東北大学　研究シーズ集

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登録されている研究者 433人（研究テーマ421件）

あ 行
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た

LSI技術を用いた医療・ヘルスケア用マイクロナノ集積システム

 
 
 
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特徴・独自性
  • 半導体工学と神経工学を基盤として、生体の構造と機能の理解に基づいた医療・ヘルスケア用の新しいマイクロ・ナノ集積システムの研究開発を行っています。脳をはじめとする生体の電気的・化学的状態を多元的・立体的に計測解析するための神経プローブや生体信号処理LSI、生体と同じ積層構造を有することにより高いQOLを実現する完全埋込型人工網膜などの研究開発を推進しています。また、シリコン貫通配線（TSV)を用いたCtC/CtW/WtW 三次元集積化技術の研究開発も行っています。
実用化イメージ

これまでに国内外の企業・研究機関と三次元集積化技術や生体信号処理LSI に関する共同研究を積極的に行っています。
㈰医療現場での生体情報モニタリング機器やパーソナルヘルスケア機器に使用される集積回路や医用集積モジュールの開発
㈪シリコン貫通配線を用いた三次元集積回路の開発(3D-LSI/TSV)

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 生体機械システム医工学講座（医用ナノシステム学分野）

田中 徹  

Tetsu Tanaka

触覚・触感センサの開発に関する研究

 
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特徴・独自性
  • 触覚・触感は、粗骨感、硬軟感、乾湿感、温冷感などの基礎感覚やその組み合わせの複合的な感覚であるが、これらの感覚は力、ひずみや温冷情報、粘性、振動などの情報で表現できると考えられる。これまで、ヒトの感覚受容器に対応させた触覚センサと触動作を模したセンサ機構を統合した能動型触覚センサシステムを開発し、種々の感性ワードや粗さ、柔らかさや温冷感の測定が可能となるシステムを実現した。また、触覚・触感はこれらの感覚に加え、その組み合わせなどもあり、メカニズムの解明は、センサの開発において重要である。本研究ではこれまで得られた基礎的な感覚やその他の感覚の関係、またその感覚取得に関連する物理情報等、触覚・触感のメカニズムを明らかにし、高機能な触覚・触感情報を可能とするセンサシステムの開発をする。
実用化イメージ

ライフサイエンスのみにとどまらず、香粧品業界や繊維等の業界の他にも一般メーカーなども対象となり、ものづくりの分野で有効である。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 社会医工学講座（医療福祉工学分野）

田中 真美  

Mami Tanaka

紙おむつ着用時に人肌がおむつから受けるによる触刺激の定量的な計測を行う装置

概要

触刺激計測装置
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T09-013.pdf

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 社会医工学講座（医療福祉工学分野）

田中 真美  

Mami Tanaka

垂直磁気記録と情報ストレージシステム

 
 
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特徴・独自性
  • 大容量情報ストレージ技術に関する研究を行っている。コア技術である高密度磁気ストレージの実現のため、本研究所で発明された垂直磁気記録を用いる記録方式、デバイス及びマイクロマグネティック解析により、記録密度と性能の向上を目指している。ストレージとコンピューティングを近接させPB 級の大容量データの解析を行う新しい情報ストレージ・コンピューティングシステムに関する研究を行なっている。
実用化イメージ

大容量磁気ストレージ及びスピントロニクスメモリ（HDD、STT-MRAM 等）の研究や、コンピューティングを融合したエッジ型大規模コンピューテーショナル・ストレージシステムの研究

研究者

電気通信研究所 情報通信基盤研究部門 情報ストレージシステム研究室

田中 陽一郎  

Yoichiro Tanaka

人間と移動ロボットの共存

 
 
 
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特徴・独自性
  • サービスロボットや自動運転車、パーソナルモビリティなど人間と共存する環境で動作する様々な新しい移動体が普及することが期待されています。本研究室では、これらの様々な移動体が安全かつ円滑に共存するための技術について研究しています。
  • 特に、人間の視覚的注意などの特性を考慮し、その動きを予測するという側面からアプローチしています。
実用化イメージ

