hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ジルコニアと陶材間における結合様式と結合強度および新たな内部構造解析

実際に観察すると,試料のサイズ,硬さなどが影響しジルコニア試料の表面のハレーションが強く,精度のよいSTLデータの取得が困難となってしまったため観察法の再検討が必要となった.他の方法として,歯科の技工用のスキャナーを使用することで試料のSTLデータ化が可能となった.今後は予定通り試料の焼成を開始し順次実験を遂行していく予定である.ジルコニアフレームに陶材を焼成した修復方法が審美修復の目的として臨床応用されている.しかし未だ陶材の破折や剥離が起こることがあり,この原因の一つは,ジルコニアと陶材の界面での結合が問題となっていると考えられる.そこで筆者らは,界面に化学的な結合があるとの知見を過去に報告した.本研究の目的は,ジルコニアと陶材間の化学結合状態を詳細に解析し,結合強さの向上と安定の得られる焼成条件を追求し,補綴装置製作時の新しい焼付方法を確立することである.そうすることで,長期安定性に優れた補綴装置の臨床応用を喚起することへと繋がると考える.過去の研究では,化学的な結合分析を行うためにEPMAによる元素分析を行なった.その結果ジルコニア側から陶材側への推移は認められなかったが,陶材に含まれる酸素のみがジルコニア側に偏位しており,化学結合の存在が示唆された.筆者らは、酸素の偏位幅が増加することで,化学結合の構造が変化し,さらには結合強さも強くなると想定している.また焼成前後の試料を画像データ化し,偏差カラーマップ等を作成することで視覚的な変化を評価することも行う予定である.本実験では,この焼成時の温度を変え元素分析の推移を調べることで,さらなる結合強さの向上と臨床的に安定した歯冠修復物の製作方法の確立が可能であると考えた.さらに接着せん断強さを調べることで,各焼成温度でいかに強固な結合を得ることができるかがわかり,ジルコニアと陶材の焼成機構の構造改変の一助となり得ると考えている.本実験では,以前行った実験のサイズにて計画していたが,今回はさらに前実験に加え,接着強さをみるために曲げ試験を行う必要があった.そのため前回の試料サイズで実験は可能であったが,より接着強さの規格に準拠した試料サイズにて行う方が研究の信頼度が高いと判断し,試料サイズの変更を行った.そのため用意した試料ではなく,一から試料の作製に期間が必要となってしまった.また焼成前後の試料の画像化を行うためにSTLデータ化する必要があった.当初,マイクロCTにて形態学的な観察を行う予定であった.マイクロCTにてSTLデータ化することで3Dソフト上で重ね合わせを行い,焼成前後の変形量や表面の変化を観察することを検討していた.しかし使用予定であった当大学の施設のマイクロCTのトラブルにて使用が困難となり,マイクロCTを使用できるようにするために時間を必要としてしまった.実際に使用すると,試料のサイズ,硬さなどが影響しジルコニア試料の表面のハレーションが強く,精度のよいSTLデータの取得が困難となった.現在,条件のよい撮影が可能となり,予定通り焼成を開始し順次実験を遂行していく予定である.現在試料の製作へ移行し,出来次第順次観察を行っていく予定である.陶材の焼成温度が高温の場合,陶材が溶け液だれが起こることがわかった.そのため焼成温度を50°C減少させ950°Cより行うこととして進めていく.現在試料を作製し順次進行している.しかし陶材の焼成温度が高温の場合,陶材が溶け液だれが起こることがわかったため,温度を低くし行なっていく予定である.試料の製作に時間がかかり、観察費用等が実行できていないため。
セラミック膜の表面特性とろ過性の関係に関する研究

アルミナ(95%)+シリカ(15%)系のセラミック膜の表面処理をトリメチルフロロシラン(TMS)とΑ-アミノプロピルトリエトキシシラン(α-APS)を用いて行った。シラン化処理の方法は適量のカップリング剤を溶かしたトルエン中に膜を浸漬し、110°Cで24時間加熱した。処理膜へのカップリング剤導入量を炭素分析法により測定した所、TMS導入量は2.6分子/(nm^2)であった。改質した膜を粉砕し、各粒度ごとにTMS導入量を測定した場合、細粒のものほど導入量は多かった。これは膜として非対称膜を用いたためと考えられる。一方、α-APSの場合はα-APSがゲル化し、うまくシラン化ができなかった。次にシリカ含有量15%の単層アルミナ膜を用いて、TMS導入量に及ぼす膜の前処理方法について検討した。シラノ-ル基を増加させるための前処理方法として、a)純粋洗浄、b)3N塩酸処理、c)オ-トクレ-ブ処理(0.52N水酸化ナトリウム水溶液中)を用いた。その結果c>b>aの順でTMS導入量は多く、オ-トクレ-ブ処理の有効性が認められた。しかしながらその導入量は粉砕物の方が非粉砕物よりも多かった。セラミック膜の酸性度をハメット指示薬とアミン滴定法により測定した結果、pk4.8における酸量は0.5個/nm^2であった。ろ過特性に関連してTMS処理した膜への牛血清アルブミン(BSA)吸着量を測定するために、4590μmに粉砕した試料の吸着量の経時変化を調べた。処理膜と未処理膜を比較した結果、両者に大差はなかった。以上の結果からシリカを含むアルミナ膜のTMS導入量は水酸化ナトリウム水溶液中でオ-トクレ-ブ処理することにより増加したが、BSAの吸着量に関しては未処理膜と差がないことがわかった。
ペプチド系新規ハイドロゲルを利用した新規心筋梗塞治療システムの開発

心筋梗塞に対するインジェクタブルゲル注入療法が注目されているが、梗塞部位リモデリングの抑制のために最適なゲル化材料の特性は明らかとなっていない。ポリアルギン酸など非分解性のインジェクタブルハイドロゲルを心筋梗塞部位へ注入することで心機能が回復することが報告されているが、長期にわたって残留するこれらの材料が最適とは考えにくい。本プロジェクトでは、さらに、炎症性が小さくてかつ分解することにより長期炎症を回避できるゲルの開発と評価を進めた。低炎症性を期待して生体内に存在するタンパク質の高次構造を模倣した自己組織化ペプチドを検討し、さらには、αヒドロキシ酸を主成分とするインジェクタブルゲルも開発し、それらの、感温性およびゲル化挙動について詳細に検討するとともに、皮下埋入試験による炎症誘起性の評価とその治癒能力について検討した。心筋梗塞モデルラットは、左冠動脈を結紮して作製した。結紮してから4週間後に心臓機能の指標である左室短縮率(% FS)を超音波エコー装置にて計測し、% FSが25%以下のものを心筋梗塞であると判断した。