東北大学 研究シーズ集

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「わ」行の研究者 8人

材料開発のための機器分析法のシーズ研究および装置化

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特徴・独創性
材料開発とその特性発現のメカニズム解明に必要とされる、元素分析を中心とした新しい機器分析法の研究開発を行っている。特に、工業材料のオンライン分析、リサイクル素材の選別等に適用できる高速分析法として、レーザ誘起プラズマを利用した発光分析法に注目し、減圧レーザ誘起プラズマを用いた分析装置やグロー放電励起源とレーザアブレーションを組み合わせた発光分析装置を提案している。

産学連携の可能性
従来より鉄鋼業をはじめとする金属素材産業と様々な共同研究を行っており、その実績を生かし、さらに広範な産業分野において必要とされる機器分析方法について学術指導、共同開発を行う用意がある。

金属材料研究所
我妻 和明 教授 工学博士
WAGATSUMA, Kazuaki Professor

癌細胞選択的核酸医薬の創製

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特徴・独自性
抗体医薬に次ぐ分子標的医薬として注目されている核酸医薬であるが、効果的な薬効発現と表裏一体的課題であるオフターゲット効果と呼ばれる副作用の低減がその実用化に向けた重要な解決すべき問題点として指摘されている。我々は従来の方法論とは全く異なる、標的がん細胞内でのみ薬効を発現し、正常細胞内では副作用を発現しない“がん細胞選択的核酸医薬”という新しい研究戦略を提案し、その実現に向け研究を推進している。具体的には増幅期のがん細胞に特徴的な低血流に基づく細胞内低酸素状態、ハイポキシアに注目し、ハイポキシアにより誘起される細胞内pH低下をトリガーとした選択的薬効発現を実現する人工核酸創製に取り組み、核酸塩基の配向変化に基づく標的RNA認識のOn-Offスイッチングを実現した。現在東京医科歯科大学横田隆徳グループとの共同研究により、動物レベルの実証実験に取り組み、良好な初期的データを得ている。標的細胞選択的薬効発現という研究戦略は世界的にも類がなく、高い独自性を有しており、世界的に高く評価されている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
上記、がん細胞選択的核酸医薬創製の研究戦略は、幅広いハイポキシア状態疾患への適用が可能で、現在脳梗塞・心筋梗塞への展開も検討しており、次世代分子標的薬剤としての高い可能性を有していると評価されており、産学連携により早期実証実験に繋げていきたい。

多元物質科学研究所
和田 健彦 教授 工学博士
WADA, Takehiko Professor

運動リハビリ・健康支援のためのウェアラブルシステムの開発

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特徴・独自性
事故や病気などによる脳や脊髄の損傷により生じた運動機能の麻痺や、高齢による運動機能の低下に対して、機能的電気刺激(FES)を応用した手足の動作の補助・再建・訓練する技術、慣性センサ(ジャイロセンサや加速度センサ)による計測・評価技術の研究開発を行っています。ウェアラブルシステム化、運動学習のリハビリテーションへの応用、運動機能評価・運動効果判定システム、個人に適した運動プログラム提供を目指しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
電気刺激を用いた新しい運動リハビリ法、運動訓練時の情報提示、運動訓練機器や訓練方法の定量的評価など、健康・福祉、リハビリテーション医療に関する分野への応用が期待されます。

医工学研究科
渡邉 高志 教授 博士(工学)
WATANABE, Takashi Professor

作物の子実生産を向上させる生殖形質に関する研究

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特徴・独自性
作物生産とその生産物の作物・子実は、食糧、環境、エネルギー、アメニティに応用でき、地球温暖化にある21世紀には人類にとって、様々な面においてこれまで以上に重要度が増加している。その作物の子実生産を向上させるためには、昨今の激変する環境ストレスに耐性を有する作物の開発は至上命題である。特に環境ストレスに対して弱い受粉・受精の生殖形質を改変し、種子、果実生鮮を向上させることを目的とする。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
高温、低温ストレス下で子実生産を左右する遺伝子群を同定している。収量増を見込めるF1雑種品種育成に重要な自家不和合性遺伝子の利用も進め、種苗産業などとの連携が可能である。

