hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
触媒反応の同一時空間集積化：有機金属活性種の発生を基軸とするカスケード反応の開発

本研究では,触媒量の銅塩とヨウ化シアンを用いることにより,末端アルキンのC-H結合直接シアノ化反応が効率良く進行することを見出した。かさ高い塩基である2,2,6,6-テトラメチルピペリジン(TEMP)を用い,1-dodecyneとヨウ化シアンを60 °Cで反応させたところ,1-cyanododecyne (10%)と1-iodododecyne (63%)が得られた。様々な触媒を調査した結果、CuOTf•toluene (10 mol%)が,1-cyanododecyneを収率良く(78%)与えることがわかった。この末端アルキンの触媒的シアノ化反応について,基質適用範囲や反応機構に関する検討を行い,新規なタンデム型反応であることを明らかにした。本シアノ化反応では,中間体ヨードアルキンが生成した後に,銅触媒によるシアノ化が進行していると考え,まず,系中で発生すると考えられるシアノ化剤とヨードアルキンとの反応を検討した。当量のCuCNをシアノ化剤とした反応では,対応するアルキニルシアニドが中程度の収率(45%)で得られた。次に,Bu4NCNを代替アンモニウムシアニドとして反応させたところ,CuCNと同様に,アルキニルシアニド(45%)が得られた。一方,ヨウ化シアンとの反応では,主生物は1,1,2-triiodododecene (53%)となり,対応するアルキニルシアニドの収率は,わずか18%であった。しかし,さらにBu4NCNを添加して反応を行うことにより,対応するアルキニルシアニドの収率は44%に回復した。これらの結果から,ヨウ化シアンと末端アルキンの銅触媒C-H結合シアノ化反応には5つの素反応が関わっていると結論づけた。25年度が最終年度であるため、記入しない。炭素ー炭素多重結合のπ活性化能とカルボニル基等のσ活性化(ハードな活性化)能を有する第11族の金触媒に着目し,それを利用したカスケード型複素環構築法の開発に取組んだ。分子内にピリジンN-オキシドを有するプロパルギル型アルキンに対して,室温で一価の金触媒AuCl(PtBu3)とAgSbF6(いずれもアルキンに対して5 mol%)を作用させたところ,酸素原子とエステル部分の転位により生じたピリジルエノンとともに環化異性化によるインドリジノンが得られることを見出した。また、反応温度を50 °Cに設定するとインドリジノンが主生成物として得られた。この反応の詳細な調査を行い,金触媒がどのように触媒反応の同一時空間集積化に寄与しているかを明らかにした。一価および三価の中性金触媒では,ピリジルエノンとインドリジノンの収率は低下した。また,AgSbF6の共存下のカチオン性一価Au触媒を発生させる条件では,PtBu3配位子が最も効果的な配位子であった。さらに,反応温度を80 °Cにすることでインドリジノンの選択性と収率が向上した。次に、ピリジンN-オキシド部分を含むアルキンの基質適用範囲を検討し、安息香酸エステルの他に酢酸やピバル酸エステルが利用できることを明らかにした。また,反応は、内部アルキンで効率よく進行した。さらに,同反応により三環性のインドリジノンが生成することもわかった。

これらの結果より,ピリジンN-オキシドの酸素原子の転位によりαーケトカルベンが発生し,続くカルベン中心へのアシルオキシ基の転位による(E)-ピリジルエノンの生成と,同じAu触媒がハードルイス酸としてカルボニル基を活性化して続く環化異性化を促進しインドリジンを与えたと結論づけ、金触媒の炭素ー炭素多重結合のπ活性化能とカルボニル基のσ活性化能を利用したカスケード型複素環構築法を開発した。環化異性化反応は,原子効率性に優れた環状化合物の有力な合成法の一つである。本研究では,有機基質の触媒的縮合反応と続く環化異性化反応の同一時空間集積化による新規複素環合成について研究を行い,異種複素環オリゴマーや芳香族複素環共役化合物の効率的合成法を開発した。炭素ー炭素多重結合のπ活性化能とカルボニル基等のσ活性化(ハードな活性化)能を有する第11族の金触媒に着目し,それを利用したカスケード型複素環構築法の開発にも成功した。本研究では、様々な有機不飽和活性種の新規効率的発生法の開発と遷移金属のデュアル触媒機能を組合わせた同一時空間集積化に基づくカスケード型触媒反応の創成を目指す。銅と同じ11族の金触媒のデュアル触媒機能に着目し、それを利用したカスケード型複素環構築法の開発ならびにパラジウム触媒による小員環複素環合成とそれを応用したカスケード型複素環合成法を確立するとともに、以下の4つの発展を目指す。1.マイクロフローシステムを利用した3段階反応の集積化、2. [3+2]環化付加反応によるシクラジン類縁体の合成、3.気液二相型マイクロフローシステムを利用したカルボニル化反応の集積化、4.新たなタンデム型反応の調査アルキンをつなぐ鎖長の調整によりできる環サイズや活性種のタイプを変えることもできる。また,含窒素環状化合物は生理活性物質として有用であり,共同研究の可能性も積極的に探りたい。25年度が最終年度であるため、記入しない。
教員の「公務員」性成立をめぐる歴史の国際比較