その後、30Gの注射針を用いて生分解性ハイドロゲルを心筋梗塞部位へ100μl注入した(n=4)。コントロール群としてアルギン酸ゲル(n=5)、または生理食塩水(n=5)を用いた。注入から4週間後に、% FSの測定ならびに摘出した心臓の組織学的評価により治療効果を検討した。生分解性ハイドロゲル注入群では、% FSは1か月間で、生理食塩水の場合と比較して有意に改善しており、、開発した生分解性ハイドロゲルは梗塞部位への注入により心機能を有意に改善できる。さらに、炎症系細胞密度は、アルギン酸注入群より有意に減少しており、新たなハイドロゲル群は高い% FSの回復と低い炎症性が達成される有用なシステムであることが示唆された。本研究の目的は、心筋梗塞に対するインジェクタブルゲル注入療法に最適なゲル化材料を設計開発し、その梗塞部位リモデリングに与える影響をラットおよびウサギ心筋梗塞モデルにより実証することである。インジェクタブルハイドロゲルを心筋梗塞部位へ注入することで心機能が回復することが報告され、その治療効果が注目されてきた。しかしながら、これまで検討されてきたゲルは、組織接着性が無くまた脆弱なものであり、その硬化は必ずしも高いとはいえないために、本プロジェクトでは、生体に存在するタンパク質の高次構造を模倣した自己組織化ペプチドを用いて高強度かつ生体親和性を有するハイドロゲルを調整し評価する。新たなペプチドゲルの最適な組織親和性と分解性を検討して最適化する。現在得られているゲル化材料を用いたラット心筋梗塞治療実験を進めるとともに、ハイドロゲル物性を広範囲に制御するための高次構造形成部分を探索した。全てのペプチドをFmoc固相法によって合成し、された。樹脂(PAL-PEGresin)へFmoc基でN末端が保護された各アミノ酸を、DMT-MMを縮合剤として調整し、TFA/水(95/5)で脱樹脂・脱保護を行った。Peptide-4ハイドロゲル(Ac-(RVEIKVDI)2-CONH2)は、1.0および2.0w%で、スタート溶媒DMSOにおいて速やかにゲル化することが貯蔵弾性率(G')および損失弾性率(G'')の経時変化より明らかとなった(周波数1Hz、Strain1%、37°C、120分測定)。さらに、Peptide-4ハイドロゲルの自己組織化繊維構造がAFMにて確認され、ラット心筋梗塞部位への注入後には組織内で効率よくゲル化していることが切片形成より明らかとなった。サイズの問題から、ラットのみにならずウサギを用いて次年度は心機能向上に関して検討を進める。

心筋梗塞に対するインジェクタブルゲル注入療法が注目されているが、梗塞部位リモデリングの抑制のために最適なゲル化材料の特性は明らかとなっていない。ポリアルギン酸など非分解性のインジェクタブルハイドロゲルを心筋梗塞部位へ注入することで心機能が回復することが報告されているが、長期にわたって残留するこれらの材料が最適とは考えにくい。本プロジェクトでは、さらに、炎症性が小さくてかつ分解することにより長期炎症を回避できるゲルの開発と評価を進める。まずは、低炎症性を期待して生体内に存在するタンパク質の高次構造を模倣した自己組織化ペプチドを検討し、その予備的な効果を検証してきた。本年度は、さらに炎症性の低いと考えられるハイドロゲルが完成したので同システムにより評価した。心筋梗塞モデルラットは、左冠動脈を結紮して作製した。結紮してから4週間後に心臓機能の指標である左室短縮率(%FS)を超音波エコー装置にて計測し、%FSが25%以下のものを心筋梗塞であると判断した。その後、30Gの注射針を用いて生分解性ハイドロゲルを心筋梗塞部位へ100μl注入した(n=4)。コントロール群としてアルギン酸ゲル(n=5)、または生理食塩水(n=5)を用いた。注入から4週間後に、%FSの測定ならびに摘出した心臓の組織学的評価により治療効果を検討した。生分解性ハイドロゲル注入群では、%FSは1か月間で、生理食塩水の場合と比較して有意に改善しており、アルギン酸の場合と同程度であった。つまり、開発した生分解性ハイドロゲルは梗塞部位への注入により心機能を有意に改善できる。さらに、炎症の程度を組織評価したところ、炎症系細胞密度は、アルギン酸注入群より有意に減少しており、新たなハイドロゲル群は高い%FSの回復と低い炎症性が達成される有用なシステムであると考えられる。
インクルーシブ保育における参加状態の多元的アセスメントモデルの構築

主に以下の2点について調査研究し、その成果を公表した。1昨年度までにインタビュー調査などを行った全国各地の優れたインクルーシブ保育実践事例について、その実践経過とインクルージョンが実現されるうえでの実践の重要な転回点などについて理論的に分析したうえで、それを仮説的にモデル化した。それらの成果を、「多様性がいきるインクルーシブ保育」(ミネルヴァ書房)として刊行した。2優れたインクルーシブ保育の実践として焦点化して研究対象としてきたA幼稚園の実践について、園内のカンファレンスに継続的に参加し、カンファレンスの内容、構造などを分析し、子ども同士、保育者と子ども間、保育者同士において、いかに対話が継続発展して、インクルーシブな関係を築くことになるかについて考察した。その成果を、ヨーロッパ乳幼児教育学会(EECERA)において、2本のポスター発表として公表し、研究交流した。主要な考察点は、生活プログラムより、共同作業プログラムにおいて、子どもたちの会話を促し、対話的関係を生み出し、その関係を拡大していくよう構造化され、活動構造は、単に会話を促すことだけではなく、それぞれの考えを可視化しイメージを共有すること、他者の考えや表現に注目し、理解しようとする姿勢を育み、さらに、目の前の活動において自分や他者が共にどうありたいかを考えられるようになっていることを明らかにした。また。対話場面に対する説明や解釈、疑問、提案、気づきは、循環しながら進行するのではなく、対話場面では誰かの発話に対して、別の誰かがいずれかの反応を示し、それにまた別の誰かが反応する、といった具合に進む。そうした議論の結果、その対話場面における子どもの関係性や発達理解が進むことが明らかになった。これらの成果は、インクルーシブ保育における参加状態をアセスメントする作業の基礎的な知見となる点で重要な意義がある。第一クールとして、以下を実施し、成果物として公刊し、また学会等で企画・発表する予定である。