hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
間葉系間質幹細胞、遺伝子含有担体を使った組織工学由来骨再生と分子機構解析

また、LIF cDNA導入群とBMP添加群を比較した場合、ほぼ同程度の骨密度の変化を示しており、H&E染色標本でも、ほぼ同程度の骨形成の状態であった。これより発現ベクター中のLIFはBMPと同程度の骨形成能があるのではないかと推測された。免疫染色、In situ hybridizationにおいても術後3週目に、骨新生部に存在する骨細胞にLIFの発現が認められ、LIF cDNAの導入により骨芽細胞等を刺激し、その周辺部の骨形成を促進していると推測された。また実験観察中、感染や炎症症状は認められず、H-E染色標本においても炎症所見等見られず、LIF遺伝子、担体として用いたゼラチンスポンジは、周囲組織との親和性も高く、また遺伝子導入効率も、In vivoで有用と考えられた。以上より、LIF遺伝子導入により、持続的にラット頭蓋骨骨欠損部の骨形成を有効に促進すると考えられた。ヒト間葉系幹細胞は、正常骨髄中に存在し、脂肪、筋、軟骨、骨などへの分化能を有するが、細胞表面マーカーによるフロー・サイトメトリー法により,高度に分画し得られた、human mesenchymal stem cell(hMSC)と骨形成、血管新生サイトカインを用いて、頭蓋骨欠損モデルでの骨再生につきin vitroおよびin vivoにて検討した。まず、In vitroアッセイでは、1×10^5個の細胞播種し,維持培地にて5日間培養後,デキサメサゾン、アスコルビン酸、β-グリセロリン酸を含む骨芽細胞分化培地に交換し、更に、bFGF(2.5ng/ml)およびBMP-2(50ng/ml)添加しアルカリフォスファターゼ細胞活性を測定した。bFGF、BMP-2と幹細胞培養では骨結節を認め、細胞陽性を示した。(29.0 vs. 11.2 cells/field, bFGF, BMP-2,幹細胞対幹細胞のみ、p<0.01)ついで、10週令Wistar系ラットの頭頂骨の左右に各1ケ所づつ直径4mmの骨欠損部を作成した。担体としてゼラチンスポンジを使用し、これを骨欠損部分に挿入した後、幹細胞のみ(1×10^6個)5μ1の群、幹細胞にbFGF(10μgまたは100μg)添加群、幹細胞にBMP-2(10μg)添加群、幹細胞とbFGF、BMP-2の混合添加群でラットは術後2、4、9週に安楽死させ、骨欠損部を含めて頭頂骨を切り出し、肉眼的観察、Dual energy x-ray absorptiometry(DEXA)を用いて、骨欠損部の骨密度を計測した。また薄切標本を作製し、組織観察およびアルカリフォスファターゼ免疫組織染色した。骨塩量は、4週で幹細胞にBMP-2又はbFGFを添加した群で有意な上昇を示し、幹細胞に混合添加した群で最大でした。(25.5対38.5mg/cm^2、対照対幹細胞と混合添加、p<0.05)尚、骨塩量は8週までにどの群でも有意差はなくなり、全群骨治癒を認めた。H&E染色標本においても、2週で幹細胞とbFGF群では肉芽形成を認め、成熟骨も一部に認めた。幹細胞にBMP-2添加した群では細かい骨稜を認め、幹細胞と混合添加群で骨化が最も進んでおり骨芽細胞の裏打ちも見られた。4週で幹細胞とbFGF添加群で骨稜パターンは少なく、幹細胞とBMP-
人工呼吸における非線形動的モデルの構築と最適換気条件の決定

本研究は,人工呼吸の知的モニタリングのための呼吸モデリング方法の構築と最適換気条件の決定方法の開発を目的として,呼吸システムの非線形動的モデルを提案し,そのパラメータの推定方法を与え,さらにその人工呼吸への応用について研究開発を行った.呼吸系の特性やモデルの運用等を勘案し,エラスタンスにヒステリシスを持つ呼吸モデルとそのパラメータの推定法,呼吸の摂動と計測ノイズを考慮した呼吸モデルの周期的推定法,GAを用いた呼吸モデル構造の決定法,呼吸システムのファジィモデルとそのパラメータの推定法およびファジィメンバシップ関数のアントコロニー最適化法などを提案し,呼吸システムのモデリングの枠組みを構築し,人工呼吸の知的モニタリングのために明るい見通しをつけた.本研究は,人工呼吸の知的モニタリングのための呼吸モデリング方法の構築と最適換気条件の決定方法の開発を目的として,呼吸システムの非線形動的モデルを提案し,そのパラメータの推定方法を与え,さらにその人工呼吸への応用について研究開発を行った.呼吸系の特性やモデルの運用等を勘案し,エラスタンスにヒステリシスを持つ呼吸モデルとそのパラメータの推定法,呼吸の摂動と計測ノイズを考慮した呼吸モデルの周期的推定法,GAを用いた呼吸モデル構造の決定法,呼吸システムのファジィモデルとそのパラメータの推定法およびファジィメンバシップ関数のアントコロニー最適化法などを提案し,呼吸システムのモデリングの枠組みを構築し,人工呼吸の知的モニタリングのために明るい見通しをつけた.人工呼吸の換気条件は患者の体重を目安に、医師が経験的に設定するのが現状であるが、呼吸システムの特性は人によってそれぞれ異なり、患者の呼吸システムの特性を迅速かつ的確に検知し、これに基づいて患者に適した換気条件を設定することが本来のあるべき姿であると考えている。本研究では、人の呼吸システムのダイナミクスが表現できる汎用性のある数式モデルを構築し、各患者の呼吸システムを特徴付ける肺のエラスタンスや気道のレジスタンスなどのパラメータを、人工呼吸中に計測可能な気道気圧、空気流量や空気体積などのデータに基づいて推定し、この推定結果を根拠に論理的に換気条件を決めるような、人工呼吸医療支援の枠組みを提案するのが基本的な狙いである。本年度の研究においては、呼吸システムのダイナミクス表現方法として関数型SIRMs(Single Input Rule Modules,単一入力ルール群)ファジィ推論に基づく非線形動的モデルを提案している。具体的には、呼気と吸気の過程において、それぞれ気量のsmall, medium, largeのファジィ変数を決め、これら入力時に対応する、未知パラメータを含む1次関数推論結果を仮定し、人工呼吸時の実測データから各々のパラメータを決め、重み付き平均法により結果をまとめる。各ルールの後件部の未知パラメータの推定には連続時間システム推定に有効とされる数値積分法を適用したため、推定がノイズに強く、数値的に安定している。人工呼吸の換気条件の決定にはシステムの自動構築やメンテナンスを考慮し、自然言語に近いファジィ推論が有力であるが、呼吸モデルにファジィ推論法を用いると、全体の人工呼吸医療支援のシステムとして整合性が取りやすいメリットがある。人工呼吸の換気条件は患者の体重を目安に、医師が経験的に設定するのが現状であるが、呼吸システムの特性は人によってそれぞれ異なり、患者の呼吸システムの特性を迅速かつ的確に検知し、これに基づいて患者に適した換気条件を設定することが本来のあるべき姿であると考えている。前年度の研究成果を踏まえ、本年度の研究では、呼吸システムのダイナミクスを表現するモデルとして提案した関数型SIRMs(Single Input Rule Modules,単一入力ルール群)ファジィ推論モデルについて解析し、呼吸モデルの評価の一つとしている静的P-V曲線の推定誤差が比較的大きい原因は呼気と吸気の気量区間を別々にして、さらにそれらをsmall,medium,largeの各ファジィ変数に割り当てていることであると解明し、新たに呼気と吸気両相のデータを結合して、後件部を推定する方法を提案し、静的P-V曲線の推定誤差を大幅に低減した。また、呼吸モデルの評価として、情報量基準の考え方を取り入れ、赤池情報量基準(AIC)およびベイズ情報量基準(BIC)の具体的な評価基準を提案し、それぞれの基準に従ってモデルの構造を最適化するGAの構造最適化手法を提案した。これらの成果により、呼吸システムのダイナミクスを表現するモデル構築に基礎的な知見を得ている。人間の呼吸システムのモデリング手法を確立し,オンライン推定による患者各々の呼吸システムの特徴に合わせて適切な人工呼吸の換気条件の設定を可能にする人工呼吸医療支援システムを開発することが我々の研究目的である.モデル構築,換気条件の決定,データベースの更新・維持・管理の利便性を考え,全体のシステムはファジィ推論をベースとして考えており,その親和性から呼吸のモデルもファジーモデルとして考えた.本年度では,これまでの研究経過を踏まえ,気道気圧上限値を決める上で大変重要となる肺のエラスタンスを関数型SIRMs (Single Input Rule Modules)ファジィ推論法を用いて表現し,このファジィエラスタンス項を含む非線形二階微分方程式呼吸モデルを提案し,さらにこのモデルのパラメータを推定するアルゴリズムを設計した.

