海面上昇、台風規模・頻度の変化・湾内の埋立による境界条件の変化の下での高潮、洪水およびその重畳を的確に予測して、災害原因を直接排除する方策を講じていくことはもちろん、万一直接防御手段が敗れて巨大氾濫が生じた際に起こる現象を予測・解明し、そのようなときでも、災害を最小限に抑えられるような、災害に強い都市のあり方を整備していくことが必要である。本研究はこのような問題に対する諸対策を講じていく上で必須の手法を開発、構築しようとするものであって、以下の点に焦点を絞り平成5年、6年の2年間にわたり研究を行ったものである。すなわち、(1)地球環境および都市立地環境の変化を考慮した高潮・洪水氾濫の規模予測に関する研究、(2)高度に発達した湾域都市での高潮・洪水の氾濫水理に関する研究、(3)高潮・洪水氾濫時の人間行動を考慮した人的被害の予測および避難システムに関する研究、(4)ライフライン、家屋等の直接、間接被害の予測および被害の拡大化に関する研究、(5)(1)(4)の成果をもとに、湾域都市における高潮・洪水氾濫災害の危険度評価に関する研究、を行い、ハザードマップおよびリスクマップの作成を可能にするような基礎研究に焦点を絞った。今後、大いにここで示した手法が応用されることを期待するものである。研究課題(1)の地球環境および都市立地環境の変化を考慮した高潮・洪水氾濫の規模予測に関する研究ならびに研究課題(2)の高度に発達した湾域都市での高潮・洪水の氾濫水理に関する研究については、海面上昇を考慮した高潮の規模予測を越流のみでなく越波も考慮して解析し、高潮とその氾濫を同時に解析し得るシミュレーション手法を構築して大阪湾域都市に適用した。その結果、海面上昇による氾濫範囲や規模の拡大化が定量的に評価できるようになった。また、河川の洪水流出に及ぼす埋立の影響に関しては、3次元多層モデルを大阪湾に適用し、埋立によるトレーサーおよび濁度物質の空間的な濃度分布変化を予測するなど重要な知見を得た。さらに、高潮と洪水の重畳氾濫による地下街での浸水についても、地上と地下街での氾濫をリンクしてシミュレートできる解析手法を開発し、地下街における浸水対策も評価可能となった。堤内地に氾濫した流木群の流動・堆積については、流れの場をオイラー的に解析し、流木の並進運動と回転運動を力学的に評価したラグランジュ的挙動追跡法を開発した。さらに、流木群の堰止め機構をモデル化し、流木群の堆積が時空間的に評価可能となった。研究課題(3)については、高潮および津波氾濫時における住民避難行動のシミュレーション手法の開発にとりかかっており、研究は順調に進捗している。研究課題(4)のライフライン、家屋等の直接、間接被害の予測および被害の拡大化に関する研究については、現在流木群の堰止めによる家屋の直接被害の定量的予測を行なっているとともに、地下街、地下ターミナルおよび地下鉄等の地下空間での氾濫現象とそれによる被害の拡大化についても研究を進めている。

わが国の経済・社会活動の中心をなす巨大都市はいずれもベイエリアに立地しており、さらに海域の埋立等によって高度の発達を続けて、複雑な一大システムを形成している。一方、今後の地球環境の変化の中でも温暖化が最も懸念されており、温暖化による海水の膨張等によって来世紀末には65cmから1mの海面上昇が見込まれている。すなわち、わが国の中枢都市の内的・外的災害環境は悪化の一途をたどっており、高潮や洪水による巨大氾濫災害の発生が憂慮されている。このような災害の防止・軽減には、予測される海面上昇、台風規模・頻度の変化、湾内の埋立による境界条件の変化の下での高潮、洪水およびその重畳を的確に予測して、災害原因を直接排除する方策を講じていくことはもちろん、万一直接防御手段が敗れて巨大氾濫が生じた際に起こる現象を予測・解明し、そのようなときでも、災害を最小限に抑えられるような、災害に強い都市のあり方を整備していくことが必要である。