本研究の目的は、初等公教育教員の「公務員」性が決定されていく歴史的過程を日本とフランスという異なる国家を対象に比較検討することによって「国家権力の教育への介入」が持つ意味の国と時代による違いを明らかにすることである。本研究の研究成果は主に次の2点である。1フランス革命後の教育法令それぞれについて、「教育行政機構の頂点」、「公務員性」、「教員任命権」、「教員選任者」、「教員給与の財源」、「小学校設置者」、「小学校運営資金の財源」等の項目に分けて分析し、その流れを論じたこと。2ゴブレ法成立過程における上院での2回にわたる審議の議事録を対象として、審議過程で重要項目とされた事項についての考察。本研究の目的は、近代国家が初等公教育に従事する教員にどのような身分を付与したかに関する制度形成過程を国際的に比較することによって、教員が持つ「公務員」性とは何かを分析考察することである。本研究では、主として日本とフランスを比較することを予定している。平成26年度実施計画では、1888年に公布され1889年4月より施行された市制町村制下において、教員身分の決定権を実際に誰が保持していたかについて、全府県を対象とした悉皆調査を行うことを計画し、北海道、京都、沖縄を除く『府県史誌』に関して調査を完了した。その調査結果の一部を論文「森文政期から市制町村制施行までの教育行政に対する教員の評価と批判千葉教育会を事例として」にまとめた。同論文は梶山雅史編著『近代日本教育会史研究第3編』に収録され、平成27年11月に刊行される予定である。さらに、初等教育に従事する教員を国家公務員とするフランスの教員の身分制度成立過程を研究するため、フランスの国立図書館ミッテラン館と公文書館Archives Nationalesで資料調査を実施し、文献を収集した。これにより先行研究が用いた資料の所在を確認することができた。今回収集した資料は、フランスにおけるフランス公教育史の研究業績および1800年前後の教育行政の原資料、教育大臣の言説等の資料である。これから、それら先行研究の「公教育に従事する教員の身分形成過程」に対する理論形成方法を整理したい。平成27年度も平成26年度に引き続きフランスで10日間の調査を行い、フランス革命期にどのような議論によって公教育制度が成立していったのかを調べた。その結果、"Proces-verbaux du Comite d'instruction publique de laConvention natinale"(Tome16)に当時の教育制度をめぐる議論が詳細に記録されていることがわかった。同資料は、既に松島鈞が用い、その研究成果を『フランス革命期における公教育制度の成立過程』(1968年亜紀書房)にまとめているが、教員の「公務員性」というテーマでは論じられていないことが、今年度の調査でわかった。平成27年度はフランスにおけるテロ事件発生(2015年1月7日および11月13日)により、同国が危険地帯となってしまったことで、調査期間を選ぶことに困難と躊躇があった。また、職場を平成28年度から東京家政学院大学へと移ったため、愛国学園短期大学での職務を完遂することと、異動準備に年度末追われた。これらの事情で、前述の、"Proces-verbaux du Comite d'instruction publique de la Convention natinale"(Tome16)は入手したものの読みこなせていない。また、27年度内に刊行が予定されていた『教育会史研究第3集』(梶山雅史編著)の刊行が遅延しているため、編者より予想を超える論文内容の増加修正を要求され、そのための調査にも時間を費やした。そのため、フランスに関する調査研究が思うように進まなかった。平成28年度は、フランスの研究者がフランス近代教員養成史および教員身分の歴史をどのように捉えているかについての文献調査を実施した。フランスには、9月と3月の2回渡航し、ミッテラン図書館にて文献渉猟を行った。等である。本調査の結果、フランス革命後、ライシテ(教育の宗教からの分離)を実現するために、国家がライシテの教員養成の後ろ盾となって、教会と対立しながら初等教員の国家公務員化を果たしたことがわかった。この過程は、平坦な道のりではなく、1833年ギゾー法では教会勢力を初等教育に利用し、義務教育の普及を図りながら、188182年フェリー法では義務教育の無償性、義務制を実現し、1886年ゴブレ法によって、義務教育教員を全て国家公務員として、ライシテの教員のみ採用することが法制化されたことがわかった。なお、上記の文献は日本における研究で参照されているが、ゴブレ法を作成したゴブレについての文献はあまり紹介されていないので、本研究は今後ゴブレ法およびゴブレに関する研究を中心に実施したい。平成28年度は、海外で刊行されているフランスの初等公教育史に関する原著文献調査が目標であった。平成28年9月と平成29年3月の2回渡仏し、文献調査を実施し、文献の所在と入手は概ね順調に進展している。「国家公務員」の性格を理解するには、フランス人の国家観と日本人の国家観の相違を踏まえる必要があり、共和主義思想とその国家観についての文献調査研究が必要となった。また、公務員の歴史についての調査研究も併せて行う必要性があることがわかった。

本研究の目的は、初等公教育教員の「公務員」性に国家がどのように関わるかが決定される歴史的制度的過程を、日本とフランスという異なる国家で比較検討することによって「国家権力の教育への介入」が持つ意味の国家あるいは時代による違いを明らかにすることである。本研究においては、年12回の渡仏調査を実施し、主にミッテラン図書館において資料の収集と調査を行った。フランスでは1886年ゴブレ法および1889年初等教育費負担法によって初等公教育教員が国家公務員となった。その過程は、公教育から宗教勢力を排除するための国家権力の介入と評価されている。日本では、1881年から初等公教育教員を吏員待遇とする動きが見られ、1886年末、森有礼文相が起案した閣令第三十五号によって判任待遇となった。この過程は、教育行政の一般行政への統合の流れの中に位置づけられ、初等公教育教員の町村吏員への従属を意味していた。森は、内相山県からの文部省の内務省への統合という提案に承諾した直後に閣令第三十五号を起案したのであるが、同法令の効果は、森の啓蒙主義者としての評価に疑問を投げかけるものであると筆者は考える。森はどのような意図で閣令第三十五号を起案したのであろうか。アイヴァンホールは、森が志向していたのはフランスの教育政策だったと指摘している。それゆえ、筆者は、フランスの教育政策の当時の動向を明らかにすることによって、森文政における教員待遇政策の意図をより明確にできると考え、本研究を構想した。本研究では、1800年以降のフランス教育制度における教員の「公務員」性について幾つかの項目で分析を行い、その「公務員」性の成立過程を分析した。ゴブレ法については、1886年の上院における2回の審議過程を明らかにした。以上の調査研究の結果を第61回教育史学会(於岡山大学)で発表した。今後報告書を作成する予定である。本研究の目的は、初等公教育教員の「公務員」性が決定されていく歴史的過程を日本とフランスという異なる国家を対象に比較検討することによって「国家権力の教育への介入」が持つ意味の国と時代による違いを明らかにすることである。本研究の研究成果は主に次の2点である。1フランス革命後の教育法令それぞれについて、「教育行政機構の頂点」、「公務員性」、「教員任命権」、「教員選任者」、「教員給与の財源」、「小学校設置者」、「小学校運営資金の財源」等の項目に分けて分析し、その流れを論じたこと。2ゴブレ法成立過程における上院での2回にわたる審議の議事録を対象として、審議過程で重要項目とされた事項についての考察。当初平成28年度に予定していたフランスにおける資料調査を平成26年度に実施できたことは大きな進展であった。しかし、それはフランスの図書館の仕組みや利用方法を理解し修得するための本調査の前段階としての意味合いが強く、調査内容は未だ充分とはいえない。とはいえ、フランスの図書館が国際的に研究者に開かれていたために、予想以上に調査がスムーズに進行し、文献を収集できた。また、明治期日本の全府県における教員の身分に関する規定の、特に森文政期から市制町村制に至るまでの決定過程については、北海道、京都、沖縄を除く府県に関する調査を完了した。まず、第1次資料である"Proces-verbaux du Comite d'instruction publique de la
「細かさ」質感の視知覚特性

