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低流量鼻カニューレを用いた水素ガス吸入における動脈血中水素濃度の検討

Low-Flow Nasal Cannula Hydrogen Therapy.

動物実験 吸入 有効 100%

要約

水素ガス発生装置から産生された100%水素ガスを、250 mL/minの低流量で鼻カニューレを介してミニブタ3頭に吸入させ、頸動脈カテーテルにより動脈血中水素濃度を測定した。吸入開始後1時間の平均動脈血水素濃度はそれぞれ1,560、1,190、1,740 nL/mLであり、飽和度は6.74〜9.88%に達した。これらの値は、発生装置から放出された水素の大部分が体内に取り込まれた場合に期待される濃度と同等であり、低流量であっても先行研究で有効とされた血中濃度に到達可能であることが示された。酸素マスクと鼻カニューレの併用により、酸素化を維持しつつ水素の漏出を抑制できることも確認された。

メカニズム

水電解式水素発生装置から産生された100%水素ガスを低流量で鼻カニューレ投与した際、呼吸を通じて水素が肺から血中へ移行し、動脈血中で高濃度の水素飽和が達成される。

書誌情報

著者
Sano M, Shirakawa K, Katsumata Y, Ichihara G, Kobayashi E
ジャーナル
J Clin Med Res
発行年
2020
PMID
33029275
DOI
10.14740/jocmr4323
PMC
PMC7524558

タグ

投与経路に関する解説

水素は空気中で **約 4%(LFL・爆発下限)から約 75%(UFL・爆発上限)** までが燃焼可能な濃度範囲とされています。高濃度水素吸入器のうち 66% 出力はこの範囲内にあり、100% 純水素出力でも装置と外気の境界面で必ず 4–75% の濃度勾配層が生じます(UFL 75% パラドックス)。設計原則上は LFL 未満(古典値 4% 以下)が想定されますが、これは閉鎖系・予混合・静止条件での値であり、開放系・動的条件である吸入環境では実証値として **10%** が文献で報告されており、実務上はこちらを上限の目安とします。66% / 100% 出力機については消費者庁事故情報データバンクに事故事例が記録されており、これらの観点から推奨されません。

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安全性注意

水素は空気中で **約 4%(LFL・爆発下限)から約 75%(UFL・爆発上限)** までが燃焼可能な濃度範囲とされています。高濃度水素吸入器のうち 66% 出力はこの範囲内にあり、100% 純水素出力でも装置と外気の境界面で必ず 4–75% の濃度勾配層が生じます(UFL 75% パラドックス)。設計原則上は LFL 未満(古典値 4% 以下)が想定されますが、これは閉鎖系・予混合・静止条件での値であり、開放系・動的条件である吸入環境では実証値として **10%** が文献で報告されており、実務上はこちらを上限の目安とします。66% / 100% 出力機については消費者庁事故情報データバンクに事故事例が記録されており、これらの観点から推奨されません。

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