对氢气如何使用，不同的人看法不同，有人认为要吸入氢气，因为氢气吸入可以增加氢气摄取。有人认为氢水更安全可靠，氢气吸入存在安全风险。也有人认为氢气吸入应该是氢氧混合吸入，这样才能产生更理想的效果。无论那种观点，看起来都有一定道理，其实目前学术界并没有形成共识和结论，从研究证据角度，各种使用方法都有，也都能产生一定的效果。一些来自企业的观点对某些方法有一定所指，这不仅错误，而且是有害的，是商业绑架学术的行为。正确态度应该是认真对比各种方法的优劣，明确哪些问题需要解决，靠外力左右学术争议的做法是非常危险的，甚至把原本高尚的学术争议变成无聊的争吵。

英国学者John T. Hancock是个跨学科而且活跃的学者，不仅写了一些植物方面的文章，也写一些医学文章。这也说明，学术并不能只看出身，只要科班出身，跨专业也可以发表自己的观点。Hancock在《氢》杂志上发表了一篇关于如何使用氢气的综述，对使用方法这个方面有比较全面客观的认识，值得我们学习。

Russell G, Nenov A, Kisher H, et al. Molecular Hydrogen as Medicine: An Assessment of Administration Methods[J]. Hydrogen, 2021, 2(4): 444-460.

自18世纪末以来，氢气首先用于动物，然后用于人体，都证明氢气的生物安全性很高。氢气在植物和动物生理学上的有益作用正在取得进展，但是利用这种缺乏化学活性的中性分子作为促进健康的思路并没有得到广泛接受。由于氢气的活性基础并不明确，缺乏确定的效应靶点，给药方法也存在一定困难。例如剂量和使用频率，长期使用的可能不良效应，患者自身特殊因素等。因此，需要对如何合理有效使用氢气是非常重要的问题。本综述整理了过去使用氢气的给药途径，评估了靶向给氢如何和现代医疗系统进行匹配。

一、介绍

现在有充分的证据表明，分子氢(H 2)是一种低分子量的非极性双原子化合物，在植物和哺乳动物中都具有很强的细胞保护作用。然而，H 2的生物作用还没有被很好地理解。氢气在动物体内显示抗过敏、抗凋亡、抗炎和抗氧化特性，作为疾病预防和治疗都有潜在价值。

作为一种治疗急慢性疾病的药物，大量研究证明了氢气的安全性和有效性。目前，氢给药有多种给药方式，如吸入、口服和静脉注射，这些方式都可能有不同效果，取决于给药机制和身体传播途径。因此，那种给氢气方式最有效？就是一个重要问题。

目前，医学上治疗可包括静脉应用富氢盐水(氢生理盐水)、摄取富氢水(富氢水)和纯氢气或氢氧混合气吸入，局部使用氢气或高压氢气也被证明对软组织损伤等情况有有益的影响。多种方法使用都证明可以产生作用的事实，说明目前并不能确定那种方法是最理想。

由于公众对氢气作为一种附加生活方式产品，许多膳食补充剂旨在通过胃肠道内氢气促进微生物相互作用。多种方法都可以可将不同浓度的氢分子送入以增加细胞内氢气水平。根据给药途径，不同的方法有不同的独特性。例如，饮用氢水更容易对胃肠道系统产生有益影响，对肝脏和大脑也能产生作用，大脑受到影响也可能和肠-脑轴通讯和次级信使分子上调有关。

饮用氢水主要摄取路径是消化道和门静脉系统，然后经过右心进入肺循环，由于肺的蒸发，大多数摄取氢气会从肺离开。因此饮用氢水对肝脏消化道和心脏以外的器官很难产生直接作用。氢气吸入通过肺吸收进入血液，然后通过大循环灌流全身器官，氢气吸入和氢水饮用有一定互补性，当然肝脏也属于大循环的主要灌流器官。由于吸入首先进入肺，因此对呼吸系统疾病如哮喘、冠状病毒感染性疾病(如COVID-19)和慢性阻塞性肺病(COPD)等呼吸道疾病非常有益。吸入氢疗法也可使缺血-再灌注损伤、肝病或代谢性疾病产生有利作用。也有研究采用生物相容性氢气释放材料，给特定组织和病灶输送氢气。

