研究内容

医薬品の製造プロセスやサプライチェーンについて、分子スケールから社会スケールまでを網羅した「マルチスケール」な視点から研究しています。

学術論文

1. Kazuya Tanabe, Takuya Nagato, Yusuke Hayashi, Hirokazu Sugiyama, Kohei Tahara
   "Impact of powder properties on the product and process performance of an integrated single-dose manufacturing system"
   Advanced Powder Technology, 36, 105078 (2025)
2. Junu Kim, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Kazuya Okamoto, Toshikazu Hakogi, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama
   "Model-based disturbance-conscious design space exploration for drug substance flow synthesis using the Grignard reaction"
   Chemical Engineering Science, 319, 122281 (2025)
3. Rei Tamaki, Yusuke Hayashi, Yuki Uno, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
   "A circular exploration of cryoprotective agents for stem cells using computer-aided molecular design approaches"
   Digital Chemical Engineering, 16, 100248 (2025)
4. Keita Hirono, Yusuke Hayashi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
   "Model-based design of mesenchymal stem cell seeding-cultivation-passage processes considering dynamics and variabilities"
   Computers & Chemical Engineering, 200, 109165 (2025)
5. Keita Hirono, Yusuke Hayashi, Isuru A. Udugama, Mohamed Rami Gaddem, Kenjiro Tanaka, Yuto Takemoto, Ryuji Kato, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
   "Determination and validation of design space for mesenchymal stem cell cultivation processes using prediction intervals"
   Communications Biology, 8, 657 (2025)
6. Keita Hirono, Yusuke Hayashi, Yuuki Ogawa, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
   "A mathematical model for determining probabilistic design space in mesenchymal stem cell passage culture"
   Biotechnology and Bioengineering, 122, 2009–2020 (2025)
7. Yusuke Hayashi, Saho Okazaki, Kazuya Tanabe, Takuya Nagato, Hirokazu Sugiyama
   "Development of concentration-prediction models in multiple manufacturing environments using NIR spectroscopy"
   Journal of Chemical Engineering of Japan, 58, 2466828 (2025)
8. Junu Kim, Kozue Okamura, Mohamed Rami Gaddem, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Hirokazu Sugiyama
   "Impact of modeling and simulation on pharmaceutical process development"
   Current Opinion in Chemical Development, 47, 101093 (2025)
9. Kosuke Nemoto, Yusuke Hayashi, Hirokazu Sugiyama
   "Indicator-based assessment of potential supply risks for pharmaceutical excipients: Method and application"
   International Journal of Pharmaceutics, 663, 124498 (2024)
10. Benedikt X. Scholz, Yusuke Hayashi, Yuka Higashi, Yuki Uno, Mohamed Rami Gaddem, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "Computational fluid dynamics model-based design of continuous forced convection freezing processes for human Induced pluripotent stem cells considering supercooling of extracellular solutions"
    Chemical Engineering Research and Design, 208, 674–682 (2024)
11. Mohamed Rami Gaddem, Yusuke Hayashi, Benedikt Scholz, Haruka Futamura, Koji Kawasaki, Hirokazu Sugiyama
    "Model-based investigation of a novel decontamination technology: Ultrasound assisted aerosolized hydrogen peroxide"
    Chemical Engineering Research and Design, 205, 517–528 (2024)
12. Mohamed Rami Gaddem, Junu Kim, Kensaku Matsunami, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Hirokazu Sugiyama
    "Roles of mechanistic, data-driven, and hybrid modeling approaches for pharmaceutical process design and operation"
    Current Opinion in Chemical Engineering, 44, 101019 (2024)
13. Keita Hirono, Yusuke Hayashi, Isuru A. Udugama, Yuto Takemoto, Ryuji Kato, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "Image-based hybrid model incorporating initial spatial distribution for mesenchymal stem cell cultivation process design"
    AIChE Journal, 90, 1845257 (2024)
14. Junu Kim, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Kazuya Okamoto, Toshikazu Hakogi, Haruo Furukawa, Satoshi Yoshikawa, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama
    "Kinetic study and model-based design space determination for a drug substance flow synthesis using amination reaction via nucleophilic aromatic substitution"
    Organic Process Research & Development, 28, 1793–1805 (2024)
15. Yusuke Hayashi, Yuki Uno, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "Computer-aided exploration of multiobjective optimal temperature profiles in slow freezing for human induced pluripotent stem cells"
    Cryobiology, 115, 104885 (2024)
16. Kozue Okamura, Hiroki Tsuchiya, Risa Hamada, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Seiichi Ohta, Hirokazu Sugiyama
    "A systems evaluation model for the development of companion diagnostics and associated molecularly targeted therapies"
    Journal of Pharmaceutical Innovation, 18, 2265–2276 (2023)
17. Yusuke Hayashi, Saho Okazaki, Kensaku Matsunami, Kazuya Tanabe, Takuya Nagato, Hirokazu Sugiyama
    "Development of concentration prediction models for personalized tablet manufacturing using near-infrared spectroscopy"
    Chemical Engineering Research and Design, 199, 507–514 (2023)
18. Junu Kim, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Kazuya Okamoto, Toshikazu Hakogi, Haruo Furukawa, Satoshi Yoshikawa, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama
    "Hybrid modeling of an active pharmaceutical ingredient flow synthesis in a ring-opening reaction of an epoxide with a Grignard reagent"
    Industrial & Engineering Chemistry Research, 62, 17824–17834 (2023)
19. Junu Kim, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Kazuya Okamoto, Toshikazu Hakogi, Haruo Furukawa, Satoshi Yoshikawa, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama
    "Mechanistic insights into the amination via nucleophilic aromatic substitution"
    Reaction Chemistry & Engineering, 8, 2060–2070 (2023)
20. Benedikt X. Scholz, Yusuke Hayashi, Isuru A. Udugama, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "A CFD model-based design of seeding processes for two-dimensional mesenchymal stem cell cultivation"
    Computers & Chemical Engineering, 171, 108157 (2023)
21. Isuru A. Udugama, Sara Badr, Keita Hirono, Benedikt X. Scholz, Yusuke Hayashi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "The role of process systems engineering in applying Quality by Design (QbD) in mesenchymal stem cell production"
    Computers & Chemical Engineering, 172, 108144 (2023)
22. Yusuke Hayashi, Akinori Shigeyama, Hirokazu Sugiyama
    "A screening support method of cryoprotective agents for regenerative medical products considering environmental impacts"
    Chemical Engineering Research and Design, 191, 83–92 (2023)
23. Masahiro Yamada, Sara Badr, Yusuke Hayashi, Kenichi Zenitani, Kokichi Kubota, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama
    "A comprehensive design approach for injectable manufacturing processes considering new technologies and operational aspects"
    Journal of Chemical Engineering of Japan, 56, 2201310 (2023)
24. Junu Kim, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama
    "Impact of solvent selection on batch and flow syntheses for heterogeneous hydrogenation in drug substance manufacturing: A model-based analysis"
    Chemical Engineering Research and Design, 189, 156–166 (2023)
25. Benedikt X. Scholz, Yusuke Hayashi, Isuru A. Udugama, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "A multilayered approach to scale-up forced convection-based freezing of human induced pluripotent stem cells"
    Computers & Chemical Engineering, 163, 107851 (2022)
26. Keita Hirono, Isuru A. Udugama, Yusuke Hayashi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "A dynamic and probabilistic design space determination method for mesenchymal stem cell cultivation processes"
    Industrial & Engineering Chemistry Research, 61, 7009–7019 (2022)
27. Yusuke Hayashi, Kota Oishi, Hirokazu Sugiyama
    "Cost-effectiveness analysis in the manufacture of allogeneic human induced pluripotent cells in Japan by agent-based modeling"
    Chemical Engineering Research and Design, 182, 172–182 (2022)
28. Yusuke Hayashi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "Hybrid-model-based design of fill-freeze-thaw processes for human induced pluripotent stem cells considering productivity and quality"
    Computers & Chemical Engineering, 156, 107566 (2022)
29. Yusuke Hayashi, Yuka Nakajima, Hirokazu Sugiyama
    "Computational screening of cryoprotective agents for regenerative medical products using quantum chemistry and molecular dynamics simulations"
    Cryobiology, 100, 101–109 (2021)
30. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "Model-based assessment of temperature profiles in slow freezing for human induced pluripotent stem cells"
    Computers & Chemical Engineering, 144, 107150 (2021)
31. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "Slow freezing process design for human induced pluripotent stem cells by modeling intracontainer variation"
    Computers & Chemical Engineering, 132, 106597 (2020)
32. Shunsuke Ono, Takeru Uchikoshi, Yusuke Hayashi, Yuta Kitagawa, George Yeh, Eiichi Yamaguchi, Katsuaki Tanabe
    "A heterothermic kinetic model of hydrogen absorption in metals with subsurface transport"
    Metals, 9, 1131 (2019)

