hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東北地方における古墳時代中期埋葬施設と埋葬人骨の研究

一方、検出した埋葬人骨は当初の想定を越えて保存状況良好であったため、急遽復顔を実施することにし、目下進行中である。また、灰塚山古墳の地主との関係で発掘調査を継続することが難しく、当初30年度に予定していた石棺の構造調査を29年度内に実施し、完了させた。平成30年度の本研究の考古学に関連では、前年度に実施した福島県喜多方市灰塚山古墳石棺内調査での出土資料の整理作業と分析、比較検討する関係資料の調査を行った。また、出土人骨に関わる分析を進めるとともに、東北地方で出土している古墳時代人骨の調査、各種分析を行った。考古学的な出土資料の整理作業、分析と調査からは、灰塚山古墳第1主体部出土鏡が分離式神獣鏡に分類されるもので、東北地方には類例が無く、西日本中でも九州南部地下式横穴出土資料と共通性が高いこと、出土した竪櫛群が埋葬儀礼の中で遺体に供献されたものである可能性が高いこと、第1主体部の棺が組合せ式木棺であること、第2主体部の箱式石棺が石組みや粘土などできわめて厳重に密封されている状況は他に類例がないことなどが明らかになった。人骨関連では、人類学的所見から比較的高齢の男性で、渡来人に近い形質を持っていること、DNA分析ではミトコンドリアDNAの抽出に成功し、縄文人の形質とは遠く、西日本の古墳時代人や現代人に近い形質をもっていること、安定同位体分析ではコメとともに魚類なども食べていたことなどが判明している。また、同時並行で進めている復顔では、灰塚山古墳に埋葬された男性首長のほぼ全体的な姿を再現することに成功している。平成30年度の本研究では考古学的に灰塚山古墳埋葬施設がきわめて特徴的であることが判明した。また、遺物の出土状況から埋葬時の供献儀礼が復原された。人骨に関わる研究では古墳時代中期に会津盆地を支配した首長の姿が解明されてきたと言えよう。これらの成果の一部は日本考古学協会第84回総会セッション7において学会に報告している。次年度の本研究では、引き続き関連資料調査、分析等を実施するとともに、研究全体のとりまとめを行い、成果をまとめた報告書を刊行する予定である。本研究初年度では喜多方市灰塚山古墳第2主体部の発掘調査を実施し、当初の想定通り埋葬された首長のほぼ全身骨を検出するとともに副葬品として2振りの剣を検出した。また、棺の構造を詳細に確認することができた。2年目にあたる今年度は考古学的な分析を進めると共に関連資料の調査を行い、比較検討を経て灰塚山古墳埋葬施設の特質をほぼ知ることができた。人骨関連では灰塚山古墳出土人骨のミトコンドリアDNAの抽出をはじめ各種の分析が順調に進められた。また関連する東北地方古墳出土人骨の資料も順調に集めることができた。3年目の追加調査とまとめを実施するための成果は揃いつつあり、全体には概ね順調に進展していると判断している。考古学の立場からは、古墳時代中期の墳丘構造、埋葬施設、副葬品が明らかになったことをうけてそれぞれの要素の比較検討を行う。たとえば灰塚山古墳の墳丘企画、複雑な構造をもつ石棺の類例の探索、鏡、鉄鏃などの特質、系譜、年代などについて検討を加え、灰塚山古墳の歴史的な位置づけを探るため資料調査を実施する。人類学の立場からは、各種分析の成果をまとめて、被葬者像を描き出すとともにこれまで出土している埋葬人骨の類例を探索し、比較検討することによって灰塚山人骨の特質を明らかにするため資料調査を実施する。さらに考古学的な知見と人類学的な認識を綜合して古墳時代中期の首長の様相を追求する。なお、研究成果の中間的な報告を学会等で行う予定である。
多数のマイクロマシンの集積化による生物型機械システム

生体においては免疫系から繊毛に至るまで単純な要素を多数用いることによって、全体として高次の機能を果たす例が多い。このような生物の仕組みに学び、マイクロマシンを多数配列した分布型機械システムの構築について研究した。単位になるマイクロマシン(セル)は、センサ、アクチュエータ、電子回路を一体集積化したものであるが、その製作法と分散協調制御法を研究した。研究対象には、マイクロアクチュエータのアレイを各セル内のセンサと回路で制御する、知能化した分散搬送システムを選び、以下の結果を得た。(1)搬送システムの一端に供給した種々の物体を認識して、望みの位置と方向に合わせる作業を例題として、所定の機能を個々のセルの動作の総合として発揮させるため必要なセルの論理構成と動作決定ルールを研究した。自分自身のセンサ及び近傍との通信で得た情報に基づいて自分の行動を決定するために、二次元セルラー・オートマトン理論を拡張した制御器について、遺伝的アルゴリズム(GA)と、搬送システムの数理シミュレータとを組み合わせて行動決定のルールの最適化を行った。100世代程度の世代交代の後、位置決めと方向合わせが可能な解を得た。(2)物体の形状を認識してそれを別々の方向に運ぶタスクを考え、これを分散情報処理とアレイ化アクチュエータの協調動作で実行するシステムを研究した。このシステムの要素となる、アレイ化アクチュエータ、分散情報処理による形状認識(多角形の頂点を検出)を行う集積回路チップ、高電圧ドライバチップを製作し、動作を確認することができた。(3)半導体プロセスによりアクチュエータとセンサを作ったチップと集積回路チップをハイブリッド集積化する技術を開発した。マイクロアクチュエータとセンサのチップの一端を雄型のコネクタ状に加工し、それを回路チップの上に開けた微細な穴に差し込んで、信号の伝達を行う構造を考案した。また、基板を貫通する微細孔を通じて、回路チップとマイクロセンサ・アクチュエータの間の電気的、機械的な接続が可能なことを示した。このようなハイブリッド集積技術を用いる、回路の製造プロセスとマイクロマシンの製造プロセスを全く独立して行うことができるため、プロセス設計や歩留まりの点でも極めて有利である。このような生物の仕組みに学び、本研究は環境に応じて動作するマイクロマシンを単位として、それを多数配列した分布型機械システムを構築することを目的として行った。研究対象には、マイクロアクチュエータのアレイを各セル内のセンサと回路で制御する、知能化した分散搬送システムを選んだ。多数のセルとそれらの間の結線を一括製作できるものとする。今年度は次の二点について、以下の結果を得た。自分自身のセンサ及び近傍との通信で得た情報に基づいて自分の行動を決定するために、二次元セルラ-・オートマトン理論を拡張して用いた。このような二次元セルラ-・オートマトンの取り得る状態は極めて多く、いわゆる複雑系として取り扱う必要がある。