 

 

图1 氢气医学研究历史

二、氢气是一种医学分子。

氢气医学研究以来，大家对氢气医学的研究历史比较重视。但是氢气用于医学，并不仅仅是用于疾病治疗。氢气在潜水医学领域的应用有非常重要的地位，也是支持氢气医学使用安全性的最重要证据来源。其实人类将氢气用于医学的历史可以追溯道18世纪拉瓦锡时代，就是在刚刚给氢气命名的早期历史。此后1888年也有将氢气用于疾病诊断的历史。这些对于全面了解氢气的医学应用都具有重要价值。

在医学背景下，氢疗法似乎是一个新现象，但评估氢作为治疗剂的动物实验可以追溯到1789年。当时法国著名化学家安托万-洛朗·拉瓦锡(Antoine-Laurent Lavoisier)正在研究空气特性，氢那时是一种新发现的元素，他将豚鼠暴露在氢气环境中（图1）。过了一个世纪，对氢的进一步医学实验才再次被记录下来。1888年，报道有一种诊断腹部穿通伤内脏破裂的方法，是将氢气通过肛门直接注射到大肠内。不过此后150年并没有人继续使用这种方法。直到1941年，才有潜水医学家将氢气用于潜水技术研究，此后50年一直作为代替氦气的先进潜水技术，许多国家开展相关研究。

1944年，Arne Zetterstrom被认为创造了Hydrox气体，这是一种由氢气和氧气(分别为96%和4%)组成的气体，可以让深海潜水员在500米深的水下行走。（氢思语注：描述氢氧潜水的时候，许多人错误认为氢氧混合气是为了预防减压病，至少太田等人的文章也是如此说法。其实这完全是错误的，预防减压病是通过阶段缓慢减压实现的，使用这种氧气浓度很低的气体，主要是为避免氧中毒，使用氢气的目的是为避免使用氮气的麻醉和高压下非常高的呼吸阻力。）

这种氢氧混合气可以被加压进钢瓶，因为氧气浓度低使得其成分不会爆炸（低于4%的氧气混合气不能燃烧和爆炸），这使得这种氢气潜水技术非常有价值，尤其是对于勘探、工业应用和潜艇救援场景。氢氧潜水的真正价值是因为氢气比氦气便宜，从潜水医学角度考虑技术上并没有更大优势，且存在放爆操作复杂度问题。

氢气吸入在潜水医学上被证明具有安全性，但直到1975年美国学者才考虑使用高压氢气治疗小鼠鳞状细胞癌，其思路基础是利用氢气的弱还原作用，利用高压提高氢气的效应。这一发现具有革命性，但并没有引起学术界的关注。又过了13年，1988年这一领域才有一篇假说文章发表。文章作者提出，膳食纤维有利于身体健康，膳食纤维可以通过结肠细菌制造更多氢气，这些氢气可以被人体吸收，中和羟基自由基，发挥健康促进作用。（1975年和1988年的论文中都有明确观点认为氢气中和羟基自由基，这和2007年论文的选择性抗氧化并无本质区别）。在这项研究的基础上，Shirahata等认为电解水能产生氢原子，饮用后可保护DNA免受氧化损伤。2001年，法国学者Gharib等描述了在使用高压氢对血吸虫引起的肝硬化具有治疗作用。但是对氢气医学的研究再次中断，直到2007年，Ohsawa等报道了氢气吸入对大鼠脑缺血-再灌注损伤后氧化损伤的治疗作用，并明确提出氢气选择性抗氧化的新概念。这一发现奠定了氢气生物医学的基础，不仅迅速引起国际同行的广泛关注，而且推动了氢健康产业的快速发展。

三、氢气作用机制假说

3.1氢的作用机制

氢气选择性抗氧化是氢气医学领域最公认的假说，几乎所有的学术论文都利用这一假说解释其研究，当然也有少数人不同意这个假说，且该假说也确实存在一些问题没有解释清楚。因此氢气医学效应机制仍然是没有完全弄清楚的问题，值得进一步深入研究和探讨。