特に,ファジィモデルに用いるメンバーシップ関数のパラメータは推定モデルにおいて非線形関係にあり,一般的に使われる線形モデルパラメータの推定手法は使うことができないことから,アントコロニー最適化手法によるメンバーシップ関数の決定法を開発した.本手法により経験や勘によって設定されたファジィルールを最適チューニングすることができるようなった.また,呼吸データの周期不完全性や病状の変化,インターネット通信時のデータ欠損などを念頭に,ロバストなパラ-メータ推定,適応型パラメータ推定等についても検討を進め,一定の知見を得ており,一部は後記の研究成果として発表した.基本的には計画に沿って研究を進めていた。24年度が最終年度であるため、記入しない。今までの研究の結果を踏まえ、次年度においては、ファジィ推論を用いた呼吸システムのモデリング方法との親和性を考慮しつつ、気道気圧上限値や呼気吸気時間などの換気条件のファジィ決定法を開発する。また、適応型オンラインパラメータ推定法を改良するとともに、インターネット越しの人工呼吸モニタリングシステムの開発する予定である。
漢方処方「麻黄剤」のインフルエンザウイルス感染に対する有効性の機序の解析

インフルエンザウイルス(IFV)感染マウスへ、麻黄剤である「麻黄湯」を治療的に経口投与すると、感染2日後において、鼻腔及び肺洗液の総IgA抗体価、並びに血清の総IgG抗体価を上昇させた。また、気道炎症モデルマウスへ、麻黄剤である「小青竜湯」を治療的に経口投与すると、肺においてTh2細胞(抗体産生を促進)への分化に関与する転写因子の遺伝子及びTh2細胞遊走因子の遺伝子の発現が抑制された。これらの結果より、麻黄湯の抗IFV活性に気道における総IgA抗体の上昇が関与していること、並びに小青竜湯の気道炎症に対する有効性に肺におけるTh2細胞への分化や集積の抑制が関与していることが明らかとなった。インフルエンザ(Flu)は毎年冬期に流行し、39°C以上の発熱、頭痛、関節痛、筋肉痛など全身症状が強い重篤な急性感染症である。また最近、鳥インフルエンザウイルス(FluV)(A/H7N9)のヒトでの流行が危惧され、2009年度には豚型FluV (A/H1N1)がパンデミックを起こした。現在、Flu治療の第一選択薬としてオセルタミビル(OSE)が頻用されているが、OSE耐性FluVの比率の増加などが問題になっている。これらのことから、Fluに対して安全かつ有効に多様な患者に対応するために、治療薬の選択肢の幅を広げることが望まれる。麻黄湯は経験的にFluの治療に用いられているが、基礎研究によるFluに対する有効性の評価や作用機序の検討は十分に行われていなかった。そこで、麻黄湯のFluに対する有効性と薬効機序について、マウスによる評価系を用いて検討している。これまでの検討で、麻黄湯の経口投与により、感染2日後においてFluVを上気道させたマウスの鼻腔及び肺でのFluVの増殖が有意に抑制されることを明らかにした。そこで今年度は、FluVを感染させたA/Jマウスに麻黄湯を48時間経口投与し、鼻腔洗液及び肺洗液中の総IgM, IgA, IgG1抗体価を測定した。その結果、麻黄湯の投与により、鼻腔洗液及び肺洗液中の総IgA抗体価、並びに肺洗液及び血清中の総IgG1抗体価の上昇が認められた。また、呼吸器感染症の治療に用いられている瀉白散の経口投与により、感染5日後においてFluVを上気道させたマウスの鼻腔及び肺でのFluVの増殖が有意に抑制されたが、抗体産生には影響を与えなかった。今年度の成果により、麻黄湯の早期の抗FluV活性に、自然免疫系のうち気道における総IgA及びIgG1抗体価の上昇が関与している可能性が推定され、漢方薬によって抗FluV活性の機序が異なることが明らかとなった。我々はこれまでに、麻黄剤のひとつである「小青竜湯」が気道炎症に対して有効性を示すことを明らかにしている。そこで今年度は、小青竜湯の気道炎症に対する有効性の気道免疫系を介した機序について、卵白アルブミン(OVA)誘発気道炎症モデルマウスを用いて検討を行った。気道炎症モデルマウスに小青竜湯を0.5 g/kgの用量で連日経口投与し、肺組織におけるT細胞分化に関連する転写因子のmRNA発現量を測定したところ、GATA3 mRNAの発現量はOVAの感作により有意に増加したのに対し、小青竜湯の投与により有意に減少した。T-bet mRNAの発現量も感作により有意に増加したが、小青竜湯の投与による変化は認められなかった。ROR-γt mRNAの発現量は感作を行っても変化は認められなかったが、小青竜湯の投与により減少傾向が認められた。Foxp3 mRNAの発現量は感作により有意に上昇したが、小青竜湯を投与しても変化は認められなかった。また、肺組織におけるTARC mRNAの発現量はOVAの感作により有意に増加したのに対し、小青竜湯の投与により有意に減少した。小青竜湯の構成生薬のうち、半夏と麻黄エキスに肺における抗OVA IgE抗体価の低下作用が認められた。今年度の成果により、小青竜湯は肺組織においてナイーブT細胞のTh2細胞への分化を抑制するとともに、Th2ケモカインの産生を抑制することによって、肺におけるIgE抗体の産生を抑制する可能性が示唆された。また、小青竜湯によるIgE抗体価の低下作用に半夏及び麻黄の成分が関与していることが明らかとなった。