複雑系の設計手法として最近注目されている遺伝的アルゴリズム(GA)を用い、搬送システムの数理シミュレータと組み合わせて行動決定のルールの最適化を行った。100世代程度の世代交代の後、位置決めと方向合わせが可能な解を得た。(2)半導体プロセスによりアクチュエータとセンサを作ったチップと集積回路チップをハイブリッド集積化する技術を開発した。マイクロアクチュエータとセンサのチップの一端を雄型のコネクタ状に加工し、それを回路チップの上に開けた微細な穴に差し込んで、信号の伝達を行う構造を考案した。こうすると、回路の製造プロセスとマイクロマシンの製造プロセスを全く独立して行うことができるため、プロセス設計や歩留まりの点でも極めて有利である。回路を模擬したチップとマイクロセンサ・アクチュエータのチップを用い、この方法で電気的、機械的な接続が可能なことを示した。生体においては免疫系から繊毛に至るまで単純な要素を多数用いることによって、全体として高次の機能を果たす例が多い。このような生物の仕組みに学び、本研究は環境に応じて動作するマイクロマシンを単位として、それを多数配列した分布型機械システムを構築することを目的として行った。単位になるマイクロマシン(セル)は、センサ、アクチュエータ、電子回路を一体集積化したものであるが、その製作法と分散協調制御法を研究した。研究対象には、マイクロアクチュエータのアレイを各セル内のセンサと回路で制御する、知能化した分散搬送システムを選んだ。多数のセルとそれらの間の結線を一括製作できるものとする。今年度は次の二点について、以下の結果を得た。(1)搬送システムの一端に供給した種々の物体を認識して、望みの位置と方向に合わせる作業を例題として、所定の機能を個々のセルの動作の総合として発揮させるため必要なセルの論理構成と動作決定ルールを研究した。自分自身のセンサ及び近傍との通信で得た情報に基づいて自分の行動を決定するために、二次元セルラー・オートマトン理論を拡張して用いた。このような二次元セルラー・オートマトンの取り得る状態は極めて多く、いわゆる複雑系として取り扱う必要がある。(2)物体の形状を認識してそれを別々の方向に運ぶタスクを考え、これを分散情報処理とアレイ化アクチュエータの協調動作で実行するシステムを研究した。このシステムの要素となる、アレイ化アクチュエータ、分散情報処理による形状認識(多角形の頂点を検出)を行う集積回路チップ、アクチュエータ駆動用の高電圧ドライバチップを製作し、動作を確認することができた。
意思決定理論における機会集合アプローチの拡張:誘惑と自制モデルの場合

誘惑下の自制行動を説明するモデルとして、Gul and Pesendorfer(2001)が近年注目されている。このモデルでは、機会集合上の選好を仮定し、それが自制型効用関数によって表現されるための公理を考察した。しかしこのモデルから示唆される機会集合からの選択は、直感的な自制行動と必ずしも整合的ではないことがわかっている。本研究では、従来のモデルを選択対応と呼ばれるデータを含むように拡張することで、リスクや異時点間の選択パターンを説明することができることがわかった。Gul and Pesendorfer (2001)の先駆的論文以来、動学的非整合性などの異時点間選択の問題が「誘惑と自制モデル」を用いて説明されるようになってきた。しかし、このモデルの前提となる機会集合上の選好は複数の効用関数表現を持つことが知られており、モデルを異時点間選択に応用する上で問題を含むことが指摘されていた。そこで、従来のモデルを選択対応と呼ばれるデータを含むように拡張することで、この問題点を解決できることを示し、さらにこの拡張モデルによって、既存研究では説明できなかった誘惑と自制の下での自然な選択行動を説明することが目的である。より具体的には、以下の二つを考える。(a)自制モデルに選択対応を含めた拡張モデルの構築、(b)無関係な選択肢からの独立性:誘惑と自制の行動では、通常の選択理論と異なり、最終的に選ばれなかった選択肢(無関係な選択肢)がその選択に影響を与える可能性がある。22年度は、Boston UniversityのJawwad Noor氏と共に、上記(a)(b)を考慮したモデルを提示し、その公理的基礎を与えるという作業を行った。この研究の意義は、多くの結果を説明できる統一的なモデルを提供したという理論的貢献と、モデルの公理的基礎を与えたことにより、モデルの実験や実証可能性を保証し、理論のさらなる発展の基礎となるという側面にある。現在までの研究成果はworking paperの形にまとめられている。また国内外の研究会や学会などで関連研究の報告を行い、研究成果のアピールや、今後の研究に役立つ貴重なコメントを得ることができた。Gul and Pesendorfer(2001)の先駆的論文以来、動学的非整合性などの異時点間選択の問題が「誘惑と自制モデル」を用いて説明されるようになってきた。本研究課題の目的は、従来のモデルを選択対応と呼ばれるデータを含むように拡張することで、この問題点を解決できることを示し、さらにこの拡張モデルによって、既存研究では説明できなかった誘惑と自制の下での自然な選択行動を説明することである。23年度は、22年度に引き続き、Boston UniversityのJawwad Noor氏と共同研究を行い、期待された結果を示すことができた。上記のような研究目的の達成に加え、このモデルを使うことにより、これまでに知られている多くの実験結果(顕示選好の弱公理に対する反例、アレの反例、確実性効果、異時点間の選好逆転、現在バイアス、また時間とリスクの相互作用に関する実験結果など)を説明できるという利点と、モデルの公理的基礎を与えたことにより、モデルの実験や実証可能性を保証し、理論のさらなる発展を期待できることも示された。研究成果はワーキングペーパーの形にすでにまとめられており、現在、投稿に備え、改訂作業を行っているところである。
日本植民地時代における朝鮮の高等女学校に関する実証的研究