尽管氢气确实可以减少体内氧化应激引起的细胞损伤，虽然选择性抗氧化表面看起来很不错，但进一步分析·OH/ONOO和氢气在细胞内反应的生物动力学表明情况可能并非如此。有人也提出上游机制(如铁等金属蛋白的还原) 更可能是氢气发挥作用的基础。如果要验证这一假设和氢气作用的确切机制，还需要进一步的充分实证研究。

除了有害离子和自由基的直接或上游还原作用外，氢气作为核因子红系2相关因子2 (Nrf-2)的调节器，具有进一步的抗氧化潜力。Nrf-2是一种转录因子，已知启动含有启动子序列5 ' -TGACNNNGC-3 '的>200细胞保护基因的遗传转录，被称为抗氧化反应元件(ARE) 。由ARE激活启动的基因包括一组抗氧化酶，包括过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)和硫氧还蛋白(Thx)。

细胞ROS的主要贡献来源是线粒体电子传递链(ETC)的复合物I和III。超氧阴离子(O 2 −)，由氧气的单电子还原产生的有害离子和自由基的前身分子，也是气态信号分子的前身分子，如过氧化氢。最近由石原等进行的一项研究指出，通过ETC的异常电子流被氢气阻断，这反过来又抑制了在复合体I中超氧阴离子产生。同时，半醌自由基的减少也被证明可以降低复合物III的下游超氧阴离子的产生，导致线粒体膜电位的稳定。吸入2%的氢气在小鼠模型中被证明可以增强线粒体膜电位，增加复合物I活性和随后的ATP生成。此外，与线粒体生物发生相关的生物标志物，例如，Nrf-2，过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1- α (PGC-1α)和线粒体转录因子A (Tfa)的表达也被证实。因此，这表明氢气显示亚细胞水平的多效活性，如图2。

 

 

图2 氢气在亚细胞水平的作用。

除了在修复细胞氧化还原环境和提高线粒体稳定性方面的角色，氢气已知通过下调促炎分子的基因表达来支持免疫系统，促炎分子会加剧炎症反应。 血红素加氧酶-1 (HO-1)和Nrf-2等抗炎蛋白的同步上调进一步证明了氢气具有多种细胞内效应，但诱导这些效应的具体机制在很大程度上是未知的。先前研究表明，NF-kB上游分子受到氢气的影响，从而对该信号通路产生作用。NF-kB蛋白家族具有相似的同源性，共有300个氨基酸N端DNA结合或二聚域，负责启动炎症因子、趋化因子和粘附蛋白的DNA转录。氢气通过识别一个NF-kB激活的上游事件，推测氢气并非直接与这些蛋白质相互作用。这种抗炎机制可能是直接由氢气与细胞信号事件的相互作用，如蛋白质磷酸化，或通过直接调节氧化应激水平。

3.2 氢气的人体作用

众所周知，氧化应激、代谢失调和炎症是多种疾病病理的基础，包括急性和慢性呼吸系统疾病(分别为COVID-19和COPD)、癌症、代谢性疾病和神经退行性疾病。人们普遍认为氢气在生物系统中有选择地减少氧化和亚硝化应激，并减少细胞的凋亡和炎症反应，尽管目前尚不清楚哪个系统在此有主要影响。氢气是双原子分子，其物理化学性质具有非极性、电化学中性和低分子量的特点，一般认为不太可能是典型的生物信号分子，因为这种分子很难与受体结合机制或通过电化学反应来调节细胞效应。可以确定的是，氢气具有作为抗氧化剂和细胞保护化合物的显著潜力，不仅能减少反应性信号分子引起的累积损伤，还通过上调内源性氧化还原平衡蛋白的产生，包括过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)和超氧化物歧化酶(SOD)。此外，或者可能是由于氢气能通过抑制促凋亡和促炎症因子和转录因子的表达间接产生作用。如促凋亡分子包括Bax和caspase蛋白下调，同时促炎标志物白细胞介素(如IL-6)、NF-kB和肿瘤坏死因子α (TNFα)等被抑制。通过调节感染或疾病期间的高度炎症反应，氢气可以减少细胞和组织损伤以及与异常炎症相关的继发性伤害。

