東北大学 研究シーズ集

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薬剤決定支援

実践的かつ経営的処方を支援する薬品決定支援システムおよびプログラムの開発

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 糖尿病における実地医療現場で実践的かつ経営的処方術を実施するための薬剤決定支援システムおよび薬剤決定支援プログラムを発明した(特許第4176438号)。
 我が国の保健医療現場における医師の処方は1剤205円以内の6剤投薬と規定されている。この制限を越えた投薬を施行した場合には薬価請求額の10%が減額されるしくみになっている。但し、服用法が同じで、かつ205円以内に収まる複数の薬剤は1剤とみなされ、6剤を越えた処方がなされても6剤以下の処方と扱われる。
一方、我が国の高齢化社会では加齢に伴い糖尿病患者が増加している。糖尿病合併症を含めその治療薬を1人の内科医が処方すると容易に6剤投薬を超えてしまう。そこで医療経営的にジェネリック(後発品)の使用が不可欠となる。しかし、医師が先発品と後発品の医薬情報を薬価まで熟知し瞬時に処方を行うことは極めて難しい。本発明は主に糖尿病診療における内科医の処方技術を実践的かつ経営的に改善するものである。
 本発明(特許)を活用して事業化を企てる企業または出資者・開発支援者を求めている。
 ソフトウエアのサンプルあり。

医工学研究科
野々垣 勝則 教授 医学博士
NONOGAKI, Katsunori Professor

薬物作用

ポジトロン断層法(PET)を用いた機能・分子イメージング研究

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特徴・独自性
PETを用いた機能・分子イメージングでは、生体(ヒト、動物)の臓器(脳、心臓、筋肉など)の代謝、血流、情報伝達機能等を、生きたままの状態で外から測定することができる。この特徴を生かして、疾患(がん、認知症など)の早期診断や薬物作用の研究が可能となる。また、健康増進科学の研究にも応用可能であり、運動や代替医療など、多様な応用分野を展開している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
薬物副作用の研究や代替医療の治療効果評価研究では多くの実績があり、方法論の蓄積がある。他に、運動による健康増進効果や代替医療、健康食品等の代謝効果に関する研究が展開できる。

サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター サイクロトロン核医学研究部
田代 学 教授 医学博士
TASHIRO, Manabu Professor

薬物療法

新規脳梗塞急性期治療薬(TMS-007)の開発

現在、脳梗塞に対し唯一承認を受けている血栓溶解剤はalteplaseであるが、出血性梗塞の副作用などから、適応は厳密に制限され脳梗塞全体の5%程度にとどまっている。
TMS-007は新しいプラスミノーゲンモジュレーター活性を有する低分子化合物で、血栓溶解作用のみならず、脳保護作用を併せ持つ。サルを含む複数種の脳梗塞動物モデルにおいてalteplaseに勝る有効性が検証されている。我々は、TMS-007の開発を進めている㈱ティムスならびに東京農工大学と共同で開発を行い、早期に臨床試験段階まで育て上げ、製薬企業にライセンスを行うことを目的とする。