本研究はこのような問題に対する諸対策を講じていく上で必須の手法を開発、構築しようとするものであって、以下の点に焦点を絞り平成5年、6年の二年間にわたり研究を行ったものである。すなわち、(1)地球環境および都市立地環境の変化を考慮した高潮・洪水氾濫の規模予測に関する研究(2)高度に発達した湾域都市での高潮・洪水の氾濫水理に関する研究(3)高潮・洪水氾濫時の人間行動を考慮した人的被害の予測および避難システムに関する研究(4)ライフライン、家屋等の直接、間接被害の予測および被害の拡大化に関する研究(5)(1)(4)の成果をもとに、湾域都市における高潮・洪水氾濫災害の危険度評価に関する研究を行い、ハザードマップおよびリスクマップの作成を可能にするような基礎研究に焦点を絞った。今後、大いにここで示した手法が応用されることを期待するものである。
液晶エラストマーの形状記憶に対する架橋トポロジー効果

液晶エラストマーはポリマーネットワークの力学的性質と液晶の異方性を併せ持つ新しい材料であり、相転移時のメソゲンの再配列を試料形状に反映させることにより形状記憶機能を付与できる。本研究ではキラルスメクチックC(SmC*)相を持つ液晶エラストマーを中心に形状記憶に対する架橋トポロジー効果について研究を行った。捩れ変形架橋によりメソゲンの傾きが捩れ変形と掌性カップリングすることを示すとともに、螺旋分子配列に伴う巨視的捩れ変形の発現を確認した。さらに、自発分極の電界応答に伴う形状変化の観測から、メソゲンの電傾効果とエラストマーの巨視的変形とのカップリング機構について考察した。異なるクロスリンカー(メソゲン型クロスリンカーとハイドロキノン型クロスリンカー)を用いて2種類の液晶エラストマーを合成し、一軸配向した試料の熱-変形挙動を比較検討した。剛直構造のメソゲン型クロスリンカーで架橋した液晶エラストマーの場合、SmA-SmC相転移においてダイレクターの方向は変化せず層が傾いた。柔軟性なハイドロキノン型クロスリンカーの場合、同相転移で層法線は変化せずメソゲンが傾き、その傾きに応じて層間隔が増減すると伴に液晶エラストマー自体も伸縮した。メソゲン型クロスリンカーを用いた試料では、SmC相の温度域において層の再配列にも関わらず伸縮はほとんど観測されなかった。さらにこれら2種の液晶エラストマーを用いて、等方相-スメクチック相転移における自発的・可逆的な伸縮挙動を検討した。メソゲン型クロスリンカーで架橋した試料は等方相-スメクチック相転移において25%以上伸縮したが、ハイドロキノン型クロスリンカーの場合は5%以下であった。メソゲン型クロスリンカーはメソゲンであると同時にポリマー主鎖として働くため、スメクチック相への転移に際してポリマー主鎖の空間的広がりに異方性を与えたものと考えられる。一方、ハイドロキノン型クロスリンカーは柔軟なため、ポリマー主鎖のコンフォメーションに異方性を付与できなかったと推察した。液晶性と高分子性が直接カップリングした主鎖型高分子を用いた液晶エラストマー(以下、主鎖型液晶エラストマー)を合成し、熱-変形挙動を検討した。一軸配向した主鎖型液晶エラストマーを室温から等方相へ繰り返し昇降温させたところ、等方相の試料長を1として、等方相-液晶相間で1.5倍程度の可逆的伸縮が確認された。試料長はX線回折像から求めた秩序パラメーターと線形関係にあった。液晶相のX線回折像においてメソゲンの一軸配向にも関わらず層の配向が認められないことから、等方相における熱処理によりサイボタクチック・ネマチック構造が出現したものと推定した。平成21年度の主な研究業績は以下の4項目である。(1)主鎖型スメクチック液晶エラストマーの配向制御とUV架橋:UV架橋により主鎖型液晶を用いたポリマーネットワークの合成に成功した。フイルム化により部分的に一軸配向した試料が得られ、温度変化による自発的・可逆的な形状変化が確認された。また、予備実験においてキラルスメクチックA(SmA^*)相において螺旋変形により傾き角が誘起され、傾き角がキラリティに依存することを見出した。