Development of a Ceramics Pressure-tight Housing for Super-deep-sea Self Pop-up Ocean Bottom Seismometers

日本列島を取り囲むプレート境界周辺では、周期的に巨大な大地震が発生する。これらの地震による被害を低減するためには、地震の本質を理解し、その発生時期、発生確率、規模等を推測することが重要である。　 プレート境界の大部分は海底下に存在する。その構造を探査するために、エアガン等で人工的に地震波を発生させ、その屈折波を海底面状上に配置した自己浮上式海底地震計で検知・記録することが行われている。この自己浮上式海底地震計は、図１に示す耐圧容器内部に地震計、記録装置、電池等を配置し、図２に示すハードハットと呼ばれるカバー内に収容される。耐圧球は２つの半球からできている。半球と半球の接触面は、自己融着ゴムでシールされる。自己浮上式海底地震計は母船から海底に投下される。海底に着底後、一定の期間海底地震を観測し、内蔵の記録装置に記録する。観測終了後、母船から送られる音響信号により重りを切り離し、海面に自己浮上する。そのため、耐圧容器は軽量であることが重要である。 一般に、自己浮上式海底地震計用耐圧容器には、直径17インチのガラス球が使用されている。しかし、このガラス球の実用的な適応最大水深は6,000m である。そのため、東北地方太平洋沖地震が発生した日本海溝（最大水深約8,000m）には、これまで海底地殻構造探査の空白域があった。 一方、セラミックスは金属に比較して高い圧縮強度を持ち、海水による腐食にも強いなど、耐圧容器の材料として魅力的な特長を持っている。しかし、引っ張り強度が低いために、金属容器に使われる耐圧容器設計方法をそのままセラミックスに適応することができない。そのため、これまでセラミックスは耐圧容器としてあまり使われてこなかった。 筆者らは、これまでセラミックス耐圧容器の研究・開発を続けてきた。ここで紹介するセラミックス耐圧容器は、自己浮上式海底地震計への応用を目指したものである。すでに、このセラミックス耐圧容器を利用した７台の超深海型自己浮上式海底地震計が製作され、日本海溝周辺の海底地殻構造探査に利用されている。 セラミックス耐圧容器には、通常外部機器と内部の電子機器を接続するために、水中コネクタ用貫通孔が設けられる。この貫通孔周辺には、圧縮応力の応力集中と引っ張り応力が発生する。これらの影響を低減するため、筆者らは、図３に示すように、貫通孔周辺を補強する方法を開発した。その形状は、有限要素法による応力解析と水圧試験で確認した。適応水深は11,000mで世界の大洋の全てに適応可能である。日本セラミックス協会2015年年会（2015年3月18日～20日, 岡山大学津島キャンパス