昨年度実施した朝鮮の高等女学校卒業生に対するアンケート調査、インタビュー調査、学校史の翻訳に基づき、さらなる個別のインタビュー調査、学校史の翻訳を行い、文献・統計資料の収集・分析に努めた結果、戦前の女子中等教育の実態に関する以下の研究実績が得られた。1.京畿高等女学校、樓氏高等女学校、淑明高等女学校の卒業生5名に対するインタビュー調査の実施により、植民地下の女子中等教育の実態を把握すると共に、女学校卒業後の進路決定など朝鮮女性史に関する貴重な証言が得られた。2.『崇義100年史』の翻訳と内容の検討により、平壌で創設され、朝鮮動乱後にソウルで再建された同校の特異な学校史の概要が把握できた。3.下関市立大学木村健二教授他植民地朝鮮および植民地教育等の研究者と面談し、文献・史資料・研究方法等に関する情報交換を行い、植民地下朝鮮研究に関する研究の動向を把握した。4.日韓文化交流基金図書センター、釜山市立市民図書館、国会図書館等で、朝鮮に関する統計資料・関連資料を収集し、歴史的背景を把握した。5.羅英均氏(京畿高等女学校卒業、梨花女子大学名誉教授)を迎え、「植民地における女性と教育」のテーマで座談会を実施した(2004年10月11日、於:お茶の水女子大学ジェンダー研究センター)。6.上記のインタビュー調査、学校史の翻訳の他、研究代表者・研究分担者による論文を科研報告書として刊行した。本年度は高等女学校の卒業生に対するアンケート調査、インタビュー調査などの実証的研究を実施するとともに、文献・統計資料による歴史的事実の把握に努めた結果、以下の研究実績が得られた。1.『淑明90年史』、『進明75年史』の翻訳と内容の検討により、両校の植民地下の学校史が把握できた。『進明75年史』については抄訳を刊行した。2.淑明高等女学校、進明高等女学校、京畿高等女学校の卒業生に対するアンケート調査を実施し、その回答から植民地下の女子中等教育の実態解明に役立つ証言が得られた。3.淑明高等女学校、進明高等女学校、京畿高等女学校の卒業生に以下の6名に対するインタビュー調査を実施し、植民地下の女子中等教育の実態および朝鮮女性史に関する貴重な証言を得た。1)崔惠淑(淑明高女卒、東京女高師卒、『恨の彼方に』の著者)2)張晶玉(進明高女卒)3)金暈淳(進明高女卒、前進明高校校長)4)鄭世華(京畿高女卒、『韓国女性史』『韓国近現代教育史』等の著者)5)羅英均(京畿高女卒、『日帝時代、わが家は』の著者)6)尹瑞石(京畿高女卒、東京女高師卒)4.『統監府統計年報』『朝鮮統監府統監年報』などにより、植民地下朝鮮に関する統計的資料を収集、その分析を行なった。5.上記の成果を、高等女学校研究会プロジェクトチーム編『高等女学校に関する調査資料No.10(韓国の女子中等教育関係)』として刊行した。昨年度実施した朝鮮の高等女学校卒業生に対するアンケート調査、インタビュー調査、学校史の翻訳に基づき、さらなる個別のインタビュー調査・学校史の翻訳を行い、文献・統計資料の収集・分析に努めた結果、戦前の女子中等教育の実態に関する以下の研究実績が得られた。1.京畿高等女学校、樓氏高等女学校、淑明高等女学校の卒業生5名に対するインタビュー調査の実施により、植民地下の女子中等教育の実態、女学校卒業後の進路決定など朝鮮女性史に関する貴重な証言が得られた。

5.羅英均氏(京畿高等女学校卒業、梨花女子大学名誉教授)を迎え、「植民地における女性と教育」のテーマで座談会を実施した(2004年10月11日、於:お茶の水女子大学ジェンダー研究センター)。6.上記のインタビュー調査、学校史の翻訳の他、研究代表者・研究分担者による論文を科研報告書として刊行した。
温帯性Ｂａｍｂｏｏの開花周期はなぜ長いのか？ジェネット混在型競争回避仮説の検証

長寿命一回繁殖性の植物であるbambooの中でも、北半球の温帯性タケササ類は、ひときわ開花周期をもつことが知られている。なぜ熱帯に比べて温帯では開花周期が長期化したのか。それを明らかにするために、ジェネット混在型競争回避仮説を提唱し、その検証を試みた。その結果、水平な地下茎を伸ばすことでジェネットが巨大化しても有性繁殖時の繁殖成功度が下がらないことが実証され、また、理論研究でも長い地下茎をもつことが開花周期の長期化に結びつくことが示唆され、この仮説の有効性が支持された。本研究は、温帯域のbambooの開花周期が熱帯域のタケと比べ著しく長いことを説明するために、その要因として、タケササ類の「ジェネット空間構造」に着目し、有性繁殖時の繁殖成功度を推測することで、温帯性bambooのジェネット混在型構造が開花周期の長期化に寄与しているとの仮説を検証しようとするものである。本年度は、1)ササのジェネット空間分布構造の種特性の解明、2)熱帯性タケ類のジェネット空間構造の調査、3)部分開花の適応的意義、4)チュウゴクザサ実生個体群の成長と遺伝的構造の変遷についての調査を予定していた。このうち、2)については、タイ国における大洪水の影響を受け、延期を余儀なくされたが、24年度に無事現地調査を終え、現地研究者と今後の研究についての打ち合わせを行うことができた。他の課題については23年度中に順調に遂行した。まず、1)に関してはチシマザサ他3種の代表的ササ類をとりあげ、攪乱の少ない調査地2,3地点でのサンプリングを行い、手法の確立を行った。3)については、秋田県内7箇所の部分開花地において、ジェネット構造、結実率、さらには生産された種子の発芽実験等を行い、部分開花の繁殖成功度についての考察を深めた。さらに4)については、一斉開花後5年を経た実生個体群の更新状況の調査をおこない、さらに、実生のDNA解析により一斉開花による遺伝的多様性の変化に関する解析を行っているところである。研究開始1年目でまだ十分なデータ解析はできていないが、当初計画通りのデータ収集が行えたので、今後さらに解析を進める予定である。本研究は、温帯域のBambooの開花周期が熱帯域に比べて著しく長いことの理由を説明するために、その要因として、タケササ類のジェネット空間構造に着目し、有性繁殖時の繁殖成功度を推測することで、温帯性bambooのジェネット混在型構造が開花周期の長期化に寄与しているとの仮説を検証しようとするものである。本年度は1)ササ個体群のジェネット空間構造の種特性の解明、2)熱帯性タケ類のジェネット構造と開花習性、3)ササの小面積開花の適応的意義の解明、4)一斉開花したチュウゴクザサ実生由来個体群の遺伝的構造の変遷に関しての調査の継続を行った。熱帯性タケ類の解析については、解析手法の開発にやや時間がかかったために、最終的な結果は出ていないが、方法を確立することができ現在解析を進めている。また、熱帯と温帯のbambooのもっとも大きな違いであるジェネット構造の違いが開花習性の長期化にどう影響するかについての理論的な検討も進めており、近く発表できる形にまとめることができた。小面積開花についてもジェネット構造に注目して調査を続けており、開花が少数ジェネットの一部分が開花していること、また、小面積開花でも種子生産ができることや実生の発生が見られる場合があることを明らかにし、近々発表できる所まで進めることができた。また、一斉開花したチュウゴクザサ集団において、親世代のジェネットサイズと繁殖成功度との関係を確認することができ、ジェネットが入り交じる"ジェネット混在型構造"がBambooの開花習性に大きな役割を占めていることが明らかになりつつある。本年度は、1)ササのジェネット空間分布構造の種特性の解明、2)熱帯性タケ類のジェネット空間構造の調査、3)部分開花の適応的意義、4)チュウゴクザサ実生個体群の成長と遺伝的構造の変遷についてデータの蓄積を行うことを予定していた。1)については、主に昨年行った調査手法の検討を経て行った調査結果のとりまとめを行った。2)については、昨年度タイ国大洪水の影響を受け、実施できなかった現地でのタケ類のクローン構造に関する調査を行い、タイのタケ研究者と情報交換を行った。3)については、秋田県内で小面積開花地での調査事例を増やすとともに、実生発生のみられた小面積開花地での実生個体群の遺伝組成に関する調査を行った。

