氢气

未来的临床应用需要确定安全有效的最佳操作条件，可能需要探索血液透析滤过以增强全身性氢气递送，并开展长期临床试验来评估患者结局。

这些发现与我们之前的猪实验一致，在那项研究中，静脉输注饱和氢盐水时，显著的肺部清除限制了动脉中的氢气递送[22]。

采用血液透析滤过（HDF）并使用大量富氢置换液可能是增强全身性氢气递送的一种策略。

人们已探索出多种氢气递送方法，包括吸入氢气、饮用富氢水、注射富氢盐水以及泡富氢水浴[3]。

未来的研究应探索血液透析滤过（HDF），以潜在增强全身性氢气递送，并评估其长期临床效益。

氢气能高效扩散到体外血液循环回路中，出口处的浓度达到透析液浓度的54.0%-67.7%。

血液透析过程中会使用大量与血液接触的透析液，这为氢气递送提供了一种颇具前景的方法。

透析液制备与氢气稳定性

尽管反渗透过滤后溶解氧浓度相对稳定（由于氢气溶解略有下降），但反渗透水中的溶解氢浓度会因膜后供水压力而变化，这与自来水压力的影响规律相似（表1）。

当然这一所谓新技术，从技术难度来说，也并不复杂，临床上血液透析和体外循环和膜肺等都广泛使用，当然这些技术主要用于氧气的溶解，这里只不过是用于氢气的溶解。

日本在氢气生物医学研究，特别是氢气应用于血液透析技术方面有非常领先的技术，10多年前就已经开展了大量临床试验，明确了氢气溶解于血液透析液中对于改善血透患者透析导致的各种副作用，例如血压不稳定，皮肤瘙痒等都有不同程度的改善。

日本最新用��做的这一新技术探索，把氢气溶解度显著提高到几乎饱和浓度，我强烈相信，将来用于临床血液透析患者，将会产生非常显著的效果。

（组件：氢气溶解单元、个人透析用水制备设备、个人多功能透析机）。

太阳公司，大坂市城东区）测量透析液和血液样本中的氢气浓度。

太阳公司，大阪市城东区）测量透析液和血液样本中的氢气浓度。

在相同时间点从肺动脉、右侧颈总动脉、血液入口和血液出口采集用于测量氢气浓度的血液样本（图3）。

在透析前、透析期间的5、10、15、30、60、120和240分钟以及透析后5分钟测量透析液中的氢气浓度。

氢气浓度测量

氢气浓度测量采用气相色谱仪（mBA-3000；

但这些系统中报道的氢气浓度较低（例如，反渗透水中为99ppb，透析液中为30-80ppb[11,17]），而我们的系统中，反渗透水中为1600ppb，最终透析液中为230ppb。