考虑到这些内在防御系统之间错综复杂的串扰，以及它们在疾病病理中的作用，氢气在这些基本途径中可能有助于预防和改善多种疾病的症状。到目前为止，尚没有临床或实验报告表明氢气作为一种强大的细胞还原剂，这种机制通常由长时间的抗氧化信号或线粒体不活性发起。相反氢气可能作为一种稳态维持素，确保氧化还原平衡保持完整。

作为一种新的治疗工具，氢气的有效性可能在很大程度上取决于给药时间和途径，以及剂量和持续使用。在这方面，吸入氢(富氢水)和静脉注射氢(氢生理盐水)都可以提供可监测和量化的治疗手段。另外，凝胶、贴片、纳米技术和局部应用可能只能提供半定量的结果，因为氢气比如吸收和相应的扩散动力学。因此，在进行进一步的研究之前，半定量方法可能只适合非临床干预措施。

四、氢气的使用方法

氢气的使用方法，是氢气医学应用的最重要问题之一。我认为，氢气的使用方法可以这样分类，经典氢气使用方法有氢水饮用、氢水注射、氢水沐浴和氢气吸入；非经典途径包括肠道菌群或食品类供氢，皮肤局部材料和氢水湿敷，纳米辅助给氢材料。

本文根据Russell G中关于氢气使用方法整理，该文将胃肠道给氢气作为一个部分，含有肠道菌群产氢，口服产氢气材料和氢水饮用。氢气吸入、氢水沐浴分别作为重要方法。氢盐水注射和纳米材料也单独作为氢气的使用方法。

4．1. 消化道摄入氢气

4.4.1. 产氢膳食补充剂

通过饮食调节促进肠道菌产生氢气或补充能自身释放氢气的成分，具有自身优势和特点，也是氢气健康领域值得重视的方式。

最近，人们对能产生氢气的益生元的兴趣越来越大。例如姜黄素是生姜的重要有效成分，长期作为胃肠道疾病和炎症的治疗方法。有很多报道表明姜黄可以调节肠道菌群的组成，从而有利于宿主健康。另外一些著名植物成分小檗碱（黄连素）和儿茶素等也具有这样的作用。

初步研究表明，姜黄的有益作用可能是通过肠道微生物释放氢气被机体吸收产生正面作用。增加膳食纤维和菊粉等非可吸收碳水化合物摄入量也可以促进肠道菌产氢气和产氢菌比例。对儿茶素和黄连素是否也具有类似作用是值得探索的问题。

益生元、可食用钙镁胶囊、植物抗氧化剂和微量矿物质都无需处方的补充剂。不过关于这些补充剂的有效剂量、分子效应基础以及长期效应等的研究比较少见。一项双盲、安慰剂对照、交叉试点试验研究表明，5男7女连续四周每天服用一粒胶囊冲泡的氢水，对降低血清甘油三酯和空腹胰岛素水平均有效。最近一项临床试验是关于产氢气钙粉，1粒1500 mg / d可产生2.5µg氢气，结果表明口服这种钙粉能改善受试者增量运动后肺气体交换，提高血红蛋白和肌红蛋白氧饱和度。

摄入某些膳食补充剂，通过促进肠道菌群的自然平衡，有利于产氢菌的生长，可作为预防重要慢性病，如心血管疾病、神经退行性疾病和糖尿病等的有效手段。如果某些膳食补充剂被证明是提高内源性氢气生产，将来在营养学教育和保健建议中，都能发挥积极作用。

 

4.1.2.富氢水

迄今为止，许多临床研究都使用富氢水治疗氧化应激相关疾病，也包括衰老相关疾病和运动疲劳等情况。富氢水方便携带、使用方便，且可以通过多种方式生产，因此也是治疗许多疾病的理想选择。

