JP4343115B2 - 生体表皮組織の特性及び機能と生体の表皮組織を利用した生体電磁気シグナル感応用生体素材及び製造方法 - Google Patents
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Description
ガルバニは実験中蛙の脚が起電機の火花や解剖刀と接触する時、痙攣を起すことを発見して研究した結果、これが電気と関係のある事実を知るようになり、“生物体電気”の存在を主張した。1791年発表されたガルバニ電気に関する論文は当時学界に大きな刺激を与え電気生理学、電磁気学、電気化学発展の契機となった。
フーリエの生体信号周波数解析方法は分析しようとする対象信号がどのうな周波数帯域に分布しているのか、さらに、対象信号がどのような周波数成分の信号等からなされているのかに対する端緒を提供する。
1903年にオランダの生理学者エイトホーベン(Willem Einthoven:1860-1929)は心臓搏動電位の微細な変化にも反応できる極めて繊細な電流計を発明し、1906年には電位の高低も記録できるように改良した。これが心臓疾患を予測する“心電図測定器”である。
このように、今まで用いられている普遍的な生体信号検知方法では、人体や生物体の露出された皮膚面に微弱な電流を加えて水分や熱等を測定する方法と、生体の皮膚面に遺棄された微弱な電流を電極で検知する方法等がある。
従って、癌細胞の生体信号を検波(Detect)するには、癌細胞の生体機能と生体信号を検知できるほどの新素材を開発しなければならない。
さらに、動物の表皮が有する性質についてより詳しく説明する。
しかしながら、科学技術の発達と共に生体表皮の構造と機能が究明されるに従い、表皮に従来の保護機能の他に極めて重要で多様な機能のあることが明らかになった。
発生学的に考察するに、表皮は外胚葉(Ectoderm)で分化される。外胚葉の萌芽細胞では表皮、脳、脊髄、神経、神経器官、感覚器官等が分離され形成される。表皮は萌芽細胞からなる独立層にして皮膚の派生器官でない独立器官である。
殆どの生体構造と同様に表皮も巨大分子(Macromolecule)で形成された高分子物質(Polymer)である。巨大分子とは、長い高分子物質鎖(Chain)である。高分子物質の分子鎖ではモノマ(Monomer)が体系的に連結されている。多層構造を有している表皮膜も同様である。このような連結体系のお陰で全てのモノマが一つの生体高分子物質構造で統合され、この連結体系の“強度(Intensity)”が可変的である為、表皮の連結体系が非線形性(Nonlinerity)を帯びるようになる。一つの生体高分子物質であっても連結体系の構造や数量により連結部位の弾性(Expansion)はいくらでも異なることがあり得る。
外部電磁気場が表皮に接すると表皮を成す生体高分子物質(Biopolymer)がエネルギーを変換する変形機(Transformer)及び振動子(Oscillator)の役割をする為、振動高調波(Harmonic Generation)が形成されエネルギー再放射現象が発生する。
表皮のような生物体組織が電磁気放射の影響を受けた時、振動高調波(Oscillation Harmonic Generation)が発生するのは、表皮の非線形光学的(Nonlinear Optic)特性と多層構造(Multi-layer System)の為である。
表皮が紫外線(Ultraviolet Ray)から近赤外線(Near Infrared Ray)に至る全ての波動領域のスペクトルを通過させるのではない。表皮はスペクトルを選択的に通過させ、一定の領域では急激な変化を起すこともある。これは表皮に極めて狭く細い吸収領域(共振:Resonance)があるからである。
光子(Photon)単位で測定する放射量子(Quantum)エネルギーは周波数vに比例する(EΦ=hv0)。波長λ(λ=c/v,c=振動状態での光の速度)が短くなると周波数が増加し、光子エネルギーも増加する。光子エネルギー数値EΦ1=hv0 1(h=プランク定数)(Planck’s constant)が変わるのである。“再放射”された光子エネルギーと初期光子エネルギーとの差(△EΦ=hv0 1-hv0=h(v0 1-v0)=h△v)は生物体の代謝作用に用いられる。光学生体反応の場合、光は新陳代謝(Metabolism)に直接的に参与するエネルギーとその他の形態のエネルギーに変換する。
従って、表皮膜構造には微細な刺戟にも機械的振動(Mechanical Oscillation)、光学振動(Optical Oscillation)、電気的振動(Electric Oscillation)等のような多様な物理的変化が発生する。外部電磁気場、例えば癌や炎症等疾病にかかった生体特定部位の電磁気場(Electromagnetic Field)が生物体の表皮に放射されると、表皮内部にある複数の薄膜では機械的振動が発生し、表皮膜の半透明性の為光学振動が発生して膜と膜との間の空間では電荷とイオンが変化して電気的振動が発生する。この3種の振動の性格を数学、物理学的に解読した結果、生物体で分離され、一定の加工過程を経た表皮が疾病を患う生体特定部位電磁気場の性格を分析して総合すると言う事実が明らかになった。
