Методы применения водорода
Если водород действительно может излечивать болезни, то как облегчить его использование, становится проблемой, которую неизбежно волнуют многие исследователи. До настоящего времени способы применения водорода при различных заболеваниях включают вдыхание газообразного водорода, водородной воды, инъекцию солевого раствора, обогащенного водородом, трансдермальную диффузию воды, обогащенной водородом, и побуждение бактерий толстой кишки к производству водорода с помощью пищи или лекарств и т. Д. [1–7]. Электролиз воды как функциональной воды уже много лет используется в мире. Вода, обогащенная водородом, как новый продукт функциональной воды, быстро развивается в Японии, Корее, Юго-Восточной Азии и других регионах. Обогащенная водородом инъекция физиологического раствора является одним из наиболее выдающихся достижений в этой области с очевидными преимуществами. Как разновидность клинического лечения инъекция физиологического раствора, обогащенного водородом, все еще нуждается в дальнейшем изучении в фундаментальных и клинических исследованиях. Но, как своего рода очень многообещающее лечение, инъекция физиологического раствора, обогащенного водородом, обязательно станет наиболее перспективным способом клинического применения водорода [8]. Диффузия водорода через кожу, местная инъекция водородагаз, вызванный лекарственными препаратами и вызываемый пищевыми продуктами водород бактериями толстой кишки имеют большое значение, что также заслуживает изучения
7.1 Вдыхание
Было проведено множество испытаний на людях с использованием
вдыхания газообразного водорода в медицине дайвинга. Это доказало безопасность
газообразного водорода и позволило получить ценный опыт лечения заболеваний
водородным газом. По сравнению с другими газами, такими как кислород, гелий,
диоксид углерода и т. Д., Естественно предположить использование газообразного
водорода при вдыхании. Но газообразный водород взрывоопасен, и его нужно
преодолеть. В среде чистого газообразного кислорода он не воспламеняется и не
взрывоопасен, если концентрация газообразного водорода составляет менее 4% или
более 95%. Газообразный водород легко воспламеняется, если его концентрация в
воздухе составляет от 4 до 75%. Но нужно ли определять, имеет ли газообразный
водород биологические эффекты при такой концентрации. К счастью,
экспериментальные данные в 2007 году показывают, что вдыхание 1 или 2%
газообразного водорода в течение 35 минут эффективно при лечении церебральной
ишемии и реперфузии на животных моделях. Впоследствии, большое количество
исследований показали, что небольшая концентрация вдыхания газообразного
водорода оказывает терапевтическое воздействие на различные заболевания. Эти
исследования послужат основой для лечения заболеваний путем вдыхания
газообразного водорода. Важной проблемой для лечения заболеваний путем вдыхания
газообразного водорода является его безопасность. Хотя вдыхание низкой
концентрации газообразного водорода является относительно безопасным методом,
невозможно избежать локализованной высокой концентрации газообразного водорода,
что требует строгих мер безопасности при использовании газообразного водорода.
Концентрация и точка воспламенения газообразного водорода являются двумя
наиболее опасными факторами, которые мы должны учитывать. Невозможно быть
взрывоопасным, если концентрация газообразного водорода составляет менее 4% или
более 95% в среде чистого кислорода или более 75% в воздухе. Если температура
не превышает 500 ° C, газообразный водород не сгорит. Несмотря на то, что 500 °
C высока, ее легко достичь. Даже статическая искра может достичь такой
температуры. Предотвращение статической искры имеет большое значение во время
работы.
Двумя наиболее важными параметрами являются общий объем
смеси и концентрация водорода при рассмотрении вопроса о разрушении в
результате взрыва газообразного водорода. Если объем газообразного водорода в
два раза превышает объем кислорода, это приведет к взрывным эффектам. Чем
дальше от соотношения, тем меньший взрывной эффект будет оказывать смесь. Что
более важно, так это общий объем газовой смеси. Невозможно вызвать большое
разрушение, даже ожог или взрыв, если общий объем газовой смеси очень мал. В
соответствии с этими характеристиками было изобретено медицинское оборудование
для ингаляции газообразного водорода.