査読付きプロシーディングス

1. Kosuke Nemoto, Sara Badr, Yusuke Hayashi, Yuki Yoshiyama, Kozue Okamura, Mizuki Morisasa, Junshin Iwabuchi, Hirokazu Sugiyama
   "A hybrid-modeling approach to monoclonal antibody production process design using automated bioreactor equipment"
   35th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, PSE Press, Systems & Control Transactions, 4, 2492–2497 (2025)
2. Shunsei Yayabe, Junu Kim, Yusuke Hayashi, Kazuya Okamoto, Keisuke Shibukawa, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama
   "Kinetic modeling of drug substance synthesis considering slug flow characteristics in a liquid-liquid reaction"
   35th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, PSE Press, Systems & Control Transactions, 4, 2498–2503 (2025)
3. Junu Kim, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Kazuya Okamoto, Toshikazu Hakogi, Satoshi Yoshikawa, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama
   "Hybrid model-based design space determination for an active pharmaceutical ingredient flow synthesis using Grignard reaction"
   34th European Symposium on Computer Aided Process Engineering / 15th International Symposium on Process System Engineering, Elsevier, Computer Aided Chemical Engineering, 53, 463–468 (2024)
4. Keita Hirono, Yusuke Hayashi, Isuru Udugama, Yuto Takemoto, Ryuji Kato, Masahiro Kino-Oka, Hirokazu Sugiyama
   "Use of image data in kinetic model development for the design of mesenchymal stem cell cultivation processes"
   34th European Symposium on Computer Aided Process Engineering / 15th International Symposium on Process System Engineering, Elsevier, Computer Aided Chemical Engineering, 53, 529–464 (2024)
5. Yusuke Hayashi, Yuki Uno, Masahiro Kino-Oka, Hirokazu Sugiyama
   "Computer-aided optimization of cooling temperature profiles in slow freezing for human Induced pluripotent stem cells"
   34th European Symposium on Computer Aided Process Engineering / 15th International Symposium on Process System Engineering, Elsevier, Computer Aided Chemical Engineering, 53, 2485–2490 (2024)
6. Yusuke Hayashi, Benedikt X. Scholz, Hirokazu Sugiyama
   "A CFD-model-based approach to continuous freezing process design for human induced pluripotent stem cells"
   33rd European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Elsevier, Computer Aided Chemical Engineering, 52, 65–70 (2023)
7. Yusuke Hayashi, Kota Oishi, Hirokazu Sugiyama
   "An agent-based model for cost-effectiveness analysis in the manufacture of allogeneic human induced pluripotent cells in Japan"
   14th International Symposium on Process System Engineering, Elsevier, Computer Aided Chemical Engineering, 49, 2203–2208 (2022)
8. Keita Hirono, Isuru A. Udugama, Yusuke Hayashi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
   "Design space determination of mesenchymal stem cell cultivation by dynamic modeling under uncertainty"
   32nd European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Elsevier, Computer Aided Chemical Engineering, 51, 721–726 (2022)
9. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
   "Model-based design of freezing temperature profile for human induced pluripotent stem cells"
   Cryobiology, 97, 274 (2020)
10. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-Oka, Hirokazu Sugiyama
    "Multiobjective dynamic optimization of slow freezing processes for human induced pluripotent stem cells by modeling intracontainer condition"
    30th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Elsevier, Computer Aided Chemical Engineering, 48, 265–270 (2020)
11. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama
    "Integrated white-box models for designing freezing processes of human induced pluripotent stem cells considering diversity within a container"
    29th European Symposium on Computer Aided Process Engineering, Elsevier, Computer Aided Chemical Engineering, 46, 877–882 (2019)