表皮ではピエゾ電気(Piezoelectricity)的性格も観察された。ピエゾ電気の特性は強誘電体(Ferroelectrics)の典型的な性格であるので、表皮は“準安定強誘電体”である。強い電磁気場におかれた強誘電体は外部電磁気場強度により、分極の非線型関数関係が変わる為、誘電体である表皮を通過した電位電流には高調波(Harminic Generation)が発生する。
この場合、結晶組織は線形電気光学(Linear Electro-optic)効果を有する。誘電体の全ての結晶組織は原則的に2次式(Square)の電気光学効果を維持するのが正しい。2次式電気光学効果とは、電気場の2次式に比例する分極定数級数(級数:Progression)の増加を意味する。表皮は外部電磁気場の影響により分極が誘導される非線形光学結晶型の誘電体(Nonlinear Optic Crystalloid Dielectric)である。
例えば、周波数ωの光波が平面形非線形誘電体に進入するものと仮定する。この際、波動計(Field of Wave)の強度は公式(1)と同じものと仮定する。平面分極べクトルは現れるが、公式(1)を代入して
公式(3)の初めの二つの仮数は周波数2ωで分極波動を示し、3番目の成分は光学整流(Optic Rectification)効果と関連がある。周波数2ωで分極波動は一定の条件が満たされれば同一の周波数で再放射される。換言すれば媒質の中に周波数2ωの光波ー第2の光学高調波が生ずる。
このように結晶型の非線形光学媒質は第2次高調波を生成する。表皮はメラニン微粒子を含む物質等が内包されている結晶体(Crystalloid)である。
人の角質層と魚類の鱗、亀の甲殻表皮組織を電子顕微鏡で観察すれば、数百個の表皮層等がマイクロン単位の循環性を徹底的に守りながら羅列されているのが見える。
循環構造の中に隣接している二つの表皮膜の光学物理学的特性は異なる。まず、互いに異なる誘電率ε,ε'に対する屈折数値n,n'が異なる。光学高調波(Optic Harmonic Generation)が非線形的に生成されることも循環媒質の特徴である。
複数の単色波動(Monochromatic Wave)が表皮に拡散(Diffusion)されると、非線形性の為連合周波数(Combined Frequency)が発生するものの、連合周波数の振幅(Amplitude)は連合中の(Combining)波動の一つ一つの振幅で決定される。
自生波現象は積極的な非線形媒質で波動が自ら維持しながら存続していく過程にして、多層に分離された媒質内部で自生するエネルギーのお陰で、波動の長さ、拡散速度、振幅、形態等波動過程の性格が保存される。
亀、魚類、鳥類等表皮が発達した動物を選択して香料と塩と水が1:2:300で混合された溶液に浸して7日間程放置した。この時の水温は25〜27℃に調節した。浸漬工程の目的は動物の腐敗を促進させて表皮の分離を容易にし、分離工程の際表皮表面に生ずる傷を最小化することにある。
浸漬工程後、腐敗した亀、魚類、鳥類から表皮膜の縁をピンセットでつまみ、用心深く剥がして生物体から表皮を分離する。
乾燥工程が終われば零上40℃と氷点下25℃に表皮を24時間ずつ交互に放置する。このような温冷処理工程は2〜3回繰返す、これは表皮の耐熱性と耐寒性を高める。この際にも表皮の外形に変化が生じないように重圧を加える。
殺菌処理された表皮を電気円筒に入れて500RPMの速度で回転させ静電気を発生させる。これは表皮内の振動子等の電気的振動を活性化させる為の静電気生成工程(Static Electricity Generation Process)である。この際表皮に傷が生じないように表皮を布等で保護する。
静電気処理された表皮表面に松の実油を塗布して凝固させる。これは表皮表面に水分及び湿気が生ずるのを予防する為の工程である。
前記の製造工程により得られた生体素材は、生体組織の中で半透明多層構造とメラニン結晶体等を保有する非線形光学的表皮組織で製造したものであって、生体素材の多層構造に外部の電磁気スペクトルが通過する時、非線形エコー現象を初め多様な光学、物理学、電気的な現象が発生して表皮が外部の電磁気信号を分析、総合、記憶、学習、再形成、転送、再転送する特性を有するようになり、一定の製造工程により生物体より分離された後にも、感応効果、エネルギー再生効果等のような特性が一層向上された生体素材は疾病の診断や、土壌の再生に適し、加工工程により製造された為、その組織が消失されずその機能と特性を長期間利用できる。
1)光学的特性
1.光を初めとした電磁気放射(Electromagnetic Radiation)が生物体に影響を及ぼす過程で表皮膜は積極的で能動的に参与する。