FEM Analysis of Pressure-tight Ceramic Housings with Metal Caps

Date of Conference: 21-24 May 201

Development of Ceramic Pressure-tight Housings with Metal Caps

セラミックスは金属に比較して高い圧縮強度を持つとともに海水による腐食にも強いなど、耐圧容器の材料として魅力的な特長を持っている。しかし、引っ張り強度が低いために、金属容器に使われる耐圧容器設計方法をそのままセラミックスに適応することができない。そのため、これまでセラミックスは耐圧容器としてあまり使われてこなかった。本講演では、金属蓋とセラミックス円筒を組み合わせた耐圧容器の新しい設計方法を示し、有限要素法解析と小型耐圧容器を用いた水圧実験により、その有効性を示す。 一般に耐圧容器には、外部の機器と耐圧容器内部の電子機器を接続するために、水中コネクタ用の貫通孔が設けられる。この貫通孔周辺には圧縮応力の応力集中が発生すると共に、引っ張り応力も発生する。これらの応力を許容値以下にするために、同時に報告する「超深海型自己浮上式海底地震計用セラミックス耐圧球の開発」で述べるように、貫通孔周辺には細心の注意を払う必要がある。しかし、半球蓋の重量は円筒に比較してそれほど大きくない。そのため、俵型耐圧容器の場合には、蓋を設計と加工が容易な金属で作ることに、大きなディメリットはない。一方で円筒容器をセラミックスで作ると、金属に比較して大幅な軽量化が見込まれる。例えば、窒化珪素で直径300mm、長さ1000mm、耐圧60Maの円筒を作ると、その重量はチタン合金製円筒のおよそ半分になる。水中機器では、水中重量を軽減したり中性にすることがしばしば要求されるため、この円筒容器の重量低減は、大変魅力的である。 金属蓋とセラミックス円筒を持つ耐圧容器を実現する際の課題の一つは、その接触部分に発生する応力集中と、引っ張り応力である。筆者らは、金属蓋とセラミックス円筒間の摩擦係数を低減することにより、これらの応力が低減することを有限要素法解析により確認し、その後水圧試験でその有効性を確認した。 Fig.1 はその構造を示したものである。素材はアルミナセラミックスA479（京セラ）とアルミ合金A7075-T6を用いた。アルミ合金の表面はタフラム処理を施し、耐食性を高めると共に、摩擦係数を低減している。セラミックス円筒の長さは、その製造設備により制限される。そこで、より長尺の円筒が必要な場合を想定して、接続リングで円筒同士を接続することを試みた。接続リングも蓋と同じアルミ合金で製作した。最大耐圧は60MPaとした。水密は、Oリングで確保している。この耐圧容器は基礎実験用に作製したため、蓋と円筒の固定はテープで行っている。実用化する場合には、内部構造等を利用して、蓋と円筒を固定する必要があるが、それほど困難ではない。水圧試験は最大60MPa で7回の繰り返し加圧を行ったが、剥離やチッピング等の異常は全く確認されなかった。日本セラミックス協会2015年年会（2015年3月18日～20日, 岡山大学津島キャンパス

Small-sized model for Pressure-tight Ceramic Housings with an Elongated Ceramic Cylinder

We propose a simple design method of a ceramic pressure-tight housing having an extended length of cylinder and metal caps. Ceramics have higher compressive strength and lower specific gravity than typical metals. Moreover, they are free from erosion by seawater. For that reason, we can produce light pressure-tight ceramic housings that have good durability for deep-water applications. The proposed ceramic housings have greater buoyancy than metal housings. We also propose a simpler design method of metal caps. We confirmed its validity through Finite Element Method (FEM) analysis and hydraulic pressure tests using small-sized ceramic housings with metal caps.Date of Conference: 10-14 June 201

Venetoclax plus low-dose cytarabine in patients with newly diagnosed acute myeloid leukemia ineligible for intensive chemotherapy: an expanded access study in Japan

Background: In a Phase 3 international clinical trial (VIALE-C), venetoclax plus low-dose cytarabine improved the response rate and overall survival versus placebo plus low-dose cytarabine in patients with newly diagnosed acute myeloid leukemia who were ineligible for intensive chemotherapy. After the enrollment period of VIALE-C ended, we conducted an expanded access study to provide preapproval access to venetoclax in combination with low-dose cytarabine in Japan. Methods: Previously, untreated patients with acute myeloid leukemia who were ineligible for intensive chemotherapy were enrolled according to the VIALE-C criteria. Patients received venetoclax (600 mg, Days 1–28, 4-day ramp-up in Cycle 1) in 28-day cycles and low-dose cytarabine (20 mg/m2, Days 1–10). All patients took tumor lysis syndrome prophylactic agents and hydration. Safety endpoints were assessed. Results: Fourteen patients were enrolled in this study. The median age was 77.5 years (range = 61–84), with 78.6% over 75 years old. The most common grade ≥ 3 treatment-emergent adverse event was neutropenia (57.1%). Febrile neutropenia was the most frequent serious adverse event (21.4%). One patient developed treatment-related acute kidney injury, leading to discontinuation of treatment. Two patients died because of cardiac failure and disease progression that were judged not related to study treatment. No patients developed tumor lysis syndrome. Conclusions: The safety outcomes were similar to those in VIALE-C without new safety signals and were well managed with standard medical care. In clinical practice, more patients with severe background disease are expected, in comparison with in VIALE-C, suggesting that it is important to carefully manage and prevent adverse events