学会発表

1. Yusuke Hayashi, Masaharu Fujioka, Yuta Yamaguchi, Tetsuya Fujii, Hirokazu Sugiyama, "A hybrid model for determining design spaces in freezing processes of human induced pluripotent stem cell-derived spheroids", Oral, ESCAPE35, 6-9 July 2025, KU Leuven Campus Ghent, Ghent, Belgium
2. 林 勇佑, 清水 惇智, 玉置 励伊, 杉山 弘和, "幹細胞製品に用いる凍結保護剤の多面的評価基盤構築", 口頭, 化学工学会 第90回年会, 2025/3/12-14, 東京理科大学 葛飾キャンパス
3. Yusuke Hayashi, Rei Tamaki, Yuki Uno, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama, "Computer-aided exploration of cryoprotective agents for stem cell manufacturing", Poster, 2024 AIChE Annual Meeting, 27-31 october 2024, San Diego Convention Center, Hilton San Diego Bayfront, U.S.A.
4. Yusuke Hayashi, Yuki Uno, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama, "Computer-aided optimization of cooling temperature profiles in slow freezing for human induced pluripotent stem cells", Oral, ESCAPE34-PSE24, 2-6 June 2024, Palazzo dei Congressi -Villa Vittoria, Florence, Italy
5. 林 勇佑, 宇野 友貴, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "シミュレーションを活用したヒトiPS細胞凍結プロセスにおける温度プロファイルの最適化", 口頭, 化学工学会 第89年会, 2024/3/18-20, 大阪公立大学 中百舌鳥キャンパス
6. Yusuke Hayashi, Benedikt Scholz, Hirokazu Sugiyama, "A Multilayered approach to continuous freezing process design for human induced pluripotent stem cells", Oral, 2023 AIChE Annual Meeting, 5-10 November 2023, Hyatt Regency, Orlando, U.S.A.
7. 林 勇佑, 滋山 旭昇, 杉山 弘和, "幹細胞に用いる凍結保護剤のスクリーニング支援手法", 口頭, 化学工学会 第54回秋季大会, 2023/9/11-13, 福岡大学 七隈キャンパス
8. Yusuke Hayashi, Benedikt X. Scholz, Hirokazu Sugiyama, "A CFD-model-based approach to continuous freezing process design for human induced pluripotent stem cells", Poster, 33rd European Symposium on Computer-Aided Process Engineering (ESCAPE-33), 18-21 June 2023, Royal Olympic Hotel, Athens, Greece
9. 林 勇佑, Scholz Benedikt, 杉山 弘和, "CFDシミュレーションを用いたヒトiPS細胞の連続凍結プロセス設計", 口頭, 化学工学会 第88年会, 2023/3/15-17, 東京農工大学 小金井キャンパス, 東京都
10. Yusuke Hayashi, Hirokazu Sugiyama, "A hybrid-model-based approach to continuous freezing process design for human induced pluripotent stem cells", Oral, 10th Asian Symposium on Process Systems Engineering (PSE Asia 2022), 11-14 December 2022, Indian Institute of Technology Maderas Campus, Chennai, India
11. 林 勇佑, 杉山 弘和, "ヒトiPS細胞に対する連続凍結プロセスの適用", 口頭, 第65回 自動制御連合講演会, 2022/11/12-13, 宇都宮大学 陽東キャンパス, 栃木県
12. 林 勇佑, 杉山 弘和, "ヒトiPS細胞凍結プロセスにおけるトンネルフリーザーの適用", 口頭, 化学工学会 第53回秋季大会, 2022/9/14-16, オンライン/信州大学 長野（工学）キャンパス, 長野県
13. Yusuke Hayashi, Kota Oishi, Hirokazu Sugiyama, "An agent-based model for cost-effectiveness analysis in the manufacture of allogeneic human induced pluripotent cells in Japan", Oral, The 14th International Symposium on Process Systems Engineering (PSE 2021+), 19-23 June 2022, Kyoto University Clock Tower Centennial Hall, Kyoto, Japan/Virtual meeting
14. 林 勇佑, 杉山 弘和, "ヒトiPS細胞向け凍結保存プロセスのマルチスケール設計", 口頭, 化学工学会第87年会, 2022/3/16-18, 神戸大学 鶴甲第1キャンパス、兵庫県 神戸市/オンライン
15. 林 勇佑, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "ハイブリッドモデルを用いたヒトiPS細胞の充填・凍結・解凍プロセス設計", 口頭, 化学工学会第52回秋季大会, 2021/9/22-24, 岡山大学 津島キャンパス、岡山県 岡山市/オンライン開催
16. 林 勇佑, 大石 宏太, 杉山 弘和, "エージェントベーストモデルを用いた他家iPS細胞治療の費用対効果分析", 口頭, 化学工学会第86年会, 2021/3/20-22, オンライン開催
17. 林 勇佑, Scholz Benedikt, 杉山 弘和, "数値流体力学シミュレーションを用いたヒトiPS細胞緩慢凍結プロセスのスケールアップ検討", 口頭, 第20回日本再生医療学会総会, 2021/3/11-13, オンライン開催
18. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-Oka, Hirokazu Sugiyama, "Model-based assessment of freezing temperature profiles for human induced pluripotent stem cells", Poster, 2020 AIChE Annual Meeting, 16-20 November 2020, Virtual meeting
