東北大学　研究シーズ集

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ま 行
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め

〈免疫組織化学〉

乳がんにおけるホルモン作用

 
 
 
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特徴・独自性
  • 乳がんの発育進展には女性ホルモンが重要な役割を担っており、その作用を制御することで乳がんの治療が可能です。我々は乳がん組織を病理学的に解析し、乳がんにおけるホルモン作用の本質に迫ります。そして得られた知見を細胞培養や動物モデル等様々な研究手法を用いて多角的に検証します。このように病理学的解析と分子生物学的解析を研究の両輪とすることで、オリジナリティーにあふれた研究成果を生み出しています。
実用化イメージ

乳がんの予後や治療効果に関する新規検査方法の開発や新規薬剤の治療効果の評価等が可能と思われます。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 病理病態学講座（病理診断学分野）

鈴木 貴  

Takashi Suzuki

〈免疫チェックポイント〉

新規免疫チェックポイント分子LILRB4を応用した創薬及びLILRB4からなるがん患者の予測予後バイオマーカー

概要

免疫チェックポイント阻害剤
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T18-289_T20-3069.pdf

従来技術との比較

T細胞，抗原提示細胞を中心とした免疫チェックポイントの阻害抗体は多く開発されているが，単独での有効性は低い。本ミエロイド系細胞の免疫チェックポイントを標的とするものはユニーク。

特徴・独自性
  • ミエロイド系細胞，特にがん微小環境中に浸潤しているマクロファージやミエロイド系サプレッサー細胞上に発現するLILRB4を標的とすることで特異的リガンドであるフィブロネクチンとの結合を阻害する抗体がマウスモデルにおいてがんに著効
  • 一部の自己免疫にも有効であることがマウスモデルで示されている
  • 本抗体は，がん患者組織でLILRB4発現レベルを評価することで予後が予測でき，LILRB4免疫チェックポイント阻害抗体の適用可否を判断できるコンパニオン診断薬としても利用可能
実用化イメージ

・現行の免疫チェックポイント阻害抗体との併用や単独での適用でがんの予後を大幅に改善
・SLE治療薬
・ミクログリア上にもLILRB4が発現するため，アルツハイマー病などの神経疾患にも適用可能性

研究者

加齢医学研究所 加齢制御研究部門 遺伝子導入研究分野

高井 俊行  

Toshiyuki Takai

〈免震〉

〈免制震〉

も

〈モーションキャプチャ〉

生体用モーションキャプチャシステムの開発

 
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特徴・独自性
  • 生体に関する様々な運動を非接触かつ非侵襲的に計測することが可能な生体用モーションキャプチャシステムの開発を行っています。口腔内など遮蔽された空間でも利用可能な磁気式システムでは、最新の磁気工学技術によるLC 共振型磁気マーカを利用し、外部からの磁場印加によるシステムのワイヤレス化を実現しました。さらに光学式システムでは小型軽量の赤外線反射マーカを利用し、250ヘルツにて50 箇所までリアルタイムでの同期的計測が可能なシステムの開発に成功しています。
実用化イメージ

本システムでは生体に関する様々な動作解析が可能で、非接触かつ非侵襲的な動作解析を必要とする診断・医療機器などへの応用が可能です。条件に合わせてシステムを特化することもできるので、本システムを活用したい企業や団体との共同研究を希望します。

研究者

大学院歯学研究科 附属歯学イノベーションリエゾンセンター 異分野共創部門

金髙 弘恭  

Hiroyasu Kanetaka

〈モータ駆動制御回路〉

AIチップが切り拓く賢い省エネと安全の輸送技術

 
 
 
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特徴・独自性
  • 遠藤研究室では、これまで提案し研究してきた㈰高効率のパワーデバイス＆パワー制御回路技術、㈪スピン素子を融合した極限省エネな知的集積回路＆パワーマネジメント技術、㈫３次元構造デバイスによる極限集積システムのための新規材料プロセス技術（プラットフォーム構築）をコア技術として、パワーエレクトロニクスと知的ナノエレクトロニクスの融合技術へと発展・展開させ、更なる高性能化と省エネ化の両立という社会的要請に応える新しいグリーンパワーエレクトロニクス領域を創出することを目指しシステムアーキテクチャ、回路、デバイス、CADまでの研究・開発を、一貫して行っています。
実用化イメージ