さらに4)については、一斉開花後5年を経た実生個体群の更新状況の調査をおこない、親個体群-生産された種子集団ー実生個体群の遺伝情報の蓄積を行い、遺伝的多様性の変遷に関する解析を行っている。こうした成果の一部については、10月に北京で開催された第10回クローナル植物国際ワークショップ等で発表を行った。タイでの現地調査をふくめ、ほぼ当初計画通りのデータ収集が進んでおり、今後さらに解析および論文作成を進める予定である。本研究は、温帯域のBambooは、熱帯域のものに比べて著しく開花周期が長いことの理由を説明するために、タケササ類のジェネット空間構造に着目し、有性繁殖時の繁殖成功度を推測することで、温帯性bambooのジェネット混在型構造が開花周期の長期化に寄与しているという仮説を検証しようとするものである。研究期間最終年である今年度は、これまでの追跡調査を継続すると共に、以下の3点についてのとりまとめを行い発表した。1)水平に拡がる地下茎をもち、ジェネットが混在するタイプのbambooであるチュウゴクザサの一斉開花時の繁殖成功度について明らかにし、ジェネット混在型では長期の栄養繁殖により大きなジェネットが形成されたとしても自殖率は高まらないことを明らかにした(Matsuo et al. 2014)、2)秋田県内の多数のササの小面積開花地において、開花集団の遺伝的構造、結実率、自殖率等を明らかにし、いわゆる「部分開花(小面積開花)」の実態を明らかにし、その適応的意義についての知見を得た(Mizuki et al. 2014)、3)これまでの熱帯と温帯のbambooのジェネット構造に関する知見をもとに、地下茎の長さと開花周期の関連性についての理論的研究を行い、地下茎が長くなると開花周期は長期化する可能性があることを示した(Tachiki et al.2015)。なお、これらの他に、熱帯性タケ類のジェネット構造や単一ジェネットの小面積開花の際に発生した実生集団のデモグラフィーに関してはデータの蓄積中であり、今後とりまとめを行う予定である。こうした観点での研究はこれまで行われてこなかったものであり、長寿命1回繁殖性という温帯性bambooの特異的な開花習性の謎を解明する手がかりを得られたものと考えている。26年度が最終年度であるため、記入しない。生態学26年度が最終年度であるため、記入しない。タイ国における大洪水の影響を受け、予定していたタイ国での熱帯性タケ類の現地調査を1年間延期せざるを得なくなったため、その分の解析が遅れているが、他は順調である。熱帯性タケ類と温帯性タケ類とのジェネット構造の違いと開花習性の違いに関連があるかどうかを明らかにすることが本研究テーマであるが、これまでに得られている知見をもとに、開花習性の進化に関する理論的解析を進めており、すでに論文投稿する段階にまで来ている。また、多ジェネットが多数混在する構造をもつササ類の一斉開花の際のジェネットサイズと繁殖成功度との関係について、及び、小面積開花のジェネット構造の特徴についても論文投稿の段階に来ており、まだ受理はされていないものの、近々公表できる段階になっている。昨年度実施できなかったタイでの現地調査や現地研究者との情報交換も行い、今後の共同研究に向けての検討を進めることができた。国内での調査項目についても、ほぼ予定通りの調査が進められており、現在、大量の遺伝情報解析用のサンプルによるDNA解析を進めているところである。
膀胱移行上皮癌におけるインテグリン,FAKの発現と抗癌剤,BCGによるその変化

膀胱癌細胞株におけるインテグリンα2.α3.α4.α5鎖に対するmRNAの発現を検討した。膀胱癌細胞株T24.SCaBER・HT1376ではα2(+)α3(+)α4(-)α5(+)であった。しかし乳頭腫細胞株であるRT4ではα2(+)α3(-)α4(-)α5(-)であった。また、HTB160(移行上皮細胞株)ではα2(+)α3(-)α4(+)α5(+)であった。乳頭腫細胞株であるRT4では陰性であるα5が、膀胱癌細胞株3種ともに陽性であることは、膀胱癌組織での結果と同傾向であり、α5インテグリンの発現は膀胱癌においてより悪性の態度をとる要因の1つと考えられた。また、ADMおよびBCGによりα5インテグリンの発現は増強する傾向があった。BCGが癌細胞に取り込まれる際にはフィブロネクチンが必須であるといわれており、フィブロネクチンをリガンドとするα5インテグリンの増強はBCGの抗腫瘍効果という点で有利に働いている可能性が考えられた。FAKに関しては、膀胱癌組織および膀胱癌細胞株において広範な発現をみることがわかた。しかし抗癌剤やBCGなどでそれがどのような影響をうけるかについては今後のさらなる検討が必要である。
衛星重力データによる新たな重力場精密決定手法の開発