19. Yusuke Hayashi, Yuka Nakajima, Hirokazu Sugiyama, "Quantum chemistry and molecular dynamics simulations on cryoprotective agents for human stem cells", Oral, The 9th Asian Symposium on Process Systems Engineering (9th PSE Asia), 4-6 November 2020, Virtual meeting
20. 林 勇佑, 堀口 一樹, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "ヒトiPS細胞の緩慢凍結における温度プロファイルの最適化シミュレーション", 口頭, 化学工学会 第51回秋季大会, 2020/9/24-26, オンライン開催
21. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-Oka, Hirokazu Sugiyama, "Multiobjective dynamic optimization of slow freezing processes for human induced pluripotent stem cells by modeling intracontainer condition", Oral, The 30th European Symposium on Computer-Aided Process Engineering (ESCAPE-30), 30 August-2 September 2020, Virtual meeting
22. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama, "Model-based design of freezing temperature profile for human induced pluripotent stem cells", Oral, The 57th Annual Meeting of the Society for Cryobiology (CRYO2020), 21-23 July 2020, Virtual meeting
23. 林 勇佑, 堀口 一樹, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "数理モデルを用いたヒトiPS細胞緩慢凍結プロセスの動的最適化", 第19回日本再生医療学会総会（抄録のみ）
24. 林 勇佑, 堀口 一樹, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "ヒトiPS細胞の緩慢凍結における温度プロファイルの最適化シミュレーション", 化学工学会第85年会（要旨のみ）
25. 林 勇佑, Scholz Benedikt, 杉山 弘和, "CFDシミュレーションを用いたヒトiPS細胞緩慢凍結プロセスのスケールアップ検討", 化学工学会第85年会（要旨のみ）
26. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama, "Slow freezing process design for human induced pluripotent stem cells by modeling intracontainer variation", Oral, 2019 AIChE Annual Meeting, 10-15 November 2019, Hyatt Regency, Orlando, U.S.A.
27. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama, "Simulation-based design of slow freezing processes for human induced pluripotent stem cells considering intracontainer variation", Oral, 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE 2019), 23-27 September 2019, Sapporo Convention Center, Sapporo, Japan
28. Yusuke Hayashi, Ikki Horiguchi, Masahiro Kino-oka, Masahiko Hirao, Hirokazu Sugiyama, "Freeze-thaw process design of induced pluripotent stem cells using white-box models", Poster, The 29th European Symposium on Computer-Aided Process Engineering (ESCAPE-29), 16-19 June 2019, Evoluon, Eindhoven, Netherland
29. 林 勇佑, "ヒトiPS細胞の凍結プロセス設計", 口頭, 2019年ISPE日本本部年次大会, 2019/5/30-31, タワーホール船堀, 東京都
30. 林 勇佑, 堀口 一樹, 紀ノ岡 正博, 平尾 雅彦, 杉山 弘和, "物理モデルを用いたiPS細胞の凍結・解凍プロセス設計", ポスター, 第18回日本再生医療学会総会, 2019/3/21-23, 神戸国際会議場, 兵庫県
31. 林 勇佑, 堀口 一樹, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "実生産に向けたヒトiPS細胞の凍結プロセス設計", ポスター, 化学工学会第84年会, 2019/3/13–15, 芝浦工業大学, 東京都
32. Yusuke Hayashi, Masahiro Kino-oka, Ikki Horiguchi, Masahiko Hirao, Hirokazu Sugiyama, "Computer-aided design of freeze-thaw processes of induced pluripotent stem cells", Oral, The 8th International Symposium on Design, Operation, and Control of Chemical Processes (PSE Asia 2019), 13-16 January 2019, Chulalongkorn University, Bangkok, Thailand
33. 林 勇佑, 堀口 一樹, 紀ノ岡 正博, 平尾 雅彦, 杉山 弘和, "メカニスティックモデルを用いたiPS細胞の凍結・解凍プロセス設計", 口頭, 化学工学会 第50回秋季大会, 2018/9/18-20, 鹿児島大学, 鹿児島県
34. Yusuke Hayashi, Masahiro Kino-oka, Ikki Horiguchi, Masahiko Hirao, Hirokazu Sugiyama, "Models for designing freeze-thaw process of human induced pluripotent stem cells towards commercial manufacturing", Poster, The 5th World Congress of the Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society (TERMIS 2018), 4-7 September 2018, Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
35. 林 勇佑, 紀ノ岡 正博, 堀口 一樹, 平尾 雅彦, 杉山 弘和, "iPS細胞の産業化に向けた凍結・解凍プロセス設計", ポスター, 化学工学会第83年会, 2018/3/13-15, 関西大学, 大阪府