また近年、高病原性鳥インフルエンザウイルス(FluV)(A/H5N1)のヒトでの流行が危惧され、2009年度には豚型FluV (A/H1N1)がパンデミックを起こした。現在、Flu治療の第一選択薬としてオセルタミビル(OSE)が頻用されているが、OSE耐性FluVの比率の増加などが問題になっている。これらのことから、Fluに対して安全かつ有効に多様な患者に対応するために、治療薬の選択肢の幅を広げることが望まれる。麻黄湯は経験的にFluの治療に用いられているが、基礎研究によるFluに対する有効性の評価や作用機序の検討は十分に行われていなかった。そこで、麻黄湯のFluに対する有効性と薬効機序について、マウスによる評価系を用いて検討している。これまでの検討で、麻黄湯の経口投与により、感染2日後においてFluVを上気道させたマウスの鼻腔及び肺でのFluVの増殖が有意に抑制されることを明らかにした。そこで今年度は、FluVを感染させたA/Jマウスに麻黄湯を48時間経口投与し、鼻腔洗液及び肺洗液中のインターフェロンα(IFN-α)濃度を測定した。その結果、麻黄湯の投与により、鼻腔洗液及び肺洗液中のIFN-α濃度の上昇は認められなかった。また、脾臓のナチュラルキラー細胞活性を測定したが、麻黄湯の投与により同活性の上昇は認められなかった。今年度の成果により、麻黄湯の早期の抗FluV活性に、自然免疫系のうち気道におけるIFN-α産生の増強及び脾臓のナチュラルキラー細胞の活性化は関与していない可能性が推定された。交付申請書に記載した研究計画・方法のうち、平成24年度以降の研究計画に記載した「インフルエンザウイルス感染に対する小青竜湯及び麻黄湯中の活性成分の検討」について、小青竜湯の各構成生薬の気道炎症に対する作用の検討を予定通り平成24年度に開始出来た。また、「小青竜湯の共通粘膜免疫機構を介した薬効発現機序の検討」については、小青竜湯の気道炎症に対する有効性の気道免疫系を介した機序の検討を平成24年度に開始出来た。さらに、「麻黄湯のインフルエンザウイルス感染に対する効果の作用機序の検討」については、平成24年度に研究実績の概要に記載した成果を得ることが出来た。交付申請書に記載した本研究の目的のうち、平成23年度の研究計画に記載した「小青竜湯及び麻黄湯のインフルエンザウイルス感染に対する効果の作用機序の検討」の中で、「抗インフルエンザウイルス活性の腸管免疫系を介した作用機序の検討」が当該年度中に実施出来なかったが、平成24年度以降の研究計画に記載した「インフルエンザウイルス感染に対する小青竜湯及び麻黄湯中の活性成分の検討」について、麻黄湯の構成生薬一味抜き処方の抗インフルエンザウイルス活性の検討を平成23年度に前倒しして開始出来たため。麻黄剤及び関連漢方処方のインフルエンザに対する有効性の作用機序並びに活性成分の検討について、交付申請書に記載した研究計画に沿って推進する。特に、平成24年度以降の研究計画のうち、平成24年度に開始した「小青竜湯の共通粘膜免疫機構を介した薬効発現機序の検討」は、平成25年度も継続して実施する予定である。また、「インフルエンザウイルス感染に対する小青竜湯及び麻黄湯中の活性成分の検討」については、麻黄剤以外の漢方処方とその構成生薬のウイルス感染に対する有効性を麻黄剤と比較検討することによっても実施する予定である。特に、平成23年度の研究計画のうち、平成23年度中に実施出来なかった「小青竜湯及び麻黄湯の腸管免疫系を介した作用機序の検討」は、平成24年度から実施する予定である。
引き込み現象を利用した幼児のタイミング能力獲得支援法の開発

優れた捕捉行為を行うためには,運動実行者はスタート地点から到達地点まで直線的に移動することが合理的であると考えられる.しかし,移動の軌道に着目すると幼児においてはしばしばターゲットに接近し並行移動する行動が発現する.そこで,本年度はターゲットの移動速度が幼児の移動の軌道に与える影響を明らかにすることを目的とした.被験者(年少から年長までの幼児)の前方に設置したスクリーンにターゲット(光刺激)を投射した.課題はターゲット(被験者からみて右から左に移動する)を視覚的に追従し,スタート地点から到達地点へ移動するとともに,ターゲットの移動完了と自身の移動完了を一致させることであった.ターゲットの移動速度は先行研究等を考慮して,低速,高速の2条件とした.ターゲットの移動完了と被験者の移動完了の間の誤差を捕捉行為の正確性の指標とした.また,被験者の移動の開始から完了までの総移動距離を頭頂の座標位置に基づき算出し,移動中の軌道を検討する指標とした.これらの指標について発達的変化を明らかにするために,被験者を低年齢児群(月齢48カ月63カ月)と高年齢児群(月齢67カ月79カ月)に割り当て比較を行った.反応の正確性に関しては,低年齢児群において低速条件よりも高速条件の誤差が大きかった.また高速条件において高年齢児群よりも低年齢児群の誤差が大きかった.次に総移動距離に関しては,高速条件よりも低速条件において距離が増大した.他方,月齢の影響はなかった.また低速条件に限定すると水平面上の軌道から,月齢にかかわらずターゲットへの接近及び並行(追従を含む)移動が一定数確認された.これはターゲットの移動完了を予期する能力が十分ではないためであると考えられる.以上から,反応の正確性は月齢及び移動速度の影響を受けること,低速なターゲットの移動が被験者の移動の軌道に影響を与えることが示唆された.当該年度に計画していた実験を予定通り行うことができた.また,データの分析等も計画通り実施できている.現在,幼児教育や動作解析の専門家と議論を重ね,次年度の実験計画について再度慎重に検討中である.これらのように,当該年度の研究課題を順調に遂行することができたため.本年度の実験ではターゲットの移動速度及び月齢が被験者の移動の軌道に影響を与えることを明らかにした.特に,低速条件において総移動距離が増大し,ターゲットへの接近及び並行(追従を含む)移動が見出された.このことから,まず本年度の研究成果の公開に向けた準備を進める.さらに次年度の実験では,ターゲットの速度条件を低速条件に絞り,被験者の移動範囲を制限する条件を設ける.また,被験者の移動開始位置を複数個所設定する.これらを行うことによって,移動範囲の制限の有無及び移動開始位置の違いが捕捉行為の成立に与える影響について検討する予定である.優れた捕捉行為を行うためには,運動実行者はスタート地点から到達地点まで直線的に移動することが合理的であると考えられる.しかし,移動の軌道に着目すると幼児においてはしばしばターゲットに接近し並行移動する行動が発現する.そこで,本年度はターゲットの移動速度が幼児の移動の軌道に与える影響を明らかにすることを目的とした.被験者(年少から年長までの幼児)の前方に設置したスクリーンにターゲット(光刺激)を投射した.課題はターゲット(被験者からみて右から左に移動する)を視覚的に追従し,スタート地点から到達地点へ移動するとともに,ターゲットの移動完了と自身の移動完了を一致させることであった.ターゲットの移動速度は先行研究等を考慮して,低速,高速の2条件とした.ターゲットの移動完了と被験者の移動完了の間の誤差を捕捉行為の正確性の指標とした.また,被験者の移動の開始から完了までの総移動距離を頭頂の座標位置に基づき算出し,移動中の軌道を検討する指標とした.これらの指標について発達的変化を明らかにするために,被験者を低年齢児群(月齢48カ月63カ月)と高年齢児群(月齢67カ月79カ月)に割り当て比較を行った.反応の正確性に関しては,低年齢児群において低速条件よりも高速条件の誤差が大きかった.また高速条件において高年齢児群よりも低年齢児群の誤差が大きかった.次に総移動距離に関しては,高速条件よりも低速条件において距離が増大した.他方,月齢の影響はなかった.また低速条件に限定すると水平面上の軌道から,月齢にかかわらずターゲットへの接近及び並行(追従を含む)移動が一定数確認された.これはターゲットの移動完了を予期する能力が十分ではないためであると考えられる.以上から,反応の正確性は月齢及び移動速度の影響を受けること,低速なターゲットの移動が被験者の移動の軌道に影響を与えることが示唆された.当該年度に計画していた実験を予定通り行うことができた.また,データの分析等も計画通り実施できている.現在,幼児教育や動作解析の専門家と議論を重ね,次年度の実験計画について再度慎重に検討中である.これらのように,当該年度の研究課題を順調に遂行することができたため.本年度の実験ではターゲットの移動速度及び月齢が被験者の移動の軌道に影響を与えることを明らかにした.特に,低速条件において総移動距離が増大し,ターゲットへの接近及び並行(追従を含む)移動が見出された.このことから,まず本年度の研究成果の公開に向けた準備を進める.さらに次年度の実験では,ターゲットの速度条件を低速条件に絞り,被験者の移動範囲を制限する条件を設ける.また,被験者の移動開始位置を複数個所設定する.
酵素触媒による非対称化を利用するβーヘテロα，αー二置換αーアミノ酸誘導体の創製