省エネデバイスとパワーデバイスおよびその集積回路技術をコアとして、革新的な高効率エネルギー変換、高度パワーマネジメントの創出を目指し研究開発を行っています。本研究に興味のある企業や団体との共同研究を希望します。

研究者

大学院工学研究科 電気エネルギーシステム専攻 エネルギーデバイス工学講座（グリーンパワーエレクトロニクス分野）

遠藤 哲郎  

Tetsuo Endoh

〈モールド〉

押し込み弾性率8.4 GPa！原版モールドの複製や欠陥検査を安価に実現

概要

ポリイミドより強靭な樹脂モールド
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T11-053.pdf

従来技術との比較

無機ナノ粒子が高含有率で存在するためシランカップリング剤による表面処理により、繰り返し離型が可能な離型層を付与することができます。有機無機ハイブリッド化により、高強度と高耐久性を実現しました。

特徴・独自性
  • ・極細の45nmのライン-アンド-スペースパターンの繰返し転写が行えます。
  • ・室温での光ナノインプリント成形にて、モールドを作製することができます。
実用化イメージ

ナノ構造オプティクス、平面レンズなどの光学用途をはじめ、様々な光学・電気デバイスの材料加工を行うための成形型としての活躍が期待されます。

研究者

多元物質科学研究所 附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター 光機能材料化学研究分野

中川 勝  

Masaru Nakagawa

型の線幅よりも微細な金属配線パターンの作製が可能！

概要

湿式エッチングでサブマイクロ線幅の金属配線付き基板を作製する方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T11-050.pdf

従来技術との比較

従来のフォトレジストマスクをウエットエッチングに用いた場合、金属配線幅は約10μmが下限でした。エッチング耐性に優れたレジストの熱ナノインプリント成形で、線幅0.1μmの金属配線の作製に成功しました。

特徴・独自性
  • 金・銀・銅・クロムなどのウエットエッチング加工が可能です
  • 金属と有機レジストを化学結合を介してつなぐ分子接着剤を用いています
  • サイドエッチングによる狭線化が可能なため、マイクロサイズの金属線幅をサブミクロンサイズまで縮小することが可能です
実用化イメージ

透明導電パネル・磁気シールドフィルム・帯電防止シートなどへの利用が考えられます。ウエットエッチング方式での加工なので、ロールtoロール製法にも対応が期待できます。

研究者

多元物質科学研究所 附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター 光機能材料化学研究分野

中川 勝  

Masaru Nakagawa

nm～µmサイズが混在しパターンの粗密がある構造体を精密に製造可能！

概要

モールドエッジにバリが発生せず、均一な残膜が得られる光ナノインプリント方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T19-159.pdf

従来技術との比較

スピン塗布膜への光型成形では、モールド（型）の側壁の汚染が繰り返し利用を妨げます。所定量の液量を印刷液滴の配置数で規定できるので、モールド外周部への光硬化性液体の回り込みを防ぐことができます。

特徴・独自性
  • サブピコリットルの定形液滴を印刷配置できる孔版印刷です
  • 孔版印刷の版はレーザー加工で作製するため従来のような印刷欠陥がありません
  • 膜厚10nmから光硬化膜を所定位置に形成できます
  • 印刷配置を制御できるので、型表面にあるパターン密度の粗密に対応することができます
実用化イメージ

ナノ構造オプティクス、平面レンズ、細胞培養シート、など表面への樹脂ナノパターンの付与、樹脂マスクを利用したリソグラフィ加工に用いることができます

研究者

多元物質科学研究所 附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター 光機能材料化学研究分野

中川 勝  

Masaru Nakagawa

〈毛細血管〉

高周波数超音波および光音響イメージングによる生体組織微細構造の可視化

 
 