学会発表(共著者として)

1. Yuki Yamashita, Yusuke Hayashi, Yuki Uno, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama, "Integrated process design of passage culture and freezing for mesenchymal stem cells toward establishment of working cell banks", Poster, 2025 AIChE Annual Meeting, 2-16 November 2025, John B. Hynes Veterans Memorial Convention Center, Marriott Copley Place, Sheraton Back Bay | Boston, MA, U.S.A.
2. Kosuke Nemoto, Sara Badr, Yusuke Hayashi, Mizuki Morisasa, Junshin Iwabuchi, Hirokazu Sugiyama, "A hybrid-modeling approach for optimizing cultivation processes in monoclonal antibody production using automated bioreactor equipment", Oral, 2025 AIChE Annual Meeting, 2-16 November 2025, John B. Hynes Veterans Memorial Convention Center, Marriott Copley Place, Sheraton Back Bay | Boston, MA, U.S.A.
3. Masaharu Fujioka, Yusuke Hayashi, Yuta Yamaguchi, Yurina Aoyama, Hirokazu Sugiyama, "Model-based assessment of design parameters in freezing processes for human induced pluripotent stem cell-derived spheroids", Oral, 2025 AIChE Annual Meeting, 2-16 November 2025, John B. Hynes Veterans Memorial Convention Center, Marriott Copley Place, Sheraton Back Bay | Boston, MA, U.S.A.
4. 良邊 駿晴, 金 俊佑, 林 勇佑, 岡本 和也, 澁川 圭佑, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "モデルと実験の不確実性を考慮した考慮した原薬フロー合成のデザインスペース予測と検証", 口頭, 第68回自動制御連合講演会, 2025/11/1-2, 名古屋大学 東山キャンパス
5. 良邊 駿晴, 金 俊佑, 林 勇佑, 岡本 和也, 澁川 圭佑, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "原薬フロー合成における確率論的デザインスペースの予測と検証", 口頭, 化学工学会 第56回秋季大会, 2025/9/16-18, 芝浦工業大学 豊洲キャンパス
6. 吉山 有希, 滋山 旭昇, Badr Sara, 林 勇佑, 遠藤 紀歩, 森笹 瑞季, 岩渕 順真, 杉山 弘和, "細胞クローンの違いを考慮した抗体製造プロセスのモデルベースト分析", 口頭, 化学工学会 第56回秋季大会, 2025/9/16-18, 芝浦工業大学 豊洲キャンパス
7. 和田 蒼汰, 岡田 龍, 榊原 諒, 林 勇佑, 杉山 弘和, Kim Junu, "間葉系幹細胞の2D培養データを用いた3D培養挙動のモデルベース予測", 口頭, 化学工学会 第56回秋季大会, 2025/9/16-18, 芝浦工業大学 豊洲キャンパス
8. Shunsei Yayabe, Junu Kim, Yusuke Hayashi, Kazuya Okamoto, Keisuke Shibukawa, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama, "Kinetic modeling of drug substance synthesis considering slug flow characteristics in a liquid-liquid reaction", Poster, ESCAPE35, 6-9 July 2025, KU Leuven Campus Ghent, Ghent, Belgium
9. Kosuke Nemoto, Sara Badr, Yusuke Hayashi, Yuki Yoshiyama, Kozue Okamura, Mizuki Morisasa, Junshin Iwabuchi, Hirokazu Sugiyama, "A hybrid-modeling approach to monoclonal antibody production process design using automated bioreactor equipment", Oral, ESCAPE35, 6-9 July 2025, KU Leuven Campus Ghent, Ghent, Belgium
10. 根本 耕輔, Badr Sara, 林 勇佑, 森笹 瑞季, 岩渕 順真, 杉山 弘和, "モノクローナル抗体製造における培養プロセスのモデルベースト設計と運転支援", ポスター, 化学工学会 第90回年会, 2025/3/12-14, 東京理科大学 葛飾キャンパス
11. 山下 裕貴, 林 勇佑, 宇野 友貴, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "ワーキングセルバンク構築に向けた間葉系幹細胞の継代培養・凍結統合プロセス設計", ポスター, 化学工学会 第90回年会, 2025/3/12-14, 東京理科大学 葛飾キャンパス
12. 良邊 駿晴, 金 俊佑, 林 勇佑, 澁川 圭佑, 岡本 和也, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "スティーブン酸化を用いた原薬フロー合成のモデルベーストプロセス設計", ポスター, 化学工学会 第90回年会, 2025/3/12-14, 東京理科大学 葛飾キャンパス
13. 廣納 敬太, 林 勇佑, 杉山 弘和, "空間的不均一性と動的変動を考慮した間葉系幹細胞製造プロセスの設計", 口頭, 化学工学会 第90回年会, 2025/3/12-14, 東京理科大学 葛飾キャンパス
14. 良邊 駿晴, 金 俊佑, 林 勇佑, 澁川 圭佑, 岡本 和也, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "原薬フロー合成における流動特性を考慮したモデリングと設計への応用", 口頭, 第67回自動制御連合講演会, 2024/11/23-24, 姫路商工会議所
15. Hirokazu Sugiyama, Keita Hirono, Benedikt Scholz1, Isuru A. Udugama, Yusuke Hayashi, Yuto Takemoto, Ryuji Kato, Masahiro Kino-oka, "Uncertainty-conscious model-based design of human mesenchymal stem cell manufacturing processes", Poster, 2024 AIChE Annual Meeting, 27-31 october 2024, San Diego Convention Center, Hilton San Diego Bayfront, U.S.A.
16. 生田 大樹, 林 勇佑, 杉山 弘和, "新薬の費用対効果分析に向けた層別化医療のモデル化と評価事例", 口頭, 化学工学会 第55回秋季大会, 2024/9/11-13, 北海道大学 札幌キャンパス