(2)液晶エラストマーの変形挙動に対するクロスリンカー形状効果:メソゲン型クロスリンカーとハイドロキノン型クロスリンカーを用い2種類の液晶エラストマーを合成し熱-変形挙動を比較・検討した。SmC^*相からSmA相にかけて、前者は層の傾き角が減少しダイレクター方向の試料長も収縮したが、後者はメソゲンの傾き角が減少し層法線方向に試料が伸びた。これら結果は液晶エラストマーの変形をクリスリンカーで制御できることを示している。(3)SmC^*液晶エラストマーの電界誘起変形:自発分極の発現が期待されるSmC^*相を有する液晶エラストマーを合成し、H20年度購入の高電圧アンプを用いて電界誘起変形を観測した。電傾効果による層法線方向の伸縮が観測され、SmC^*-SmA相転移における同効果のソフト化が確認された。(4)SmC^*液晶エラストマー液晶エラストマーの応力印加履歴:応力印加履歴の異なる2種類の試料、「せん断応力で一様配向させたSmC^*エラストマー」と「2段階の一軸延伸により一様配向させたSmC^*エラストマー」、を合成し両者の昇降温における変形挙動と分子再配列を比較・検討した。両者とも液晶相から等方相にかけての昇降温で2軸性の形状を記憶しているが変形過程は異なる。せん断変形試料では形状変化を伴うメソゲンの傾き変化が確認された。

2段階延伸試料ではスメクチック相内において層の傾きが変化するものの試料形状にほとんど影響なく、等方相-スメクチック相転移で可逆的な形状変化が観察された。平成22年度の主な研究実績は以下の4項目である。(1)主鎖型スメクチック液晶エラストマーの配向制御とUV架橋:主鎖型液晶高分子S-BB-4^*(2Me)/6をいくつかの液晶温度領域においてUV架橋しポリマーネットワークを得た。SmC^*相で架橋した試料は螺旋構造を持ち、SmC^*-SmA相転移において螺旋の解けに伴う巨視的振れ変形が観測された。SmA相で架橋した試料は、室温でもメソゲンの傾きは認められずSmA相のみを発現し、SmA-Iso転移で層法線方向に伸縮した。Iso相で架橋した試料ではスメクチック相は出現せず、異方的変形は観測されなかった。(2)ヘリカルメカノクリニック効果:SmC^*相を有する主鎖型液晶高分子S-BB-4^*(2Me)/6をSmA相(210°C程度)で熱架橋し主鎖型液晶エラストマーを合成した。一軸延伸下の架橋で得られた試料は、室温でもメソゲンの傾きは認められずSmA相のみを発現した。原料ポリマーのSmC^*相における螺旋掌性と同じ方向の右捩れ変形を加えながら架橋した試料は、室温でメソゲンが層法線から16°傾いたSmC^*構造となった。しかし、左捩れ変形を加えた試料は数度程度以下の傾きであった。この結果は、メソゲンの傾きと捩れ変形との掌性カップリングを示している。(3)SmA^*液晶エラストマーの電傾効果と電界誘起変形:ポリシロキサン主鎖にメソゲン側鎖としてコレステリック誘導体を導入したSmA^*液晶エラストマーを合成した。SmC^*相は現れずSmA^*相のみが発現した、SmA^*相において電傾効果(光軸変化)と巨視的な正方形状から単斜形状への変形が観測された。層が1次元結晶であることを反映し、光軸の傾きに伴う層伸縮と層法線方向の試料伸縮は同程度であった。一方、層内分子の液体的秩序に起因する分子再配列のため、フィルム変形の傾きは光軸の傾きの1/50程度しか反映しなかった。(4)側鎖型SmC^*液晶エラストマーにおけるソフト弾性:応力印加履歴の異なる2種類の均一配向SmC^*エラストマー(「SmA-SmC^*相転移時にせん断応力印加架橋を行った均一配向SmC^*エラストマー」と「SmC^*相における層方向の延伸による均一配向SmC^*エラストマー」)を合成し、両者の昇降温における変形挙動と分子再配列を検討した。両者とも液晶相から等方相にかけての昇降温で2軸性の形状記憶機能を有していた。せん断変形試料はモノドメイン試料であるため、SmA相からSmC^*相転移にかけて、正方形状から単斜形状へとメソゲンの傾きと同程度の傾きで可逆的に変形した。一方、延伸試料は同相転移において層の傾きが確認されたが形状はほとんど変化しなかった。これは、延伸試料がポリドメイン試料であり、各ドメインの回転が独立におこるため、巨視的な形状変化を伴わなかったものと考えられる。