酸素、硫黄や窒素などのヘテロ原子がβ-位に結合したβ-ヘテロα,α-二置換α-アミノ酸誘導体は医薬原料として有用な化合物である。本研究は、上記誘導体の新しい効率的合成法を実現することを目的とし、α-位の四級不斉炭素をリパーゼ触媒による対称1,3-ジオールの立体選択的アセチル化反応で構築することを特徴とする。予備的実証研究として、アルドース還元酵素阻害作用を有する糖尿病合併症治療薬候補化合物ラニレスタットの立体選択的合成法を開発した(>99%鏡像異性体過剰率)。また、N-Cbz (S)-α-メチルセリンについて、実用的な不斉合成法を確立した。本研究は、リパーゼ触媒を用いた1,3-ジオール誘導体の非対称化反応を利用して、創薬資源として有用なβ-位にヘテロ原子が結合したα,α-二置換α-アミノ酸誘導体の効率的かつ汎用的手法を開発するものである。平成25年度は前年度に続き糖尿病治療薬の候補化合物であるラニレスタットの実用的合成法の開発を目的に研究を進めた。残していた2工程の合成を完了し、文献報告例と同じ合成共通中間体へと導くことができた。旋光度測定により絶対立体配置を調べた結果、望む(R)配置であることがわかり、ラニレスタットの形式合成を達成した。16工程通算収率は11.2%であり、合成共通中間体の光学純度はHPLC分析によって99%ee以上であることがわかった。化学収率・光学収率ともに従来法と比べて遜色のない、新しい効率的合成手法である。ところで、キラルなα-メチルセリンのヒドロキシメチル基およびアミノ基を環化させて得られる環状スルファミデートは、β位の酸素原子を求核的反応によってそれ以外の原子(硫黄、窒素)に変換できる例が知られている。従って、キラルなα-メチルセリンはα-メチルシステインおよびβ-アミノ-α-メチルアラニン誘導体の合成前駆体になる汎用性の高い化合物である。そこで、キラルなα-メチルセリンの実用的合成法の開発を目的に研究を進めた。工業的に入手可能な2-アミノ-2-メチル-プロパン-1,3-ジオールから出発し、リパーゼ触媒による非対称化反応によって不斉炭素を構築し、N-Cbz O-アセトキシα-メチルセリンの(R)体を99%ee以上で得ることに成功した。クロマトグラフィー精製を回避し、実用面に優れた手法を確立した。本研究内容に関連して、ヘテロ環化合物(ジヒドロピリミジン誘導体)の新規合成法の開発、微生物由来酵素の反応活性に関する研究も同時に進めた。本研究は、リパーゼ触媒を用いた1,3-ジオール誘導体の非対称化によって不斉4級炭素を構築し、ペプチド医薬および低分子医薬の合成原料として有用なヘテロ原子がβ-位に結合したβ,β-二置換α-アミノ酸誘導体の効率的合成法を開発するものである。平成24年度は予備的実証研究として、糖尿病治療薬候補化合物ラニレスタットの新しい実用的合成法を開発することを目的に研究を進めた。これと平行して、ヘテロ原子を有するジヒドロピリミジン誘導体の合成研究についても申請者は研究を進め、合成化学的に関連する知見を得てきた。申請段階では、ラニレスタットの合成中間体である1,3-ジオール誘導体の非対称化反応(本研究全体に関係する鍵反応)は酢酸イソプロピル溶媒中リパーゼ触媒存在下、酢酸ビニルを作用させると収率83%、91%eeでアセチル化体が得られていた。その後、アセチル化体を研究計画通りに順次変換してイミド誘導体としたのちに1級アルコール部のカルボン酸への酸化を試みたが、立体障害のためか効率的に反応せず、原料が回収されるか複数の生成物の混合物を与えるのみであった。酸性条件での酸化反応は窒素原子上のBoc基が脱保護されてしまうために行えなかった。そこで窒素原子上の保護基について再検討し、酸性条件に耐えることができるCbz基を用いることとして、まずは1,3-ジオール誘導体を合成した。非対称化反応を試みた結果、Cbz基を用いることで光学収率を95%eeに高めることができた。また、グラムスケールにおいても光学収率と化学収率を損なうことなく進行することも確認できた。その後イミドを合成し、アルコール部の酸化をJones酸化条件で行ったところ高収率でカルボン酸に変換できた。過去の全合成報告例の中間体まで残り2工程を残している。平成24年度は糖尿病治療薬候補化合物ラニレスタット(アルドース還元酵素阻害剤)の新しい効率的合成法を開発することを目的に研究を進めた。窒素原子上の保護基をBoc基からCbz基に変更した新しい基質を用いることで、合成中間体である1,3-ジオール誘導体の非対称化