(i)GPS衛墨の軌道を精密に決定するために、GPS ambiguity decorrelationの評価が数値的に可能な新しいsimulation approachと、新しいdecorrelationの方法を提案した。また、この方法の計算効率の高さを示すと共に、従来の、Gaussian decorrelationが必ずしも最善の方法でないことを発見した。(iii)シミュレーション手法のテストとして、同一軌道高度での複数の衛星によるデータサンプリングで重力場復元の空間・時間分解能がどのように改善されるか、また、時間変動する重力場としてECMWFの表面気圧データを用いたデータサンプリングとaliasingの関係について、簡単なテストを実施し、シミュレーショシ手法の有効性を確認した。(iv)球面調和関数を決定する際の非線形性、ならびに、観測方程式が非常に多くの未知数を有する、という2つの問題に直面する。この課題では、これらの問題について、特に、非線形インバージョン手法の開法に重点を置き研究を実施し、従来の手法にとらわれず、局所最適解を求める解法と、グローバル最適点を探す方法との2つの手法を組み合わせた手法を開発した。衛星(測地)データを用いて精密な重力場の計算を行うためには衛星軌道の精密決定は重要な課題である。本研究の平成13年度の研究実績は以下の通りである:(i)GPS衛星の軌道を精密に決定するためにGPS ambiguity decorrelationを研究した。この研究からの結果は以下の通りである:(1)いろいろなGPS ambiguity decorrelationの方法が数値的に比較できるrandom simulationapproachを提出する;(2)新しいinverse integercholesky decorrelationの方法を提出する。この方法は今までの方法より効果が上がる。また、integer Gaussian decorrelationは一番いい方法ではないことも発見した;(3)私たちのsimulationsによって、今までのGPS ambiguity decorrelationの方法はdecorrelationできない状況も発見した;(4)GPS精密測位に関連する問題点についても言及した。(ii)衛星軌道のfilteringに関する研究を行った。この研究からの結果は以下の通りである:(1)二次項までの位置のunbiased predictionができるようになった;(2)新しいtruncated二次項までの非線刑(nonlinear)及びvariance covariance matrixのcoupled微分方程式を提出した。この新しいfilterは今までのfilterより、unbiasednessの特徴である;(3)最も重要なのは、新しいfilterと今までのfilterを比べると、今まで四十年のcontinuous systemsの非線刑(nonlinear)filterの基礎はdefectがあることも明らかになったことである。衛星(測地)データを用いて精密な重力場の計算を行うためには重力場復元の空間・時間分解能、衛星軌道の精密決定と新しい非線形インバージョンの手法は14年度の重要な課題として研究を行った。本研究の平成14年度の研究実績は以下の通りである:(i)シミュレーション手法のテストとして、同一軌道高度での複数の衛星によるデータサンプリングで重力場復元の空間・時間分解能がどのように改善されるか、また、時間変動する重力場としてECMWFの表面気圧データを用いたデータサンプリングとaliasingの関係について、ごく簡単なテストを実施し、シミュレーション手法の有効性を確認した。(ii)衛星重力データからの重力場の推定は、衛星重力データの利用を考える上で最も基本的な問題である。L-L SSTあるいはL-L SSIの精密測位データから地球の重力場を決める場合、(1)球面調和関数を決定する際の非線形性、ならびに、(2)観測方程式が非常に多くの未知数を有する、という2つの問題に直面する。この課題では、これらの問題について、具体的な重力場推定手法を開発することにあるが、本年度は、特に、非線インバージョン手法の開法に重点をおき研究を実施した。地球科学における非線形インバージョンの解法としてはsimulated annealing法と遺伝的アルゴリズムの2つがよく知られている。しかし、これらの手法が必ずしもグローバル・ミニマムな最的解を与える保障のないこともよく知られている。重力場の推定の場合、これは、得られた解が必ずしも最適な調和係数であるかどうかの保障がないことを意味する。このため、本研究では、従来の手法にとらわれず、全く新しい非線形インバージョン手法を開発することとした。新しく開発した手法は、局所的に最適解を求める解法と、グローバルな最適点を探す方法との2つの手法を組み合わせたものである。

局所的な最適解法は十分に早く、グローバルな最適点の探査手法は最終的な解がグローバルミニマムとなることを保障している。本年度の研究では、この方法を用い、まず、1,750,000以上の局所ミニマムを有する一次元の問題でテストを実施し、十分に高速に最適解が得られることを確かめた。その後、多くのパラーメーターを有する地球科学のインバージョンの問題で、正しくグローバルミニマムが得られることも確認した。(iii)GPS精密な測位quality controlの為に、基本的な問題であるVoronoi cellsを完全に解決した。15年度の主要な課題として研究を行ったのは精密な重力場の計算を行うためにGPSを用いての衛星軌道のQuality Controlと多関数のregularizationのプログラミングである。本研究の平成15年度の研究実績は以下の通りである。精密な衛星軌道のQuality Controlについては新しい結果が得られた。その結果はGPS衛星の搬運波から決定した衛星軌道の精度評価のために基本的な理論となると思う。得た結果は2003年7月に札幌で行われた国際測地学と地球物理学連合の大会にで、10月に通信研究所で行われた第100回測地学会の秋大会にで、11月に東京大学地震研究所で行われた研究会にで、同じく11月に衛星軌道の決定についての分科会にで発表した。これらの結果は既に国際学術誌へ投稿した。具体的な結果は:(1)GPS衛星の搬運波の数学的modellingに特有のsupportcellの構築にsimplex手法を提唱した。この方法は従来の方法と比べてcellの頂点の数と座標が正しく解析できた。今迄のcut plane的な方法で得た頂点の数の多義性もなくなった。新しい方法の実演に幾つかの例を作った;(2)精密な衛星軌道のQualityControlに確率の計算式も導き出した。多関数のregularizationのプログラミングについてはワークステーションのハードディスクが壊れたため、source codesを復旧させたり、新しいsource codesを作成したりした。完成した多関数のregularizationのプログラミングには以下の通りである。(1)第一セットのsource codes : regularizationのmatrixはKaula
メタンガスを利用したチタン母材組織の超微細化を伴う新表面硬化処理法

(1)メタンガス処理アルゴン-5%メタン処理後の表面最高硬さおよび硬化層深さは1198K、10.8ksの処理を施したTi-6Al-4V合金で850Hvおよび230μm、1073K、21.6ksの処理を施したTi-4.5Al-3V-2Fe-2Mo(SP-700)合金で880Hvおよび130μmであった。炭素の固溶に伴うチタン材料の顕著な表面硬化が観察された。しかし、アルゴン-5%メタン処理による吸水素は組織の微細化を達成するために十分な量ではなかった。(2)メタン-水素混合ガスによる処理CH_4:H_2=1:1雰囲気での吸水素処理を1023Kにおいて1.8ks行った。吸水素量は十分であったが、時効処理、脱水素処理を経ても、いずれのチタン合金においても組織は微細化されなかった。組織を詳細に観察すると、表層付近には微細な組織が観察される領域が存在した。表層付近は炭素の固溶により表面硬化と共に、β変態点が上昇していると考えられる。すなわち、各合金のβ変態点と処理温度の関係の把握が必要であることを示唆すると判断した。(3)水素のみを用いた組織微細化条件の検討吸水素条件、1023K、1.8ks、時効処理523873K,28.8ks、脱水素処理9731173K,3.6ksにおいて、組織微細化を検討した。Ti-6Al-4Vにおいては、773Kにおける時効処理の後、脱水素処理を973Kから1173Kにおいて行うことで等軸化も含めた微細組織制御が可能であった。一方、SP-700合金の微細化は達成されず、針状のα相が形成された。この理由は、SP-700合金のβ変態点がTi-6Al-4Vよりも100Kほど低いために、吸水素処理と時効処理で十分なひずみが導入されなかったためと考えられた。今後、吸水素条件の詳細な検討が必要と思われる。Ti-6Al-4V(Ti-64)とTi-4.5Al-3V-2Fe-2Mo(SP-700)合金の2mm^Tを供試材として用い、メタンガス処理、析出処理及び真空脱水素処理を行い、その時の各プロセスでの組織観察、硬度分布の測定を行った。また、吸水素処理として純水素中での熱処理を行い、水素濃度が組織に与える影響を調べた。アルゴン-5%メタン処理後の表面最高硬さおよび硬化層深さは1198K、10.8ksの処理をしたTi-64合金でそれぞれ850Hv,230μm、1073K、21.6ksの処理をしたSP-700合金でそれぞれ880Hv,130μmとなり、顕著な表面硬化、硬化層深さが得られた。脱水素処理後に、硬化層深さは増加していた。これは、メタンガス処理中に表面に形成されたTiCの分解により供給された炭素が、脱水素処理中により深く拡散したためであると考えられる。