サービスロボット、パーソナルモビリティ、自動運転車など、人間と共存する環境で動作する移動体の研究開発や、これらが安全に共存するための交通環境整備など。

研究者

大学院工学研究科 ロボティクス専攻 先進ロボティクス講座（先進ロボティクス分野）

田村 雄介  

Yusuke Tamura

ち

電子ビーム積層造形技術による素形材製造技術

 
 
 
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特徴・独自性
  • 大量生産を中心とする金属製品の「もの作り」は海外へ流出し、日本が生き残ってゆくためには高付加価値の多品種少量生産やカスタムメイド生産に移行する必要があります。電子ビーム積層造形法は三次元CADデータに基づく電子ビーム走査により、金属粉末を選択的に溶融・凝固させた層を繰り返し積層させて三次元構造体を製作する新たなネットシェイプ加工技術です。金型レスのAdditivemanufacturing 技術として有望です。
実用化イメージ

人工関節などの医療用機器のカスタム製造技術として。難加工性合金（チタン合金、マグネシウム合金など）からなる航空機・自動車部品などの製造に最適です。鋳造技術では不可能な素形材製造技術として期待されます。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 新規金属積層造形技術開発とそれを核とした新材料・材料加工プロセスの創生

千葉 晶彦  

Akihiko Chiba

つ

医療における意思決定への行動経済学的アプローチ

 
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特徴・独自性
  • 医療場面での意思決定において、患者の意向の尊重という名の下に、選択を完全に患者に任せるようなコミュニケーションが少なからず取られている。しかし、意思決定を難しく感じる患者も多く、医学的な観点からは不合理と思われるような選択をするケースも生じる。本研究は、行動経済学のアプローチを医療場面に応用し、患者のバイアスや感情を考慮したより適切な医療コミュニケーションのあり方を探ることを目的として進めている。
実用化イメージ

当該領域は近年アプリ等の活用も進んでいるため、開発を手がける企業との連携の可能性がある。また、治療選択のみならず検診受診やワクチン接種等の行動も扱っているため、行動変容を目指したい自治体等との連携の可能性もある。

研究者

大学院教育学研究科 総合教育科学専攻 教育心理学講座（臨床心理学）

吉田 沙蘭  

Saran Yoshida

て

高温高圧水中での化学反応を用いたプロセス開発、超/亜臨界流体抽出技術

 
 
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特徴・独自性
  • これまでの研究はほとんどが水熱技術（超/亜臨界水技術など）に関連しており、超臨界流体（CO₂）と亜臨界流体(DME)の抽出技術、無機材料の合成、石炭化学、バイオマス変換、微細藻類の抽出、廃棄物のリサイクルなど多岐にわたる。また、さまざまな化学工学的応用の経験もあります。現在はリチウムイオン電池と廃プラスチックのリサイクルと化学実験の自動化と知能化に関する研究に取り組んでいる。
実用化イメージ

1. 廃リチウムイオン電池のリサイクルと貴金属の回収
2. 連続水熱装置による廃プラスチックのリサイクル
3. 非効率に利用される炭素系未利用固体廃棄物から高付加価値製品を製造する技術開発

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 システム開発部

鄭 慶新  

Qingxin Zheng

ヒト間葉系細胞からのシュワン細胞誘導と脊髄損傷、脱髄性疾患への応用

 
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特徴・独自性
  • 骨髄や臍帯由来の細胞は自己および他家移植ですでに臨床応用されており、バンクが設立されている、容易に培養可能である、腫瘍形成が無く安全性が担保されているなどの利点がある。これらの組織から分化能力の高い間葉系幹細胞を得て、神経再生を促し機能の回復をもたらすことのできるシュワン細胞を極めて高い誘導効率で作製する技術を開発した。骨髄あるいは臍帯から数週間で1000 万個ほどの間葉系幹細胞が樹立可能である。特定のサイトカインの組み合わせによって97%前後の高い効率で末梢性グリアであるシュワン細胞を短期間で誘導可能である。また末梢神経損傷、脊髄損傷において有効性が確認されている（Eur, J. Neurosci 2001; J.Neurosurg, 2004, J. Neuropathol.Exp. Neurol, 2005, BiochemBiophys Res Commun, 2007;Tissue Eng., 2011）。この方法は霊長類を用いた１年にわたる前臨床試験で安全性と有効性が確認されている（Exp. Neurol., 2010）。
実用化イメージ