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特徴・独自性
  • 高周波数超音波を用いることで、空間分解能が高く非侵襲的な生体組織イメージングが可能です。私たちが開発した超音波顕微鏡は、周波数100MHz で光学顕微鏡40 〜 100 倍相当、GHz領域の超音波により細胞1個も観察可能な高解像度を実現しており、組織の形態だけではなく弾性計測も可能です。また、最近では組織にレーザー光を照射した際に発生する超音波の検出を原理とするリアルタイム三次元光音響イメージングシステムを開発し、皮下の毛細血管網や酸素飽和度が可視化できるようになりました。
実用化イメージ

高周波数超音波および光音響イメージングは非侵襲的に繰り返し計測できるので、動脈硬化の超早期診断、皮膚のエイジング、組織の代謝状態の評価など化粧品・医薬品の効果判定に応用できます。高周波数超音波は、生体組織だけではなく、光学的手法では困難とされる不透明な薄膜や二重の透明コーティングなどを、0.1ミクロンの精度の計測が必要な産業分野へも応用可能です。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 医療機器創生医工学講座（医用イメージング分野）

西條 芳文  

Yoshifumi Saijo

〈網羅計測〉

実験動物における脳波、心電図、自律神経信号などの生理学的計測

概要

実験動物を用いた基礎生理学の研究において、脳波、心電図、自律神経信号などを同時に計測することで、全身の動的連関を理解することに貢献する。これらの信号は、ヒトでも共通するものが多いため、有用な生理マーカーとしての指標の１つになると期待される。

従来技術との比較

これまでの生理計測では、脳のみ、心臓のみ、など単一の臓器を扱ったものであったが、本技術では、すべての信号を同時に計測できる点が強みである。

特徴・独自性
  • 中枢末梢連関を介した生体応答が、いつ、どこで、どのように生じるか、より直接的に解析し、定量的に評価できる
  • 他の分子生物学や生化学実験との融合が自由に行える
  • 3Dプリンターなど工学的な利点も活かして、標的領域を自由に選択できる
実用化イメージ

生理信号は、動物とヒトでも共通するものが多いため、臨床診断やこころの読み取りなどを目指した指標の選定、デバイス開発への貢献が期待される。

研究者

大学院薬学研究科 生命薬科学専攻 生命解析学講座（薬理学分野）

佐々木 拓哉  

Takuya Sasaki

〈模擬試験体〉

固相接合による模擬応力腐食割れ試験体製作技術

 
 
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特徴・独自性
  • 高信頼性原子力発電所の実現に向けた保全技術の開発のため、検査・評価技術の高度化及び検査員の技能研鑽のためには適切な試験体の存在が不可欠である。しかし、人為的に実キズ、特に応力腐食割れのような複雑なキズを再現するためには長い期間と多額の費用が必要であり、かつ制御が極めて困難という問題がある。このような問題を鑑み、非破壊検査技術に対する応答が実キズ相当である模擬キズを安価かつ短期間に製作する技術の開発を行っている。
実用化イメージ

非破壊検査技術に対する応答が実キズ相当である試験体の安価な提供が可能となり、検査・評価技術の高度化、及び検査員の技能研鑽に大きく貢献することが期待される。

研究者

大学院工学研究科 量子エネルギー工学専攻 原子核システム安全工学講座（量子信頼性計測学分野）

遊佐 訓孝  

Noritaka Yusa

〈モデリング〉

数理生物学

 
 
 
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特徴・独自性
  • 現実の生命現象や社会現象の特性を科学的に議論するための研究の展開の礎となるような数理的・理論的研究のための数理モデリング、数理モデル解析を行っている。現象のいかなる理論的課題を取り上げるか、問題をいかに数理モデルとして構成するか、構成された数理モデルに関していかなる数理的解析を行なうか、数理的解析結果をいかに生命科学的・社会科学的議論として取り上げるか、ということが重要な観点となる。
実用化イメージ

現実の生命現象や社会現象に対する理論的なアプローチを要する施策策定やアセスメント、環境評価に係る基礎理論の適用、または、データの視覚化に伴って必要となるスケルトンモデルの構築など。

研究者

大学院情報科学研究科 情報基礎科学専攻 情報基礎数理学講座（情報基礎数理学ＩＶ分野）

瀬野 裕美  

Hiromi Seno

〈モデル〉

ヒトの五感に訴える新製品・新分野を開発－亜臨界溶媒分離法における実験と理論の開発―

 
 