Другим недостатком ингаляции газообразного водорода является
неопределенность дозировки поглощения газообразного водорода. На вдыхаемую дозу
газообразного водорода могут влиять многие факторы. Газообразный водород
поступает в организм человека через дыхание и кровообращение. Все факторы
влияют на дыхание и кровообращение пациентов и могут влиять на фактическую
степень поглощения газообразного водорода. Таким образом, сердечно-легочная
функция пациентов является важным фактором. Разница сердечно-легочной функции у
разных пациентов приводит к разнице в фактической дозе поглощения газообразного
водорода у разных пациентов.
Внешние раздражители, такие как физические упражнения и
умственная стимуляция, приводящие к симпатическому возбуждению и дыхательной и
сердечно-сосудистой гиперактивности, могут влиять на поглощение газообразного
водорода. Концентрация углекислого газа является важным фактором. Углекислый
газ вызывает сужение сосудов, что приводит к снижению кровотока в тканях (кроме
мозга и сердца). Если вы используете респираторную маску, увеличение мертвого
пространства приведет к увеличению концентрации углекислого газа, что приведет
к изменениям, описанным выше. Температура и влажность окружающей среды также
влияют на функции дыхания и кровообращения. Кроме того, температура окружающей
среды влияет на температуру кожи. Повышенная температура кожи ускоряет
выделение газообразного водорода из кожи. Поэтому в исследовании, проводимом
при вдыхании водорода, необходимо тщательно контролировать качество
дыхательного газа, температуру окружающей среды и т. Д., Чтобы улучшить
сопоставимость между различными индивидуумами.
7.2 Водородная вода
7.2.1 Пероральная вода, богатая водородом
Питьевая вода, богатая водородом, является наиболее широко
применяемым методом поглощения водорода. Вода, богатая водородом, является
наиболее распространенной формой продуктов для здоровья. Оральная вода, богатая
водородом, может быть получена путем электролиза воды, растворения
газообразного водорода в воде и реакции металлического магния с водой и т. Д.,
Которая обычно используется в экспериментальных исследованиях. Легко контролировать
дозировку газообразного водорода в экспериментах на людях с помощью перорально
обогащенной водородом воды, такой как питье фиксированного объема водородной
воды в течение фиксированного времени, и т. Д. Однако трудно контролировать
дозировку газообразного водорода в экспериментах на животных, потому что
орально Богатая водородом вода всегда дается необязательно в экспериментах на
животных. Это должно вызвать некоторые проблемы, которые влияют на стабильность
экспериментальных результатов из-за многомерного процесса абсорбции, ошибок в
количестве, испарения газообразного водорода из сосуда и т. Д. Чтобы решить эти
проблемы, некоторые исследователи ограничивают количество пероральной
водородной воды, давая фиксированный объем водородной воды в течение установленного
времени для животных.
7.2.2 Электролитическая вода
Вода, богатая водородом, впервые использовалась в качестве
электролитической воды в Японии для здравоохранения. После десятилетий
применения Министерство здравоохранения Японии утвердило медицинское
оборудование нового поколения для электролитической воды, которое называется
электролизер. Основные внутренние элементы устройства включают электрод и
ионную мембрану. Коммерчески доступный аппарат для производства
электролитической воды называется ионизатором воды или электролитическим
генератором воды. Электролитическая вода - это продукт, содержащий воду
(например, хлорид натрия) в результате электролиза. Электролитическая вода сама
по себе нейтральна, но два вида воды могут быть получены добавлением других
ионов или добавлением полупроницаемой мембраны: щелочной водой и кислой водой.
Гидролид натрия, хлорноватистую кислоту и гипохлорит натрия можно получить
путем электролиза воды, содержащей хлорид натрия. Однако при электролизе чистой
воды образуются только ион гидроксида, газообразный водород, газообразный
кислород и ион водорода. При определенных условиях кислотная электролитическая
вода оказывала бактерицидное действие. В некоторых рекламных объявлениях
утверждается, что щелочная электролитическая вода может «нейтрализовать
кислотное телосложение» человеческого тела, но когда щелочная вода попадает в
желудок, она становится сильной кислой желудочной кислотой и становится кислой.