ERRγ enhances cardiac maturation with T-tubule formation in human iPSC-derived cardiomyocytes

ヒトのiPS細胞から新生児レベルまで成熟した心筋細胞を作製する. 京都大学プレスリリース. 2021-06-21.Lowering the cost of heart cell therapies. 京都大学プレスリリース. 2021-06-21.One of the earliest maturation steps in cardiomyocytes (CMs) is the sarcomere protein isoform switch between TNNI1 and TNNI3 (fetal and neonatal/adult troponin I). Here, we generate human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) carrying a TNNI1[EmGFP] and TNNI3[mCherry] double reporter to monitor and isolate mature sub-populations during cardiac differentiation. Extensive drug screening identifies two compounds, an estrogen-related receptor gamma (ERRγ) agonist and an S-phase kinase-associated protein 2 inhibitor, that enhances cardiac maturation and a significant change to TNNI3 expression. Expression, morphological, functional, and molecular analyses indicate that hiPSC-CMs treated with the ERRγ agonist show a larger cell size, longer sarcomere length, the presence of transverse tubules, and enhanced metabolic function and contractile and electrical properties. Here, we show that ERRγ-treated hiPSC-CMs have a mature cellular property consistent with neonatal CMs and are useful for disease modeling and regenerative medicine

Development of a Super-deep-sea Self Pop-up Ocean Bottom Seismometer using a Ceramic Pressure-tight Housing

We have developed a Super-deep-sea self-popup Ocean Bottom Seismometer (SDOBS) that can be deployed to the ocean floor up to 9,000 m depth. Because the maximum applicable water depth of a conventional self-popup Ocean Bottom Seismometers (OBS) is 6,000 m, some areas have remained inaccessible to seismic surveys, such as the deep part of Japan Trench, where the Great East Japan Earthquake occurred in 2011. Using a ceramic pressure-tight sphere, we were able to develop a SDOBS that has almost identical size, weight, and buoyancy to those of a conventional self-popup OBS using a glass sphere. Regarding the acoustic transponder, which is a key device for the development of SDOBSes. We heighten the transmitting acoustic level of an existing acoustic transponder to raise the positioning accuracy. Detailed results of sea tests conducted to evaluate the acoustic transponder performance are described herein. We used the same built-in seismometers, recorders, batteries, and other equipment as those used for conventional OBSes. We also report that by improving the test procedures, we were able to heighten the measurement accuracy of the uniaxial compressive strength of ceramics, which are important parameters to determine the applicable hydraulic pressure. We have developed seven SDOBSes to date, and have deployed 18 SDOBSes cumulatively for seismic surveys in the Japan Trench and Ryukyu Trench

Small and Strong Ceramic Pressure-tight Housing with Metal Caps

セラミックスは，金属と比較して高い圧縮強度を持つため，大水深用の軽量高強度耐圧容器の素材として有望である．特に，深海用水中ロボットでは，浮力材の必要量を低減するために，耐圧容器の比重を小さくすることが求められる．セラミックスを用いることにより，金属製耐圧容器に比較して，軽量な耐圧容器を作ることができる．しかし，セラミックスの引っ張り強度が圧縮強度の数分の一であることと脆性材料であることから，金属製耐圧容器の設計方法をそのままセラミックスに適応することができない．そのため，セラミックスは耐圧容器としてこれまで一部にしか利用されてこなかった．Fig. 11) は代表的なセラミックスと金属の圧縮強度と引っ張り強度を比較した図である。 筆者らはセラミックス円筒と金属蓋をもつ耐圧容器の新しい設計方法を考案し，有限要素法解析と小型耐圧容器による水圧実験により，その設計方法を確認した．この耐圧容器は，従来の俵型セラミックス耐圧容器と比較して，簡素な構造を持つだけでなく，組立なども容易になる．以下にその概要を報告する．日本船舶海洋工学会平成26年秋季講演会（2014年11月20日～21日, 長崎ブリックホール）にて講演 / 論文番号: 2014A-GS10-