本研究計画では、「細かさ」の視知覚に焦点をあて、心理物理的手法によりその知覚特性を解明し、空間構造と質感知覚の関係性をモデル化することを目的とする。さらにモデルに基づく画像生成アルゴリズムを検討し、工学的応用も目指す。1周波数・ヒストグラムの影響を調べる実験:昨年度の研究により、1次元パターンの細かさ知覚では低周波成分のパワーが大きな影響を持つことが示唆された。しかし、周波数成分を変化する際に輝度値ヒストグラムも変化することが分かり、どちらか主要因であるか判別できなかった。そこで、周波数分布とヒストグラムを制御しつつ、パターンを変調させる方式として、(1)均一白色雑音に空間フィルタを施してスペクトルを制御しヒストグラムはガウス分布となるようにする、(2)均一白色雑音にヒストグラム変換を施すことによりスペクトルを均一に保ったままヒストグラムを制御する、という2つの生成手法を用い、提示刺激を生成した。その結果、(1)のスペクトルのみを変化させたパターンでは知覚される細かさが大きく変化したのに対し、(2)のヒストグラムのみを変化したパターンでは大きな変化は見られなかった。2等輝度・色変調パターンによる実験:輝度が一定で色度のみが変調するパターンを用いて細かさ知覚の特性を調査し、輝度変調パターンと特性を比較した。色相パターンによる変化は少なく、明るさ変調に用いた濃淡パターンに近い「細かさ」が知覚されていることが判明した。3工学的応用を指向し、「粗い」画像を「細かい」画像に加工する手法を検討した。線分図形にガウス分布ノイズを重ね合せたパターンを作成し、同様のマッチング実験を行なった。その結果、ノイズの標準偏差に応じて知覚される細さが変化し、その変化は線形モデルによる予測値とよい一致をみた。この結果を髪のレンダリングに応用し、ノイズ付加による画像生成法を開発、効果を確認した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、実験環境構築と基本実験を行った。1実験環境の整備CRT,PC,および視覚刺激作成装置を用いた実験系を構築した。表示系のガンマ補正機能を実現するとともに、視覚刺激を生成・提示し、被験者の反応を集計するプログラムを実装した。2基本実験基本特性を調べるため、輝度・幅・方向が一定である線分を対象に実験を行った。これらの線分をランダムに配置して画像を生成し、さらに低帯域フィルタを施すことにより、線分の細かさが異なる多解像度の画像系列を生成した。[実験1]細かさの異なる2つの提示刺激を表示し、強制選択法により「どちらが細かく見えるか」被験者に判断を求めた。その結果、画素以下の細かさをかなり正確に判断できることが判明した。[実験2]生成した多重解像度画像に、コントラスト変調・平均輝度変調・空間フィルタを施した提示刺激と変調前の多重解像度画像とを提示し、調整法により「同一の細かさ」を持つように調整させた。この結果、(1)提示パターンの低周波成分が大きな影響をもつこと、(2)提示パターンのコントラストが大きな影響を持つこと、(3)コントラストー定下の条件では平均輝度は顕著な影響を持たないこと、などが確認された。また、これらの結果に基づき単純な線形モデルを提案し、このモデルにより実験結果が説明できることを示した。実験環境整備が順調に進んだため、実験の開始、結果の分析がスムーズに行えた。
人為的な歯の移動時における歯根膜血管網および歯槽骨の立体的観察

昭和61・62年に「人為的な歯の移動時における歯根膜血管網の立体的観察」の研究課題で歯の水平移動、歯の圧下時における歯根膜血管網及び歯槽骨の変化について研究業績を報告した。昭和63年、平成元年度には同様の課題で科学研究費を得て、人為的に咬合を挙上して咬合性外傷を起こさせ、それに伴う歯根膜血管網、歯槽骨の変化についての研究と、人為的に歯を挺出させ、それに伴う歯根膜血管網、歯根膜線維と歯槽骨の変化について実験を行ない、その成果を研究成果報告書として報告した。これら一連の歯の移動における歯根膜血管網、歯槽骨の研究によって次のことが明らかになった。すなわち、歯のあらゆる移動に伴う骨吸収には直接性と穿下性の2様式の吸収形態があり、その際には必ず歯根膜の血管網が存在し、血管がない部位では骨吸収は起こらないこと(直接は破骨細胞によって行なわれる)、すなわち歯根膜血管網が消失しない程度の力が加わった部位には血管網が残存し、骨吸収は表面から吸収されていく直接性骨吸収が生じる。一方圧迫側で強い力を受けた部位では歯根膜血管網に血管消失部が生じ、歯槽骨は表面から吸収されず歯は移動できない。このような時に歯槽骨は骨髄側から吸収されていく穿下性骨吸収の様式をとり、骨髄中の血管に後押しされるように内から吸収されていく。いずれにしろ血管の存在が絶対必要であることが示された。同時に歯根膜中の線維のturn overの時間は、他の組織の線維に比べ極めて短いといわれ、このような代謝活性が高いことから、歯根膜が過剰な咬合圧等によって損傷を受けても、再生と治癒を引き出す高い能力を持つものと考えられる。その源の一つが歯根膜血管網の存在であることが示唆された。今回で歯の移動と歯根膜血管網および歯槽骨の研究は終るが、歯周組織の血管網には更に深く発展させなければならない問題を残しており、後日それらを研究したいと考えている。人為的に歯を移動すると移動期と不動期が間歇的に現われることは前年度までの科研実績報告書の中に示した。矯正力をかけてから2週間後硝子様変性部の吸収が終了し、歯は再び移動を開始した。この時期実験歯は上下の動揺を示し、歯根膜には非圧迫側である頬側、舌側に広範囲の血管網の消失部が出現することを報告した。この原因を究明するために、実験的にイヌの下顎P_2、P_3の中央咬頭頂に高径2mmのインレーを装着したところ、2週間後に広範囲にわたる歯根膜血管網の消失を観察した。この時期は前年度の報告と一致し、また血管網の消失形態全く類似し、歯槽骨の表面は滑沢で、フォルクマン管の開口部も消失していた。この実験付近のX線像では歯年膜腔の拡大はみられず、また歯の上下動揺はわずかであった。しかし実験4週を過ぎるとの歯根膜血管網を合成樹脂鋳型標本を作製、走査型電顕で観察してみると、血管網は修復し、歯根膜全体に分布していた。しかし歯槽骨表面すなわち歯根膜血管網の下層にあたる骨の表面には無数の吸収窩かみられた。X線像で観察すると歯根膜腔の拡大、歯の動揺もみられた。