生命科学研究科
渡辺 正夫 教授 博士(農学)
WATANABE, Masao Professor

水素誘起劣化事象(水素脆性、水素誘起割れ、水素誘起局所塑性、水素加速酸化、水素加速クリープ、水素加速材質劣化等)の機構解明と機器・構造物の余寿命診断と劣化対策

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特徴・独自性
多様な社会インフラ並びにエネルギー変換機器・構造物の経年劣化は社会的に大きな課題であり、その中で、水素に誘起・加速された多様な劣化が進行している。本研究では、材料中の水素の挙動、その結果として生起する劣化事象を、マルチスケールモデリングにより考究し、先端的分析並びに多様な試験装置により劣化事象の本質を検証する。またそれを踏まえ次世代に向けた劣化耐性に優れた材料開発を廃炉も視点に入れて目指している。

産学連携の可能性
経年劣化の本質的解明は、寿命予測並びに対策の基礎を提供し、耐経年劣化材料開発は次世代機器の信頼性向上に寄与する。インフラ、エネルギー産業等の多様な産業分野との連携により安全・安心社会に大きく寄与する。

未来科学技術共同研究センター
渡邉 豊 教授 工学博士
WATANABE, Yutaka Professor

モーションキャプチャを活用した伝統芸能の継承支援

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特徴・独自性
最新のモーションキャプチャ・システムを活用し伝統芸能や民俗芸能の継承を支援している。例えばこれまでに、八戸法霊神楽、東北各地の民俗芸能、 ハワイアンフラ、韓国伝統舞踊、中国雑伎や太極拳などのモーションキャプチャを実施した。モーションキャプチャで得られたデータは、3DCGやアニメーションなどを駆使し現代的で魅力的な映像として再現している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
子どもたちに対する継承支援だけでなく、観光産業などの地域振興にとっても効果的なコンテンツになると考えている。
参考HP:
http://www.watabe-lab.org/

教育情報学研究部
渡部 信一 教授 教育学博士
WATABE, Shinichi Professor

医工放射線情報学

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特徴・独自性
主に核医学に関わる医用工学分野の研究を行なっています。PETやSPECTに代表される核医学検査では、さまざまな薬剤に放射性同位元素をラベルし、その薬剤の体内の動態を非侵襲的に画像化できます。非常に高い感度、定量性を持った検査です。しかし、PET/SPECTのデータは、さまざまな情報、雑音が混合しており、そこから有益な情報を引き出す必要があります。そのための、数理モデルの構築や、画像処理の研究を行なっています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
画像処理・データ解析ソフトウェアを医療機器メーカーに提供できます。現在、PETは創薬の分野で注目を集めています。分子イメージング技術をいかした早期薬効評価の指標としてPETを利用しようというものです。そのためのPET評価系の構築技術を提供できます。

サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター
渡部 浩司 教授 博士(工学)
WATABE, Hiroshi Professor

表面科学に立脚した燃料電池電極触媒開発

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特徴・独自性
新規ナノデバイス開発には、異相界面における物理的、化学的相互作用の解明に基づいて、その構造設計指針を提示することが不可欠である。本研究分野では、よく規定された金属・合金表面系を物理的手法(超高真空下おける分子線エピタキシ)により構築した上で、走査プローブ顕微鏡や光電子分光による表面構造や電子状態解析し、得られる基礎的知見に基づいたナノ材料構造設計指針に関する研究を行っています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
従来の“触媒“を化学ナノデバイスとしてとらえ、その構築をボトムアップアプローチで進めていきたいと考えています。燃料電池自動車用の電極触媒開発など水素社会実現の鍵となる技術に関連しています。

環境科学研究科
和田山 智正 教授 工学博士
WADAYAMA, Toshimasa Professor