LED等の人工照明を伴う昼光照明下での分光放射照度の再現と、その照明下での色知覚

本研究では、波長分布が異なる昼光照明と人工照明が任意の割合で混合した状況を実験室で再現する技術を構築し、その照明下での色覚・視覚特性に与える影響について調査した。本研究成果は、昼光照明と人工照明の両者を用いた演色性、作業性の高い照明を設計する指針が得られると考える。天窓の設置された工場において、想定作業面(床上90cm)での分光放射照度を照度計測アダプターの付いた分光放射輝度計(コニカミノルタセンシング製CS-1000A)を用い380-780nmの可視光の波長域を10nm間隔で分光計測した。計測は10分間隔で行い、時間と日時の異なる300個以上の分光放射照度データを収集した。人工照明については、上記方法と同様の計測器でLED、蛍光灯、ハロゲンランプの分光放射照度データを収集した。次に、波長プログラマブル光源(OneLight製OneLightSpectra)を使用し、計測した昼光照明の分光放射照度データと、人工照明データからの光を任意の割合で混合したときの波長分布を算出し、昼光照明からの光と人工照明からの光を合成した光と同じ分光分布を持つ光を発生させるシステムを開発した。これにより、昼光照明下で人工照明を点灯した時の照明環境(分光分布と照度)を実験室内に再現することが可能となった。上記方法で再現した照明条件下で、色彩識別力のテスト方法であるFamsworth-Munsell 100Hue TESTを実施した。その結果、高照度下においては昼光照明と人工照明の光の混合比によって実験結果に差が出なかったが、低照度下においては人工照明に対して昼光照明の割合が多い場合のほうがよいテスト結果が得られる傾向が見られた。
高分解能光電子分光によるフェルミ面近傍の低次元電子状態の研究

擬1次元結晶構造をもつ有機分子性導体の電子構造,電子相関を明らかにすることを目的として,(DCNQI)_2Cuの温度可変高分解能光電子分光実験をおこなった。(DCNQI)_2Cuは,DCNQI鎖をつなぐCu原子のd軌道の存在のために比較的3次元性が強いと言われている。しかし,光電子スペクトルは,フェルミ端が消失し,いわゆるラッティンジャー流体に特有の強い1次元を示した。ところが,スペクトルを詳細に解析すると,低温ではわずかに弱いフェルミ端が残っていることが示唆され,低エネルギの極限ではフェルミ流体として矛盾しないことが示された。以上の結果から,ある程度(鎖と垂直方向のバンド幅)より低エネルギーかつ低温ではフェルミ流体的に,それよりも高エネルギーまたは高温ではラッティンジャー流体的にふるまうのが,擬1次元強相関金属の特徴であろうと結論した。また,重水素置換した(DCNQI)_2Cuの金属-絶縁体転移にともなうギャップの開閉も,高分解能光電子分光により観測した。絶縁体相のバンド端の形状は2次元電子系的であり,長距離秩序(3倍周期のCDW)の形成には3次元性が必要なことと関連しているものと思われる。同じく1次元的結晶構造を持つ無機化合物BaVS_3の光電子スペクトルも測定し、(DCNQI)_2Cuの結果と比較した。両者に共通の結果のひとつとして,ラッティンジャー流体を特徴づけるべく指数が大きい(1)ことが挙げられる。これは短距離力のみを考えたハバ-ド・モデルでは説明できず,長距離クーロン相互作用が重要であることを示している。もうひとつの共通の特徴は,べき指数が温度の上昇とともに低下することである。これを,熱的じょう乱による長距離相関の低下と解決した。
密度が一様な大深度水域における気泡噴流の基本的乱流特性