8週後には歯根膜腔は拡大し、歯根膜血管網の基本である2層構造はくずれ、複雑な網目が形成されていた。また歯槽上縁付近は大きく骨吸収がみられ、実験歯はにジグリングが加わったものと考えられた。また歯根膜の血管網は非常に密であるが、前述のように基本型は失われていた。この一連の実験は咬合性外傷を発症させ、その経過を観察したもので、すなわち2週後にはわずかな上下動のために歯根膜の血管網は消失、歯槽骨表面は壊死に陥り、この壊死骨が吸収されると、歯根膜腔は拡大し、血管網は再形成される。さらに咬合性外傷が続くと歯根膜腔さらには拡大し、歯槽中隔、根間中隔の吸収が起り不規則な血管網はさらに密度を増加していた。本実験は炎症を予防して行なわれた結果である。人為的な歯の移動時における歯根膜血管網および歯槽骨について実験、観察した結果以下の知見を得た。歯根膜血管網の基本構築は、動脈性毛細血管網と静脈性毛細血管網とが随伴して網目を作る歯根側毛細血管網と、歯槽骨に沿って作られる歯槽骨側血管網とに区別される。後者は主に細静脈によって作られ、フォルクマン管を通じて、歯槽骨骨髄の血管網と密接に連絡している。すなわち歯根膜血管網は二層構造である。そして脈管神経隙の中に歯根膜血管網を形成する。そのために血管網は歯根膜線維の影響を受けて容易に変形する。歯根膜に持続的な力が長時間にわたって加わると、循環障害が起こり、動・静脈に短絡が起こりル-プを形成する。やがてル-プは無血管部を取り囲む。無血管部の手相骨は露出し、この部分が吸収されるまで歯は移動できない。歯根膜の厚さは一定に保つようなメカニズムを持っている。歯を挺出させると、歯根膜の厚さが拡大した部分に、従来の歯根膜の厚さに一致して石灰化予定線が引かれ、それより歯槽骨側に石灰化が起こり歯根膜は元の厚さに修復される。歯根膜に生理的限界を越える動揺が加わったとき、歯根膜血管に広範囲にわたって循環障害が起こり、血管は消失する。例えば咬合性外傷を実験的に起こさせると、実験開始後14日で、歯根膜の血管網が広範囲にわたって消失する。露出した歯槽骨は、やがて吸収されて歯根膜腔隙は拡大すると同時に、歯根膜の血管網は再生される。しかし血管網の形態は基本形の二層構造から多層構造へと変化していた。歯根膜の血管網は、外来刺激によって容易に消失し、また再生される。しかし歯の動揺が大きいと、本来の歯根膜血管網の形態を保つことができない。
含フッ素オリゴマー添加溶液を用いた遺跡出土鉄器の脱塩処理に関する研究

錆化した含塩鉄圧縮成型品を用い、脱塩処理に及ぼす含フッ素オリゴマーの添加効果を調べた。その結果、含フッ素オリゴマーを添加したKOH水溶液は、従来用いられているセスキカーボネイト溶液以上の脱塩効果を示すこと,およびベタイン型オリゴマーが脱塩処理に適した特性を有していることを見い出した。さらに,ベタイン型の中のどのタイプが脱塩処理に適しているかを実験的に調べた。脱塩量に関しては,親水基のみを持ち,かつ,長い鎖長の含フッ素末端基を有するオリゴマー(SK-6)が優れており,セスキカーボネイト溶液よりも脱塩量は約3.7培であった。また,脱塩処理後の再錆化に関しては,親水基と疎水基を有するオリゴマー(SK-15)で処理した試料の再錆化量が最も少なかった。以上の結果から,SK-6で脱塩処理を行なった後にSK-15で防錆処理を行えば,良好な保存処理が期待できることが分かった。次に,含フッ素オリゴマーの長期保存に及ぼす影響を5種類の処理液について調べた。処理液で脱塩した試料を室内に1年2ヶ月1年6ヶ月間保存した後に水蒸気で飽和された空気中に懸垂し,その重量変化を測定した。その結果,KOH水溶液の場合の乾燥重量増加を基準にして各試料の乾燥重量増加を表すと,5.9培(セスキ),2.5培(SK-15),2.2培(SK-2),1.3培(SK-6)となった。脱塩量の結果と照合すると,再錆化は脱塩量が多いほど少なくなっている。そのため,脱塩量が少ないセスキカーボネイト水溶液の場合には,再錆化量が極端に大きくなり,逆に,脱塩量が多いSK-6の場合に再錆化量は最小になった。以上の実験結果から次の結論を得た:脱塩処理後の短い期間ではオリゴマーに含まれる官能基の疎水性,親水性が再錆化の程度を決めるが,長期保存中の再錆化は残存塩量によって決まる。従って,長期保存を考えると,脱塩量の最も大きなSK-6が添加オリゴマーとして最も適していると考えられる。湿潤条件下に長時間放置して錆びさせた含塩鉄圧縮成型品を用い、実際の処理条件に近い条件下で脱塩処理に及ぼす含フッ素オリゴマーの添加効果を調べた。その結果、含フッ素オリゴマーを添加したKOH水溶液は、従来用いられているセスキカーボネイト溶液と同程度、あるいはそれ以上の脱塩効果を示すこと,およびベタイン型オリゴマーが脱塩処理に適した特性を有していることを見いだした。さらに,脱塩速度と処理後の保存状態との両方の観点から,ベタイン型オリゴマーの内のどのタイプのオリゴマーが適しているかを実験的に調べた。その結果,脱塩量に関しては,長い鎖長の含フッ素官能基を有する親水基のみを持つオリゴマー(SK-6)が優れており,現在実用化されているセスキカーボネイト溶液に比べると脱塩量は約3.7培であった。また,飽和湿度の空気環境下における脱塩処理後の再錆化に関しては,親水基と疎水基を有するオリゴマー(SK-15)が優れた特性を有しており,再錆化量が最も少なかった。以上の実験結果から次の結論を得た:

脱塩処理後の短い期間ではオリゴマーに含まれる官能基の疎水性,親水性が再錆化の程度を決めるが,長期保存中の再錆化は残存塩量によって決まる。従って,長期保存を考えると,脱塩量の最も大きなSK-6が添加オリゴマーとして最も適していると考えられる。含フッ素オリゴマーの長期保存に及ぼす影響を調べた。オリゴマーとして,親水基のみを有するSK-2(短鎖長)とSK-6(長鎖長),親水基と疎水基をもつSK-15の3種類のオリゴマーを用いた。脱塩処理液として水酸化カリウム(KOH)水溶液,それぞれ含フッ素オリゴマーを添加した3種類の処理液,およびセスキカーボネイト水溶液の合計5種類の処理液について検討した。長期保存後の再錆化に及ぼす処理液の影響を調べるため,これら処理液で脱塩した試料を室内に1年2ヶ月1年6ヶ月間保存した後,水蒸気で飽和された空気中に懸垂し,その重量変化を測定した。その結果,KOH水溶液の場合の重量増加を基準にして各試料の重量増加を表すと,1.80培(セスキ),1.07培(SK-15),0.98(SK-2),0.96(SK-6)となった。昨年の結果を見ると,脱塩量は,セスキカーボネイト水溶液の場合は他の脱塩液に比べて極端に少なく,SK-6の場合に最大になっている。再錆化量が,セスキカーボネイトで極端に大きくなり,SK-6の場合に最小になったのはこのためと考えられる。再錆化量に関しては,昨年度も測定している。昨年度は,脱塩処理後の試料を乾燥させた後,直ちに飽和空気中に懸垂して再錆化による重量増加を測定した。その結果,再錆化量はオリゴマーに含まれる官能基の性質の影響を強く受け,疎水基をもつSK-15の場合に最小,親水基をもつSK-2とSK-6の場合に最大になった。昨年の結果と本年度の結果を総合し,以下の結論を得た。脱塩処理後の短い期間では,オリゴマーに含まれる官能基の性質が再錆化の程度を決めるが,長期保存中の再錆化は残存塩量によって決まる。従って,長期保存を考えると,脱塩量の最も大きなSK-6が添加オリゴマーとして最も適している。
補聴器装用効果からみた重度聴覚障害者の補聴器特性の改善に関する研究