反応の光学収率を95%eeに高め、実用的なレベルにできたと考えている。また、その後の合成を当初の研究計画どおりに進めていき、過去の報告例と同じ共通合成中間体まで2工程を残すのみである。ラセミ体の合成とキラル分析はすでに終わっているので、この2工程が進行することもすでに確認済みであり、光学活性体の形式合成はまもなく完了する。95%eeの光学異性体の立体配置は未決定であり確認する必要があるが、類似の基質の反応例がいくつか報告されており、いずれも申請者が望む方の立体配置で不斉反応が進行しているため、本研究の場合もほぼ確実に同じものと考えている。以上から初年度の計画は完全には完了していないが、次年度の計画を平行して進めており、多くの新しい知見が蓄積している。従って研究課題全体から見れば、順調に進んでいるものといえる。平成25年度は、硫黄、窒素、酸素のヘテロ原子がβ-位に結合したβ,β-二置換α-アミノ酸誘導体の効率的合成法を開発する。平成24年度に予定していた研究と同時進行させており、まずはα位にメチル基を有する誘導体の合成研究を進めた。ラニレスタットの合成研究により得られた知見により、窒素原子上の保護基の効果(3次元構造、電子的配置)が不斉反応に大きく影響することがわかった。そこで、Boc基, Cbz基, 4-pentenoyl基、phtalimide基を選択して1,3-ジオール誘導体の合成を行い、これらの効率的な供給ルートを確立した。ここでは、後に行う脱保護条件の多様性も考慮して、保護基を選んでいる。非対称化物の光学異性体の分析条件を検討し、3つの保護基についてはとりあえず確立した。現在、Cbz基を用いることで87%eeで進行する反応条件を見いだしているが、今後は各基質における詳細な反応条件(溶媒、温度、リパーゼ種、アセチル化剤)を検討して不斉反応の最適条件を見いだす。キラルなアジリジン共通中間体を介して硫黄、窒素、酸素のヘテロ原子を導入するとともに、両鏡像異性体の作りわけを行う。その後、メチル基以外のα位炭素上の置換基について適用範囲を調べ、立体障害や官能基共存性についても系統的に調べていく予定である。本研究の方法論は、創薬研究におけるインパクトが大きいので、幅広い基質適用範囲を有する実用的方法論となることを実証したい。平成24年度は、強力マグネチックスターラー、オイルバス、電子分析天秤、カラム管や注射筒などの基本的な有機反応装置関連物品等を中心的に購入し、実験設備を充実させることができた。平成25年度は前年度の未使用分の繰越金を含め1,300千円程度の直接経費を元に研究を進める。当初の研究計画通り、硫黄、窒素、酸素のヘテロ原子がβ-位に結合したβ,β-二置換α-アミノ酸の多様な誘導体を合成するために有機試薬、無機試薬、反応溶媒、重溶媒、アルゴンや水素などの消耗品が中心となる。必要に応じてキラルカラムなどを購入する(消耗品費、設備備品等: 1,000千円程度)。そのほか、全体の成果を国内での学会や学術論文にて発表するために、校閲費、印刷費、機器修理費や通信費等に使用する(旅費等: 3,000千円程度)。
言語的推論と連続ダイナミクスの相互作用による意味創造メカニズムの解明

メッセージの含意(発話の意図)を伝達できる記号コミュニケーションを支えるシステムが創発する過程を,調整ゲームを用いた言語進化実験により明らかにした.その形成過程には,共通基盤の構築,記号の字義通りの意味を表わす記号システムの共有,役割分担の形成という3つの段階があり,それぞれが次段階の足場となる.第3段階では,ターンテイクを適切に行うことで含意の伝達が実現されることがわかった.実験の詳細な分析と認知アーキテクチャACT-Rを用いたシミュレーション解析により,役割反転模倣,互いに類似した記号システム,多義性の少ない記号システムを初期段階から作ることが形成要因として重要であることが示唆された.メッセージの含意(発話の意図)を伝達できる記号コミュニケーションを支えるシステムが創発する過程を,調整ゲームを用いた言語進化実験により明らかにした.その形成過程には,共通基盤の構築,記号の字義通りの意味を表わす記号システムの共有,役割分担の形成という3つの段階があり,それぞれが次段階の足場となる.第3段階では,ターンテイクを適切に行うことで含意の伝達が実現されることがわかった.実験の詳細な分析と認知アーキテクチャACT-Rを用いたシミュレーション解析により,役割反転模倣,互いに類似した記号システム,多義性の少ない記号システムを初期段階から作ることが形成要因として重要であることが示唆された.本研究は,コミュニケーションを,新しい表現や意味の生成・意味づけ・共有の連鎖プロセスとして捉え,表現・意味・構造の生成という動的・生成的コミュニケーションについてのシステム論的理解を目的とする.この連鎖プロセスの計算モデルを構築しシミュレーションにより解析した.このモデルは,文脈自由文法で実装される記号システムと,全結合神経回路網で実装される意味づけシステムのヘテロシステムである.前者は受け取った発話=文字列に対する内的表象を生成しながら文法を獲得する.後者は内的表象に対して内部ダイナミクスをつくり出し,自らの発話に対応する内的表象を出力する.出力された内的表象は記号システムによって発話に変換され,相手に渡される.まず,このモデルによって新しい発話・意味の生成・共有が起き得ることを示した.そして,文法ルールを自身の言語知識に拡大適用する「言語的類推」の働きが記号システムに起きることで新しい発話と表象が生成されることを明らかにした.一方,意味づけシステムに起きる分岐と軌道不安定性から,新しい表象の生成が生じることを示唆した.また,記号システムではコミュニケーションを通じて発話可能な記号の共通性が発達するが,直接他者と相互作用しない意味づけシステムのダイナミクスには同期は生じていないことがわかった.上記連鎖プロセスに対応する2種の認知実験パラダイムを構築した.1)二者が協働・相互作用しながらグラフィックデザインを行う.主に生成に着目し,上記モデルの研究と対応しやすいパラダイムであり,モデルの検証へと発展させる.2)人工言語を用いて実験参加者がコミュニケーションを行い,そのコミュニケーションを通じてプロトコルを理解するプロセスを観測する.主にコミュニケーションにおける意味や言語の共有に着目し,計測を想定してできるだけ簡単であるが生成を観測できる可能性を持たせたパラダイムである.本研究は,コミュニケーションを,新しい表現や意味の生成・意味づけ・共有の連鎖プロセスとして捉え,表現・意味・構造の生成という動的・生成的コミュニケーションについてのシステム論的理解を目的とする.今年度は主に人工言語を用いて記号コミュニケーションを行う過程を分析する認知実験によりこの研究を推進した1.図形を組み合わせた記号メッセージの送受信のみを通じて調整課題を解く認知実験を構築した.この実験では,記号の意味や組み合わせ方に何のルールもない状態から,記号への意味づけと体系化を行い,結果的に役割分担を組み込んだコミュニケーション・プロトコルが形成・共有され調整課題が解けるようになる.形成過程では,記号のルール(意味論・統語論)には表れないプラグマティクス(記号使用に伴う行動傾向=語用論)が重要な働きを持つことが示された.具体的には,移動先を限定しその時に同じ記号を送るという暗黙の行動傾向を初期より採用している場合にプロトコルが形成されやすく,また,プロトコルが形成されるとメッセージの送信タイミングが同期するという行動傾向が現れる.この結果より,行動の規則性と発せられるメッセージの随伴性を見いだし結びつける能力が記号を生み出し,それを足がかりとして記号システムが作られるという記号コミュニケーション形成の基盤的メカニズムが示唆される2.グラフィックの共同製作(コデザイン)によりコミュニケーション場面をモデル化し,メッセージの受け手が多義的解釈を行うことがコミュニケーションにおよぼす影響を調べた.そして,受け手による独自の意味づけが,送り手による再解釈を誘発したりコンセプトを変化させたりし,コミュニケーションにおいて,共有だけではなく,生成が生、じることを明確に示した.また,生成の条件はメッセージの送り手と受け手の文脈共有であることを示唆した本研究は,コミュニケーションを表現生成と主体的意味づけの連鎖と捉え,動的・生成的コミュニケーションを支えるメカニズムの理解を目的としている.これまで,調整ゲームとコミュニケーションを組み合わせて,記号コミュニケーションシステム創発過程を定量的に分析する認知実験を構築してきた.実験の分析より,記号コミュニケーションシステムの形成過程には3つの段階があることがわかった.この3段階は,共通基盤,記号システム(語彙・統語),役割分担の形成であり,各段階が次段階の基盤となっている.これら3段階の形成要因として,共通基盤と記号システムには行動と記号使用の規則性が,役割分担には記号システムの同型性が関与することがわかった.記号システム成立過程の解析より,役割分担は最終段階で成立するものの,最初の段階から役割分担を目指したような記号システムが作られていくことが明らかになった.行動と記号使用の規則性により記号に対する意味