一方、メタンガス処理による吸水素量は組織の微細化を達成するために充分な量は得られなかったが、両合金とも8731023K、1.8ksの水素処理により、1mass%以上の高い吸水素量が実現できた。吸水素後の組織は温度の上昇とともにβリッチとなり、1123Kでの水素処理によりβ単相組織となった。このような温度域で吸水素処理を施した合金を脱水素するとα相が針状となった。923Kで水素処理、時効後、Ti-64合金は1173Kで、SP-700合金は1073Kで3.6ksの脱水素処理を施すと等軸化した2相組織が得られた。このことから水素処理とメタンガス処理との組み合わせにより、組織の微細化を伴う硬化処理の実現が示唆された。前年度、Ar-メタン混合ガスによるα+β型チタン合金の微細化+硬化処理を検討し、表面硬化は可能であったものの、組織微細化のための水素が十分にチタン中へ導入されないことが明らかとなった。その結果を踏まえ、本年度はTl-6Al-4V及びSP-700合金(T1-45Al-3V-2Fe-2Mo)を用いた(1)メタンー水素混合ガスによる処理、(2)水素のみを用いた組織微細化、の検討を行った。(1)メタン-水素混合ガスによる処理微細化のための水素をチタン中に導入するために、CH_4:H_2=1:1雰囲気において吸水素処理を1023Kにおいて1.8ks行った。しかしながら、その後の時効処理、脱水素処理を経ても、いずれのα+β型チタン合金においても組織の全体的な微細化は達成されなかった。組織を詳細に観察すると、表層付近には微細な組織が観察される領域が存在した。表層付近は炭素の固溶により表面硬化と共に、β変態点が上昇していると考えられる。すなわち、各合金のβ変態点と処理温度の関係の把握が必要であることを意味しており、水素のみを用いて微細化条件の詳細を把握することとした。(2)水素のみを用いた組織微細化吸水素条件、1023K、1.8ks、時効処理523873K、28.8ks、脱水素処理9731173K、3.6ksにおいて、組織微細化を検討した。Ti-6Al-4Vにおいては、773Kにおける時効処理の後、脱水素処理を973Kからll73Kにおいて行うことで等軸化も含めた微細組織制御が可能であった。一方、SP-700合金では、微細化せすに、針状のα相が形成された。この理由は、SP-700合金のβ変態点がTi-6Al-4Vよりも100Kほど低いために、吸水素処理で十分なひずみが導入されなかったためと考えられた。今後、吸水素条件の詳細な検討が必要と思われる。
甲状腺機能低下症に対するバセドウ病甲状腺組織の他家移植に関する検討

(方法)バセドウ病甲状腺組織に対する外科手術時に採取した新鮮な甲状腺組織を出来るだけ早くヌードマウスにそけい部に移植した。今回は、1.5gと3.0gの群を作って検討した。ヌードマウスは、約20gの雄を使用した。甲状腺組織は、1-2mm^3大に細切した。採血は、移植前、移植後3、6、9、12週後に行った。12週後にマウスを殺して、移植した甲状腺組織を採取し組織学的検討を行うためにホルマリン保存した。測定項目は、T3,フリーT4とした。今回は、1.5gおよび3g群ともに6匹ずつとした。(結果)移植前に比べて移植後3週間にフリーT4,T3の上昇を認めていたのは、3g群では1例であったが、1.5g群では4例に認めた。マウスを殺した時に摘出したバセドウ病甲状腺組織は、移植時と比べると著しく萎縮していた。(考察)移植甲状腺組織は、マウスのTSHにより刺激を受けて甲状腺ホルモンの産生を行うと思われるが、今回は、甲状腺ホルモン値の上昇によりフィードバックがマウスの下垂体にかかりマウスの甲状腺およびヒト甲状腺組織への刺激がなくなったものと思われた。さらに移植12週間では移植前のレベルに回復していなかったことから、ヒト甲状腺からのホルモンの分泌はマウスにとって大きなものであったと推測された。なお、3gの群では、移植3週間以前に甲状腺ホルモン高値のピークがあったと推測された。また、マウスTSHがないと移植甲状腺組織は量的に萎縮していくものと考えられた。(今後の問題点)移植前にマウス甲状腺のablation(外科的あるいは放射性ヨード)が必要である。ヒトに近いもう少しおおきな動物も考慮したい。
小中高生の英文法能力獲得に資するデータ駆動型学習の活用と普及に関する研究