補聴器の出力音が耳栓と外耳道との隙間から補聴器のマイクに帰還してしまう音響フィードバック(acoustical positive feedback)によるハウリング(例:「ピー」等の音)は、補聴器の利得や出力音を大きくすればするほど出やすくなる。この状態になると、どんな入力音も最終的には「ピー」という音だけになってしまい、言葉の聞き取りに著しい悪影響を及ぼしてしまう。重度聴覚障害者ほど補聴器の特性を聴力に合わせて利得や出力を大きくすることができず、聴覚補償上の大きな問題点であり、聴覚活用を期待したい聾学校等では切実な問題である。このハウリング音を、デジタル技術を利用して抑制する電子回路を用いた補聴器を考案し、当・短期大学生及び聾学校児童・生徒に教育現場或いは日常の生活環境下で試用してもらった。この回路は、発生したハウリング音を検知し、この音を直ちに分析・計算し、その結果を入力部にフィードバックして、瞬時に入力音と相殺してしまうものである。その結果、ハウリング限界まで補聴器の利得を大きくしたときに、従来の補聴器よりも改良した補聴器の方が1013dBも大きな利得が得られた。このために、補聴器装用域値も1416dBも低下した(より小さな音までも補聴器で聞き取れるようになった)。このことは、重度聴覚障害者(聴力レベル100120dB位)では従来困難とされていた日常の普通の大きさのレベルの会話音の聴取が可能になったことを意味しており、事実、言葉の聞き取り能力である語音明瞭度の改善(1525%)がほとんどの対象者で見られた。さらには日常生活においても改良補聴器の方が自覚的にも好ましいとの結果が得られた。今後、本方式の更なる改良によってより一層のハウリング防止が進むことにより、聴力レベル120dB以上の難聴者にも補聴器の活用の可能性も生じ、聴覚活用の教育の向上が期待される。補聴器は重度聴覚障害者にとって必要不可欠であるが、この補聴器からのハウリング(音響フィードバック)が聴覚障害児(者)教育に及ぼしている実態の分析から、補聴器自体でハウリング対策を行なうための諸条件を検討し、デジタル技術を利用して補聴器の性能の改善を試みる。当・短期大学生及び関東近県の聾学校児童・生徒の補聴器のハウリングの実態を調査した。その結果、聴力が重度になるにつれてほとんどの場合、ハウリングが発生し、そのままでは授業に支障を来すことが多かった。そこで、彼らが使用している耳型を調整したり、何度も作り替えたりしたが、ハウリングを抑えるのは無理であった。致し方なく、周波数特性を変更したり、ボリウムを落とすなど、補聴器の特性を不満足な状態に変えざるを得ない状態であった。外耳道鼓膜付近での補聴器のハウリングの音を、補聴器装用特性測定装置で測定・分析すると、内耳に好ましからざる音である高音部の純音成分であった。聴覚障害の程度によっては、ハウリング音が障害者自身には聴取不可能な高音域のものもある。しかし、周囲の健常者には当然不快な音として聴こえるし、なによりも、補聴器への入力音が、すべて同じ「ピー」という出力音になってしまい、語音の聴取・弁別等が不可能である。そこで、ディジタル技術を使って、電子回路的にハウリングを抑える方策を検討してきた。これは発生したハウリング音を検知し、この音を直ちに分析・計算し、その結果を入力部にフィードバックして、瞬時に入力音と相殺してしまうものである。基本的な段階では、ほぼ満足する装置の開発に目処がついたので、現在、この回路を補聴器に組み込むための検討を行っている。次年度はこの補聴器を教育の場で実践.検討する段階である。

補聴器の出力音が耳栓と外耳道との隙間から補聴器のマイクに帰還してしまう音響フィードバック(acoustical positive feedback)によるハウリング(例:「ピー」等の音)は、補聴器の利得や出力音を大きくすればするほど出やすくなる。この状態になると、どんな入力音も最終的には「ピー」という音だけになってしまい、言葉の聞き取りに著しい悪影響を及ぼしてしまう。重度聴覚障害者ほど補聴器の特性を聴力に合わせて利得や出力を大きくすることができず、聴覚補償上の大きな問題点であり、聴覚活用を期待したい聾学校等では切実な問題である。このハウリング音を、デジタル技術を利用して抑制する電子回路を用いた補聴器を考案し、当・短期大学生及び聾学校児童・生徒に教育現場或いは日常の生活環境下で試用してもらつた。この回路は、発生したハウリング音を検知し、この音を直ちに分析・計算し、その結果を入力部にフィードバックして、瞬時に入力音と相殺してしまうものである。その結果、ハウリング限界まで補聴器の利得を大きくしたときに、従来の補聴器よりも改良した補聴器の方が1013dBも大きな利得が得られた。このために、補聴器装用域値も1416dBも低下した(より小さな音までも補聴器で聞き取れるようになつた)。このことは、重度聴覚障害者(聴力レベル100120dB位)では従来困難とされていた日常の普通の大きさのレベルの会話音の聴取が可能になつたことを意味しており、事実、言葉の聞き取り能力である語音明瞭度の改善(1525%)がほとんどの対象者で見られた。さらには日常生活においても改良補聴器の方が自覚的にも好ましいとの結果が得られた。今後、本方式の更なる改良によつてより一層のハウリング防止が進むことにより、聴力レベル120dB以上の難聴者にも補聴器の活用の可能性も生じ、聴覚活用の教育の向上が期待される。
走行輪荷重の通過位置と接地圧の自動計測システムの開発

