展示テーマ

デジタルミラーアレイと自由形状マイクロレンズアレイを組み合わせることで、3D ボリューム内で光強度を制御できるコンパクトな光学システムが開発されました。これで、光遺伝学による脳治療や光ピンセットによる細胞操作など、医療分野でのさまざまな応用が可能になります。

環境・健康に向けた、より簡単な化学・バイオセンシングデバイスの研究を行なっています。当研究室では、安価で使い捨て可能な紙を基板とし、作製方法に印刷技術を応用することで、フレキシブルなデバイス設計及び大量生産の実現を目指しています。

抗体医薬品の市場規模が拡大する一方で、薬価が高いことが問題となっています。製造コストのうち精製コストが占める割合が大きくなっています。抗体精製に利用されるプロテインAのペプチド構造を模倣した合成高分子による安価なカラム充填剤を開発しました。この充填剤による抗体の精製について実施例をご紹介します。

医薬品の中には分子間の凝集性が強く、水に溶けにくい性質を持つため、医薬品開発が困難なものがあります。その代表例のインスリンも水には溶けませんが、高濃度UFB水により溶解（分散）することを示しました。ELISA法による測定により、超純水に比べて高濃度UFB水は５倍以上の溶解性を示しました。

医薬品の中には分子間の凝集性が強く、水に溶けにくい性質を持つため、医薬品開発が困難なものがあります。その代表例のインスリンも水には溶けませんが、高濃度UFB水により溶解（分散）することを示しました。液中TEM観察の結果、UFBの外周にインスリン分子が吸着していることが示唆されました。

音楽によるノスタルジアは、高齢者の幸福感と記憶検索能力を向上させます。本研究では、脳波を用いてリアルタイムにノスタルジックな楽曲を選択するBrain Machine Interfaceが、若年層と高齢者の両方でノスタルジア、幸福感、記憶の鮮明さを向上させ、認知症患者への応用可能性を示しました。

三木研究室では、MEMS技術を用いてウェアラブルデバイスや人工臓器など、人々の役に立つ革新的な製品の創造に取り組んでいます。

本研究では認知機能の変化とともに生活の質（QOL）やウェルビーイング、生活上の困りごとがどう変化するか、それらの関係に影響を与える因子を探索し、認知機能の低下を経験する方が暮らしやすくなる医療・非医療サービスを生み出すためのデータベースを構築します。

急性期治療後の精神疾患患者を対象に、ウェブ会議システムを用いて定期的に面接を実施し、生活上の課題や困りごとを聞き取り、それに対応する様々な社会サービスの創出を行うためのデータ基盤を構築し、映像・音声データを通じて得られる情報や重症度評価のデータを用いて、回復促進および再発予兆の検出を行います。

都市部のオフィスワーカーから、定期健康診断結果を収集し、WEB調査票で働き方や休み方に関する情報、心身の状態、ウェルビーイングに関する情報を収集しています。将来、これらのデータを様々なセンシングデータと組み合わせることで、心身の健康を増進する介入につなげます。

近年、世界中でメンタルヘルス対策が重要視されているが、精神疾患に対する客観的バイオマーカーが不足しており、治療評価や新規治療開発の大きな障壁です。我々は診察室、職場環境や日常生活での音声、体動、表情、心拍、脳波、言葉など、様々なデータを用いて、精神疾患とその重症度の客観的判定システムを開発中です。

本技術は、機能的電気刺激により身体を直接駆動することを可能にする新たなヒューマンインタフェースです。皮膚表面に貼付した電極に流す電流を制御することで、人と人をつなぐ新たなコミュニケーション形態の創生を目指しています。

再生医療の発展と普及のためには、人工組織（臓器など）をニーズに合わせて生産し供給することが重要です。本研究では、人間の細胞を培養して人工的な模擬臓器を構築するために、ロボット技術と情報処理技術を融合することで、最適な培養条件を自動的に探索する「知能化」自動培養システムの研究開発を行っています。