医学系研究科
冨永 悌二 教授 医学博士
TOMINAGA, Teiji Professor

ユーザインタフェース

未来の生活を豊かにするインタラクティブコンテンツ

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特徴・独自性
(1)人と空間とコンテンツに関する研究
さまざまな形のコンテンツ、それを見たり使ったりする人々、そしてこれらを取り巻く空間を含めて考え、これらの間のさまざまな関係に注目して、人々の作業を効率的にしたりコミュニケーションを円滑にしたりするインタラクションの手法を提案しています。また、これらが人々に及ぼす影響の調査・実験等に関する研究も進めています。
(2) ディスプレイと3次元インタラクション
さまざまな情報コンテンツを的確に表示するディスプレイ装置と、これらをうまく活用してコンテンツを直感的に利用するための新しい3次元インタラクション技術の研究を進めています。また、これまで計測が困難であった複雑な手作業中の手指の詳細な運動を計測する新しい3次元モーションセンサに関する研究も進めています。
(3) コンテンツのインタラクティブで柔軟な表示
創発の考え方によるアルゴリズムを利用して、様々なコンテンツを状況に応じて動的に、そしてインタラクティブに表示する新しい手法を提案しています。さらに、その特徴を活かした応用に関する共同研究を、多方面の方々と進めています。
(4) インタラクションデザインと評価
大画面、タッチパネル、マウスなどのさまざまな環境で効率的にコンテンツを扱うことができるように、オブジェクト選択などの基本インタラクションについて、運動学や実世界のメタファを導入して新しい手法をデザイン・評価する研究を進めています
(5) 災害復興エンタテインメントコンピューティング
情報通信の技術を用いてエンタテインメントの魅力をさらに高め、可能性を広げようとするエンタテインメントコンピューティングの研究を通して、被災地の創造的復興と、将来の災害にも対処できるように、いろいろな知見を蓄えることを目標に進めている研究です。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
いずれの研究テーマでも、我々の技術や知見を世の中の多くの方々に使っていただき、生活を便利にしたり、快適にしたりすることができたらと考えています。そのために、いろいろな分野の方と一緒に連携させていただきたいと思います。

電気通信研究所
北村 喜文 教授 工学博士
KITAMURA, Yoshifumi Professor

ユーザビリティ

脳機能イメージング技術のインタフェース評価への応用

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特徴・独自性
使いやすい製品やインタフェースを作るためにはユーザである人間を含めた評価が重要であるが、人間の多様性、そして優れた適応性のためにシステム側の評価を独立して行うことは困難である。本研究では、最先端の脳機能イメージング技術を利用することによりインタフェースの評価を行う研究を行っている。MRIやNIRS等の最先端の計測装置を利用して脳活動を計測することにより、インタフェースに対峙している人間の認知活動を直接観察することができる。それにより間接的な指標では推定の難しい認知的な負荷を直接評価することが可能となる。特に川島研究室と共同で開発した超小型NRIS装置は、20名までの脳活動をリアルタイムで同時に計測できる世界で唯一の装置であり、この装置を利用して複数人の脳活動に基づく共感の計測の可能性を検討している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
これまで主観的な評価に頼ってきたユーザビリティ評価に代わって客観的な評価を行う可能性を有しており、人間を対象にした評価を必要とする企業に対して学術指導を行う用意がある。

工学研究科 量子エネルギー工学専攻
高橋 信 教授 工学博士
TAKAHASHI, Makoto Professor

有機・高分子材料

高機能光材料を目指した有機・高分子ハイブリッドナノ結晶の創成

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特徴・独自性
共役系有機・高分子物質と無機系物質とのハイブリッドナノ材料では界面構造などに依存した特異な光・電子物性が発現し、革新的機能性材料として期待される。再沈法や可視光応答型光触媒還元法、パターン基板とTapered Cell法との組み合わせなど、独自に開発した作製手法や集積化プロセスを基に、次世代光デバイスに資するコア−シェル型ハイブリッドナノ結晶の創成とその材料化に関する研究を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
光デバイスは情報・通信、医療分野などに大きく貢献する。一方、これらの作製手法は高分子材料工学へも適用される。例えば、高分子-微粒子複合材料における界面構造制御による物性・機能の飛躍的向上が見込まれる。

多元物質科学研究所
及川 英俊 教授 理学博士
OIKAWA, Hidetoshi Professor

有機・無機ハイブリッド材料

ナノインプリントリソグラフィによる先進光機能材料のナノファブリケーション

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特徴・独自性
ナノインプリント技術は、パターンサイズとデバイス面積を広範囲にカバーでき、産業界に向いた量産性に優れるナノファブリケーション法として注目されています。当研究グループは、単分子膜工学を推進し、界面機能分子制御の学理の追求と実学応用を進めています。離型分子層、密着分子層、偏在分子層を設計した光硬化性樹脂を研究し、ナノインプリントリソグラフィによる半導体、金属、無機酸化物の超微細加工に挑戦しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
透明導電膜、光導波路、メタマテリアル等の先進光機能材料に関する研究成果を発表しました。材料、機械、マスク、デバイスメーカーと連携し、日本のものづくりの強化に貢献します。