1H私立幼稚園におけるインクルーシブ保育の状況を関係者計6人(対象児の担任保育者、主任保育者、フリー保育者、対象児の保護者、カメラマン)にインタビューし、その概要をもとに、集団づくりという日本の保育実践の伝統のなかに位置づけて、インクルーシブ保育の特徴を分析考察し、その成果を、2016年5月の日本保育学会でポスター発表する。2巡回相談において、支援対象児を含む、クラス集団の活動と保育者の実践経過を、それぞれの「物語」という視点から読み解くというコンセプトで、その実践と、理論的考察について、浜谷・三山編著、研究分担者も執筆して、ミネルヴァ書房「子どもと保育者の物語によりそう巡回相談」を、2016年4月に出版した。また、巡回相談におけるアセスメントをテーマに、前掲書執筆において得られた成果などを、2016年5月の日本発達心理学会でラウンドテーブルを開催して公表するとともに広く議論を喚起する。3H市、K市、S市、F市、H市などにおいて、良質なインクルーシブ保育を行ってきている実践を発掘し、それについてインタビューを実施し、順次、簡潔な論考として公表した。4インクルーシブ保育の実現過程における集団での遊びの指導をテーマに、浜谷はきわめてユニークで優れた実践を発掘し、「ヒーローごっこ遊び実践と集団づくり」(首都大学東京人文科学研究科・人文学報NO.512)に執筆し、2016年3月公刊した。H私立幼稚園に研究協力を得て、順調に、インクルーシブ保育実践の概要について資料の収集と分析が進んでいる。全国各地の、良質な保育実践を6事例発掘し、それぞれに研究協力を得て、インタビュー調査が進行している。研究分担者、それぞれに、巡回相談という場面であったり、保育支援という場面であったり、インクルーシブ保育実践に関与し、そこでの事例などでのアセスメント研究を進めてきている。第2クールとして、以下を実施し、予定していた成果について、一部、積み残したものもあるが、学会等で発表し論文などで公刊した。1H私立幼稚園におけるインクルーシブ保育実践について、インタビューをもとに、日本の集団づくり保育における歴史的な位置づけを含めて、その構造と意義について、EECERA(ヨーロッパ幼児教育学会)において、2件のポスター発表を実施し、研究交流した。また、日本保育学会においても、H幼稚園のインクルーシブ保育の展開過程を、担任保育者がどのようにクラス活動を構築したかという視点から発表した。2新たな巡回相談のあり方を検討し提案する目的で、日本発達心理学会において、「ライブカンファレンス」というラウンドテーブルを企画し、長期的・継続的に巡回相談する状況で、子どもと保育者の物語をディテール豊かに語りながらアセスメントして、支援することの可能性について問題提起した。3いくつかの自治体における、幼稚園と保育園における、優れたインクルーシブ保育実践について、引き続き、インタビューを続けている。データをもとに、実践を再構成する作業を積み重ねてきているが、論文として形にするまでの途中段階にある。4巡回相談において、実践知が豊かに生まれるようなあり方について検討を始めた。具体的には、カンファレンスにおいて、オープンダイアローグの試みと理論を参考にして「対話」の質を改善する試みを、都内T区の保育者と共同で開始した。H幼稚園の実践について、学会発表をもとに、国際学会での論文投稿を計画していたが、なお、データを集め、考察を深める必要があるために、予定から遅れている。第3クールとして、以下を実施した。当初の予定では、29年度までの3年間で、研究を完結するところであったが、積み残した点がいくつかあり、1年間、延長した。1H私立幼稚園におけるインクルーシブ保育実践について、保育観察とインタビューを行いながら、実践分析を行い、そこにおける、発達臨床の専門性におけるアセスメントの可能性と限界について分析し、考察してきている。

一部は、EECERA(ヨーロッパ幼児教育学会)や日本保育学会において、ポスター発表し、また、日本発達心理学会で自主シンポジウムを実施し、研究交流を進めてきた。2巡回相談について、最近の、オープンダイアローグの研究を参考にして、関係者のフラットな対話による質の高い相談実践の在り方を研究してきた。具体的には、保育園において、相談事例を模した、模擬カンファレンス(複数の相談員による、リフレクティングを行う過程を導入した)を行い、その過程を録画・録音し、相談過程における対話の在り方について慎重に検討してきている。まだ、発表する段階には至っていないが、今後、新たな巡回相談の在り方を提起することを目指している。3全国の優れたインクルーシブ保育実践について、引き続きデータを収集し分析を進めてきた。とくに、帯広、新居浜などの保育園において、一クラスに多数の支援児がいる状況で、最初の混乱した状態からクラスがインクルーシブになっていく過程についてインタビューを行い、整理する作業を続けてきた。このような実践では、いずれも、ファンタジーを楽しく導入することで、子ども間の関係が良好になり、インクルーシブなクラスが創造されることが見いだされた。この点について、理論的に整理する作業を続けてきた。当初の予定した研究内容に加えて、保育園や幼稚園におけるインクルーシブ保育実践に着目して、その実践分析を詳細に行うことが、本来の研究目的にそった研究が実現できると考えて、軌道修正したために、データの収集、理論的考察などの作業において、予定した以上に時間を要したため。主に以下の2点について調査研究し、その成果を公表した。1昨年度までにインタビュー調査などを行った全国各地の優れたインクルーシブ保育実践事例について、その実践経過とインクルージョンが実現されるうえでの実践の重要な転回点などについて理論的に分析したうえで、それを仮説的にモデル化した。それらの成果を、「多様性がいきるインクルーシブ保育」(ミネルヴァ書房)として刊行した。2優れたインクルーシブ保育の実践として焦点化して研究対象としてきたA幼稚園の実践について、園内のカンファレンスに継続的に参加し、カンファレンスの内容、構造などを分析し、子ども同士、保育者と子ども間、保育者同士において、いかに対話が継続発展して、インクルーシブな関係を築くことになるかについて考察した。その成果を、ヨーロッパ乳幼児教育学会(EECERA)において、2本のポスター発表として公表し、研究交流した。主要な考察点は、生活プログラムより、共同作業プログラムにおいて、子どもたちの会話を促し、対話的関係を生み出し、その関係を拡大していくよう構造化され、活動構造は、単に会話を促すことだけではなく、それぞれの考えを可視化しイメージを共有すること、他者の考えや表現に注目し、理解しようとする姿勢を育み、さらに、目の前の活動において自分や他者が共にどうありたいかを考えられるようになっていることを明らかにした。また。