づけがなされるが,この実験は記号システムを共有するだけでは完全に解けず,ターンテイクを利用して先手が現在位置を,後手が行き先を送る役割分担をすることが重要となる.すなわち,単に記号が指し示す事物を理解するだけではなく,それが現在位置・行き先のどちらを意味するのかも意図して記号メッセージを送りその意図が理解されるようにコミュニケーションシステムを成立させなくてはならない.参照する事物という字義通りの意味と,文脈に応じて何を意味するのかという含意・意図が分離して理解される必要がある.この研究は,このような参照と意図という二重の「意味」が生成し語用論的に共有されグラウンディングされる過程と要因を明らかにした画期的なものである.さらに,領域中の他班との共同研究により本課題遂行中の2人脳波同時計測を行い,記号コミュニケーションシステムを成立させる脳内神経機構を一部解明している.複雑系の観点からコミュニケーションを見ると,コミュニケーションとは情報や知識の共有のみならず,新しい情報や意味を作る活動と捉えられる.また,コミュニケーションを可能にするシステム=コミュニケーション・システム自体が,人々の相互作用を通じて共創(co-creation)する.われわれは,このコミュニケーションシステムの共創のプロセスとメカニズムの理解に向けた研究を,実験記号論の枠組みを用い,実験室内言語進化実験,その実験中の脳波計測,および,シミュレーションによる解析により進めてきた.これまでに,コミュニケーションシステムの共創が,共通基盤の構築,記号システムの共有,役割分担の形成という3段階で生じることを示しており,今年度は主にこの第3段階が可能になる要因を探求してきた.言語進化実験の行動データの分析により分かったことは,第2段階で共有される記号システムの類似性が初期から高い場合に,最終的に役割分担の段階が成立し,言外の意味を伝達できるコミュニケーションシステムが作られるということである.この実験を再現する強化学習モデルを作ってシミュレーション解析を行った.エージェントの行動モデルとして,これまで用いてきた事例ベース学習,役割反転模倣学習に加えて,対称性推論を行うモデルを加えて,それぞれが人間の実験データをどの程度再現するかを確かめたところ,役割反転模倣と対称性推論を合わせたモデルが再現性が高いことがわかった.さらに,脳システム班との共同研究により,この実験課題中の二者脳波同時計測を行っている.実験参加者が事例ベース的な行動をしている場合と模倣的な行動をしている場合について,位相同期ネットワークの二者脳間の共通性を解析した結果,後者の場合に共通性が高まっていることがわかった.コミュニケーションを,相互理解のみならず,新しい情報や意味を作る活動と捉え,動的・生成的コミュニケーションの基盤メカニズムの研究を進めた.
遠隔共同作業のための仮想ワークベンチの構成法に関する研究

遠隔地にいる人々が,コンピュータネットワークやVRの技術を利用して,経済的・物理的な制約により設計上の冒険が許されず,現実には製作が困難となる製品を協同で創造していく際に必要な仮想協同作業空間を構築するための一環として,作業台である仮想ワークベンチの構成法について研究を行った。研究は,問題の本質を含む実例として打上げ花火システムを取り上げ,仮想協同作業空間内で対話的に花火を設計・試作し,臨場感豊かに打ち上げ,評価していく過程を支援する仮想ワークベンチを分散環境下で試作・評価し,その構成法を明らかにした。・花火設計モジュール(花火モデル作成)・花火表示モジュール(花火レンダリング)・花火打上げモジュール(花火シミュレーション)・遠隔通信モジュール(遠隔臨場感通信)(2)具体的な仮想ワークベンチの試用と評価VFWSを試用することにより,その構成と機能の妥当性および仮想協同作業空間構築の柔軟性や拡張可能性を検証した。(3)より一般的な仮想ワークベンチの構成法の考察仮想ワークベンチをより一般的な構成にするためには,・3次元インタフェースの充実と利用者作業への影響や効果の調査・計算の並列処理や描画の高速化によるリアルタイム性の確保・より効率的な分散仮想メモリ機構の実現などが必要であることが明らかにされた。以上により,ネットワークで接続された分散環境下で遠隔協同作業が模擬できる仮想ワークベンチの構成法とその問題点を明らかにした。
障害者スポーツ指導者の有効活用および資質向上に関する研究