Таким образом, регулирование рН организма с помощью щелочной воды является
недостатком научной базы. В 1931 году в Японии был изобретен первый в мире
ионизатор воды. В 1932 году японцы начали изучать влияние электролитической
воды на флору и фауну. В 1954 году было успешно изобретено гражданское
электролитическое устройство, а в продаже появилось сельскохозяйственное
электролитическое устройство. В 1960 году японское электролитическое устройство
использовалось для питьевой воды и стало медицинским устройством. В 1966 году
была выпущена японская сертификация медицинского устройства (медицинское
оборудование для производства электролитической воды) для питьевой воды. В 1979
году была пройдена японская сертификация для нового поколения устройств,
которые могли непрерывно производить питьевую воду. В 1994 году в Министерстве
здравоохранения Японии был создан исследовательский комитет по
электролитической воде. В 1994 году Японский центр профилактики рака
опубликовал доклад «Свободные радикалы являются канцерогенными стимулами». Они
также подтвердили, что электролитическая вода действительно может поглощать
свободные радикалы в организме человека. Хотя изучение электролитической воды
имеет очень долгую историю, но теория ее терапевтического воздействия на
болезни не очень убедительна. В промышленной сфере обычно считается, что он может
лечить болезни, потому что это разновидность щелочной воды с отрицательным
потенциалом и небольших молекул. Но этим теориям не хватает строгих научных
доказательств, и это скорее спекуляции и предположения. В последнее время в
академической области, как правило, считается, что он оказывает лечебное
воздействие газообразным водородом, содержащимся в электролитической воде.
Терапевтическое действие газообразного водорода при различных заболеваниях
доказано его антиоксидантной способностью. Электролитическая вода содержит
определенную концентрацию газообразного водорода, которая достигает
концентрации, оказывающей свое антиоксидантное действие. Если газообразный
водород в электролитической воде испаряется, отрицательный потенциал
электролитической воды исчезает, что приводит к исчезновению его функции. Хотя
отрицательный потенциал является косвенным показателем концентрации
растворенного газообразного водорода, он не связан с его терапевтическим
эффектом.
7.2.3 Вода, обогащенная водородом, вырабатываемая металлическим
магнием
Газообразный водород и гидрат магния могут быть получены
медленно путем реакции между магнием и водой при комнатной температуре, что
удобно для использования. Металлы, такие как железо, алюминий и магний, могут
реагировать с кислой водой и водой с образованием газообразного водорода,
соответственно. Однако они не подходят для производства пероральной воды,
богатой водородом, из-за вкуса, скорости реакции, токсичности и других причин.
Для удобства и дезинфекции некоторые материалы, такие как турмалин и
наноплатина, добавляются в магний. Но магний является основным материалом, а
газообразный водород играет ключевую роль в его терапевтическом эффекте.
Основной проблемой является стабильность газообразного водорода, образующегося
в воде. В начале, его эффекты могут быть желательными. Но через некоторое время
концентрация образующегося газообразного водорода будет постепенно снижаться.
Таким образом, в клинических исследованиях и на животных, запланированная
замена продукта имеет важное значение. Ион магния является важным металлическим
элементом в организме человека, который безвреден для организма человека.
Однако пациенты с почечной недостаточностью, использующие его, должны
находиться под медицинским руководством.
7.2.4 Вода, насыщенная водородом
Поглощение газообразного водорода водой, насыщенной
водородом, широко признано лучшим способом, главным образом потому, что вода,
насыщенная водородом, имеет самые экспериментальные данные. С 2008 года было
опубликовано более 100 научных исследований [9–11]. Таким образом,
биологические эффекты водонасыщенной воды являются наиболее достоверными.