为了向透析机输送约1600ppb的氢气浓度，膜后反渗透水压力至少需维持在100kPa。

为使反渗透水中的溶解氢浓度维持在约1600ppb（100千帕下的饱和浓度），中空纤维膜的出水压力保持在200千帕（估计膜的压力损失为30千帕）。

右侧颈总动脉中的氢气浓度分别为0.2、0.3、0.4、0.1、0.2、0.5、0.2、0.3和0.2ppb。

回路出口（血液出口）处的血液中氢气浓度迅速上升并趋于稳定，达到同时刻透析液浓度的54.0%-67.7%（稳态时为139.7-192.6ppb）。

相比之下，体循环中的氢气浓度明显较低。

考虑到流速（血流量=50毫升/分钟，透析液流量=100毫升/分钟），观察到的血液出口氢气浓度（约为透析液浓度的60%）反映出高效的扩散动力学。

肺动脉中的氢气浓度分别为1.1、3.4、2.9、5.4、4.8、4.2、6.3、7.4和4.4ppb。

血液入口处测量的氢气浓度比右侧颈总动脉高且变化更大，可能是由于前腔静脉中血液通路导管尖端处发生再循环所致。

血液入口处的氢气浓度分别为7.3、27.0、4.9、6.9、10.5、0.5、1.5、2.3和10.3ppb。

血液出口处的氢气浓度分别为35.0、139.7、157.6、170.8、171.0、172.5、184.9、192.6和40.2ppb。

透析后5分钟）测量的氢气浓度（ppb）。

透析开始前不久测量的初始透析液氢气浓度（65.1ppb）低于稳态浓度，可能是因为在2小时的准备时间内，氢气从回路扩散到周围空气中。

透析期间透析液和血液各部分中氢气浓度（ppb）随时间的变化。

透析期间，透析液氢气浓度稳定在230-280ppb之间（240分钟时例外，达到356.2ppb）。

透析机内置的脱气泵在-73kPa（-550毫米汞柱）的压力下运行以防止气泡产生，根据亨利定律，压力降低使氢气浓度从1600ppb显著降至250ppb[21]。

透析液中的氢气浓度分别为65.1、236.7、240.5、263.9、256.2、254.9、280.6、356.2和258.3ppb。

透析液制备特点

透析液和血液中的氢气浓度

透析液和血液中的氢气浓度表4和图4总结了在特定时间点（透析前；

2005年，东北大学医学院与日本Trim公司（日本大坂市北区）联合开展研究项目，启动了电解水透析技术[12,13]。

与传统电解水方法相比，这种直接溶解系统能递送更高且更稳定的氢气浓度。

在单只犬的血液透析模型中使用该系统时，我们对氢气浓度进行了测量，结果显示氢气水平维持在较高且稳定的状态（反渗透水中约为1600ppb；

我们使用该系统对一只犬进行了富氢透析液透析，并测量了透析液中、血液循环回路进出口处以及身体不同部位血液样本中的氢气浓度。

我们研发了一种创新系统来生成富氢透析液，该系统与传统电解法不同，它通过将氢气直接溶解到自来水中产生饱和水，随后对其进行反渗透（RO）处理以制备透析液。

然而，全身动脉（肺动脉、颈动脉）中的氢气浓度较低，这表明肺部对氢气有显著的清除作用，意味着氢气主要在回路和透析器内发挥局部作用。

但是这些试验存在一个共同的不足，那就是氢气浓度非常低，远低于普通氢水中氢气浓度。

我们构建了一个受自然启发的最小呼吸链，该呼吸链包含三种酶，能将大气中氢气的氧化与氧气的还原以及三磷酸腺苷（ATP）的合成过程相偶联。

纯化的Huc能将氢气氧化与多种泛醌和甲基萘醌类似物的还原过程相偶联。

在此，我们发现好氧微生物可以利用空气中的氢气作为能量来源。

伯尔尼大学的研究人员与奥塔哥大学、昆士兰科技大学、莫纳什大学和墨尔本大学的同事们首次成功在实验室中重建了生物体从空气中的氢气获取能量的理论过程。

吸入法中，氢气压力保持低于水压。

我们采用吸入法，使氢气压力低于水压，以避免输送过程中产生气泡（图2）。

输送法中，氢气压力保持高于水压。

ASAIOJournal采用创新直接溶解技术在透析期间递送高浓度氢气：犬模型中的在体动力学研究摘要氢气（H₂）具有广泛的治疗潜力。

氢气（H₂）具有广泛的治疗潜力。

随后，众多临床试验表明，氢气在治疗从急性到慢性的多种疾病方面均有疗效[2]。

尽管血液透析能够防止患者因肾衰竭死亡，但这种人工器官治疗的非生理性不可避免地会引发慢性炎症和氧化应激[5]。

鉴于每次血液透析都会使用大量透析液，且透析液通过半透膜与血液持续接触，使透析液富含氢气或许是一种很有前景的治疗策略。

尽管氢气供应压力增加，饱和氢自来水中的溶解氧浓度仍保持相对稳定（约4400-4800ppb）。

要通过透析使外周器官达到治疗性氢气水平，可能需要大幅增加递送剂量或采用绕过肺部清除的方法。

这种方法利用高速流动的水在中空纤维管腔内产生的压降，促进氢气从纤维周围的气相溶解到水中。

我们研发了一种创新系统来生成富氢透析液，该系统与传统电解法不同，它通过将氢气直接溶解到自来水中产生饱和水，随后对其进行反渗透（RO）处理以制备透析液。

然而，全身动脉（肺动脉、颈动脉）中的氢气浓度较低，这表明肺部对氢气有显著的清除作用，意味着氢气主要在回路和透析器内发挥局部作用。

ASAIOJournal采用创新直接溶解技术在透析期间递送高浓度氢气：犬模型中的在体动力学研究摘要氢气（H₂）具有广泛的治疗潜力。

氢气（H₂）具有广泛的治疗潜力。

日本在氢气生物医学研究，特别是氢气应用于血液透析技术方面有非常领先的技术，10多年前就已经开展了大量临床试验，明确了氢气溶解于血液透析液中对于改善血透患者透析导致的各种副作用，例如血压不稳定，皮肤瘙痒等都有不同程度的改善。

尽管血液透析能够防止患者因肾衰竭死亡，但这种人工器官治疗的非生理性不可避免地会引发慢性炎症和氧化应激[5]。

鉴于每次血液透析都会使用大量透析液，且透析液通过半透膜与血液持续接触，使透析液富含氢气或许是一种很有前景的治疗策略。