生体肝移植患者の術後経過に対する術前の心理社会的予測因子に関する研究

生体肝移植レシピエントの精神状態に関して、手術直後のうつ病については気分障害の既往、健康的な生活維持の困難、不安定な家族サポートが予測因子となり、手術3から5年後の不安・抑うつ状態は、肝疾患の発症年齢が若く、移植手術待機期間が長いほど生じやすいという結果が得られた生体肝移植レシピエントの精神状態に関して、手術直後のうつ病については気分障害の既往、健康的な生活維持の困難、不安定な家族サポートが予測因子となり、手術3から5年後の不安・抑うつ状態は、肝疾患の発症年齢が若く、移植手術待機期間が長いほど生じやすいという結果が得られた平成14年から16年にかけて、京都大学医学部附属病院において生体肝移植術を施行された16歳以上のレシピエントおよびそのドナー67組に対して、移植術直前に各種心理検査(WHOQOL-26、STAI、BDI、Baum Test)を施行し、またPACT(Psychosocial Assessment of Candidates for Transplantation)で心理社会的状況を評価した。そこで、術後3ケ月の身体的および精神的状態と術前の心理社会的状態との関連を統計学的に比較した。その結果、過去に精神疾患の既往歴のない者ほど相対的に術後の身体的経過が良好であり、健康的な生活習慣を維持できない者ほど術後に精神障害を呈する割合が高いという結果が得られた。これらのデータを整理し、現在学術雑誌に投稿中である。前回調査したレシピエントおよびドナーは、現在移植手術後2年から4年が経過している。術前の心理社会的状態と術後の長期経過との関連を調べるために、67組のレシピエント・ドナーのうち生存者に対して、術前と同様の検査用紙(WHOQOL-26,STAI,BDI)と精神科疾患の有無を問うアンケート用紙を発送する準備を行った。平成17年11月29日、群馬移植研究会の第26回学術講演会に招待された(場所:群馬大学医学部刀城館)。「生体肝移植患者の精神医学的・心理社会的諸問題」という講演を行い、その中で、これまでの生体肝移植レシピエントおよびドナーについてのわれわれの臨床経験を紹介した。また、消化器領域、看護領域、児童青年期精神医学領域、臨床心理学領域において、生体肝移植に関する論文を5本発表した。平成14年から16年にかけて、京都大学医学部附属病院において生体肝移植術を施行された16歳以上のレシピエントおよびそのドナー67組に対して、移植術直前に各種心理検査(WHOQOL-26、STAI、BDI、Baum Test)を施行し、またPACT(Psychosocial Assessment of Candidates for Transplantation)で心理社会的状況を評価したデータがすでに存在する。これらのデータをまとめて海外専門雑誌に投稿中である。また、これらのレシピエント・ドナーのうち生存者に対して、術前と同様の検査用紙(WHOQOL-26,STAI,BDI)と精神科疾患の有無を問うアンケート用紙作成した。精神疾患の有無については、(1)移植手術後の精神科・神経科・心療内科への受診歴、受診があった場合その症状・病名・通院期間、(2)移植手術後の精神安定剤や睡眠薬の服用歴、を質問した。生存しているレシピエント52名とドナー67名に対してまず2回にわたって説明文を郵送して同意書を回収した。レシピエント3名、ドナー4名が、明確に研究への協力を拒否された。住所のわかる対象者のうち、レシピエント48名(同意のあった43名と意思表示のなかった5名)とドナー50名(同意のあった35名と意思表示のなかった15名)に上記の検査用紙とアンケート用紙を郵送し、最終的に40名のレシピエントと33名のドナーから回収できた。現在データを解析中である。また、これらのレシピエント・ドナーのうち生存者に対して、術前と同様の検査用紙(WHOQOL-26, STAI, BDI)と精神科疾患の有無を問うアンケート用紙作成した。最終的に40名のレシピエントと33名のドナーから回収できたためデータを解析し、現在結果を専門雑誌にて発表するべく整理中である。その他、移植精神医学に関する講演会の要請や論文執筆依頼に対して、本研究の結果を中心に発表を行っている。たとえば、平成19年12月6日に東京大学医学部附属病院精神科神経科会議室にて、精神科医ならびに移植外科医に対して、「生体肝移植における精神科の関わり」という演題の講演を行った。最終的に40名のレシピエントと33名のドナーから回収できたためデータを解析し、現在専門雑誌に投稿中である。その他、学会や他施設からの移植精神医学に関する講演会の要請や論文執筆依頼に対して、本研究の結果を中心に発表を行っている。
3次元幾何多様体の微分同相群の研究

本研究課題は3次元多様体上の微分同相群の研究である.2018年度の具体的な成果の一つは,ヘテロ次元サイクルをもつ3次元微分同相写像が,非自明な遊走領域をもつための必要条件を与えたことである.そのとき使用した主要なアイデアは,固有値が虚数の2個のサドル点からなるヘテロ次元サイクルをもつ微分同相写像を,一般化されたホモクリニック接触を持つ微分同相写像で任意に近似させることであった.また,3次元空間上の幾何的Lorenzフローに関するヒストー的挙動について研究した.この場合,ヒストリー的挙動をもつ前方軌道の起点集合のLebesgue測度は零であることが,V. Araujo等(2009)によって既に証明されているが,本研究では,その起点集合がBaireの意味でresidualな部分集合を含むことが証明できた.また,桐木紳氏(東海大学教授),橋本忍氏(首都大学東京大学院生)との共同研究で,サドル焦点を持つ3次元微分同相写像のmoduliの研究をし,適当な条件の下で,サドル焦点におけるこの写像の固有値がmoduliであることが証明できた.その他には,桐木紳氏,中野雄史氏(東海大学講師)およびBablo Barrientoss氏,Artem Raibekas氏(何れもブラジル,ニテロイ大学助教授)との共同研究で,3次元以上の多様体上の微分同相写像のgenericな族で,次の性質を持つものの存在が証明できた.「2個のヘテロ次元周期点を含むホモクリニック集合のresidualな部分集合で,その要素を始点に持つ軌道はヒストリー的挙動を持つものがある.」最後の結果は,現在論文を作成中であり,2019年度中に投稿予定である.3次元多様体上の微分同相写像の研究をした.特に,3次元多様体が幾何構造の一つであるNil構造を持つ場合を調べた.