Подготовка воды, насыщенной водородом, включает четыре метода: аэрация, высокое
давление, мембранное разделение и электролитическая вода. В процессе производства
и хранения насыщенной водородом воды наиболее важной технологией является не
то, как растворить водородный газ, а как избежать утечки газообразного водорода
из контейнера. Многие методы упаковки, которые предотвращают утечку других
газов, не могут предотвратить утечку газообразного водорода, потому что
молекула водорода очень мала. Например, способы упаковки ограничивают выделение
диоксида углерода из упаковки газированного напитка и не могут ограничивать
выделение газообразного водорода. Метод упаковки является основной технологией
в данной области, что также является самой сложной технической проблемой,
которую необходимо решить при разработке продукта. Упаковка изготовлена из
металлического алюминия большинством японских поставщиков водонасыщенной воды,
в том числе алюминиевых пакетов с гибкой упаковкой или алюминиевых банок,
которые обеспечивают стабильность газообразного водорода более 6 месяцев.
Тайваньская компания Han Hydrogen Technology Co. Ltd. выбрала стеклянную тару и
достигла благоприятных результатов. Хотя исследования биологического
воздействия газообразного водорода проводились в течение многих лет, разработка
водонасыщенных водных продуктов идет очень медленно из-за ограничений в
упаковочных материалах и методах упаковки.
Заполнение газообразным водородом воды для получения
насыщенной водородом воды является наиболее классическим способом, который, как
считалось, не может быть эффективным способом получения требуемой концентрации
газообразного водорода. Однако недавние исследования показали, что даже с
помощью такого простого метода можно получить насыщенную водородом воду с
терапевтическими эффектами, просто вдув газообразный водород в воду в течение
10 минут. Мы можем произвести бутылку воды для здоровья, которая полезна для
здоровья с помощью этого простого метода.
7.3 Инъекция солевого раствора водорода
Не существует принципиальной разницы между насыщенным
водородом солевым раствором и пероральной, обогащенной водородом водой. Оба они
получают растворением газообразного водорода в растворе. Однако для
клинического применения необходима стерильная инъекция. Обогащенный водородом
физиологический раствор имеет особые преимущества. Это своего рода
перспективная клиническая методика. Этот метод не зависит от собственных
факторов пациентов. Дозу поглощения газообразного водорода можно точно
контролировать. Обогащенный водородом физиологический раствор вводился при
различных видах ишемии-реперфузионных травмах органов, воспалительных
заболеваниях, атеросклерозе, гипертонии, повреждениях печени, диабете и других
заболеваниях [11–14]. Недавно в Японии была разработана новая технология
получения обогащенного водородом солевого раствора. Обычный солевой раствор
может быть превращен в насыщенный водородом насыщенный солевой раствор, если
упаковка не открыта по этой технологии. Диффузионная способность газообразного
водорода играет ключевую роль в этой технологии. Погружая обычные
полиэтиленовые пакеты с физиологическим раствором в насыщенный водородом
раствор на 48 часов, газообразный водород диффундирует через полиэтиленовый
материал в физиологический раствор. Полученный солевым раствором с высоким
содержанием водорода этим методом был применен в клинических испытаниях в
Японии, который был доказан доступным [15].
7.4. Другие способы применения водорода
Помимо трех методов, использованных выше, некоторые
уникальные методы также используются, хотя эти методы используются редко.
7.4.1 Глазные капли
Глазные капли водорода доказали свою эффективность при
ишемии-реперфузии сетчатки. Исследование показало потенциальные и широкие
перспективы применения водородных глазных капель [16].
7.4.2 Кожный мазок и купание
Благодаря сильной диффузионной способности газообразного
водорода он может проникать через кожу. Некоторые исследователи лечили
повреждения кожи, вызванные воспалением, в результате сочетания употребления
воды, обогащенной водородом, с местным применением воды, обогащенной водородом
[17]. Он показал значительный терапевтический эффект у большинства пациентов
через 1 или 2 недели. Газообразный водород также можно использовать, поместив
часть тела в закрытую атмосферу газообразного водорода, хотя о таком методе не
сообщалось.