17. 藤岡 雅治, 林 勇佑, 山口 雄大, 藤井 哲也, 杉山 弘和, "ハイブリッドモデルを用いたヒトiPS細胞由来スフェロイドの凍結プロセスにおけるデザインスペース決定", 口頭, 化学工学会 第55回秋季大会, 2024/9/11-13, 北海道大学 札幌キャンパス
18. 根本 耕輔, Badr Sara, 林 勇佑, 吉山 有希, 岡村 梢, 森笹 瑞季, 岩渕 順真, 杉山 弘和, "自動培養実験データを用いたモノクローナル抗体産生プロセスのモデリング", 口頭, 化学工学会 第55回秋季大会, 2024/9/11-13, 北海道大学 札幌キャンパス
19. Kosuke Nemoto, Sara Badr, Yusuke Hayashi, Yuki Yoshiyama, Kozue Okamura, Mizuki Morisasa, Junshin Iwabuchi, Hirokazu Sugiyama, "Hybrid modeling of CHO-MK cell cultivation for monoclonal antibody production using automated bioreactor equipment", Oral, PSE ASIA 2024, 5-8 August 2024, DoubleTree Resort by Hilton, Penang, Malaysia
20. Shunsei Yayabe, Junu Kim, Yusuke Hayashi, Keisuke Shibukawa, Kazuya Okamoto, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama, "Kinetic modeling of drug substance flow synthesis using Stevens oxidation considering phase transfer catalyst and slug flow", Oral, PSE ASIA 2024, 5-8 August 2024, DoubleTree Resort by Hilton, Penang, Malaysia
21. Rei Tamaki, Yusuke Hayashi, Yuki Uno, Masahiro Kino-Oka, Hirokazu Sugiyama, "An exploration cycle of cryoprotective agents for stem cell manufacturing using computer-aided molecular design approaches", Oral, PSE ASIA 2024, 5-8 August 2024, DoubleTree Resort by Hilton, Penang, Malaysia
22. Masaharu Fujioka, Yusuke Hayashi, Hirokazu Sugiyama, "A model-based approach to determining feasible parameter ranges of freezing processes for stem cell-derived spheroids", Oral, PSE ASIA 2024, 5-8 August 2024, DoubleTree Resort by Hilton, Penang, Malaysia
23. Junu Kim, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Kazuya Okamoto, Toshikazu Hakogi, Satoshi Yoshikawa, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama, "Hybrid model-based design space determination for an active pharmaceutical ingredient flow synthesis using Grignard reaction", Oral, ESCAPE34-PSE24, 2-6 June 2024, Palazzo dei Congressi -Villa Vittoria, Florence, Italy
24. Keita Hirono, Yusuke Hayashi, Isuru A. Udugama, Yuto Takemoto, Ryuji Kato, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama, "Use of image data in kinetic model development for the design of mesenchymal stem cell cultivation processes", Oral, ESCAPE34-PSE24, 2-6 June 2024, Palazzo dei Congressi -Villa Vittoria, Florence, Italy
25. 廣納 敬太, 林 勇佑, A. Udugama Isuru, 竹本 悠人, 加藤 竜司, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "播種ムラを考慮した間葉系幹細胞培養のハイブリッドモデル", 口頭, 化学工学会 第89年会, 2024/3/18-20, 大阪公立大学 中百舌鳥キャンパス
26. 金 俊佑, 林 勇佑, Badr Sara, 岡本 和也, 箱木 敏和, 古川 晴雄, 吉川 覚, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "グリニャール反応を用いた原薬フロー合成におけるデザインスペース決定のためのモデルベースアプローチ", 口頭, 化学工学会 第89年会, 2024/3/18-20, 大阪公立大学 中百舌鳥キャンパス
27. 玉置 励伊, 林 勇佑, 宇野 友貴, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "幹細胞に用いる凍結保護剤のコンピューター支援設計", ポスター, 化学工学会 第89年会, 2024/3/18-20, 大阪公立大学 中百舌鳥キャンパス
28. 和田 蒼汰, GaddemMohamed Rami, 林 勇佑, 二村 はるか, 川崎 康司, 杉山 弘和, "医薬品製造における超音波除染プロセスのモデル化と設計", ポスター, 化学工学会 第89年会, 2024/3/18-20, 大阪公立大学 中百舌鳥キャンパス
29. Kosuke Nemoto, Yusuke Hayashi, Hirokazu Sugiyama, "Indicator-based supply stability analysis of pharmaceutical excipients: Method and application", Oral, 2023 AIChE Annual Meeting, 5-10 November 2023, Hyatt Regency, Orlando, U.S.A.
30. Mohamed Rami Gaddem, Yusuke Hayashi, Haruka Futamura, Koji Kawasaki, Hirokazu Sugiyama, "Model-based design of the next-generation decontamination technology for sterile manufacturing", Poster, 2023 AIChE Annual Meeting, 5-10 November 2023, Hyatt Regency, Orlando, U.S.A.
31. Junu Kim, Yusuke Hayashi, Sara Badr, Kazuya Oakamoto, Toshikazu Hakogi, Haruo Furukawa, Satoshi Yoshikawa, Hayao Nakanishi, Hirokazu Sugiyama, "Model-based design space assessment for flow synthesis of amination reaction via nucleophilic aromatic substitution", Poster, 2023 AIChE Annual Meeting, 5-10 November 2023, Hyatt Regency, Orlando, U.S.A.