历史最长的氢水制作方法是电解水。电解水有近百年的发展历史，但长期以来都没有认识到电解水生物医学作用和氢气有关，这种氢水的产品稳定性和安全性等方面有较多经验积累。过去不清楚电解水效应基础是氢气，导致难以在氢气浓度方面进行改进，2007年发现氢气的生物学效应后，证明氢气是电解水效应基础，让电解水在增加氢气水平等方面有了改进的方向，电解水逐渐演变成电解富氢水，今天电解水已经成为氢水产品类型之一。

另一种氢水制造方法就是通过可食用释氢材料。最经典的是金属镁和水反应，金属镁虽然方便经济，但不太稳定。氢化镁也可作为氢水制备材料，这种材料成本想多较高，但比金属镁相对稳定，可和许多成分共存，让这种材料在氢水和氢原料制造方面有更大潜力。氢化钙和硅金属也是值得重视的氢水制作材料，且各有优势。由于镁、钙和硅本身也是人体需要的重要元素，这些材料也是制作膳食补充剂的重要原料。

标准的氢水制备技术是物理混合。纳米气泡技术不仅有效解决了氢气溶解速度慢的问题，也相对克服了氢水溶解度低的问题，有希望成为氢水制造的标准方法。

物理溶解氢水、化学制造和电解氢水优缺点，目前尚缺乏认真的对比研究结果，无法确定。有人认为，电解水会对水中成分产生显著影响，可能会产生某些不确定甚至对人体有害成分。但也有认为，电解水中含有物理溶解不具有的氢原子或电子，而这种成分可能是电解水比物理溶解氢水更有优势的因素。金属镁和氢镁钙材料接近于电解水的情况。

迄今为止，富氢水对疾病的影响的注册临床试验数据仍然有限。但是，将富氢水作为一种治病药物的研究思路已经建立起来，这一概念也逐渐被市场和社会接受。研究数据表明，摄入富氢水可作为抗炎和抗氧化剂，减轻细胞损伤。虽然氢气产生作用的分子机制尚未确定，但这些研究为将富氢水视为一种安全医疗产品提供了证据。一个可能会让监管机构保持警惕的因素是，氢水产生效应的剂量不够明确。尽管每天摄入0.8-0.9毫克的最小剂量已被多项研究确定为具有抗氧化作用，但缺乏标准的治疗剂量和治疗方案。对氢水医学研究进行分析可发现，富氢水的细胞保护和多系统广泛效应特点非常值得关注，值得进行大规模和长期临床研究。

通过摄入富氢水，最显著的影响是胃肠道和肝脏等消化道器官，如胃食管反流病(GERD)、肠易激病和代谢综合征等疾病。在12周的临床研究中84 例GERD患者，含氢电解水在缓解病情的同时，可减少氧化应激相关的生物标记物的水平(如丙二醛、一氧化氮、超氧阴离子)。作者认为，通过摄入富氢水迅速减轻GERD的症状，提高患者整体生活质量。在一项为期8周的开放标签先导研究中，摄入1.5 L的氢水(55-65 mM)可提高代谢综合征患者内源性SOD水平，降低MDA水平。也有广泛的临床前研究支持富氢水对下消化道的有益作用。如一项评估氢对肠道蠕动运动影响的实证研究发现，肌肉收缩强度降低，表明结肠转运减少，在小鼠模型中，每日两次摄入富氢水 (每公斤5 mL，1.5 ppm)可以减轻结肠壁炎症，减轻疾病严重程度。人类初步试验结果也表明，氢水对人类大便形态也有一定作用，且这种作用可能和肠道菌群组成改善有关系。

体育活动是人类特色的活动，也可以导致疲劳甚至损伤，许多研究分析了在体育活动前饮用富氢水对运动后的影响，如机体抗氧化活性增加，乳酸积累减少，及训练运动员时改善呼吸能力。每日摄入富氢水已被证明能支持运动后恢复，减少活性氧诱导的炎症，恢复和预防肌肉损伤。