本研究では、大深度水域での気泡噴流の挙動を把握するための新しい実験手法を確立することを目的とし、種々の検討を行ってきた。その主たる成果を上げると以下のようである。まず、水圧変化に伴う気泡の圧縮・膨張の影響が、具体的にどの程度であるのか、平均量を用いた物理モデルを用いて、解析的に調べた。その結果、水深が10m以上になると、水深(水圧)の影響が現れはじめること、水深40mになると、水圧変化を考慮しない解析では、考慮しているものに比べて3割程度気泡噴流の揚水量を過大評価してしまうことが明らかになった。現在でも数理的な取り扱いの容易さから、水圧を考慮しないモデルでの解析を見かけることがあるが、その適用範囲は極めて限られたものであることに注意すべきであろう。その認識の上で、水圧による気泡の圧縮・膨張を考慮した物理モデルを、気泡噴流だけでなく、現段階で多く実用に供されている深層水揚水筒の流れにも適用した。そして、揚水施設の揚水量ならびに密度成層の時間変化を解析し、その数値実験の結果から経験的に、システムの水理学的効率の簡便評価式を導いた。この経験式は式形が平易であり、効率的な環境制御を考えていく際に、有効な手法を示すものと考えている。こうして、水圧変化の重要性を確かめた上で、実験手法の検討に取り掛かった。実験水槽には高さ1mのものを使用し、現在で10分の1気圧の減圧に成功している。しかし、この段階では気泡の圧縮・膨張の影響を顕着には観測することはできなかった。とはいえ、これ以上の減圧には現在使用の実験装置が耐えられないこと、完全密閉水槽中での実験となるために、流速計・電気伝導度計などセンサーの移動や、種々の作業を全て自動化する必要が生じてきたことなど、実用化の面で解決すべき問題を具体的に示すことができた。
地方公共団体の企業的活動に対する公法的規制の理論とあり方

外国、とりわけ、ドイツ連邦共和国における企業形態による地方公共団体の公共役務の調達・提供に係る法的問題の理論的考察、研究が、主に次の2つの視角から遂行された。すなわち、ヨーロッパ連合(EU)における当該域内市場における競争法制・競争政策の視角からと、ヨーロッパ自治憲章に具体化されている地方公共団体の自治権保障の視角からである。ドイツにおいては、1990年代から新制御モデルの考えに基づくPrivatisierungが推進されてきた。その結果、高収益性のある地方公共団体の事業領域の民営化が進み、そうではない事業が地方公共団体に残される傾向が強まった。このことは、民営化された事業領域に対する地方公共団体の民主的正統性の基づく統制可能性の問題をさらに惹起するものとなっている。くわえて、公企業と私企業の間の平等取扱いがEUの法原則として明定されている(ヨーロッパ連合運営条約〔AEUV〕106条)ため、地方公共団体の公企業に対する、例えば、補助給付などの財政的助成手法の可否・法的限界の如何が、EUの競争法制・競争政策の視角から検討されなければならない。他方、ドイツもその締約国であるヨーロッパ自治憲章では、締約国の地方公共団体がその各種制度の形態等をその地域的条件に適合させるするように独自に選択、決定することを保障している(同憲章6条1項)ことから、この地方公共団体の組織高権(日本法における自治組織権)を、いかに、また、どの程度、公共役務の調達・提供の組織形態等の決定において尊重すべきかが法的な問題となる。その帰結として、地方公共団体の企業的活動、とりわけ公企業形態の選択可否の法的判断基準の如何、特に一般的経済的利益のある役務(AEUV14条)に関する場合のその検討、および、民営化された事業領域の再公営化、再自治体化の可否の法的判断基準の如何についての考察の深化が緊要となっている。勤務先所属学部の執行部の一員、具体的には学生担当教務主任の職に2018年9月中旬より就いたこの結果、当該業務およびこれに関連する執行部業務の負担が純増したため、また、単著書出版のための作業も並行して行わざるを得なくなったため、本研究課題に係る研究遂行に当てることの時間が経常的には十分には取れない状態になったことがその理由である。