32. Keita Hirono, Yusuke Hayashi, Isuru A. Udugama, Mohamed Rami Gaddem, Yuto Takemoto, Ryuji Kato, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama, "Hybrid modeling with phase contrast microscopy images for the design of mesenchymal stem cell cultivation processes", Oral, 2023 AIChE Annual Meeting, 5-10 November 2023, Hyatt Regency, Orlando, U.S.A.
33. 金 俊佑, 林 勇佑, Badr Sara, 岡本 和也, 箱木 敏和, 古川 晴雄, 吉川 覚, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "原薬合成における連続フローグリニャール反応のハイブリッドモデリング", 口頭, 第66回自動制御連合講演会, 2023/10/7-8, 東北大学 川内キャンパス
34. 金 俊佑, 林 勇佑, Badr Sara, 岡本 和也, 箱木 敏和, 古川 晴雄, 吉川 覚, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "原薬フロー合成におけるアミノ化反応の速度論的解析とデザインスペース探索", 口頭, 化学工学会 第54回秋季大会, 2023/9/11-13, 福岡大学 七隈キャンパス
35. Gaddem Mohamed Rami, 林 勇佑, Scholz Benedikt, 二村 はるか, 川崎 康司, 杉山 弘和, "Numerical investigation of aerosol deposition under the effect of airborne acoustic streaming for pharmaceutical process decontamination", 口頭, 化学工学会 第54回秋季大会, 2023/9/11-13, 福岡大学 七隈キャンパス
36. 滋山 旭昇, 林 勇佑, Badr Sara, 杉山 弘和, "サロゲートモデルを活用したモノクローナル抗体製造の上流・下流統合プロセス設計", 口頭, 化学工学会 第54回秋季大会, 2023/9/11-13, 福岡大学 七隈キャンパス
37. Scholz Benedikt, 林 勇佑, Gaddem Mohamed Rami, Higashi Yuka, 宇野 友貴, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "CFD-based modeling of a continuous forced convection-based freezer unit for human induced pluripotent stem cells considering supercooling", 口頭, 化学工学会 第54回秋季大会, 2023/9/11-13, 福岡大学 七隈キャンパス
38. 後藤 愛弓, Reus Elena, 林 勇佑, 田辺 和也, 長門 琢也, 杉山 弘和, "卓上錠剤製造のための粉体物性に基づく品質・製造性予測モデル", ポスター, 化学工学会 第88年会, 2023/3/15-17, 東京農工大学 小金井キャンパス, 東京都
39. 金 俊佑, 林 勇佑, Badr Sara, 岡本 和也, 箱木 敏和, 古川 晴雄, 吉川 覚, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "エポキシドとグリニャール試薬の開環反応における原薬フロー合成のハイブリッドモデリング", 口頭, 化学工学会 第88年会, 2023/3/15-17, 東京農工大学 小金井キャンパス, 東京都
40. 山田 真弘, 林 勇佑, Badr Sara, 銭谷 賢一, 久保田 幸吉, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "新技術とオペレーションを考慮した注射剤製造プロセスの包括的設計アプローチ", 口頭, 化学工学会 第88年会, 2023/3/15-17, 東京農工大学 小金井キャンパス, 東京都
41. 滋山 旭昇, Badr Sara, 林 勇佑, 杉山 弘和, "モノクローナル抗体製造における上流・下流統合プロセスのシミュレーションと設計", ポスター, 化学工学会 第88年会, 2023/3/15-17, 東京農工大学 小金井キャンパス, 東京都
42. 根本 耕輔, 林 勇佑, 杉山 弘和, "供給安定性を考慮した医薬品添加剤の選択支援手法", ポスター, 化学工学会 第88年会, 2023/3/15-17, 東京農工大学 小金井キャンパス, 東京都
43. Scholz Benedikt, 林 勇佑, A. Udugama Isuru, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "A CFD model-based design of seeding processes for two-dimensional mesenchymal stem cell cultivation", 口頭, 化学工学会 第88年会, 2023/3/15-17, 東京農工大学 小金井キャンパス, 東京都
44. Gaddem Mohamed Rami, 林 勇佑, 二村 はるか, 川崎 康司, 杉山 弘和, "CFD-based investigation of a novel decontamination process using ultrasound technology", 口頭, 化学工学会 第88年会, 2023/3/15-17, 東京農工大学 小金井キャンパス, 東京都
45. 金 俊佑, 林 勇佑, Badr Sara, 岡本 和也, 箱木 敏和, 古川 晴雄, 吉川 覚, 中西 勇夫, 杉山 弘和, "原薬合成における芳香族求核置換反応の速度論的モデリング", 口頭, 化学工学会 第53回秋季大会, 2022/9/14-16, オンライン/信州大学 長野（工学）キャンパス, 長野県
46. Keita Hirono, Isuru A. Udugama, Yusuke Hayashi, Masahiro Kino-oka, Hirokazu Sugiyama, "Design space determination of mesenchymal stem cell cultivation by dynamic modeling under uncertainty", Poster, The 32nd European Symposium on Computer-Aided Process Engineering (ESCAPE 32), 12-15 June 2022, Centre de Congrès Pierre Baudis, Toulouse, France
47. 廣納 敬太, A. Udugama Isuru, 林 勇佑, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "間葉系幹細胞の培養プロセスを対象とする動的・確率的デザインスペース決定手法", ポスター, 化学工学会第87年会, 2022/3/16-18, 神戸大学 鶴甲第1キャンパス、兵庫県 神戸市/オンライン
48. A. Udugama Isuru, 廣納 敬太, 林 勇佑, 紀ノ岡 正博, 杉山 弘和, "Model-based design space determination of mesenchymal stem cell cultivation considering system dynamics and variations", 口頭, 化学工学会第87年会, 2022/3/16-18, 神戸大学 鶴甲第1キャンパス、兵庫県 神戸市/オンライン