本研究では、自動車荷重列の自動計測システムの開発を行った。その結果、走行車両の平面配列(走行速度,車頭間隔,通過位置など)に関するデータが完全に自動化した観測・処理によって得られるようになった。本システムは3つのサブシステムから成っている。1.センサー部厚さ7.5mm,幅800mm,長さ7200mmのゴムマットの中に、加圧導電ゴムをスイッチ素子としたコードスイッチが多点(道路横断方向10cm間隔に72点)に埋め込まれている。2.データロギング装置マット内のスタートトリガースイッチが"ON"になると、その時刻が記録され、多点に配置されたメインスイッチが"ON"になると、その時刻も記録される。そして、メインスイッチがすべて"OFF"状態になると72個のスイッチのON-OFF履歴が0-1データとして記録される。RAM(16KB,約1100軸分)が一杯になるとRS-232CあるいはGP-IBにてホストコンピュータに転送され、補助記憶装置(20MB,約140万軸分可能)に記録される。さらに、バックアップ装置により長期間の計測が可能である。3.データ処理装置データ処理にはマイクロ・コンピュータを使用する。測定データは、まず各軸ごとのデータに変換され、走行速度と道路横断方向の情報(通過車線,通過位置,タイヤ幅,車軸など)を得る。そして、前後の軸のデータとの比較により車両としての情報(車頭間隔,軸距,軸数など)に変換される。種々の値を総合判断することで車種判別を行い、車種別の種々のデータの頻度分布を求めることができる。本システムを高速道路や一般国道での測定の結果、ハード面及びソフト面の耐久性や信頼性は十分であることが確認できた。今後、荷重列の観測方法を大きく変えるとともに、データの量・質ともに大幅に改善することができるシステムとなった。本年度は走行輪荷重の通過位置などの平面配列自動計測システムを開発した。(1)センサー部厚さ7.5mm,幅800mm,長さ7200mmのゴムマットの中に、加圧導電ゴムをスイッチ素子としたコードスイッチが多点に埋め込まれている。測定現場では、このゴムマットを接着テープで路面に貼りつけるのみであり、数分という短時間の作業である。(2)データロギング装置マット内のスタート・トリガースイッチが"ON"になると、その時刻(【t_1】)が記録され、多点に配置されたメインスイッチが"ON"になると、その時刻(【t_2】)も記録される。そして、【t_1】(3バイト),【t_2】(2バイト)と72個のスイッチの0-1データ(9バイト)がRAMに書き込まれ、一軸分の処理は終了し、つぎのスタートトリガー信号を待つ。さらに、バックアップ装置により永久に計測できる。(3)データ処理装置データ処理にはマイクロ・コンピュータを使用する。測定データは、まず各軸ごとのデータに変換され、走行速度と道路横断方向の情報(通過車線・通過位置・タイヤ幅・車幅など)を得る。そして、前後の軸のデータとの比較により車両としての情報(車頭間隔・軸距・軸数など)に変換され、それらの頻度分布を求め、画面表示され、ハードコピーによって分布図が現場でも得られる。

本システムを、阪神高速道路神戸線と湾岸線において使用し、また国道8号線での24時間連続測定した結果、システムのハード面及びソフト面の耐久性や信頼性は十分であることが確認できた。なお、接地圧の計測システムについては開発中である。
食道腺癌癌化と癌幹細胞濃縮に対する外因性一酸化窒素（ＮＯ）の関与

平成25年度の研究実績・下部食道への胃酸、胆汁酸混合逆流モデル(ラット)の作成胃幽門輪から約5mm遠位の十二指腸を切断し、胃に付帯した近位断端をTreitz靭帯から遠位約4cmの空腸に端側吻合した後、同吻合部位よりさらに5mm遠位に食道を端側吻合するモデルで、下部食道へ酸性の胃十二指腸混合物の逆流がおこり、術後20週で約78%にバレット食道、約50%に食道腺癌・が発生することが報告されている。7週齢Wistarラットを用いて本モデルを16匹作成した。術後、0.05%亜硝酸塩(飲水)、1.0%アスコルビン酸(食餌)を投与するNO群(8匹)と、いずれの薬剤も投与しないControl群(8匹)とに振り分け、術後24週後にラットの全食道を摘出し、食道腺癌の発生率をNO群、Control群とで病理組織学的に比較検討した。その結果、バレット食道発生率はNO群で50(4/8)%、Control群で75(6/8)%であり、食道腺癌発生率はNO群37.5(3/8)%、Control群25(2/8)%であった。当初の予想に反しNO群でのバレット食道、腺癌の有意な発生促進は確認されず、バレット食道発生率に関してはむしろCntrol群のほうが発生率が高い傾向であった。また、NO暴露によりNrf2の発現が増強される可能性を考え、ラット手術検体に対するNrf2の免疫染色を行ったが、NO群とControl群との間にNrf2の発現の明らかな相違は認められなかった。原因としてNO暴露により強く傷害をうけた上皮が脱落することでNO暴露の影響が不明瞭化した可能性を考えた。その後、再度本モデルを18匹作成し、術後NO群にて投与する亜硝酸塩の濃度を0.025%へと減じた上で、再度NO群(9匹))とControl群(9匹)に振り分け経過観察を開始している。
細胞周期イメージングから紐解く放射線治療における腫瘍内微小環境の役割

リアルタイム細胞周期動態イメージングを可能とするFluorescent ubiquitination-based cell cycle indicator (Fucci)を導入した腫瘍細胞を応用することにより、放射線照射後の固形腫瘍においてはG2アレストが顕著に生じ、更には単層培養系と比較して有意に長期間持続することが明らかにされた。コロニー形成法の結果から、G2アレストの持続時間に応じて細胞生存率が有意な上昇を示すことからも、本研究課題では腫瘍内微小環境が放射線照射後の細胞周期動態を修飾することにより、治療抵抗性に寄与している可能性が示唆された。放射線治療後の固形腫瘍における細胞動態は細胞生存への影響、更には治療抵抗性メカニズムの解明において重要な情報といえる。これまでは技術的にも未熟であったため、固形腫瘍における時空間的情報を加味した解析が困難であったが、私たちは理研にて開発されたリアルタイム細胞周期イメージングシステムであるFluorescent Ubiquitination-based Cell Cycle Indicator(Fucci)をがん細胞に応用することにより、腫瘍構造を保持した状態において腫瘍内微小環境存在下における放射線照射後の細胞周期動態解析を試みた。その結果、腫瘍内微小環境が存在するマウス皮下腫瘍モデルにおいては放射線照射により生じるG2アレストが著明に持続し、単層培養系と比較するとその差は明らかであった。これまでの研究成果より、スフェロイドモデルにおいても放射線照射後のG2アレスト遷延が認められることから放射線照射後の細胞周期動態に対して腫瘍内微小環境が大きく関与している可能性が考えられる。このG2アレスト遷延現象の本質を紐解く上で私たちは皮下移植腫瘍を単離・接着させることによりG2アレスト持続時間を制御することに成功し、その結果、G2アレストが持続するほど細胞生存率が有意に上昇することが明らかになった。この知見は腫瘍内微小環境下におけるG2アレスト遷延現象が細胞生存、ひいては治療抵抗性に寄与していることを示唆しており、新たな増感戦略の構築において有用な知見が得られた。細胞周期をリアルタイムに可視化し得るfluorescent ubiquitination-based cell cycle indicator (Fucci)と呼ばれるシステムを応用することにより、マウス皮下移植腫瘍においては放射線照射後に生じるG2アレストが単層培養系に比べて著しく遷延し、更にその動態が放射線照射後の治療抵抗性メカニズムに関与している可能性が明らかになった。固形腫瘍擬似モデルでもあるスフェロイドを用いた実験結果からも、この現象には腫瘍内微小環境が関与していることが予測され、そこで微小環境を構成する諸条件を単層培養系に付与することにより同様の現象が生じるかについて検討を行った。すると、中でも単層培養系における接着条件を修飾することにより、放射線照射後のG2アレストが通常接着環境下と比較して、有意にG2アレストが遷延することが明らかになった。さらに放射線照射後のDNA二重鎖切断(DSB)修復動態についても比較検討したところ、接着を修飾した条件下では照射直後のDSB量は通常環境下と同等であるにもかかわらず、その後の動態は遅延することが示され、このDSB修復動態の遅延がG2アレスト遷延にリンクしている可能性が示された。しかしながら、固形腫瘍におけるG2アレスト動態と本条件下での動態は類似しているものの、細胞生存という点では接着を修飾した条件では逆に放射線感受性となったため、この矛盾する点に関しては今後更なる検討が必要である。申請書に記載した通りの進捗状況であるため。放射線生物学放射線照射後の固形腫瘍において認められたG2アレスト遷延現象の規定因子について更に詳細な解析を行うことにより明らかにし、同規定因子が放射線照射後の細胞生存や再発、転移において果たす役割について検討を行う予定である。
微小磁性構造におけるコヒーレント電子輸送とその応用