勤務先所属学部の執行部の一員(学生担当教務主任)としての職務が2019年度も継続すること、また、2019年度においては、国外での学術研究報告が1件、国内での学会研究報告が3件、それぞれあることをはじめ、このほかにも学術関係の報告が2件予定されていることにも鑑みて、関係文献・資料の検討に基づく研究を中心に行いつつ、国内の実態事例調査(現地ヒアリング調査)を予備的・補充的に実施することにして、本研究を推進していくことにする。上記の国内での学会研究報告のうち2件は、本研究と関係するものであるため、当該報告の準備を行い、そして、報告に伴う質疑を受けることにより、本研究の推進・深化が図れるものと考えているので、上記の国内での学会研究報告の準備を行うこともまた本研究の推進方策の一つとなると考えている。日本国内での地方公営企業の活動に関する実態調査のための各種の情報収集と検討を行った。特に、鉄道事業・自動車運送事業、つまり、交通系の地方公営企業の関係労働組合等の資料等を入手、検討することを通じて、及び、学外で実施された関係の研究会において参加して、そこで行われた現場からの事例報告を聴取することを通じて、持続的な役務提供体制の維持・構築に問題を抱えていることや、それに従事する人の待遇のあり方といった労働法的側面の課題が生じていることなど種々の現在的問題・課題を把握した。地方公共団体の企業的活動に係る外国法制及び研究動向の各調査に関しては、とりわけ、ドイツ連邦共和国におけるそれに焦点を当てて、関係外国語文献に基づいてその調査等を実施した。当該国においては、地方公共団体の経済的活動に関する3つないし4つの法的原則が各州のいわゆる地方自治法に法定されるなどしていること、また、当該活動のための企業形態には多様なものが認められており、それぞれ活用されていることが確認された。少し詳しくいえば、法人格を有するもの、有しないもの、さらに、公法的企業形態をとるもの、私法的企業形態をとるものがあり、例えば、公法的企業形態にも6類型が存することなどが明確となった。法律学的側面からするこのような調査等に基づく日本語文献における紹介等はほとんど見受けられないため、かかる基礎調査に基づく情報・紹介であっても日本国内においては重要であると考える。そこで、この点の研究ノート程度のものは公表することも計画する。日本国内での地方公営企業の活動に関する実態調査を実施する予定であったが、適切な実態調査先の選定が円滑に進まなかったため、日本国内事例の調査作業及びこれを基礎とした国内法的問題・検討課題の事例からの抽出等に遅れが生じてしまった。また、外国法制調査のための関係外国語文献収集も必ずしも十分には行いえておらず、この点での若干の遅れが生じてはいる。

その結果、高収益性のある地方公共団体の事業領域の民営化が進み、そうではない事業が地方公共団体に残される傾向が強まった。このことは、民営化された事業領域に対する地方公共団体の民主的正統性の基づく統制可能性の問題をさらに惹起するものとなっている。くわえて、公企業と私企業の間の平等取扱いがEUの法原則として明定されている(ヨーロッパ連合運営条約〔AEUV〕106条)ため、地方公共団体の公企業に対する、例えば、補助給付などの財政的助成手法の可否・法的限界の如何が、EUの競争法制・競争政策の視角から検討されなければならない。他方、ドイツもその締約国であるヨーロッパ自治憲章では、締約国の地方公共団体がその各種制度の形態等をその地域的条件に適合させるするように独自に選択、決定することを保障している(同憲章6条1項)ことから、この地方公共団体の組織高権(日本法における自治組織権)を、いかに、また、どの程度、公共役務の調達・提供の組織形態等の決定において尊重すべきかが法的な問題となる。