総合解説・総合報告等

1. 廣納 敬太, A. Udugama Isuru, 林 勇佑, 杉山 弘和 "Pharma PSE Spotlight 第17回:間葉系幹細胞の動的・確率論的デザインスペース決定手法" Pharm Tech Japan, 39, 39–44 (2023)
2. 林 勇佑, 杉山 弘和 "Pharma PSE Spotlight 第14回：生産性と品質を考慮したヒトiPS細胞向け充填・凍結・解凍プロセスのハイブリッドモデルベースと設計" Pharm Tech Japan, 38, 585–588 (2022)
3. 林 勇佑, 杉山 弘和 "Pharma PSE Spotlight 第13回：ヒトiPS細胞の緩慢凍結プロセスにおける冷却温度プロファイルのモデルベースト評価" Pharm Tech Japan, 37, 255–259 (2021)
4. 林 勇佑, 杉山 弘和 "Pharma PSE Spotlight 第10回：容器内ばらつきのモデル化によるヒトiPS細胞の緩慢凍結プロセス設計" Pharm Tech Japan, 35, 2965–2968 (2019)
5. 山田 真弘, 林 勇佑, 藪田 啓奨, 杉山 弘和 "化学工学会 第50回秋季大会 講演紹介" Pharm Tech Japan, 34, 3209–3210 (2018)

著書・編著

1. 林 勇佑 "プロセスモデリングによるヒトiPS細胞の凍結プロセス設計" プロセスインフォマティクスにおける データ解析・モデリングと応用展開, 技術情報協会, ISBN 978-4-86798-089-7, 第5章 第8節 (2025)

受賞

• 東京大学大学院工学系研究科長賞, 2022年3月
• 化学工学会第52回秋季大会 SIS部会 研究奨励賞, 2021年10月
• 東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻 ベストプレゼンテーション賞, 2019年3月