2018年度は以下のことを行った。1) DDLの学習指導に関する研究:中学2年生を対象として,DDL文法学習をしたDDL群と教師の説明を聞いて文法事項を学んだ通常群について,「未習の英文を見て,文法規則を発見する力」を比較した。その結果,DDL群では「文法規則の発見力」がより良く育っていたことを検証した。また,小学6年生が英語の文法規則を帰納的に学ぶ際に用いるメタ言語を調査した結果,児童が国語科で学んだ文法知識を英語の学習に活用,適合させて英語のルールに気づき,学んでいることを確認した。2)「DDL支援サイト」の開発と一般公開:小学校外国語の教科化が2020年に迫っていることから,2018年度は小学生用DDL支援サイトを中・高生用に先駆けて開発した。まず,2017年度までに入門期用の英文を集めた2,500万語からなる「参照コーパス」を作成したことから,これを検索する「用例検索ツール」を開発し,作業効率を向上させた。このツールの特徴は, (1)短い英文から順番に検索結果を表示する,(2)英文の長さを指定して検索できる,(3)表層形に加え,レマや品詞を指定して検索できる点である。また,DDL支援サイトには,英語のルール発見に導く英文の提示が不可欠である。そこで,英語母語話者と日本人が協力して英文の長さ,語彙・文法のレベル,内容・トピックなどに配慮して英文を選定・修正し,さらに著作権の問題をクリアしたうえで,日本語の対訳を付与した。その後,小学校教師の意見を集め,小学生が使いやすいようにサイトの動作設定を行い,2019年3月に一般公開した。3)DDLの普及活動:英語コーパス学会のDDLシンポジウムで発表した。また「言語と学びラボ」研究チームを立ち上げ,小学校から大学までの英語指導者を集めてキックオフ集会を開き,DDLに関す研究成果を報告し,支援サイトを紹介した。以下に示す進捗状況から,本研究課題はおおむね順調に進展していると考える。1) DDLの学習指導に関する研究:本研究課題のこれまでの成果から,DDLが英語学習における「文法知識の理解」,またその「記憶の保持と定着」に効果があることを確認してきた。2018年度には,DDLをとおして,「英語のルールを発見する力」が学習者に育っていることを確認した。また,学習者がDDLをとおして文法知識を理解する際の思考の様子や方法を調査した結果,日本語の文法知識を英語の学習に活用・適用していることを確認した。このことから,英語科と国語科の連携の可能性と必要性を認識し,その方法の検討を始めた。2)「小学生用DDL支援サイト」の第1次一般公開: 2017年度には小学生用DDL支援サイトのプロトタイプを開発し,その後改良を加えて第1次一般公開をした。改良したサイトでは,英文用例数が増え,英文検索の方法が容易になり,英文の発音を確認できるようになった。このため英語の発音に不安のある小学校の学級担任にとってDDLを授業に導入しやすくなった。また児童は自分のレベルに合った多数の英文に触れられるようになった。3)DDLの普及活動:日本ではDDLの知名度は高くない。そのようななか,英語教育雑誌でDDLの特集が組まれ,本研究課題のメンバーが分担してDDLの理論,実践,DDL支援サイトの紹介をした。また,英語コーパス学会のシンポジウムに登壇し,小学生用DDL支援サイトを紹介した。さらに,英語教育,英語学,日本語学,認知心理学等の研究者と,小・中・高校の英語教師が集まり「言語と学びラボ」研究チームを立ち上げ,キックオフ集会を開催した。DDLの普及体制の基盤は整いつつある。本研究課題の最終年度の推進予定と方策は以下のとおりである。1)中学生用・高校生用DDL支援サイトの開発と公開: 2019年の夏を目途に,中学生用・高校生用DDL支援サイトのプロトタイプを開発し,1次公開を目指す。まず,参照コーパス(2016年,2017年に構築済み)から,中学生・高校生に適切なレベルの英文用例の抽出作業を行う。次に,英語母語話者と日本人英語教師が協力して,抽出した英文の長さ,語彙レベル,テーマ・トピック等に配慮し,authenticityを保ちながら用例の改定を行う。このことにより著作権の問題を解決し,最後に日本語対訳をつける。2)ウェブサイト「DDLスタディ」の開設:DDLの手法を取り入れた,小・中・高・大一貫型の英語学習を実現するためのDDL学習サイト「DDLスタディ」(仮称)を作成する。本サイトは,小・中・高・大のDDL支援サイトを統合するもので,ひとつのページを入口として,自分のレベルに応じて自由に支援サイトを選んで無料で利用できる。「DDLスタディ」にはDDL検索ツール,学習指導用のワークシートと指導マニュアル, DDLの手法を紹介する映像資料などを搭載する。なお,ウェブ搭載の各種資料はダウンロードして使えるようにする。3)DDL学習指導に関する研究:「DDLスタディ」に搭載する指導用ワークシートは,実際に授業で使っていただき効果を検証する。あわせてこのワークシートの修正を行う。4)普及活動:ウェブサイト「DDLスタディ」を活用する実践授業を「言語と学びラボ」のメンバーである英語指導者の学校・地域で実践する。

また,シンポジウムとワークショップを定期的に開催し,教員免許更新講習,免許法認定講習,教育委員会や民間の英語研究会等でDDL学習指導の方法を紹介する。さらに,DDL実践の成果を国内・国外の学会で発表する。本研究は,小学生,中学生,高校生の英語学習者を対象として,英文法指導にデータ駆動型学習(Data-Driven Learning: DDL)の手法を活用し,普及させることを目的としている。DDLは,学習者が教師の説明を聞いて受動的に学ぶ従来の「教わる英文法」から,能動的に思考して学ぶ「探究する英文法」へと英文法学習の方法を転換させるもので,学習者の「気づき」を大切にする「帰納的学習法」である。平成28年度は主に,1)小学校から高校までのレベルを網羅するDDL教材作成の基盤となるソースコーパスの作成,2)英文法学習を理論づけ,系統性を持たせるための基礎研究,3)入門期学習者のためのDDL教材の作成と作成した教材を使ったDDL実践の実証研究を行った。上記1)については,ソースコーパスを英語母語話者が使用する英語教科書,英語圏の子どもニュース,雑誌,漫画,物語,外国語として英語を学ぶ学習者のための国内・海外の英語検定教科書,読み物の難易度が調整されたGraded Readers等から言語データを収集して作成した。2)については,DDL英文法学習を確立し,実際に英語授業で活用して根付かせていくには,第二言語習得研究,英語学・言語学,英語教育学などに基づく理論的裏付けが必要となることから,基礎研究を行った。その結果,名詞と形容詞について「英文法学習系統表」を作成するとともに,日本語文法の英文法学習への活用について検討した。3)については,コミュニケーション重視の指導では明示的な文法知識が育ちづらいと言われる弱点を補完するために,小学校の外国語活動,および中学校の英語の授業で使えるDDL教材を作成して実践した。その結果,英文法知識の習得と定着に関わるデータを収集し,質的,量的調査を実施した。本研究はおおむね順調に進展していると考える。その理由は,1)ソースコーパスの作成,2)DDL普及のための基礎研究の実施,3)DDL教材の作成と実証研究の各項目について次のような状況に至っているためである。上記1)については,言語データを収集,分析した結果,1,430,276文,15,393,957語からなる「ソースコーパス」を作成した。作成したソースコーパスを利用することで,今後の「小・中・高校生のためのパラレル用例コーパス」の構築が順調に進むと予想できる。このことから用例コーパス開発の基盤が整ったと考える。今後は,必要に応じて不足している言語データがあれば補充していく。2)については,まず,英語の語彙・文法習得の学習目標を短期的目標,中期的目標,長期的目標に分けて設定し,自律した学習者育成のための道筋を明らかにした。また,語彙・文法の習得プロセスを「認知活動」「学習活動」「教室指導」の観点から関連づけて統合して提示し,指導実践に活用した。さらに,英文法の学習項目に系統性を持たせるために,「英文法学習系統表」を作成した。昨年度は動詞に関する系統表を作成したが,今年度は名詞と形容詞についても系統表を作成した。さらに日本語文法の知識を英文法学習に利用するために,英文法と日本語文法の関連を調査し,日本語文法の知識を英文法の学習に活用する方法やその際の問題点などについて検討した。
生体注入型セラミックス粉体の分極処理と骨再生促進効果