摘便は、主に在宅ケアで行われる重要なケアです。痛みや羞恥心を伴うため熟練した手技が求められますが、トレーニング環境は不十分です。我々が開発した摘便練習シミュレータは、摘便手技を取得するために必要なインタラクションを実装しており、看護での新たなソフトロボティクス・画像処理技術の応用可能性を提示します。

小耳症は、約１万人に１人に発症する先天性疾患であり、耳介の奇形だけでなく、多くの場合に外耳道閉鎖に伴う高度難聴を伴う疾患です。我々は３D画像編集技術を応用して、軟骨伝導補聴器を格納した義耳を用いることで、非侵襲的に審美面と聴覚という機能面の改善ができる新しい治療を行なっています。

リンパ浮腫の診断や治療にはリンパ管を描出することが大切ですが、リンパ管は無色透明かつ細いため観察が非常に困難です。本研究では、光超音波イメージングという技術を用いて、今までの画像診断装置より詳細にリンパ管を描出し、リンパ浮腫の診断と治療に役立てる臨床応用についてご紹介します。

システムデザイン工学科 小川研究室では、建物利用者の健康で安全な生活を支援する「建築・人連成システム」を提案しています。ロボットやセンサを用いたセンシングにより建築内部環境と人のインタラクションをモデル化し、建築と人、両者にとって最適な空間設計の実現を目指しています。

生細胞や生体組織の分子情報をそのままのサンプルから高速に取得できるラベルフリー・分子イメージング手法の一つとして、非線形ラマン散乱を用いた顕微鏡が注目を集めています。本研究では、通常の顕微鏡にドッキングできる非線形ラマン・顕微鏡用モジュールの開発を進めています。

自然免疫受容体を介して免疫機構の活性化等の調節を行う化合物を開発しており、自己免疫疾患の抑制の可能性やワクチンアジュバント等への展開を行っています。当日はその一端を紹介します。

海洋シアノバクテリアが産生する天然物は、抗がん・抗寄生虫活性などの多彩な生物活性を示し、医薬品の候補物質として注目されています。一方で、それらの抗真菌活性については報告が少なく、研究が進んでいませんでした。そこで、本研究では抗真菌活性を有する海洋シアノバクテリア由来の新規天然物の探索を行いました。

近年ケイ素を炭素の生物学的等価体とみなし、医薬品の一部をケイ素に置き換えるシリコンスイッチと呼ばれる手法が注目を集めています。しかし、未だシリル化合物を合成する手法の開発は十分とは言えません。そこで、本研究では光触媒を用いたフリーラジカルの発生を鍵とする新規シリル化合物合成法の開発を行っています。

がん細胞が血管のような構造体を作り出す現象(=血管擬態)は、がん患者の生命予後を悪化させることが報告されており、有望ながん治療標的の一つとして近年注目されています。私たちは、ゲノム編集技術を用いて血管擬態のメカニズムについて解析しており、将来のがん治療に貢献することを目指した研究を行っています。

近赤外光を用いた光干渉断層計を構築し、卵巣組織に存在する直径20 µm程度の原始卵胞を非侵襲で可視化する技術を研究しています。機械学習を用いて断層画像から卵胞を高精度に検出する手法も併せて提案しています。思春期・若年成人がん患者の卵巣組織を凍結保存する次世代生殖医療への貢献が期待されています。

パーソナル医療やテーラーメイド医療の普及にはストレスフリーで生体に貼付できるウェラブルデバイスが有用です。我々は微細な正弦波形状を配列した新たな導電シートを開発しました。高い導電性と延伸性を有するため、立体的な曲面を有する生体組織に直接貼付するバイオセンサへの応用が期待されます。

生体内ではさまざまな酵素が機能しています。その中でも、金属が結合した「金属酵素」は一般的な酵素が達成困難な反応を触媒することができます。金属酵素の利活用や疾患の機構解明のために、金属酵素に金属が結合する仕組みを構造生物化学的手法で解析しています。