多元物質科学研究所
中川 勝 教授 工学博士
NAKAGAWA, Masaru Professor

有機化学

有機合成化学および天然物化学

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特徴・独自性
アミノ酸、あるいはアミノ酸から簡単に合成できる低分子有機化合物を触媒とした、光学活性化合物の実用的な合成法の開発を行っています。世界中で使われているJorgensen-Hayashi Catalystを開発しました。さらに、それらの合成方法を利用して、抗癌作用等の生物活性を有する天然有機化合物の独創的・実用的な合成を行っています。これまでに抗インフルエンザ治療薬であるタミフルのわずかone-potでの合成に成功しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
医薬品合成、農薬合成、化成品合成に我々の開発した反応、触媒は大いに役立ちます。

理学研究科 化学専攻
林 雄二郎 教授 博士(理学)
HAYASHI, Yujiro Professor

有機金属気相成長

システムに変革をもたらす素子応用を鑑みた半導体材料開発とその物性研究

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特徴・独自性
1. 現在の高度情報化社会を支える光通信用分布帰還型半導体レーザ:1981年、波長1.55μmにおいて単一縦モードでの室温連続発振に世界で最初に成功。1988年にシステム導入され、現在では、ファイバ1本あたり伝送容量10Tb/sの通信が実現されている。
2. 青色発光ダイオードで知られる窒化物半導体:素子応用を鑑み、1987年、InGaAlNを提案。1989年、青色発光材料InGaNの単結晶薄膜成長。1991年、InGaNのフォトルミネッセンスを観測。本技術は、市販の青色LED作製の標準技術。最近では、窒化物半導体のエピタキシャル成長に適した加圧型MOVPE装置を新たに開発し、結晶品質の向上に成功している。
3. 高周波・高出力・高耐圧トランジスタの開発を、GaN自立基板の作製から進めている。その特徴は、結晶極性の制御、特にN極性成長技術を基礎にしている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
分布帰還型レーザ:サブミクロン周期構造の作製、微細構造を有する半導体基板上への薄膜成長、レーザの作製プロセスおよび素子評価技術、レーザシミュレーション
窒化物半導体:有機金属気相成長法、結晶の評価、発光素子・太陽電池・電子デバイスの作製と評価の技術

金属材料研究所
松岡 隆志 教授 工学博士
MATSUOKA, Takashi Professor

有機修飾

超臨界水熱合成法による有機・無機ハイブリッドナノ粒子合成

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特徴・独自性
超臨界水を反応場とする有機修飾ナノ粒子の合成技術を発明した。超臨界反応場では有機分子と金属塩水溶液が均一状態で反応し、水分子が酸/塩基触媒として働き、有機修飾金属塩ナノ粒子を合成できる。このハイブリッドナノ粒子は有機分子を表面に有するため、溶剤に高濃度分散させてナノフルイッド、ナノインクとしたり、高分子とハイブリッド化させて有機・無機材料の機能を併せ持つ材料を創成することができる。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
窒化ホウ素の有機修飾ナノ粒子はポリマーに分散させて、高熱伝導材料として使用できる。また酸化チタン、酸化ジルコニウムの有機修飾ナノ粒子は、ポリマーなどに高濃度分散させることにより高屈折率レンズ製造に応用できる。また、高活性ナノ触媒としての利用も期待される。現在、本技術に基づいて、超臨界ナノ材料技術開発コンソーシアム(参加企業およそ80社)が設立されており、産業への応用や国家プロジェクトの提案などを積極的に推進している。

材料科学高等研究所
阿尻 雅文 教授 工学博士
ADSCHIRI, Tadafumi Professor

有機触媒

有機合成化学および天然物化学

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特徴・独自性
アミノ酸、あるいはアミノ酸から簡単に合成できる低分子有機化合物を触媒とした、光学活性化合物の実用的な合成法の開発を行っています。世界中で使われているJorgensen-Hayashi Catalystを開発しました。さらに、それらの合成方法を利用して、抗癌作用等の生物活性を有する天然有機化合物の独創的・実用的な合成を行っています。これまでに抗インフルエンザ治療薬であるタミフルのわずかone-potでの合成に成功しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
医薬品合成、農薬合成、化成品合成に我々の開発した反応、触媒は大いに役立ちます。