多様体がHaken多様体のときは,微分同相群のホモトピー型は既に知られているので,Haken多様体ではない場合を考えた.このような多様体に対しても正則有限被覆空間でHaken多様体となるものがある.特に,被覆空間変換群が位数3の有限巡回群の場合が重要であることが分かった.このような被覆空間は非圧縮なトーラスを持つが,このトーラスと被覆変換によって移されたトーラスの作る2重点集合,3重点集合を調べることが重要であることも分かった.W. Thursonによって提案された,クライン群・双曲幾何学に関する24問からなる有名な問題集がある.以前から続けてきた大鹿健一氏(大阪大学教授)との共同研究を発展させることにより,その第8番目の問題に対し最終的な解答が得られた.この結果を論文「Geometry and topology of geometric limits」としてまとめ,現在投稿中である.2次元及び3次元多様体上の微分同相写像の研究をした.さらに,3次元多様体上の特異点を持つフローの研究もした.昨年度から続いて桐木紳氏(東海大学教授)と共同研究で,ホモクリニック接触をもつ2次元微分同相写像は,非自明な遊走領域をもつ微分同相写像で任意に近似できることを示した.その応用として,遊走領域上の点を初期点とする軌道は歴史的挙動(hisitoric behavior)を持つことを示した.研究代表者は,この結果をサンパウロ大学(ブラジル),京都大学等の力学系セミナーで発表した.また,桐木氏,中野雄史氏(北見工業大学特任助教)との共同研究で,この結果の応用を考えた.実際には,非独立同分布なランダム力学系おいて,歴史的挙動を持つ軌道を許容する微分同相写像の具体的な例を構成した.一方,Araujoの論文(2000)により,独立同分布のランダム力学系では同様の結果は成り立たないことが分かっている.したがって,この共同研究により,非独立同分布の場合,Araujoの結果には反例があることが分かった.この共同研究は,現在論文としてまとめており,完成後専門誌に投稿予定である.また,桐木氏,Ming-Chia Li氏(国立交通大学,台湾)との共同研究で,3次元多様体上の幾何的ローレンツ・フローに関し,歴史的挙動の初期点集合でresidualなものが存在することが分かった.この初期点集合は,Araujo (2009)等の研究で,ルベーグ測度は零であることが知られているので,それとは対照的な結果といえる.この結果をまとめた論文は現在投稿中であり,冬の力学系研究集会(日本大学軽井沢研修所)でも発表した.微分同相写像の力学的見地からの研究は順調に進んでいる.一方,Smale予想と関連したinfra-nil構造を持つ3次元多様体上の微分同相群のホモトピー型の研究は,計画にあった手法では解決できないことが分かってきた.特に,3次元多様体内にはめ込まれた閉曲面の3重点を解消する有効な方法が発見できていないことが障害となっている.3次元双曲多様体に関する剛性定理の研究をした.特に体積と双曲構造との関連について調べた.全退化している曲面クライン群による双曲空間の商として得られる双曲3次元多様体が,曲面の3次元有界コホモロジー上で定義される基本類によって完全に分類されることが証明できた.この証明の特徴は,強力なクライン群の剛性定理であるミンスキーのエンディング・ラミネーション定理を利用していないことである.

申請者の手法は,体積によって双曲構造が決定されるというグロモフ・サーストンの原理の無限体積版である.証明で使用した双曲的性質は「3次元双曲単体が最大体積を持つための必要十分条件は,その単体が理想正単体である」のみである.現在は,この手法のさらなる進化を目指している.その成果を使い,エンディング・ラミネーション定理自体も証明できると考えている.ミンスキーによる元の証明は,曲線複体の理論の基礎に置くものであるから,もし申請者の試みが成功すれば,全く異なる見地からこの定理が理解できることになる.それゆえ,その価値は非常に高いと判断できる.2次元および3次元多様体上の微分同相写像を,力学的な立場から調べる研究も着実に進行している.特に,遊走領域や軌道の歴史挙動との関連についての結果は,力学系の研究者グループで注目されつつあるように感じられる.昨年度は,桐木紳氏(東海大学教授),中野雄史氏(北見工業大学特任助教)との共同研究で,異次元サイクルを持つ3次元微分同相写像は,遊走領域もつ微分同相写像で,任意に近似できることを証明した.また,2次元微分同相写像に関する創発性の研究も同時に進めている.無限体積の双曲3次元多様体の剛性定理に関する研究は,着実に進行しているように思える.微分同相写像の力学的立場からの研究も,昨年度発表した論文で構成した2次元微分同相写像が,いろいろな方面に応用できることが分かってきたので,さらにその研究を進めていく.無限体積を持つ双曲3次元多様体の剛性定理を,体積を用いた手法を使って研究している.このような多様体の剛性定理としては,Y. Minsky等によって証明されたエンディング・ラミネーション定理が有名である.この剛性定理により,単純退化エンドの不変量であるエンディング・ラミネーションと幾何的に有限なエンドの不変量である等角構造が一致する場合,2つの双曲3次元多様体は等長的であることが明らかになった.平成29年度は本研究課題として,有限体積の場合のM. GromovとW. Thurstonによる体積を利用した剛性定理の無限体積版を考えた.特に無限体積の双曲3次元多様体の間の,同相写像hが擬直伸体積保存性を持つならば,hは双リプシッツ写像と固有ホモトピー同値であることが証明できた.この性質自体は技巧的であり,より一般的な定義の特殊な場合として扱われるように改変する必要があると考えられる.しかし,現在得られている結果だけでも,有界コホモロジー基本類が同じ双曲3次元多様体は双リプシッツ同値であることが示せる.さらに,この結果とD. Sullivanの剛性定理を使えば,エンディング・ラミネーション定理の別証明が得られる.Minskyによる,この定理のオリジナルの証明では,曲線複体の理論が本質的に重要であったが,本研究で得られた証明は曲線複体を全く利用することなく,体積の拡張率を比較する手法を使うものである.さらに桐木紳氏(東海大学教授),中野雄史(北見工業大学助教)との共同研究によって,異次元サイクルをもつ3次微分同相写像に関する遊走領域の存在や,ランダム力学系とヒストリック的挙動をもつ微分同相写像の関係についての結果が得られた.3次元微分同相写像の研究は,力学的な見地から興味深い結果が得られている.