2.光の影響を受けた表皮膜には量子(Quantum)エネルギーが生成され、その結果連結が不規則な、つまり、レーザー性格を帯びる表皮膜には振動融和(Oscillation Harmony)が発生する。つまり、表皮膜の機能はレーザーの機能と類似する。
4.光波動の影響を受けた表皮の光学振動子では光学的振動が発生し、この振動は表皮の循環構造(Periodic Structure)に沿い移動する。
5.非線形光学媒質である表皮と複数個の光波動が相互作用すれば、複数の光学振動子により高調波(Harmonic Generation)が発生する。
7.表皮が電磁気放射の影響を受けると表皮の生体薄膜空間システムが光界(Light System)に変化をもたらし高調波(Harmonic Generation)が発生する。
8.メラニン(Melanin)微粒子等表皮の非線形結晶体等は第2の光学高調波を生成する主要媒質である。
1.磁気スペクトルの影響を受けた表皮の非線形振動子(薄膜、メラニン結晶体、生体高分子物質(Biopolymer)等)には物理的振動が発生する。
2.表皮の非線形振動子等は電磁気スペクトルの性格を変換して高調波、つまり、エネルギーを形成して再放射する。
4.表皮のような循環媒質において、波動の変形がZeroとなるようにする位相同期化(Phase Synchronization)条件が満たされると高調波が発生する。
5.最初の高調波が表皮の多層構造により、回折(Diffraction)すると周波数の非線形光学効果が増加し、与えられた波動が媒質内部の空間周期に接近して第2次高調波が生成される。
7.表皮のような非線形光学媒質の中では多様な光波動が互いに強力な影響力を行使し、光波動間でエネルギーが間断なく交換され高調波が生成される。
8.表皮で電磁気スペクトルの波長が短くなると、生物体内部の活動性を高める追加エネルギーが発生する。この時発生するエネルギーの量は代数方程式で算出が可能である。
1.表皮は微量の電解質(Electrolyte)を含有していて、電気抵抗が10 12 〜10 15 Ωの絶縁体に近く、外部電磁気スペクトルの影響を受けると、分極(Polarization)が誘導される誘電体(Dielectric Substance)である。
2.表皮の角質細胞(Keratinocyte)が電磁気波の影響を受けると表皮に非線形的な電子分極が発生する。
4.電磁気場の影響を受けたバイオエレクトリトには分極の非線形関数関係に変化が生じ高調波(Harmonic Generation)が発生する。
まず、生体反応エネルギー感応用センサー素材として用いた場合を見れば、前記のように本発明の生体素材は生物体の組織、特に癌腫瘍等異常(Abbormal)細胞を内包した生物体組織が一定の電磁気スペクトルを放射すれば、そのスペクトルの性格を分析して総合する。このような生体素材を別途のプロブ(Probe)検出部に装着すれば、生体素材は生体組織が放射する微細な電荷量(Capacitance)を検出して増幅する。
上述した製造方法を経て製造された固形の生体素材を、痩せた土壌に注入すると土壌を再生して有機体(Organism)に影響を与え有機体生体組織の成長と再生を促進させる。
成長条件:日照量、水供給量、栽培場所等全ての条件同一
観察方法:播種後3日目から毎日成長速度測定
Claims (2)
- 魚類、鳥類、亀から選択される表皮が発達した動物の死体を塩と香料が添加された水に浸漬してその表皮を分離し、分離した表皮を重クロム酸カリウムと食酢混合溶液に浸漬し、室温で乾燥して高温と低温を交互に加える温冷処理し、紫外線で殺菌し、静電気生成工程を経てメラニン結晶体が多量に含まれた部位を選別し、切断して外面に松の実油を薄く塗布して製作した生体の表皮組織を利用した生体電磁気シグナル感応用固形生体素材。
- 魚類、鳥類、亀から選択される表皮が発達した動物の死体を香料、塩、水1:2:300で混合された溶液に浸して1週間経過させる浸漬工程と、
浸漬工程が完了した生物体から表皮を分離する表皮分離工程と、
分離された表皮を洗浄した後、重クロム酸カリウム、食酢、水1:1:100の比率で混合した溶液に10〜12時間浸して室温で48時間重圧を加えて乾燥させる乾燥工程と、
乾燥された表皮を重圧状態で40℃と−25℃の温度を24時間ずつ2〜3回繰返して加える温冷処理工程と、
温冷処理された表皮を240nm紫外線ランプで30分程紫外線を照射して殺菌する殺菌工程と、
殺菌処理された表皮を電気円筒に入れ、500RPMで回転させ静電気を発生させて、メラニン結晶体が多量に含まれた部位を選別する静電気生成工程と、
静電気処理された表皮の外面に松の実油を塗布する松の実油塗布工程と、
その表皮を必要な大きさに切断する切断工程から成る生物体の表皮組織を利用した生体電磁気シグナル感応用固形生体素材の製造方法。
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