理学研究科 化学専攻
林 雄二郎 教授 博士(理学)
HAYASHI, Yujiro Professor

有機シンチレータ

極低放射能環境での高感度放射線計測

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特徴・独自性
ニュートリノ科学研究センターでは、温湿度・振動などの点で非常に安定した地下1000mの空間に、1200立方メートルの有機シンチレータを主体とした装置を構築し、自然界と比べて1兆倍も放射線の少ない極低放射能環境を実現しています。そこでは、超高感度での放射線計測、特にニュートリノ観測を実施しているほか、極低放射能を実現するための純化装置や高機能な放射線測定装置の開発も行っています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
極低放射能環境は希な現象の研究に適しているほか、微量放射能測定環境や放射線の生物進化への影響調査などへの活用が考えられます。また、ニュートリノ観測技術の原子炉モニターへの応用や、高感度放射線測定技術の医療への応用の可能性も考えられます。

ニュートリノ科学研究センター
井上 邦雄 教授 博士(理学)
INOUE, Kunio Professor

有機超薄膜

新規な有機強誘電体、有機半導体、有機磁性体の作製と物性評価

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有機分子の設計自由度に着目した分子集合体の多重機能の構築および無機材料とのハイブリッド化を試みている。導電性・磁性・強誘電性の観点から、分子性材料の電子-スピン構造を設計し、その集合状態を制御する事で、マルチファンクショナルな分子性材料の開発を行っている。単結晶・柔粘性結晶・液晶・ゲル・LB膜など多様な分子集合体を研究対象とし、無機クラスターや金属ナノ粒子とのハイブリッド化を試みている。本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行う用意がある。

多元物質科学研究所 ポリマー・ハイブリッド材料研究センター
芥川 智行 教授 理学博士
AKUTAGAWA, Tomoyuki Professor

有機ナノ結晶

高機能光材料を目指した有機・高分子ハイブリッドナノ結晶の創成

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特徴・独自性
共役系有機・高分子物質と無機系物質とのハイブリッドナノ材料では界面構造などに依存した特異な光・電子物性が発現し、革新的機能性材料として期待される。再沈法や可視光応答型光触媒還元法、パターン基板とTapered Cell法との組み合わせなど、独自に開発した作製手法や集積化プロセスを基に、次世代光デバイスに資するコア−シェル型ハイブリッドナノ結晶の創成とその材料化に関する研究を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
光デバイスは情報・通信、医療分野などに大きく貢献する。一方、これらの作製手法は高分子材料工学へも適用される。例えば、高分子-微粒子複合材料における界面構造制御による物性・機能の飛躍的向上が見込まれる。

多元物質科学研究所
及川 英俊 教授 理学博士
OIKAWA, Hidetoshi Professor

有機半導体

フレキシブル液晶ディスプレイの先進技術

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特徴・独自性
ガラス基板をプラスチックフィルム基板で置き換えたフレキシブル液晶ディスプレイは、 曲がる・薄い・軽い・割れないなどの特質により、ディスプレイの収納性・携帯性を飛躍的に高め、新たな視聴形態やヒューマンインターフェースを創出します。そこで誰もが豊かな情報サービスを享受できるように、液晶や高分子などの機能性有機材料を用いて大画面・高画質のフレキシブルディスプレイを実現するための基盤研究に取り組んでいます。

産学連携の可能性
これらの研究を進展させて、実用的なフレキシブルディスプレイと応用技術を開発するため、産業界との共同研究を希望します。

工学研究科 電子工学専攻
藤掛 英夫 教授 博士(工学)
FUJIKAKE, Hideo Professor

有機物質

分子性有機物質の新電子物性開拓

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有機分子の集積によって構成されている分子性伝導体を中心に研究を進めています。分子で構成されている有機物質の特徴は“やわらかい”ことです。この特長から、近年、有機ELデバイスなどの軽量で“曲がる”エレクトロニクス材料として注目されています。当研究室では、このような分子性有機物質の基礎的物性(金属-超伝導-絶縁体)の解明、新物性の開拓を目指しています。
分子性有機物質は、無機物質と比べて“やわらかく”大きく広がった分子軌道や電荷の分布、また分子自身の持つ構造自由度などのために、電荷-スピン-分子格子-分子内結合の間にゆるやかで大きな自由度を有しています。このナノ分子サイズの“やわらかい”複合的自由度と強く関係している超伝導から絶縁体までの多彩な電子状態がバルクな物性として現れます。このような分子性物質の特長をフルに活かして、電子物性物理の重要で興味ある問題にチャレンジしています。 このような研究に興味のある企業への学術指導を行なう用意があります。