拡散効果の弱い流体における進行波形態の安定性による特徴づけ

近年,輻射気体系や拡散に非線形性や上限を考慮した飽和拡散型Burgers方程式系,緩和を含む双曲型保存系など,散逸効果が弱い多くの系において,パラメータによって進行波(衝撃波)がなめらかなものから不連続を含むものになることが知られてきた.本研究は進行波の形態の違いを安定性の観点から説明することを目的とするものである.結果として,劣臨界の場合は系が有する拡散効果が移流効果に勝るが,臨界進行波では,任意に小さい初期摂動で解が有限時間で爆発しうること,さらにショックが強くなる(優臨界)と,エントロピー条件を満たす不連続が存在するがゆえに,移流によって安定性を回復することが分かった.本課題は輻射効果を含む気体力学のモデル方程式(Hamerモデル)における進行波の形態(ショックがある程度強くなると不連続になる)の違いをL∞位相での安定性の観点から説明することを目標とするものである.応募時に提出中であった論文(後述の論文[1])において,すべての劣臨界進行波は十分小さい摂動に対して安定であり,臨界進行波には任意に小さい摂動で爆発に至らしめるものが存在することを示していたが,これは過去のL1位相での安定性がすべての強さのショックに対して一様に成り立ち,L∞位相では劣臨界進行波の一部についてしか結果が得られていなかった状況を大きく前進させるものである.さらにレフェリーからの質問に答える形で,過去に川島ー西畑(1999)で得られていた爆発についての条件が最良であることも応募後に示すことができた.また,初期値が複数の不連続を含むときには,それらが分離したまま個々の不連続量が小さくなる場合と,その内のいくつかが合体し,その後も解が延長されて進行波解へ収束する場合があることを示した.これらは粘性Burgers方程式など通常の拡散を含む方程式には見られない著しい特徴であり,海洋中における密度の層や界面の消長に類似している点で,今後新たな研究展開を期待させる結果である.さらに,優臨界進行波の安定性に関しても計画通りの結果が得られた.具体的には,すべての優臨界進行波は奇関数の十分小さい摂動に対してL∞位相で安定であり,奇関数とは限らない摂動に対してもショックが十分に強ければ安定であることを示した.連続なプロファイルを持つ臨界進行波の結果と合わせると,劣臨界から臨界に至っていったん失った安定性を,優臨界進行波で不連続を持つことで回復するものだと見ることができる.このような描像は斬新であり,不連続な進行波を持つ他の系においても現象の理解の手がかりを与えることが期待される.本課題は輻射効果を含む気体力学のモデル方程式(Hamerモデル)における進行波の形態(ショックがある程度強くなると不連続になる)の違いをL∞位相での安定性の観点から説明することを目標とするものである.前年度の成果として,すべての劣臨界進行波は十分小さい摂動に対して安定であり,臨界進行波には任意に小さい摂動で爆発に至らしめるものが存在すること,さらにショックが十分に強い優臨界進行波は十分小さい摂動に対してL∞位相で安定であることを示した.本年度はこれらの成果を次の二点で拡張することに成功した.まず,吸収係数の逆数に対応するパラメータを導入し,ショックの流速における強さとの積を考えれば,吸収係数を固定して得た過去の結果に完全に対応する結果が得られることを示した.さらに,フラックス関数をこれまでのBurgersフラックスから,より一般の凸関数で適当な性質を備えたものに拡張した方程式系を扱った.この系ではSchochet-Tadmor(1992)が連続な進行波解が存在するための必要条件と十分条件を提示していたが,本研究でKruzhkovの意味でのadmissible solutionを考えることで不連続な進行波解を数学的に正当化し,エントロピー条件を満たすすべての場合に連続な進行波解もしくは1点でのみ不連続な進行波解が存在することを示した.さらに,Burgersフラックスの場合における上述の成果がほとんどそのまま成立することを示した.具体的には,連続な進行波が存在するためのSchochet-Tadmorの十分条件の下で進行波がL∞安定であること,その条件をちょうど満たす臨界進行波は上述の意味で不安定であること,そしてショックが十分に強くSchochet-Tadmorの必要条件も満たさない場合にL∞安定性を回復することを示した.前年度の推進方策に記したとおり,輻射気体系に類したより一般の系において,エントロピー条件を満たすすべての場合に連続な進行波解もしくは1点でのみ不連続な進行波解が存在することを示し,さらに劣臨界/臨界/優臨界の各々の進行波の形態が安定化機構と密接に結びついていることを示すことに成功した.一方で爆発の前後の解の様子を捉えることには依然として困難が伴うため,最も安定性が低い短波長極限をとって問題を単純化することを試みた.短波長極限では方程式は減衰項付きBurges方程式になるが,斜面を下る流れなどを記述する緩和項付き双曲型方程式においては摩擦係数と斜面勾配のある関数の符号によって進行波に不連続性が現れることが従来から知られているため,それを対象に選んだ.この系では進行波の安定性はショックの十分に弱いもの,従って連続な進行波の一部でしか得られていない.

