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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特徴・独自性

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

薬剤スクリーニング

トキソプラズマの急性感染と潜伏感染を共に抑制できる薬剤のスクリーニング系の確立

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特徴・独自性

トキソプラズマ症は、ヒトや動物に重篤な病気を引き起こす。現行のトキソプラズマ薬は病態を引き起こす急性感染虫体を潜伏感染へと移行させるだけで根本的な駆虫に至らない。従って、潜伏感染虫体を防除できる方策を確立する必要性がある。
我々は原虫の増殖と潜伏感染誘導をともに計測する薬剤のスクリーニング系を確立し、トキソプラズマの増殖と潜伏感染をともに抑制し、毒性の少ない理想的な薬剤の同定に成功した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

薬剤ライブラリーの提供があれば、新規薬剤のスクリーニングが可能である。ヒトの産婦人科医療及び獣医診療、動物用飼料業界での、トキソプラズマ症の感染予防及び治療を目的とした新規薬剤、飼料添加物の同定が可能である。

農学研究科
加藤 健太郎 教授 博士(獣医学)
KATO, Kentaro 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、生体臓器(ヒトや動物の脳、心臓、筋肉など)の代謝、血流、微量物質貯留、情報伝達機能などを対象が生きたままの状態で体外から測定できます。この特徴を生かして、疾患の早期診断や抗ヒスタミン薬などの治療薬の作用・副作用研究、運動・代替医療による健康増進研究などを進めております。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

以下のようなテーマの産学連携が可能です。㈰さまざまな薬物や飲食物の摂取前後の体内変化の評価、㈪運動、代替療法、瞑想などが心身に与える効果の評価、㈫認知症早期診断研究など。
基礎から臨床への橋渡し研究、臨床研究法対応も進めており、物理、化学・薬学、工学と連携した幅広い研究・開発の展開が可能です。

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

薬物代謝酵素

ファーマコゲノミクス解析に基づく個別化薬物療法

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特徴・独自性

東北メディカル・メガバンク機構が構築した一般住民バイオバンクの全ゲノム配列情報を活用して、薬物代謝酵素における約1000 種の組換え遺伝子多型バリアントを網羅的に作製・機能評価する。これにより、これまで見落とされてきた薬物代謝酵素活性に影響を及ぼす重要な低頻度遺伝子多型を同定し、遺伝子型から表現型を高精度で予測できる薬物応答性予測パネルや独自のコンパニオン診断薬(核酸クロマトグラフィー法)を構築する。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

核酸クロマトグラフィー法は尿糖や妊娠検査薬のようなものであり、キットが成功すれば、簡便で大型の検出機器を必要としないため、大病院だけでなく中小病院や診療所レベルでも遺伝子多型診断の導入が可能になると考えられる。

薬学研究科
平塚 真弘 准教授 博士(薬学)
HIRATSUKA, Masahiro Associate Professor

薬物療法

新規脳梗塞急性期治療薬(TMS-007)の開発

特徴・独自性

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

野菜

野菜や果物のおいしさや健康機能性の科学的評価とその利用

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特徴・独自性

当研究室では、トマトやリンゴなどの野菜や果物の生産や流通に活かすため、糖やビタミンなどの有用成分の研究を行っています。そのため、野菜や果物の栽培や貯蔵における環境や技術が品質に及ぼす影響を科学的手法によって明らかにすることができます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

科学的なエビデンスを得るための実験方法を提案し、成分分析等を実施し、栽培、輸送、保存の方法や、品種の違い等が品質に与える影響を評価することができます。野菜や果物の生産から消費に至る幅広い業界との連携が可能です。

農学研究科
金山 喜則 教授
KANAYAMA, Yoshinori 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

有機材料化学

難水溶化という従来の逆の分子設計に基づく新規ナノ薬剤の創出

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特徴・独自性

プロドラッグ分子のみで構成されるナノ粒子『ナノ・プロドラッグ』を提唱し、疾患部位への高効率なドラッグデリバリーが可能な抗がん剤や点眼薬の開発を行っています。『ナノ・プロドラッグ』は、難水溶性にする薬剤設計指針に基づき化合物合成したプロドラッグ分子を、独自の有機ナノ粒子作製手法である『再沈法』に共することで、粒径100 nm以下で制御できます。現在、薬理効果の評価、生体内・細胞内動態に取り組んでいます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

『再沈法』は薬剤化合物に限らず、様々な有機分子をナノ粒子化する汎用性の高い手法です。有機ナノ粒子を作製制御し評価する技術を持っており、有機ナノ粒子の物性評価に関する共同研究を希望します。

多元物質科学研究所
笠井 均 教授 理学博士
KASAI, Hitoshi 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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特徴・独自性

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

有機ナノ粒子

難水溶化という従来の逆の分子設計に基づく新規ナノ薬剤の創出

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特徴・独自性

プロドラッグ分子のみで構成されるナノ粒子『ナノ・プロドラッグ』を提唱し、疾患部位への高効率なドラッグデリバリーが可能な抗がん剤や点眼薬の開発を行っています。『ナノ・プロドラッグ』は、難水溶性にする薬剤設計指針に基づき化合物合成したプロドラッグ分子を、独自の有機ナノ粒子作製手法である『再沈法』に共することで、粒径100 nm以下で制御できます。現在、薬理効果の評価、生体内・細胞内動態に取り組んでいます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

『再沈法』は薬剤化合物に限らず、様々な有機分子をナノ粒子化する汎用性の高い手法です。有機ナノ粒子を作製制御し評価する技術を持っており、有機ナノ粒子の物性評価に関する共同研究を希望します。

多元物質科学研究所
笠井 均 教授 理学博士
KASAI, Hitoshi 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(想定される用途・業界)

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