誘導されたシュワン細胞は傷害を受けた末梢・中枢神経組織に移植すると切断されたり損傷を受けた神経線維の再伸長を促すだけでなく、髄鞘（ミエリン）を再形成し跳躍伝導の回復をもたらすことを確認している。従って事故や怪我による神経断裂などの損傷だけでなく、神経変性疾患や脱髄性疾患においても有効性があると期待できる。この技術を医療や産業で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 細胞生物学講座（細胞組織学分野）

出沢 真理  

Mari Dezawa

ヒト間葉系細胞からの骨格筋誘導と筋変性疾患への応用

 
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特徴・独自性
  • 骨髄間葉系細胞は自己および他家移植ですでに臨床応用されており、骨髄液から容易に接着性細胞として培養可能であること、数週間で1000 万個ほどの細胞に増殖しやすいこと、患者本人だけでなく骨髄バンクを用いることで細胞ソースを確保できること、腫瘍形成能が無いなどの利点がある。我々は特定のサイトカイン刺激に引き続き、筋などの発生・分化を制御することが知られているNotch遺伝子の細胞質ドメイン(NICD) のプラスミド導入を組み合わせる処理によって幹細胞を含む骨格筋系細胞が選択的に誘導されるシステムを開発し、筋ジストロフィーモデルにおける有効性を示した (Science, 2005)。現在、イヌの喉頭筋傷害モデルにおいて有効性、安全性を検証している。
実用化イメージ

筋肉変性疾患の治療を目指した開発に寄与できる。また筋肉に作用する薬剤開発、ヒトの骨格筋の物性に関する開発において、骨髄間葉系幹細胞というアクセスしやすい細胞から本方法を用いて誘導した筋肉細胞を活用すれば、コストもかからず大量の細胞が手に入るので産業応用性は高いと思われる。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 細胞生物学講座（細胞組織学分野）

出沢 真理  

Mari Dezawa

ヒト間葉系細胞からの神経細胞誘導と神経変性疾患への応用

 
 
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特徴・独自性
  • 骨髄間葉系細胞はすでに臨床応用されており、腫瘍形成能が無い。我々はNotch 遺伝子導入と浮遊培養を組み合わせることで神経前駆細胞を作り出すシステムを開発し、脳梗塞での有効性を示した。さらにGDNFによりドーパミン神経となり、ラットでパーキンソン病の機能改善が確認された（J. Clin. Invest, 2004）。さらにパーキンソン病サルの脳内へ自己細胞移植することで運動障害や脳内ドーパミン機能を長期間にわたり改善し、腫瘍形成や副作用が現れないことを分子イメージング技術で明らかにした。霊長類動物における世界で初めての成果でJ. Clin. Invest（ 2013）に掲載され、Nature Review Neurosci、LosAngeles Times など主要な雑誌やメディアで取り上げられた。
実用化イメージ

神経前駆細胞、ドーパミン神経、共に脳梗塞やパーキンソン病の治療開発に有効である。さらに神経系に作用する薬剤開発に置けるスクリーニングにも応用できる。

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 細胞生物学講座（細胞組織学分野）

出沢 真理  

Mari Dezawa

ナノスケールでの結晶構造・電子状態解析技術の開発と応用

 
 
 
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特徴・独自性
  • 透過型電子顕微鏡（TEM）で、組成・結晶構造を評価した領域の精密構造解析、物性測定を可能とするため、独自の実験装置・解析技術開発（分光型収束電子回折TEM、高分解能EELSTEM、軟X線発光分光TEM）と、その物性物理学への基礎的応用（フラレン、ナノチューブ、ボロン化合物、GMR物質、準結晶等）を行っている。また、東北大オリジナルの軟X線発光分光装置の実用化を目指し、企業等との共同研究開発を継続中。
実用化イメージ

半導体、誘電体、金属などの顕微解析による構造・物性評価に関する共同研究や、分析技術に関する学術指導が想定される。

研究者

多元物質科学研究所 計測研究部門 電子回折・分光計測研究分野

寺内 正己  

Masami Terauchi

比容の変化率を顕微ラマン散乱スペクトルから導出し、非接触・非破壊・位置選択的に残留応力を評価

概要

化学強化ガラスの残留応力の評価方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T18-280.pdf

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院工学研究科 応用物理学専攻 応用物性物理学講座（光物性学分野）