この系は2×2のシステムであるため,これまで取り組んできた本質的にスカラーの方程式に新たな困難が加わるが,subcharacteristic conditionと呼ばれる線形安定性条件が不変領域の存在を保証する条件と同値であることを見出し、本研究で開発した手法と組み合わせることで問題の解決を図っている.以上の観点から研究はおおむね順調に進展していると判断できる.今年度の研究成果:フラックス関数をこれまでのBurgersフラックスから,より一般の凸関数で適当な性質を備えたものに拡張した方程式系を扱った.この系ではSchochet-Tadmor(1992)が連続な進行波解が存在するための必要条件と十分条件を提示していたが,本研究でKruzhkovの意味での広義解を考えることで不連続な進行波解を数学的に正当化し,エントロピー条件を満たすすべての場合に連続な進行波解もしくは1点でのみ不連続な進行波解が存在することを示した.さらに,Burgersフラックスの場合における上述の成果がほとんどそのまま成立することを示した.具体的には,連続な進行波が存在するためのSchochet-Tadmorの十分条件の下で進行波がL∞位相で安定であること,その条件をちょうど満たす臨界進行波は上述の意味で不安定であること,そしてショックが十分に強くSchochet-Tadmorの必要条件も満たさない場合にL∞安定性を回復することを示した.期間全体の成果:近年,散逸効果が弱い多くの系において,パラメータによって進行波(衝撃波)がなめらかなものから不連続を含むものになることが知られてきたが,本研究において進行波の形態の違いを安定性の観点から説明することに成功した.具体的には,まず劣臨界進行波の場合は系が有する拡散効果が移流効果に勝り摂動が十分に小さければ爆発することなく連続な進行波解に一様収束するが,臨界進行波では,任意に小さい初期摂動で解を有限時間内に爆発させるものがあることが分かった.さらにショックが強くなりエントロピー条件を満たす不連続点が存在するようになる(優臨界進行波)と,不連続から十分に離れていて散逸効果が勝る領域の流体が,移流によって有限時間で領域全体を占めることで安定性を回復することが分かった.近年,輻射気体系や拡散に非線形性や上限を考慮した飽和拡散型Burgers方程式系,緩和を含む双曲型保存系など,散逸効果が弱い多くの系において,パラメータによって進行波(衝撃波)がなめらかなものから不連続を含むものになることが知られてきた.本研究は進行波の形態の違いを安定性の観点から説明することを目的とするものである.結果として,劣臨界の場合は系が有する拡散効果が移流効果に勝るが,臨界進行波では,任意に小さい初期摂動で解が有限時間で爆発しうること,さらにショックが強くなる(優臨界)と,エントロピー条件を満たす不連続が存在するがゆえに,移流によって安定性を回復することが分かった.研究申請書の初年度の予定通り,優臨界進行波の奇関数とは限らない摂動に対する安定性を示すことができた.この場合には不連続の位置が一定ではなく,それに伴って基準とする収束先の進行波も移動させるために,内部領域と境界(不連続)の相互作用が生じる.この処理の方法が,やはり同じく双曲型ー楕円型連立系に分類されるプラズマの境界に電荷が蓄積する場合の定常解の安定性の証明(後述の論文[3])に活かすことができた.一方で,初年度に計画していた臨界進行波への不連続な初期値からの一様収束の問題は未解決のまま残されている.このときは勾配の下限が進行波の勾配の下限のー1/2を下回る場合を扱うことが不可欠であるが,劣臨界・臨界のいずれの場合でも勾配の下限がー1より大であれば進行波に一様収束する場合があることを見出した(論文[1])ことが大きな手掛かりになると期待される.
複合材構造のボルト継手に関する研究

複合材料でできた構造物は,他の材料による構造物と同様に円孔をもっていたリボルト継手をもっている場合が多い.前年度,本研究では円孔またはボルト継手を有する各種積層板の引張強度を実験的に求めるとともに,実験値をこれら積層板の初期破壊強度と比較して定性的意味づけが可能なことを明らかにするとともに,実用上有意な実験データを示した.本年度は有限要素法による円孔あるいはボルト継手を有する積層板の初期破壊強度と最終破壊強度を求めるために,プリ・ポストプロセッサつきのパソコン用有限要素法のソフトを購入し計算を準備中であるが,いまだ成果を得るにはいたっていない.また,前年度製作した試験片の疲労強度試験を行う予定であったが,いまだ未実行である.来年度には完了させたいと考えている.複合材料で出来た構造物は,他の材料による構造物と同様に円孔を持っていたり,ボルト継手を持っている場合が多い.本研究では円孔またはボルト継手を有する積層板の引張強度を実験的に求めるとともに,実験値をこれら積層板の初期破壊強度の計算値と比較した.実験に使用した積層板は炭素繊維/エポキシ樹脂のCFRPで,一方向プリプレグ材(P3060E-15)を用い製作されたものである.積層構成は擬似等方性あるいは擬似直交異方性と考えられる場合で,擬似直交異方性と考えられる積層構成としてアングル・プライ積層とクロス+(±45°)アングル・プライ積層をとりあげた.積層はすべて対象積層で,層数は16プライである.これらの積層板を使って,円孔およびボルト継手の場合の引張強度を積層構成と関連づけて求めた.実験値と比較・検討するために積層板の初期破壊負荷応力の計算を試みた.初期破壊の計算は円孔あるいはボルト継手を有する直交異方性板としての応力より積層板の各層の繊維方向とこれに垂直方向に関する応力と歪を算出し,ラミナの破壊則を適用して行った.円孔を有する蓄積直交異方性板の応力分布の計算式はLekhnitskiiにより支えられている.また,ボルト継手の場合については簡便な近似式がZhang and Uengにより与えられており,これらの式を本研究で使用した.実験では最終破壊強度を求めているが,計算では初期破壊に対するものである.このため,両者の定量的比較は無理であるが,定性的な意味づけが可能な場合もあった.さらに,有限要素法による円孔またはボルト継手を有する積層板の応力分布と初期破壊強度をパソコンを使って求める努力をしている.また,疲労強度試験も現在検討中である.複合材料でできた構造物は,他の材料による構造物と同様に円孔をもっていたリボルト継手をもっている場合が多い.前年度,本研究では円孔またはボルト継手を有する各種積層板の引張強度を実験的に求めるとともに,実験値をこれら積層板の初期破壊強度と比較して定性的意味づけが可能なことを明らかにするとともに,実用上有意な実験データを示した.