その帰結として、地方公共団体の企業的活動、とりわけ公企業形態の選択可否の法的判断基準の如何、特に一般的経済的利益のある役務(AEUV14条)に関する場合のその検討、および、民営化された事業領域の再公営化、再自治体化の可否の法的判断基準の如何についての考察の深化が緊要となっている。勤務先所属学部の執行部の一員、具体的には学生担当教務主任の職に2018年9月中旬より就いたこの結果、当該業務およびこれに関連する執行部業務の負担が純増したため、また、単著書出版のための作業も並行して行わざるを得なくなったため、本研究課題に係る研究遂行に当てることの時間が経常的には十分には取れない状態になったことがその理由である。日本国内での地方公営企業の活動に関する実態調査を早期に実施すること、及び、とりわけドイツ連邦共和国を対象国とする海外実態調査のためのさらなる準備作業を進め、本格的な実態調査を行うための事前の実態調査を実施することを計画する。そのため、これに並行して、引き続き、関係外国語文献の収集及びその検討を行い、当該国における現行法制度の状況及びそこにみられる法的課題の調査を行うとともに、当該課題に対処するための当該国での理論的研究及び実際的解決方策に関する動向等について検討等を行う。勤務先所属学部の執行部の一員(学生担当教務主任)としての職務が2019年度も継続すること、また、2019年度においては、国外での学術研究報告が1件、国内での学会研究報告が3件、それぞれあることをはじめ、このほかにも学術関係の報告が2件予定されていることにも鑑みて、関係文献・資料の検討に基づく研究を中心に行いつつ、国内の実態事例調査(現地ヒアリング調査)を予備的・補充的に実施することにして、本研究を推進していくことにする。上記の国内での学会研究報告のうち2件は、本研究と関係するものであるため、当該報告の準備を行い、そして、報告に伴う質疑を受けることにより、本研究の推進・深化が図れるものと考えているので、上記の国内での学会研究報告の準備を行うこともまた本研究の推進方策の一つとなると考えている。日本国内での地方公営企業の活動に関する実態調査を実施しえなかったこと、及び、外国法制調査のための関係外国語文献収集に十分ではなかったことを理由とする次年度使用が生じている。
微視的構造を考慮した磁性流体の流動特性に関する研究

磁性流体の流動特性を解析する場合、けん濁微粒子の内部回転を考慮する必要がある。けん濁された強磁性体微粒子は磁場の影響を受けるため、磁場と流れ場との複雑な相互作用となる。このため強磁性体微粒子の運動に関連する磁化の構成方程式は確立されていない。そこで、物理量は座標系に依存しないという標構無差別性の原理と熱力学の第2法則の拡張である最大散逸速度の原理とを基礎にして、磁化の構成方程式を含めた電気的伝導性を有する磁性流体の基礎方程式系の導出を行った。構成方程式の決定には自由エネルギーと散逸関数を基礎にした熱力学的手法を用いた。その結果、得られた導電性磁性流体の磁化の構成方程式は、通常の磁性体と同様の磁化の項のほか、流体の密度変化に伴う磁化の変化を表し磁場の非定常性に関連する項、および強磁性体微粒子の回転による項を含むことを示した。また、微小温度差のある二つの半無限平板間に満たされた磁性流体に一様磁場が印加された場合、一様定常磁場を静止流体あるいは一様流に印加した場合、一様定常磁場を印加した平行平板間単純せん断流れおよび一定圧力勾配流れの場合、静止流体に一様な回転磁場を与えた場合、一様流に対して流れ方向に勾配を持つ磁場を流れ方向に印加した場合、などについて得られた磁化の構成方程式の妥当性を検討した。これにより、磁性流体の流動特性を微視的段階から解析して、内部構造を考慮するような数値解析を行う理論的基礎を確立した。
超未熟児に伴う脳障害の病態研究-神経幹細胞障害モデルと幹細胞移植治療への展望