7.4.3 Закачка газообразного водорода
Исследователи из медицинского университета Чжуншань провели
исследование, сравнивая терапевтические эффекты внутрибрюшинной инъекции
газообразного водорода и физиологического раствора, обогащенного водородом, на
ишемию головного мозга. Более чем в 60 раз объем газообразного водорода может
быть получен путем непосредственного впрыскивания газообразного водорода, чем
впрыскивание такого же объема насыщенного водородом солевого раствора из-за
более низкой растворимости газообразного водорода. Однако впрыск газообразного
водорода может вызвать эмфизему и инфекцию; Безопасность и эффективность этого
метода требуют дополнительных исследований.
7.4.4. Газообразный водород, вырабатываемый кишечными
бактериями
Те лекарства и продукты, которые не могут быть поглощены
тонкой кишкой, транспортируются в толстую кишку, где бактерии могут производить
водородный газ. Некоторые исследователи продемонстрировали, что пероральная
акарбоза, модифицированный крахмал, молоко, куркумин и лактулоза могут
стимулировать образование водорода в организме человека [18, 19]. Другие
ингредиенты пищи, которые могут стимулировать образование бактерий, выделяющих
газообразный водород в толстой кишке, включают сахар из семян хлопчатника, лактозу,
сорбит, маннит, хитозан, растворимую клетчатку и т. Д. [19]. Кишечные бактерии
могут вызывать огромное количество газообразного водорода. Хотя часть его может
использоваться некоторыми другими бактериями, такими как метановые бактерии,
многое может всасываться в кровоток через слизистую оболочку кишечника и
переноситься в другие органы, чтобы играть роль в лечении заболеваний. Это
среднее значение изучалось в течение некоторого времени, но эффект все еще
остается неопределенным.
7.4.5. Газообразный водород, выделяемый пероральными
препаратами
Магний использовался как лекарство от гастрита. Газообразный
водород может быть получен металлическим магнием при реакции с желудочной
кислотой. До сих пор нет экспериментальных доказательств того, что этот метод
может лечить заболевания. Статины могут подавлять метановые бактерии, которые
потребляют газообразный водород для производства метана. Следовательно, статины
косвенно увеличивают содержание газообразного водорода в кишечнике. Мы
предположили, чтоМагний использовался как лекарство от гастрита. Газообразный
водород может быть получен металлическим магнием при реакции с желудочной
кислотой. До сих пор нет экспериментальных доказательств того, что этот метод
может лечить заболевания. Статины могут подавлять метановые бактерии, которые
потребляют газообразный водород для производства метана. Следовательно, статины
косвенно увеличивают содержание газообразного водорода в кишечнике. Мы
предположили, что увеличение содержания газообразного водорода в кишечном тракте
является одной из причин, в то время как статины могут защищать сердце.
7.4.6 Электрическая иглоукалывание иглы и постоянного тока
Ткани могут быть электролизированы с помощью иглы для
акупунктуры. На антикатоде из-за потери электронов электролизированная вода
выделяет определенное количество газообразного кислорода. Из-за сложности
состава тканевой жидкости на антикатоде могут образовываться различные виды
активных форм кислорода, которые могут вызывать определенные окислительные
повреждения. На катоде ион водорода превращается в атом водорода, когда он
приобретает электрон, который в конечном итоге превращается в газообразный
водород. Поскольку концентрация газообразного водорода в тканях повышается при
использовании иглоукалывания для лечения заболеваний, необходимо учитывать роль
газообразного водорода в акупунктурном лечении. Многие исследования показали,
что лечение иглоукалыванием обладает антиоксидантным и противовоспалительным
эффектом, который является биологическим эффектом газообразного водорода.
Если мы сможем доказать, что лечение заболеваний с помощью
иглы для электрической акупунктуры проводится с помощью газообразного водорода,
это будет полезно не только для изучения газообразного водорода, но и для
изучения иглы для электрической акупунктуры.