金属材料研究所 低温電子物性学研究部門
佐々木 孝彦 教授 工学博士
SASAKI, Takahiko Professor

有機分子触媒

有機分子触媒を用いた高度分子変換

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特徴・独自性
有機化合物の選択的かつ効率的な分子変換を、環境に対する負荷を軽減しつつ実現するための技術として、触媒として機能する有機分子の設計開発を行っている。ブレンステッド酸ならびに塩基は有機合成に汎用される触媒だが、その機能化を目的として、キラルブレンステッド酸触媒として軸不斉リン酸を、キラル塩基触媒として軸不斉グアニジン塩基をそれぞれ設計開発している。これらを用いることで高選択的に光学活性化合物を得る反応開発に多くの実績を有している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
回収し再利用が可能な有機分子触媒として、キラルブレンステッド酸ならびに塩基を開発しており、これらを用いた高立体選択的な分子変換法を確立している。創薬のプロセス化学に適用することで廃棄物を削減し、選択的かつ効率的な分子変換に基づく医薬品合成について学術指導ならびに共同研究を行う用意がある。

理学研究科
寺田 眞浩 教授 博士(工学)
TERADA, Masahiro Professor

分子エレクトロニクス、有機-無機ハイブリッド材料

新規な有機強誘電体、有機半導体、有機磁性体の作製と物性評価

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有機分子の設計自由度に着目した分子集合体の多重機能の構築および無機材料とのハイブリッド化を試みている。導電性・磁性・強誘電性の観点から、分子性材料の電子-スピン構造を設計し、その集合状態を制御する事で、マルチファンクショナルな分子性材料の開発を行っている。単結晶・柔粘性結晶・液晶・ゲル・LB膜など多様な分子集合体を研究対象とし、無機クラスターや金属ナノ粒子とのハイブリッド化を試みている。本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行う用意がある。

多元物質科学研究所 ポリマー・ハイブリッド材料研究センター
芥川 智行 教授 理学博士
AKUTAGAWA, Tomoyuki Professor

有限要素法

電気モータの高性能化と応用に関する研究

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特徴・独自性
モータは現代社会に欠かせない道具であり、今後ともその需要は増大するものと考えられる。ここでは、小型で高出力かつ高効率なモータの開発を目的として、①モータの解析・設計手法の確立、②モータの最適制御手法の確立、③電気自動車への応用、④回転エネルギー回生技術の応用などを行っている。独自に開発した磁気回路網解析、磁石レスのスイッチトリラクタンス(SR)モータの高性能化、インホイールダイレクトドライブ電気自動車に技術的な特徴がある。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
電機メーカや自動車メーカ、磁性材料メーカとの産学連携を想定している。磁場解析・回路解析・制御系解析など、回転機の設計に必要な基礎技術を持っているので、特殊用途のモータや発電機の開発にも対応できる。

工学研究科
一ノ倉 理 教授 工学博士
ICHINOKURA, Osamu Professor

雄性不稔

イネ科作物の高温・低温障害の克服法

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特徴・独自性
地球規模での温暖化は、コムギやオオムギなどの収量に多大な影響を及ぼしている。また、異常気象は局所的な低温ももたらし、東北地方でのイネの冷害は有名である。これら主要作物の温度障害は、いずれも花粉形成の過程が最も脆弱であり、ストレスにより正常花粉ができなくなる。本技術は、植物ホルモンのオーキシンやジベレリン、さらにはカーボンソースを適切な時期に散布することで、これら障害を完全に克服するものである。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
適切な植物ホルモン等を利用することで異常気象による作物の収量低下を防ぐことができ、農作物の安定的な生産に資する。

生命科学研究科
東谷 篤志 教授 理学博士
HIGASHITANI, Atsushi Professor