障害者スポーツ指導者の抱えている問題として次の5つが明らかになった。(1)活動の機会が少ない、(2)活動に際して不安感が大きい、(3)指導者のニーズにあった情報が提供されていない、(4)20台を中心とした若い指導者の活動の停滞が目立つ、(5)継続的な活動ができていないこれらの点を踏まえ、障害者スポーツ指導者の活動を活性化させるためには次の三つの課題をクリアする必要があることがわかった。(1)地域密着型の活動形態、(2)指導者の資質向上、(3)若年層の活動の活性化。地域で活動することにより継続的な活動が可能となり、指導の機会が増え、不安も解消される。また、こうした活動に必要な資質として、スポーツの指導力に加え、現場での臨機応変な対応力及び、マネジメントの力が必要であることが明らかになった。若い指導者に対しては特に認定校への指導、認定校同士のネットワークの形成等によって資質向上および、活動の活性化が図られるべきである。また、現在のところ地域では障害者スポーツ指導者の認知度は低く、地域の障害者運動会や障害者スポーツ教室開催時に行政から障害者スポーツ指導者にアプローチすることは少ないことがわかった。しかしながら、多くの市で障害者スポーツ大会や教室が開催されていることも事実であり、行政との関係を作ることにより、そこでの活動が可能であることが明らかになった。海外でも様々な障害者スポーツが行われている。近年障害者をどう障害のない人の社会に統合させていくか、同じ時空間でスポーツを行うかが大きな課題となっていることがわかった。本年度は障害者スポーツ指導者の活動の実態について明らかにするため、障害者スポーツ指導者に対してアンケート調査を行った。回答者数は3323人。調査内容は大きく三つに分けられる。性別、年齢、取得資格、資格取得講習会、職業等のフェイスシート、活動に対する満足度、資格取得目的、活動頻度、活動内容、活動上の問題点等活動の実態に関するもの、および、活動の不安度、不安の原因、講習会等への参加頻度等指導者の資質に関するものである。調査の結果次のようなことが明らかになった。・資格取得後の満足度は低く、指導に関する不安を抱いている人が多い・活動の内容としては単発的な大会やイベントでのスタッフとして活動することが多く、継続的な運動プログラムに関わっている人は少ないと推測される・障害者スポーツ活動に関する何がしかの情報を受け取っているもののそれが有効な情報となっていない・指導者間のコミュニケーションは活発だとはいえない・指導方法、内容、ルール、障害に関する知識が不十分だと感じている人が多い・女性の活動が男性に比べて低い(指導員資格取得者には女性のほうが多い)・若い年代の満足度が低く、不安感も大きい。高年齢層では比較的活動頻度が高く、不安感も少ない・認定校での資格取得者の落ち込み(活動の不活発さ)が激しい・日本体育協会スポーツ指導員からの移行者のモチベーションは高いこれらの結果に加え、障害者スポーツ指導者に対するインタビュー調査も行った。継続的登録率が低いこと、認定校での資格取得者が把握しきれないなどの問題点があることが明らかになった。平成15年度は次の二つを研究の柱とした。1)全国の地方自治体(697市)に対する障害者スポーツ大会及び教室・講座の実施実態に関するアンケート調査2)障害者スポーツ指導者の活動状況に関する面接調査(障害者スポーツ指導者協議会関係者対象)1)に関して次のことが明らかになった(1)約半数の市では障害者スポーツ指導者の存在が知られていない。障害者スポーツ指導者の活動の場を広げて行くためにも認知度を上げることが必要である。また、担当する行政の側もそうした情報を求めている。(2)大半の市で障害者スポーツ関連の大会を開催している。その内容は運動会的なものが多く、人口規模の小さい市ほどその傾向が見られた。

(3)障害者スポーツ関連大会に障害者スポーツ指導者が組織的に関っている市は少なく(12.9%)人口規模の小さい市ほどその傾向が強かった。(4)市における障害者スポーツ関連の教室・講座の実施率は低い(27.7%)。そのうち、障害者スポーツ指導者が組織的に関っているところは24.8%であった。内容は特定のスポーツ種目を行っているところが多かった(63.9%)。(5)調査結果を人口規模別にみると、人口規模の大きいところほど障害者スポーツ指導者が関れる可能性が高い。これらの結果から、行政、社会福祉協議会、障害者スポーツ協会当にフェイストゥフェイスの関係を構築し障害者スポーツ指導者をPRして行くことでより活動の場が広げられる可能性が示唆された。2)に関して次のことが明らかになった(1)大会・教室等を実行委員会形式、あるいは委託事業としているところはそれへの入り込みがまず必要であること(2)いずれの自治体も財政が逼迫しており、ボランティアとしての参加を足がかりとすることが必要であること。英国障害者スポーツ連盟のイーストミッドランド地域での活動指針、内容およびそれに関連する文献の収集・調査等を行なった。特にここではインクルーシブなスポーツを重要な活動の方針および内容としていることが明らかになった。子ども達のためには多くの学校で放課後のスポーツ活動グループが準備されている。また、スポーツセンターや地域スポーツクラブでは全てに十分な知識のある指導者や施設があるとは限らないが障害のある子どもやその家族また障害のない子ども達が一緒に参加できる活動が準備されていることがわかった。またそこで展開されるゲームやスポーツの理論的研究も蓄積されている。『ゲームとスポーツを通しての統合理論』(Uwe Rheker)『コミュニティレクリエーションと障害者その統合戦略』(Stuart J.Schleinen)等において、統合のための条件やプログラムについて言及されている。ランニングゲームやボールゲーム、歌を使ったゲームやダンスはその具体事例である。また、Inclusive Fitness Initiative(IFI)というキャンペーンも展開されている。1998年の調査で多くのスポーツ施設は障害者の利用に適していないことが明らかにされた。その理由は施設や設備が使いにくかったりスタッフの知識や経験が少ないこと、アクセスの悪さ、障害者の運動や健康に対する認識が低いことなどである。これを改善するための事業が(IFI)である。2001年に29の施設を先行して改善し、その後2003年からは150の施設を改善の対象として事業を進めている。2004年9月18日から行なわれたパラリンピックアテネ大会では障害者スポーツの種目の実際について視察、調査した。国際障害者大会の運営や日本では見普及の馬術や視覚障害者サッカー等に関する新たな知見を得ることができた。また、大会期間中に行われた国際パラリンピック委員会主催の障害者の権利に関する国際パラリンピックシンポジウムに参加した。テーマは「Right to Participate, Rights to Win」。
共同作業としての作品ー17-18世紀フランス文学における地下文書・匿名・思想論争

17-18世紀フランスの哲学的地下文書の世界では、あえて手書きの写本で書物を流布し、それを第二、第三の筆者が次々と書き継いだ結果、作品が異なる複数の形で残されることがよくあった。印刷本の世界でも、フランスで刊行された本の約3割は無署名であり、第三者による増補や改変は稀ではなかった。本研究はそのような状況にあった17-18世紀フランス文学の中に、共同作業としての作品の概念、すなわち集団としての作者が時間をかけて作り上げる共有物としての作品の概念が存在したという仮説を立て、計量文献学の方法と間テクスト性の理論を用いてそれを証明することを目指す。
高靱性コンクリートを用いた局所破壊型ならびに高弾性変形型衝撃吸収部材の開発