4.2.氢气和氢氧吸入

吸入氢疗法是一种简单、有效和便携式的方法，常见的产品采用电解水产氢技术。氢气吸入是一种开放模式，能结合雾化、鼻套管或覆盖口鼻的口罩等方式。

碱液电解水是成熟的氢气制备技术，在氢能源和工业领域已经广泛应用。将低电压通过含有氢氧化钾的水，阴极和阳极分别获得氢氧2:1比例的气体，氢氧气体可以分离，也可以直接混合给人吸入。氢氧混合气是一种可燃烧甚至能爆炸的气体，混合气吸入是风险系数很高的模式，需要在设备和使用安全性等方面有及其严格的要求。研究表明，2小时氢氧吸入疗法对呼吸系统和心血管系统有积极作用，也可能是这种用法摄取氢气的路径有关。用于治疗急性和慢性疾病，氢气吸入可能是一种具有巨大潜力的高效手段。

氢气吸入对冠状病毒感染性疾病(如COVID-19)严重症状的患者有一定作用，初步数据报告呼吸困难已被抑制，呼吸道症状得到缓解。也有证据表明氢气吸入有利于缓解哮喘等长期炎症相关的肺部疾病和慢性阻塞性肺疾病(COPD) 。氢气具有抑制IL-6、NF-kB和TNFα等促炎介质的表达，符合氢气具有抗炎症的作用。也有研究发现氢气能使CAT、GSH、Nrf-2、SOD等酶的表达和活性均上调，这属于通过内源性抗氧化系统发挥间接抗氧化作用。我们可以推测，肺气肿、囊性纤维化和肺腺瘤患者可能通过吸入氢治疗好转，这些疾病的病理生物学基础都很相似。

一项关于啮齿动物模型的开创性研究，发现3%连续吸入氢气后在不同器官氢气分布有很大差异，肝脏、大脑和肠系膜脂肪细胞氢气更容易聚集，提示这些部位可能是氢气吸入更容易发挥作用的部位。遗憾的是，这项研究没有涵盖心血管和肺组织，而这些组织更有可能成为吸入疗法的直接目标。（最近山东第一医科大学的研究弥补了这一缺陷。）2020年的一项研究表明，单次吸入氢气3分钟后，静脉系统的氢气浓度高于动脉血液，提示氢气主要是通过血液循环在身体内运输。也有研究认为，肝脏内糖原具有吸附保留氢气的可能，这也可能是氢气对肝脏疾病有独特效应的原因。

在非酒精性脂肪肝模型中，吸入4%和67%的氢可以降低脂质合成和沉积以及血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天冬氨酸转氨酶(AST)和乳酸脱氢酶(LDH)水平。氢气吸入能降低脂多糖诱导败血症导致的动物死亡率，这符合氢气对抗炎症的显著效果。st段抬高型心肌梗死(STEMI)患者早期吸入1.3%氢气能预防6月后左室心功能下降。有报道术中吸入氢气能降低脂质过氧化、二烯和硫烯偶联物以及席夫碱等生物标志物，这种效果在术后1天最为显著。原论文作者认为，氢气可以作为一种有效的、安全的抗氧化剂用于心脏手术。在慢性心力衰竭模型中，氢气吸入可显著减少心肌细胞的凋亡和氧化损伤，刺激胆固醇从心血管系统的泡沫细胞流出，降低与动脉粥样硬化和心血管疾病相关的死亡风险。

由于氢气能提供细胞和身体保护，体育行业对氢气疗法的兴趣迅速增加。临床研究表明吸1% 氢气20分钟可增加呼吸气中丙酮浓度，表明氢气吸入能该促进了脂代谢，产生类似升酮效应。吸入4%氢气7天可提高跑步速度，降低血液中葡萄糖转运调节因子IGF-1水平，促炎标志物c反应蛋白和铁蛋白也显著减少提示氢气对先天免疫反应有积极影响。在急性运动性疲劳模型中，氢气能使炎症标志物(TNF-α、IL-1β、IL-6)和凋亡标志物(caspase-3、Bcl-2、HSP70)降低，SOD活性升高。