本年度は有限要素法による円孔あるいはボルト継手を有する積層板の初期破壊強度と最終破壊強度を求めるために,プリ・ポストプロセッサつきのパソコン用有限要素法のソフトを購入し計算を準備中であるが,いまだ成果を得るにはいたっていない.また,前年度製作した試験片の疲労強度試験を行う予定であったが,いまだ未実行である.来年度には完了させたいと考えている.複合材料で出来た構造物は、他の材料による構造物と同様に円孔を持っていたり、ボルト継手を持っている場合が多い。本研究では円孔またはボルト継手を有する積層板の引張強度を実験的に求めるとともに、実験値をこれら績層板の初期破壊強度の計算値と比較した。実験に使用した積層板は炭素繊維/エポキシ樹脂のCFRPで、一方向プリプレグ材(P3060E-15)を用い製作されたものである。績層構成は凝似等方性あるいは凝似直交異方性と考えられる場合で、凝似直交方性と考えられる積層構成としてアングル・プライ積層とクロス+(±45°)アングル・プライ積層をとりあげた。積層はすべて対称積層で、層数は16プライである。これらの積層板を使って、円孔およびボルト継手の場合の引張強度を績層構成と関連づけて求めた。実験値と比較・検討するために積層板の初期破壊負荷応力の計算を試みた。初期破壊の計算は円孔あるいはボルト継手を有する直交異方性板としての応力より積層板の各層の繊維方向とこれに垂直方向に関する応力と歪を算出し、ラミナの破壊則を適用して行った。円孔を有する直交異方性板の応力分布の計算式はLekhnitskiiにより与えられている。またボルト継手の場合については簡便な近似式がZhang and Uengにより与えられており、これら2式を本論文で使用した。実験では最終破壊強度を求めているが、計算では初期破壊に対するものである。このため、両者の定量的比較は無限であるが、定性的な意味づけが可能な場合もあった。複合材料ボルト継手
MHC クラス II によるメモリーCD8T 細胞恒常性維持機構の解析

メモリーCD8T細胞の存在数を生体内で維持する外因性因子の1つとしてCD4T細胞によるヘルプが報告されていたが、我々は、MHCクラスII欠損マウスにおいてメモリーCD8T細胞が生存を維持できないのは、CD4T細胞が欠損しているためではなく、MHCクラスII分子を欠損している細胞の機能異常であることを明らかにした。本研究ではこのメカニズムを明らかにするために、どの細胞が発現するMHCクラスIIが重要かを検討した。まず非血球系と血球系で発現するMHCクラスII、どちらがメモリーCD8T細胞の恒常性に重要かを、骨髄キメラを用いて検討したところ、非血球系は必須ではないことが明らかになった。さらにB細胞およびMHCクラスII欠損マウスを用いた骨髄キメラによりB細胞が発現するMHCクラスIIも必須ではないことを見出した。以上の結果より樹状細胞またはマクロファージが発現するMHCクラスIIが重要である可能性が高まった。メモリーCD8T細胞の局在を免疫染色により解析した結果、樹状細胞およびマクロファージと共局在している細胞数は正常マウスとMHCクラスII欠損マウスで同程度であった。メモリーCD8T細胞を移入後21日目に、MHCII-/-マウスと正常マウスの血清中のいくつかのサイトカイン量をBio-Plex proアッセイまたはELISA法を用いて定量したが、現時点までに両群で有意に発現量が異なるサイトカインはない。さらに移入したメモリーCD8T細胞の遺伝子発現を網羅的に解析したところ、MHCクラスII欠損マウスと正常マウスに移入したメモリーT細胞において2倍以上発現量に差がある遺伝子が77個同定された。今後はこれら候補分子がメモリーCD8T細胞の恒常性維持に関与しているかを解析していく予定である。通常の免疫反応では、抗原によって感作されたことのないナイーブCD8T細胞が外来抗原に反応し増殖した後、大部分が細胞死を起こす一方、少数のCD8T細胞が生き残り、もう一度同じ抗原に遭遇した際、素早く効率的に免疫反応を起こす。

このように外来抗原が生体内から除去された後でも長く免疫系に存在し、再刺激により素早くエフェクター機能を発現するという2つの特徴を持つCD8T細胞がメモリーCD8T細胞である。メモリーCD8T細胞の存在数を生体内で維持する外因性因子の1つとしてCD4T細胞によるヘルプが報告されていたが、申請者は、メモリーCD8T細胞をMHCクラスII欠損マウスに移入した場合メモリーCD8T細胞の数は減少するが、ThPOK欠損マウス、CD4欠損マウスおよび抗CD4抗体を用いてCD4T細胞を除去した野生型マウスに移入した場合は、そのようなメモリーCD8T細胞の減少は起こらないことを見出した。これは、MHCクラスII欠損マウスにおいてメモリーCD8T細胞が生存を維持できないのは、CD4T細胞が欠損しているためではなく、MHCクラスII分子を欠損している細胞の機能異常のためであることを意味している。本研究ではこのメカニズムにアプローチするためにどの細胞が発現するMHCクラスIIが重要かを検討した。まず非血球系と血球系で発現するMHCクラスII、どちらがメモリーCD8T細胞の恒常性に重要かを、骨髄キメラを用いて検討したところ非血球系は必要ではないことが明らかになった。さらにB細胞欠損マウスとMHCクラスIIの骨髄キメラによりB細胞が発現するMHCクラスIIも必須ではないことを見出した。以上の結果より樹状細胞またはマクロファージが発現するMHCクラスIIが重要である可能性が高まった。理化学研究所から京都大学へ移動したため、遺伝子組み換え実験の承認を取り、マウスのコロニーを再構成させる必要があった。これらのプロセスに予想以上に時間がかかってしまったため、予定よりも進抄が若干遅れ気味である。今現在、樹上細胞上のMHCクラスIIが重要かを検討するための実験系の確立を行っている。原因細胞が同定された後は研究は進んでいくと思われる。骨髄キメラを用いた実験により原因細胞の絞りこみを行う。同時にメモリーCD8T細胞が生体内でMHCクラスIIを発現するどの細胞と接触しているのかを免疫染色の技法と共焦点顕微鏡を用いて観察する。正常マウスとMHCクラスII欠損マウスにおけるメモリーCD8T細胞の局在も比較検討し、メモリーCD8T細胞が特異的な局在を示すのかどうかも検討する。原因細胞が特定できた場合は、正常マウスとMHCクラスII欠損マウスでの遺伝子発現の違いを網羅的に比較検討する。また正常マウスとMHCクラスII欠損マウスにおけるメモリーCD8T細胞の遺伝子発現の差異も網羅的に検討する。以上の方法により内因的または外因的なメモリーCD8T細胞の数の維持機構のメカニズムに迫る。網羅的遺伝子発現の解析により、メモリーCD8T細胞の数の維持に重要な分子の候補が絞り込めた場合、候補分子のノックダウンや過剰発現のためのコンストラクトの作成を行う。これを円滑に行うためにPCRマシンの購入の必要性がある。