複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料(HPFRCC)の魅力的な適用について研究した。EPS粒子を混入した軽量HPFRCCを提案した。山岳地帯の砂防工事に用いられる投下型のコンクリートブロックを模した立体十字型の供試体を軽量HPFRCC等で作製し,供試体そのものを落下させるという特徴ある衝撃試験を行った。落下する供試体の耐衝撃性能を高めるうえでは,鉄筋を配置することと質量が小さいことが重要であった。骨材のアルカリシリカ反応により長期にわたって膨張するHPFRCCを開発した。この材料に鉄筋を配置して膨張を拘束しケミカルプレストレスを導入し,ひび割れ強度の大きなRC部材が得られた。本研究においては,コンクリートの適用の可能性を拡げることを目的として,高靱性コンクリート(HPFRCC)の特徴を活かして,衝撃作用を受ける部材等にHPFRCCを利用する方法を提案する。大型橋梁の桁端部用の衝撃吸収部材について,桁が橋台へ衝突する際に,衝撃吸収部材のみが局所破壊して,部材を背後の橋台胸壁部に損傷を与えない条件を,衝撃実験により明らかにした。橋梁の胸壁耐力を考慮し,ブロックの設置位置を決定することで,橋梁の安全性を確保できることを示した。衝撃吸収部材としての利用を想定した薄肉部材をHPFRCCおよび普通コンクリート(NC)により作製し,静的ならびに衝撃破壊性状について検討した。HPFRCCはり供試体では,鉄筋を併用することで,NC供試体と比較して,薄い断面でも,高い耐荷力および変形性能や復元性能が確認できた。HPFRCC板供試体では,繊維の架橋効果によりNC供試体よりも,衝撃試験後のひび割れ幅が抑制された。補強材や表面の凹凸加工との組み合わせにより,さらにひび割れ幅の抑制が可能であった。HPFRCCと連続繊維(高強度ポリエチレン(PE))ロープを併用したRC棒部材のせん断補強方法を提案した。ロープ巻き付け後にロープにアクリル樹脂を塗付含浸させてコンクリート表面に固定し,HPFRCCなどを被糎材として用いることで,連続繊維ロープの有する耐力を十分に活用したせん断補強が可能であることを明らかにした。製造コストの削減を目指して,セメントの半分を石灰石粉で置き換え,高強度PE繊維とともに中強度(引張強度と弾性係数が高強度PE繊維の2/3程度)PE繊維を用いてHPFRCCを作製した。いずれの条件でも,HPFRCCのひずみ硬化特性と複数微細ひび割れ特性を確認した。高強度PE繊維を用いたHPFRCCで,繊維混入率を1.5%から1.0%に減ずることが可能なことを明らかにした。本研究においては,コンクリートの適用の可能性を拡げることを目的として,高靱性コンクリート(HPFRCC)を改良するとともに,その特徴を活かして,衝撃作用を受ける部材等にHPFRCCを利用する方法を提案する。HPFRCCに粒径数mmのEPS粒子を体積で45%混入した材料(HPFRCC+EPS)を提案した。このHPFRCC+EPSは,みかけの密度は1.1g/cm3となり,HPFRCCに比べ圧縮強度は約1/6,引張強度は約1/3となったが,引張力下で複数微細ひび割れ挙動を示した。大きな耐荷性能と安定した変形性能を確保するには,HPFRCC+EPSに鉄筋を配置して鉄筋の定着を確実にすることが有効なことを明らかにした。引張性能の確保と施工性の向上の両立を目指して,セメントの一部を石灰石粉で置換し繊維混入率を減少させた配合のHPFRCC供試体を開発した。HPFRCCの耐塩分浸透性は優れており,本研究の範囲では,繊維混入率を0.75%とし,石灰石粉を用いたHPFRCCでも優れた鉄筋防食性能を有することを明らかにした。促進養生でASRを発生させたHPFRCCについて,一軸引張試験におけるひび割れ性状と角柱供試体の長さ変化挙動を確認した。ASRを伴うHPFRCCでは,終局ひずみが小さくなったが,多数の複数微細ひび割れが生じた。ASRによる膨張は105°Cで自由水を乾燥させた後も残存しており,鉄筋を配置した利用が期待された。小型の棒状試験片をHPFRCCを用いて後成形してダンベル型供試体を作製し一軸引張試験を行う方法により,断面形状が異なるHPFRCCや超高強度繊維補強コンクリート(UFC)の一軸引張性能を確認した。高温養生が必要なUFCでも,小さな棒状試験片でよいため市販の電気ポットで高温養生を行え,簡易に一軸引張試験を行うことができた。

HPFRCCに粒径24mmのEPS粒子を体積率で45%混入した軽量HPFRCC(HPFRCC+EPS)の改良型を提案するとともに,山岳地帯の砂防工事に用いられる投下型の立体十字コンクリートブロックを模した供試体を作製し,供試体そのものを落下させる試験を行った。繊維長を通常の12mmから20mmに変更し,細骨材を除き,マトリックスの粘性を高めることにより,引張終局ひずみが3%と大きくかつバラツキの少ないHPFRCC+EPS(密度1.2g/cm3)が得られた。落下する供試体の耐衝撃性能を高めるうえでは,鉄筋を配置することが重要であり,質量が小さいことも有効なことを明らかにした。骨材のASR(アルカリシリカ反応)により長期にわたって膨張するHPFRCCを開発し,その適用の一例として,この材料に鉄筋を配置して膨張を拘束しケミカルプレストレスを導入した。鉄筋補強したHPFRCCはりの曲げ載荷試験では,導入されるケミカルプレストレスによりひび割れ荷重が増加することを確認した。ケミカルプレストレスが導入されたはりは,本実験の範囲では,乾燥収縮後も膨張が残存することを確認した。鉄道高架橋の補修工事を想定し,列車振動下における鋼板と超速硬HPFRCCとの付着性状とその評価方法について検討した。本試験の範囲内の振動下では,振動が付着強度に与える影響はほとんど無いことを確認した。鋼板に塗布するエポキシ樹脂系プライマーの粘性について検討し,エポキシプライマー塗布後の打設のタイミングや打設時に生じるエポキシプライマーの流動が,付着性能に大きく影響することを明らかにした。26年度が最終年度であるため、記入しない。コンクリート工学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初に計画した研究の大部分を行うことができた。さらに,研究課題の範囲で新たな研究も行うことができた。当初に計画した研究を順調に進めている。平成24年度の研究において,コンクリート部材を落下させた際の耐衝撃性能を向上させるには,部材の靱性を高めるだけでなく部材の質量を小さくすることが有効なことがわかったので,次年度以降の研究には,発泡スチロール粒子を混入したHPFRCCに鉄筋を配置するなどの方法により作製した「軽量型衝撃吸収部材」も研究対象に加える。当初の研究計画にもとづいて研究を進める。微膨張型のHPFRCCに鉄筋を配置してケミカルプレストレスを導入したはり部材の性能が高いことから,この部材の衝撃吸収性能について実験的に検討する。鉄筋を配置したHPFRCC版を作製し,接触爆破試験(版の上に爆薬を置いて爆破させる試験)を実施して,爆破の衝撃吸収性能について検討する。人件費が当初予定よりも少なかったことに加え,本研究の成果の発表に適した国際会議が少なく旅費の支出が少なかったために,次年度使用額が生じた。平成26年度には,9月に韓国で開催される国際会議に2編(3名参加)と11月にオランダで開催される国際会議に4編(4名参加),合計6編の論文について投稿申し込みをすでに済ませている。次年度使用額については,これらの国際会議への旅費として使用する予定である。人件費は,当初予定にそって支出する。