4.3氢气生理盐水输液

由于安全性和存储方面的考虑，在医院环境中使用氢发生器可能有比较大障碍。相反，氢生理盐水被建议用于临床术后护理和治疗缺血-再灌注、肝脏疾病和器官移植等。氢生理盐水输注可能是一种更实用的氢给药方法，因为在医院环境中使用盐水悬液是常规。日本科学家进行的一项早期研究表明，将盐水袋浸泡在富氢溶液中三天，可以产生氢气饱和溶液(0.8mM或1.6 ppm)。一般实验采用的加压方式直接将氢气溶解在生理盐水的方法可能会带来污染的风险，这种非接触式氢水制造模式有更大优点。一项关键研究表明，在类风湿性关节炎患者中，氢水能降低患者血清促炎标志物IL-6和促氧化标志物8-OHdG水平。动物研究结果显示，氢气生理盐水腹腔注射能减少缺血-再灌注后活性氧导致的损伤，在大脑和肝脏都具有同样的作用。也有研究发现，氢气生理盐水对体外肝脏保护具有一定作用。在啮齿动物回肠术后手术闭合过程中注入氢生理盐水，能减少肝脏和近端组织中的凋亡、中性粒细胞浸润和氧化损伤。在猪术后腹膜炎模型，氢生理盐水灌洗被证明可以改善脓毒症引起的器官衰竭。氢气生理盐水应用于临床需要解决在医院环境中创建和存储氢生理盐水的实用性技术。

4.4 纳米技术

由于氢被认为是化石燃料燃烧的替代品，氢的生产和储存是能源部门一个迅速扩大的兴趣领域。这方面，能够保留和储存氢同时降低爆炸风险的纳米或微型技术可以显著减少与工业污染有关的碳排放。是为了保留氢气作为燃料来源，相关材料都具有重量轻、成本低、结合氢能力强的特点，现已这些纳米材料已经被用于医学研究。

纳米技术正迅速成为制药领域的关注焦点，因为它们可以提供一种局部给药方式，在很大程度上被认为是安全有效的。 在这里，生物可降解物质如镁(Mg)和钯(Pd)是有效的生产和储存氢气，并已被改进用于治疗如癌症、类风湿关节炎和神经退行性疾病炎症相关疾病。纳米和微技术可以大致分为两类——纳米器件和纳米颗粒——都通过不同机制来传递氢气。

4.1.1镁基纳米材料

可生物降解镁基微电机可以将外部刺激转化为推进力的反应。由于Mg被认为是快速降解的，添加透明质酸，包裹在PLGA物质中，与超声显像并行使用时，提供直接和可观察到的氢分子给药的好处。虽然在啮齿类动物疾病模型中已经证明了有希望的结果，这些装置还没有在人体上进行测试，双重产物的潜在毒性还没有得到评估。然而，这种纳米技术的潜力是有趣的，在这一领域的进一步研究可能会彻底改变治疗药物和化合物引入哺乳动物系统的方式。

4.1.2氢化钯纳米材料

与纳米装置的不同之处在于，纳米颗粒的晶体结构设计上包含了较大表面积，可以吸附用于医疗分布的相对大量氢气。研究表明，在阿尔茨海默病和癌症模型中，使用纳米颗粒可以作为一种有效的转运氢气策略，实现靶向治疗。此外，为了诊断目的，可以设计具有特定量子特性的纳米粒子，以提高光学和磁共振成像的质量。

钯与氢的高结合亲和力著称，在环境条件下吸附大量氢。钯氢颗粒的合成可采用一种简便的一步还原路线，形成颗粒。 这种化学反应在医学上是有用的，因为它允许结构晶格的形成充满氢气用于治疗，或作为检测和纯化氢气，一旦纳米颗粒被生产出来，氢气可以注入到水溶液中储存，用分子氢吸收这些结构，然后储存起来以备使用。