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概要

超臨界／亜臨界抽出分離技術とは、水や二酸化炭素等の物質を高圧・高温にした際に、それらが液体と気体の両方の性質を併せ持った流体（超臨界/亜臨界流体）となることを利用し、その流体を用いてこれまで分けられなかった様々な物質を抽出分離できる技術です。特に亜臨界抽出では、より温和な条件での抽出分離を実現しています。有機溶剤を使用しないグリーンな抽出分離プロセスや装置、理論の研究開発を行っています。

従来技術との比較

開発した亜臨界溶媒分離法は，在来型の蒸留・抽出・分離等の化学工学プロセスとは異なり，大幅なスケールダウンを実現できることがメリットです。

特徴・独自性
  • 水，エタノール，二酸化炭素等の環境溶媒のみを製造工程に用いることができる
  • SDGsの推進
  • 日本発の医薬食品・飲料・化粧品・化成品等の製造工程のグリーンイノベーション
  • これまでに分離できなかった、利用できていなかった有用成分の利活用
実用化イメージ

低極性・高極性化合物や沸点の異なる化学物質の分離に長けています．クロマト法の精密性には及びませんが，物質群としての分離・分画操作には向いています．医薬食品・飲料・化粧品・化成品等の分野に応用できます。

研究者

大学院工学研究科 附属超臨界溶媒工学研究センター 溶媒要素技術部

大田 昌樹  

OTA Masaki

〈モデル検査〉

プログラムの効率化および形式的検証

 
 
 
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特徴・独自性
  • プログラムの効率の改善や形式的検証に関する研究を行っている。短期間で記述したプログラムは実行時間やメモリ使用量について非効率的であることが多いが、この問題に対し、プログラム変換によって機械的に改善する手法の開発に取り組んでいる。また、大規模なプログラムはその複雑さから予期せぬバグを含みやすいが、この問題に対しては、プログラム検証やモデル検査とよばれる数学的手法によって実行前に網羅的に検証する研究も進めている。
実用化イメージ

通常のソフトウェア開発では有限個のテストを通じて動作確認が行われるが、モデル検査器や定理証明支援系などのツールを用いることで、無限個の入力に対して動作が保証されたプログラムの作成を実現できる。

研究者

電気通信研究所 計算システム基盤研究部門 コンピューティング情報理論研究室

中野 圭介  

Keisuke Nakano

〈モニター〉

口腔内設置型生体モニター・治療装置

 
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特徴・独自性
  • 高齢者や闘病生活時の全身状態を健康管理センターで集中的にモニタリングし、必要に応じて遠隔操作によって薬剤投与などの治療行為を行う健康支援システムを提供します。本システムは、口腔内設置の床義歯又はマウスピースに各種生体センサー及び体姿勢や運動を検出する活動センサー、データを無線方式で管理センターに送受信する通信機、管理センターからの指令に基づいて作動する薬剤投与機構等から構成されます。
実用化イメージ

義歯等に組み込むために違和感なく導入でき、入院中の患者の健康管理から一人暮らしの高齢者の健康支援までを支援する機器です。これからの高齢社会に必須の機器となります。

研究者

大学院歯学研究科 歯科学専攻 地域共生社会歯学講座（予防歯科学分野）

小関 健由  

Takeyoshi Koseki

〈モノクローナル抗体〉

腫瘍特異的モノクローナル抗体の開発

 
 
 
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特徴・独自性
  • 近年、抗体医薬の開発が活発であるが、既存の抗体医薬品は正常組織にも発現するタンパク質に対する抗体であり、副作用が問題になる。この問題を解決するため、腫瘍細胞の特異的糖タンパク質、糖鎖、変異型タンパク質などの分子標的に対する特異的モノクローナル抗体を効率的に産生する技術を開発した。この技術により開発した抗体は腫瘍特異的であるため、副作用を低減した抗体医薬の開発を促進させることができる。
実用化イメージ

腫瘍マーカーや抗体医薬の開発を飛躍的に加速させる。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 生体機能学講座（分子薬理学分野）

加藤 幸成  

Yukinari Kato

〈盛土〉

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