寺門 信明  

Nobuaki Terakado

熱を良く通すガラス

 
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概要

熱を通しにくい材料として知られるガラスに高い熱伝導性を与え新分野への応用を目指します。

従来技術との比較

高熱伝導性MgO析出と屈折率マッチングの戦略をとることにより、ガラスらしさを保ったままの高熱伝導な透明ガラスの開発に成功しました。

特徴・独自性
  • 透明
  • 自由な成型
  • 熱伝導率 ~ 3 W/(m K) 【窓ガラスの３倍】
実用化イメージ

ガラスを利用した放熱マネジメント【放熱ガラス基板・レンズ・ファイバーなど】

研究者

大学院工学研究科 応用物理学専攻 応用物性物理学講座（光物性学分野）

寺門 信明  

Nobuaki Terakado

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。
実用化イメージ

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。

研究者

大学院理学研究科 化学専攻 境界領域化学講座（反応有機化学研究室）

寺田 眞浩  

Masahiro Terada

口腔内組織再生のための遺伝子導入を応用した治療開発

概要

カリウム保持性利尿剤であるアミロライド誘導体を、オリゴアルギニンで就職したリン酸カルシウムを用いた遺伝子導入の際に使用することにより、骨関連細胞に対する遺伝子導入の効率が向上する
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T15-147.pdf

従来技術との比較

従来の非ウィルス性遺伝子導入剤と比べて、骨関連細胞に関する遺伝子導入効率が高く、細胞毒性が低い

特徴・独自性
  • アミロライド誘導体存在下で、オリゴアルギニンで修飾したリン酸カルシウムを遺伝子導入剤として使用した場合、骨関連細胞に対する遺伝子導入効率が10倍以上向上する
実用化イメージ

虫歯や歯周病によって、口腔内の硬組織が欠損し、結果、咀嚼機能障害を引き起こす、そこで、遺伝子導入技術を応用し、硬組織を再生させることで、新たな虫歯治療、歯周病治療を開発する

研究者

病院 口腔回復系診療科 咬合回復科

天雲 太一  

Taichi Tenkumo

と

生物活性天然物をもとにした化合物ライブラリー合成法

 
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特徴・独自性
  • 生物活性をもつ天然物の骨格をもとに迅速な類縁体合成法を開発している。環状デプシペプチド、複素環化合物、テルペン、ステロイド、糖鎖、さらにそれらのハイブリッド化合物等幅広い化合物の合成に精通している。化合物ライブラリーを構築するため、固相法を用いたコンビナトリアル合成法を開発している。HDAC 阻害、テロメラーゼ阻害、V-ATPase 阻害作用をもつ化合物の合成を行っている。
実用化イメージ

標的タンパク質を明らかにするためのペプチドタグと生物活性化合物を連結する分子プローブ合成法を確立している。固相合成を利用して類縁体を迅速合成して創薬のシーズを探索する研究のほか、結合タンパク質のネットワーク解析のプローブ合成について学術指導および共同研究する準備がある。

研究者

大学院薬学研究科 分子薬科学専攻 分子制御化学講座（反応制御化学分野）

土井 隆行  

Takayuki Doi

非水浸超音波可視化手法

 
 
 
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特徴・独自性
  • 水と被検査物との間に固体薄膜を挿入し、薄膜と被検査物との界面に負圧力を付与した状態で高周波数超音波を伝達する独自のドライ超音波法を開発しています。当該原理に基づき試作したドライ超音波顕微鏡により、これまで実現されていなかった水非接触下における電子デバイス内部の高分解能可視化に成功しています（図１）。さらに音響整合層として機能する高分子薄膜を挿入することで、従来水没時よりも高画質な内部画像を得ることも可能にしました（図２）。また、超音波が薄膜を通過する際に生じる音響共鳴現象を利用して、高分子フィルムの音響物性値を測定（図３）するなど、薄物材料の高精度な非破壊評価が可能です。この技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望します。
実用化イメージ

研究者

大学院工学研究科 ファインメカニクス専攻 ナノメカニクス講座（材料システム評価学分野）

燈明　泰成  

TOHMYOH Hironori

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