現在の情報社会において最も実用化へのニーズの高いデバイスは大容量高速不揮発メモリであろう。中でも微小磁性素子の磁気抵抗効果を用いたMRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)が有望視されている。現状のMRAMでは、パルス電流によって発生する磁場を用いて素子の磁化方向を反転して書込みを行うが、この方式では微小化に伴い大電流が必要となり集積化には限界がある。最近の研究により、スピン偏極した電流に伴うスピントルクで磁化を直接反転させることも可能であることがわかり、この場合は集積化において大きなメリットがあるため多くの期待を集めている。電流による磁化反転の問題に対して、磁化そのものを一度に反転させるのではなく磁化の境界である磁壁を電流で駆動することで磁化反転を行う可能性を調べ、微視的立場からの理論定式化に成功した。その理論に基づき臨界電流の理論式の導出などいくつかの応用に向けて重要な事実を見いだした。また、慶応の実験グループと共同で行った研究では、金属細線に交流電流をかけそれに対する共鳴を利用することで、10^{10}[A/m2]以下という小さな電流で磁壁を動かすことに成功し、同時に磁壁の質量や抵抗及び主な駆動メカニズムの定量的同定に成功した。その結果、電流からの運動量移行による圧力が共鳴効果により増幅され、それが小電流での磁壁駆動の主因となり、一方スピントルクはほとんど効いていないことがわかった。この結果は初めてメカニズムを明らかにしただけでなく、交流電流を用いて効率よく磁壁移動を行えることを示しており実用化に向けても多くの示唆を含んでいる。磁性と伝導の量子力学的結合という観点からは最近新たな可能性が理論的に指摘されている。それは局在スピンに伴う幾何学的位相(Berry位相)を伝導電子が感じ、フラストレートした磁性体ではこのためにホール効果が生じるというものである。ここでは量子力学的位相が直接伝導特性に顔を出す点で、従来知られたホール効果のメカニズムとは決定的に異なる。最近私は弱結合領域で不純物散乱も考慮した定式化を行い、磁化構造とホール係数の関係を与える公式を導いた。この仕事によりスピンの立体構造とホール効果の関係を初めて実空間での直感的描像を通して明らかにした。この結果はスピングラスなどの遷移金属磁性体はもとより、パイロクロア系など強結合系でもその高温領域など、幅広い適用が可能である。その後このホール効果はスピンカイラリティによって永久電流が引き起こされていることが原因であることを示した。この永久電流は磁化のSU(2)代数の直接的な現れで、通常の磁場による永久電流とは異なった新しい現象である。目下この効果の半導体を用いた実験での確認を提案している。電流による磁化反転の問題は将来の磁気記録デバイスへの応用上重要である。我々は磁性細線中の磁壁の運動を電流により制御することで磁化反転を行う可能性を理論的に考察した。我々は微視的考察により不定性のない統一的な定式化を行い、それに基づき磁壁駆動に必要な臨界電流値の評価を行った。特に、薄い磁壁と厚い磁壁では駆動メカニズムが異なり、このため臨界電流値や移動速度などが大きく異なることを示した。応用上は臨界電流値を小さくすることが望ましいが、そのために必要な条件を明らかにした。応用上の観点からは磁性半導体でのナノ接合がもっとも適していることを見出した。
東南アジアの海岸砂丘地における農業生産の潜在力評価と高度開発

1.東南アジシの中でもタイ国の海岸砂丘地に特定してスポット画像2シ-ン(バンコク東海岸、マレ-半島のソンクラ周辺)を入手し、パソコンベ-スでのリモ-トセンシング画像処理、C言語による画像関係プログラムの開発を行った。そしてグラウンドツル-スを通じて教師付分類を行い、タイ国海岸の土地利用状況をはじめとする農業開発に必要な情報を得た。あわせて当該地域における、砂丘砂を含む土壌の物理化学的成文の分析を行い海岸砂丘地の農業的利用への基礎資料を得た。2.水資源の有効利用を目的として、かんがいのための用水量調査と点滴かんがいを含む小規模かんがいシステムを検討した。そしてタイ国の日降雨デ-タから、タンクかんがいシステムモデルの解析例を示し、乾燥地域の解析結果と比較した。3.タイ国における土地利用の実態と作物の栽培状況をクラスタ-分析により、類型化を試みた。分析にはイネ、キャッサバ、トウモロコシなど11作目を用い、1期作イネ型をはじめとする分類を構成作目と地理的分布から行った。4.社会的、経済的要因分析を、タイ国の労働力移動とアラブ諸国への出稼ぎ問題に絞って行った。農業、製造業のGRPから国内地域格差について分析検討を加え、タイ南部の農業開発の重要性を示唆した。5.タイ国とマレ-シアにおける農機具について、人畜力用農具と動力機械とにわけて考察した。そして、鍛治屋を中心とする農機具製造技術に検討を加え、土着の農業技術レベルの把握を試みた。6.タイ国における農業機械化の歴史的発展過程を考察し、政策など機械化に伴う問題点を指摘した。そして技術的溢路の打開策と将来の農業機械化の展望を、とくに海岸砂丘地の農業開発における技術論的問題に焦点を絞って考察した。1.東南アジアの中でもタイ国の海岸砂丘地に特定してスポツト画像2シーン(バンコク東海岸、マレー半島ソンクラ周辺海岸)を入手した。これにより、まずMSSデータを筑波大学情報処理センタで解析し、ディスプレイ上に出力した画像をカメラで撮影した。またカラープロッタにも出力した。さらにパソコンにスキャナで写真入力して2次処理を行った。ついで鳥取大学大型計算機センタと広葉樹総合情報解析室において本システムに適応できるプログラムの開発を行った。これによりスポットデータ処理を可能にした。2.スポット画像から、a.砂丘地の検出と面積推定b.植生調査:マングローブ、水田、塩田、養魚池などc.温度分布調査:ランドサツトTMの利用d.水資源調査など農業開発に必要な基礎的情報を得るため、これらの処理プログラムを鋭意開発中である。3.つづいてパソコンベースでの画像処理システムの開発、既存の端末のデータ(IBMフォーマット)をPC98用にデータ変換およびC言語による画像関係プログラムの開発に着手している。4.スポット画像処理結果を吟味するため現地詳細地図を入手し、照合および現地協力者によるGround Truthを実施中であり、農業開発適地選定のための基礎資料を得つつある。5.並行して先にタイ国学術調査時に入手した海岸砂丘地の砂の物理化学的分析を実施した。その結果、マレー半島ソンクラ周辺の海岸は、粘土分の少ない末開墾地域で砂分は90%以上を占める典型的な砂丘砂であることが判明した。そして海岸から150m200m内陸における植生地域もまた若干の粘土分の増加が見られるものの明らかに海岸の砂と同じであり、本研究対象である海岸砂丘地の農業開発の可能性の高い地域の1つである。1.63年度に入手したタイ国のスポット画像解析のため、パ-ソナルコンピュ-タベ-スでのリモ-トセンシング画像処理システム、C言語による画像関係プログラムの開発を行った。