脳室周囲白質軟化症(PVL)は予防法や治療法が確立されておらず、新生児医療の大きな課題となっている。PVLは、深部白質病変以外に灰白質の発達障害を伴う知的及び行動障害を引き起こすが、その病態は未だ不明である。我々は、(1)未熟児の出生時に伴う脳低酸素虚血性傷害が活発な神経細胞の発生・分化の時期に一致する事、(2)PVL合併例では非合併例に比べ画像上灰白質の発達が遅れる事、(3)PVL症例に小頭症を伴う事、そして(4)画像上、脳室壁の不整がみられる事より、PVLにおいて深部白質とは別に脳室周囲の神経幹細胞の損傷を伴うのではないか、と仮説を立てた。そしてこれがその後の神経幹細胞から神経細胞やグリア細胞への分化・移動・成熟に障害を来たし、その結果、大脳灰白質の発達障害しいては患児の知的及び行動障害の原因の一つとなっているのではないかと考えた。当研究では、ヒト超未熟児PVL患児の剖検脳標本および羊を用いて作成したPVLモデル動物を用いて、この仮説の妥当性を神経病理学的に検証する事を目的とする。PVLにおいて神経発生が障害されているかどうかを検証するため、剖検によって得られたヒトPVL症例及び正常対照例の脳標本を用い、脳室周囲および脳室下領域の神経幹細胞を特異的蛋白に対する抗体を用いて、免疫組織科学的に検討した。本年度は、特に在胎28週未満の超未熟児PVL症例に焦点を当て、41例の剖検例の解析を行った。その結果、脳室周囲や脳室下領域の神経前駆細胞の傷害がPVL症例全例に認められた。また、神経前駆細胞の傷害を生ずるメカニズムとして、TUNEL法やCaspase3などのを用いた解析より、アポトーシスの関与を明らかにした。さらに共同研究者らが以前作製した羊胎児脳虚血モデルの脳標本を用いて同様に神経病理学的解析を行い、ヒトで認められた所見と同様の変化を見出した。超未熟児における脳室周囲白質軟化症(periventricular leukomalacia ; PVL)は、後に脳性麻痺や知的及び行動障害を引き起こす事が知られている。前者に関しては脳深部白質障害としての病態がかなり明らかになっている。後者に関してはむしろ灰白質の発達障害が示唆されるが、その病態に関しては未だ不明である。我々は、PVLにおいて深部白質とは別に脳室周囲の神経幹細胞の損傷を伴うのではないか、と仮説を立てた。そしてこれがその後の神経幹細胞から神経細胞やグリア細胞への分化、移動、成熟に障害を来たし、その結果、大脳灰白質の発達障害、しいては患児の知的及び行動障害の原因の一つとなっているのではないかと考えた。当研究では、ヒトPVL患児の剖検脳標本および羊を用いて作成したPVLモデル動物を用いて、この仮説の妥当性を神経病理学的に検証する事を目的とする。平成17年度は、まずPVLにおいて神経発生が障害されているかどうかを検証するため、剖検によって得られたヒトPVL症例及び正常対照例の脳標本を用い、脳室周囲および脳室下領域の神経幹細胞を特異的蛋白に対する抗体を用いて、免疫組織科学的に検討した。これまで解析を開始していた29症例に加え、新たに30症例の超早産児の脳検体を、研究協力者であるArmstrong教授より提供をうけ、同じく研究協力者である出口貴美子博士とともに神経病理学的な解析を開始した。これにより、学童期の高次脳機能障害が特に問題になる超早産児における虚血性深部白質病変と、それに伴う神経前駆細胞の傷害との関連を明らかにすることができると思われる。また、共同研究者らが以前作製した羊胎児脳虚血モデルの脳標本を入手し、神経病理学的な解析を開始した。これまでの研究成果の一部を第15回欧州神経学会総会(2005年6月ウィーン)にてポスター発表した。

本年度は、特に在胎28週未満の超未熟児PVL症例に焦点を当て、41例の剖検例の解析を行った。その結果、脳室周囲や脳室下領域の神経前駆細胞の傷害がPVL症例全例に認められた。また、神経前駆細胞の傷害を生ずるメカニズムとして、TUNEL法やCaspase3などのを用いた解析より、アポトーシスの関与を明らかにした。さらに共同研究者らが以前作製した羊胎児脳虚血モデルの脳標本を用いて同様に神経病理学的解析を行い、ヒトで認められた所見と同様の変化を見出した。