ハイドロキシアパタイト(HA)と炭酸アパタイト(CA)粉体の電気分極法を確立した。多血小板血漿(PRP)に分極あるいは未分極HA紛体、あるいはCA粉体を混合したゲルを作製して日本白色家兎の大腿骨へ埋入した。HA紛体をPRPに混合すると骨原性細胞が活性化され、骨新性が促進された。HAの電気分極処理によりこの効果は増強されたが、CA粉体は早期に吸収され新生骨形成促進効果は弱かった。目的:電気分極処理により蓄積された大きな電荷は、細胞を活性化する効果がある。本研究では、(1)これまで不可能とされていたβTCPを分極処理する技術を確立するとともに、μサイズの粉体を作製し、これを分極する装置を開発すること、(2)分極処理ハイドロキシアパタイト(HA)あるいはβTCP粉体を多血小板血漿(Platelet Rich Plasma : PRP)に混合し、体内へ注入可能なゲルに調整すること、(3)この複合ゲルを骨欠損部に注入して骨形成を促進する、非侵襲的骨折治療法を考案することを目標とする。方法:β-TCPとHA粉体を作製し、アルミナリング(内径2cm、厚さ0.5cm)に充填し、対向白金電極を用いて、400°C, 1h, 4kV/cm (2000V)の条件下に分極処理した。微少電流測定装置を用い、5°C/minの等速昇温で室温から700°Cの温度範囲で熱刺激脱分極電流(TSDC)を測定した。HAとβTCP粉体が均一に分散するよう粉体の粒径と混和比率を調整するとともに、適度の強度と弾性にゲル化できるように自己血清との混和法を検討した。家兎の両側大腿骨内側顆部および脛骨粗面に径3mm、長さ5mmの骨孔を穿ち、以下の5群を作製した(各群N=6)。骨孔のみ、PRPゲルのみ、粉体のみ、PRP+未分極粉体混合ゲル、PRP+分極極粉体混合ゲル移植群。6週後採取してμCTと組織標本で骨再生を評価した。結果と考察:蓄積電荷量はβ-TCPが17.6±4.8μC/cm^2、HAが11.1±2.9μC/cm^2だった。分極緩和のアレニウスプロットを作成し算出した活性化エネルギーは、β-TCPが1.63±0.08eV、HAは1.04±0.5eVであった。β-TCPがHAに匹敵するイオン伝導に有利な組成と構造を有していることが示唆された。HA中のイオン伝導における電荷担体はプロトンであるが、β-TCPではCa^<2+>イオンやO^<2->イオンが担体として考えられる。家兎より採取した試料のμCT撮影はすべて完了し、脱灰HE標本、非脱灰研磨標本でTRAP染色とビラーヌーバ・ゴールドナー(VG)染色を行っている。【目的】バイオセラミックスは骨代替材料として広く用いられている。その粉体は多様な骨欠損形態に対応できるが操作性が悪いため、適正な担体を必要とする。創傷治癒促進効果や止血効果のある自己血由来多血小板血漿(PRP)にこれらを混合することにより、生体内活性化ゲルを作製できる。我々は電気分極処理したバイオセラミックスが骨形成を促進させることをこれまでの研究で証明してきた。今回の研究では、μサイズの分極処理したハイドロキシアパタイト(HA)あるいは炭酸アパタイト(CA)紛体をPRPに混合して骨欠損部へ埋入し、骨形成促進効果を比較した。【方法】日本白色家兎の耳より24mlずつ採血し4°C,2400rpmで8分間遠心分離した。上層の血漿成分を採取して得たPRPを翌日まで冷蔵保存した。移植直前に未処理、あるいは分極処理したHA,CA粉体とトロンビン溶液、塩化カルシウム溶液をPRPに混和しゲル化した。日本白色家兎両側大腿骨内側顆部に直径3mm、長さ5mmの骨孔を穿ち、以下の実験群を作製した(各群N=6)。PRP+分極HA,分極CAゲル(PRP+pHA,pCA)、PRP+未分極HA,未分極CAゲル(PRP+HA,CA)、分極あるいは未分極HA,CA(pHA,HA,pCA,CA)を移植した8群。PRPのみを移植、骨孔のみの2群を対照とした。埋入6週後に周囲の骨を含めて試料を採取し、μCTと組織標本により骨孔内骨再生を評価した。【結果と考察】PRP+pHA,HAではHA粒子が観察されたが、PRP+pCA,CAではCA粒子が確認できなかった。CA粉体はHA粉体に比べ吸収速度が速いため骨原性細胞の足場あるいは電気分極効果が長期間発揮できないことが危惧された。

新生骨量はpHAが骨孔より有意に大かったがHAでは有意差なく、HAの電気分極効果が確認された。さらに、PRP+CA,PRP+HAの新生骨量がPRP,骨孔より多く、PRP+HAがHAより、またPRP+pHAがpHAより新生骨量が有意に多かった。PRP中でHA,CA粒子がフィブリン網に絡んで分散し、これらの粒子が骨欠損部へ保持されるためと考えられる。一方、PRPのみでは新生骨が形成されず、PRP自体の骨伝導能は低いが、粉体の担体としては有効であることが確認された。これまで多血小板血漿(PRP)はハイドロキシアパタイト(HA)粒子の担体として有効であること、分極したHA粒子は骨芽細胞を活性化し骨形成を促進することを報告した。今回はHA粒子の電気分極がより早期における骨原性細胞の活動に及ぼす効果を検討した。方法:日本白色家兎より得たPRPに分極または未分極HA粉体を加え、混和ゲルを作製した。これを走査型顕微鏡(SEM)で観察した。日本白色家兎の大腿骨内側顆部にドリルで直径3mm、深さ5mmの骨孔を開け、PRP+分極HA、PRP+未分極HA、PRPゲルのみ、分極HA粉体のみ、未分極HA粉体のみ、骨孔のみを埋入した(各N=6)。3週と6週後に試料を採取し、μCT撮影と組織評価(Villanueva Goldner : VG染色、TRAP/Toluidine blue二重染色)を行った。結果:PRP+HA粉体ゲルでは、PRPのフィブリン網にHA粒子が固定化されていた。PRPのみと骨孔のみでは骨が形成されなかった。(1)骨孔における新生骨の割合:埋入後3週で新生骨はPRP+分極HA群において有意に多く形成されていた。6週後ではPRP+分極HA、PRP+未分極HAが他群より有意に大きく、分極HA粉体が対照群より大きかった。(2)骨梁表面の骨芽細胞占拠率:骨孔における新生骨の割合と同様の傾向が見られた。(3)骨孔内破骨細胞密度:埋入後3週でPRP+分極HA、PRP+未分極HAが対照群より大きく、6週ではこの2群、特に前者が他群より有意に大きかった。考察:PRP+分極HAとPRP+未分極HAの2群で骨芽細胞の活性が増強され、その結果新生骨形成が促進された。この効果は分極HAとPRPを複合化することでより早期に生じることが示唆された。さらに、この2群で破骨細胞がより早期から活性化されるが、PRP+分極HA群でこの効果が長く持続した。これはHA粉体の分極により骨のリモデリングが長く持続することを示唆している。以上より、PRPはHA粉体の優れたキャリアであり、分極HA粉体を混合することにより、早期より生じた骨原性細胞の活性化が持続して、骨形成を増強することが示された。