そしてグラウンドツル-スを通じて教師付分類を行い、タイ国海岸の土地利用状況をはじめとする農業開発に必要な情報を得た。2.水資源の有効利用を目的として、かんがいのための用水量調査と現地の農民が低コストで容易に導入できるであろう点滴かんがいを含む小規模かんがいシステムを検討した。そしてタイ国の日降雨デ-タからタンクかんがいシステムモデルの解析例を示し、乾燥地域の解析結果と比較した。3.タイ国における土地利用の実態と作物の栽培状況をクラスタ-分析により、類型化を試みた。分析にはイネ、キャッサバ、トウモロコシなど11作目を用い、1期作イネ型をはじめとする分類を構成作目と地理的分布から行った。4.社会的、経済的要因分析を、タイ国の労働力移動とアラブ諸国への出稼ぎ問題に絞って行った。農業、製造業のGRPから国内地域格差について分析検討を加え、タイ南部の農業開発の重要性を示唆した。5.タイ国とマレ-シアにおける農機具について、人蓄力用農具と動力機械とにわけて考察した。そして、伝統的農業技術に大きな役割を果たしている鍛冶屋を中心とする農機具製造技術に検討を加え、土着の農業技術レベルの把握を試みた。6.タイ国における農業機械化の歴史的発展過程を考察し、政策など機械化に伴う問題点を指摘した。そして技術的溢路の打開策と将来の農業機械化の展望を、とくに海岸砂丘地の農業開発における技術論的問題に焦点を絞って考察した。
歯の再植後の置換性歯根外部吸収発症機構の解明と歯根膜再生療法への展開

置換性歯根外部吸収は骨と歯根の癒合(アンキローシス)を特徴とし、歯の再植後の制御不能な継発症として知られる。本研究はその発症機構探索の端緒として、ラット臼歯を即時再植あるいは次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)浸漬後再植し、1-3週後の病態を組織学的、免疫組織化学的に追究した。その結果、アンキローシス,歯髄腔内骨様組織形成、及びCD68陽性マクロファージ浸潤がNaClO浸漬群で即時再植群より著明に観察された。根表面の歯根膜細胞の高度の損傷が上記の病態形成の誘引となることが示唆された。置換性歯根外部吸収は歯の再植・移植術後の重篤な継発症と位置づけられているが、この病態の発症機序は言うに及ばず歯根膜の創傷治癒機構自体についても細胞・分子レベルの知見は限られている。そこで本研究ではラット臼歯をさまざまな条件で再植したのち、歯髄や歯根膜の病態と治癒過程をマクロファージ、硬組織基質タンパクあるいは幹細胞マーカー発現細胞に着目して免疫組織化学的・分子生物学的に追究することで、置換性歯根外部吸収誘発時の変化について分子・遺伝子レベルで解析を試みた。(1) ankylosisが誘発される条件の検討:5週齢のWistar系雄性ラットの上顎左側第一臼歯を即時再植あるいは次亜塩素酸ナトリウムによる歯根膜の溶解除去という条件で再植し、1から3週経過後の歯髄、歯根膜の病態を組織学的に観察した。その結果、ankylosis,歯髄腔内の骨様組織形成とも、次亜塩素酸ナトリウム液処理後再植した場合に高頻度に観察されたことから、歯根膜細胞の高度の損傷がこれらの病態形成の誘引となることが示唆された。(2)再植後の歯髄、歯根膜治癒経過の免疫組織化学的・分子生物学的検討:上記の方法でラット第一臼歯を再植後、CD68陽性マクロファージの動態を免疫組織化学的に観察した。その結果、術後1週より早期より歯髄、歯根膜に著明なマクロファージの浸潤がみられること、および次亜塩素酸ナトリウム液処理群でマクロファージ浸潤が著明な傾向を示すことが観察された。さらに正常なラット臼歯を用いて、各種幹細胞マーカー(CD146, MAP1Bなど)陽性細胞やosteopontinなどの硬組織基質タンパクの免疫組織化学的観察を行うとともに、リアルタイムPCRによる幹細胞マーカーmRNA発現の定量解析についても検出条件を確立させた。今後はこれらの分子の再植後の挙動について検討を加える予定である。置換性歯根外部吸収は歯の再植・移植術後の重篤な継発症と位置づけられており、ひとたび発症した場合、確実に回復させる方法は知られていない。また、この病態の発症機序は言うに及ばず歯根膜の創傷治癒機構自体についても細胞・分子レベルの知見は限られている。本研究これらの点に着目して企画されたものであり、ラット臼歯をankylosis誘発条件(再植遅延、歯根膜除去)もしくは通常条件(即時再植)で再植し、歯根膜の硬組織基質タンパク発現あるいは細胞増殖因子発現を免疫組織化学的・分子生物学的に比較追究することで、ankylosis誘発条件に特有の変化を分子・遺伝子レベルで見いだそうとするものである。本年度はその端緒として、以下の検討を行った。(1)再植後の歯根膜治癒経過の免疫組織化学的検討ラット上顎第一臼歯を申請者らの方法により抜歯後速やかに再植(即時再植)し、マクロファージならびに硬組織関連タンパクの局在を免疫組織化学的に検討した。その結果、再植後早期より損傷を受けた歯根膜に著明なマクロファージの浸潤がみられることを観察した。(2) ankylosis誘発条件の検討再植遅延(乾燥)、スケーラーによる歯根膜の機械的除去、次亜塩素酸ナトリウムによる歯根膜の溶解除去などの各種処置により、ankylosisが高頻度に生じる条件を組織学的に検索中である。乾燥によりankylosisがある程度高率に誘発されることを確認している。当初計画よりもankylosis誘発条件の検討がやや遅れているが、これは多彩な条件を比較したこと、および条件によっては歯の脱落などが生じて観察不能となることなどを理由とする。ankylosis誘発条件の検討は本研究の基盤的な部分であるが、この部分を確実に達成したのち、次段階の検索として各種免疫組織化学的、分子生物学的検討に移る予定である。これらの検索は概ね確立された手法で行うため、ankylosis誘発条件の確立次第、順次検索を進めることが可能と思われる。実験動物、抗体、試薬類に関する支出が見込みを下回ったため次年度に使用する予定の研究費が生じた。これらは物品費として翌年度に請求する研究費に加えて使用する計画である。