钯氢纳米颗粒是自催化的，分解时会产生双产物。如果类似技术要在临床环境中广泛应用，就需要考虑此类特征。钯氢颗粒已被证明在生物系统中具有良好耐受性，具有氢气高负载能力。这种方法通过弱氢键有效存储氢分子，直到复合物降解释放出氢气。另一个好处是采用钯氢颗粒的氢气递送是钯具有炔氢化特性，支持氢在局部组织长时间释放。这种氢疗法的机制在神经退行性疾病中也具有特殊应用潜力，可绕过血脑屏障控制神经元的氧化应激，从而提供神经保护，防止过度炎症和细胞凋亡。然而，迄今为止这类技术很少用于临床，在安全性和人体有效性等方面仍然需要大量工作。

4.5局部给药-洗浴，凝胶和贴片

氢气扩散能力巨大，非常容易透过皮肤进入体内。使用方式可以用氢水沐浴，也可以通过含氢气凝胶局部贴敷。这些方式可直接使用氢气，也可以使用随着时间逐渐释放氢气的材料。

医用氢气已经有了系列外用产品的专利设计，凝胶和贴片可以通过提供半定量测量，包括氢气扩散时间和氢气浓度，使局部材料成为伤口治疗的良好选择。由于这些材料尚未被广泛测试，可能还需要一段时间才能评估这些产品的功效。浸泡在富氢溶液中效果的研究相对确定，研究表明氢气沐浴能大大减轻炎症相关皮肤疾病如银屑病的严重程度。

早期研究评估了氢气水局部使用预防紫外线B对小鼠皮肤的辐射损伤，同时促炎标志物IL-1β和TNFα减少，抗炎细胞因子IL-10增加。在这项研究基础上，一项为期8周的平行对照试验( n= 74)，发现银屑病患者，皮疹和瘙痒显著减少。一个7天的案例研究评估了8.0ppm氢水浸泡疗法治疗5趾近端指骨创伤，发现疼痛和炎症迅速减轻，同时运动范围和负重能力也有所改善。氢气疗法给许多炎症性皮肤病提供了一种成本效益高、非侵入性的治疗方法。

 

5. 未来展望

5.1风险控制

氢气超过527°C的温度下是可燃的，能在氧气等氧化剂存在的情况下发生爆炸。经典教科书数据认为，空气种氢气浓度不超过4.6%，纯氧气中不应超过4.1%。 氢气作为一种纯气体，具有爆炸风险，因此在临床环境中储存这种挥发性易燃易爆的气体是非常不安全的。为了减少与吸入这种可燃物质有关的危险，氢气浓度一般不应该超过爆炸下限的三分之一。不过研究证明2%的氢气吸入可以产生有效疾病治疗作用，这给氢气的安全使用提供了重要条件。

利用电解水作为氢气和氢氧混合气吸入，是理想且安全的按需供应模式，这能消除氢气存储的安全隐患。由于电解水产氢气在工业领域有长期应用，积累了大量使用经验，医用设备只需要按照医疗标准进行二次开发。

使用氢气的方式有多种创新，例如使用含氢气凝胶、富氢水和纳米材料，都能在各种医用场景发挥作用。当然在进入临床应用前，任何新的方式都需要经过研究评估。

5.2要重视代谢动力学研究

迄今为止，氢疗法对动物和人类都没有发现毒性，也有人认为氢气不会在血液或组织中积累，过量的气体会释放出来。氢气是一种有效的抗炎和抗氧化物，氢疗法有可能对包括许多身体系统在内的一系列疾病有益。因此，临床试验不仅要考虑治疗特定疾病的机制，而且要考虑有效治疗的氢气扩散特点、剂量和持续作用时间。显然在进行大规模三期试验前，需要建立氢含量和剂量限制的标准化测量技术。

6. 结论

综上所述，分子氢具有良好的抗凋亡、抗炎和抗氧化作用，可用于治疗一系列人类疾病。氢气的使用方法有许多种，从日常膳食补充到慢性和急性医院护理。通过不断创新，包括吸入装置、贴片和片剂，等各种便携式的氢使用方法，因此氢气在慢性病、急救和康复护理中都有很大的潜力。

重要参考文献

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