日本在氫氣生物醫(yī)學研究，特別是氫氣應用于血液透析技術方面有非常領先的技術，10多年前就已經開展了大量臨床試驗，明確了氫氣溶解于血液透析液中對于改善血透患者透析導致的各種副作用，例如血壓不穩(wěn)定，皮膚瘙癢等都有不同程度的改善。但是這些試驗存在一個共同的不足，那就是氫氣濃度非常低，遠低于普通氫水中氫氣濃度。這顯然會限制和制約該技術的效果。日本用🐕做的這一新技術探索，把氫氣溶解度顯著提高到幾乎飽和濃度，我強烈相信，將來用于臨床血液透析患者，將會產生非常顯著的效果。這一新技術將會給血液透析患者們帶來福音。當然這一所謂新技術，從技術難度來說，也并不復雜，臨床上血液透析和體外循環(huán)和膜肺等都廣泛使用，當然這些技術主要用于氧氣的溶解，這里只不過是用于氫氣的溶解。 采用創(chuàng)新直接溶解技術在透析期間遞送高濃度氫氣：犬模型中的在體動力學研究 摘要 氫氣（H₂）具有廣泛的治療潛力。血液透析過程中會使用大量與血液接觸的透析液，這為氫氣遞送提供了一種頗具前景的方法。我們研發(fā)了一種創(chuàng)新系統(tǒng)來生成富氫透析液，該系統(tǒng)與傳統(tǒng)電解法不同，它通過將氫氣直接溶解到自來水中產生飽和水，隨后對其進行反滲透（RO）處理以制備透析液。在單只犬的血液透析模型中使用該系統(tǒng)時，我們對氫氣濃度進行了測量，結果顯示氫氣水平維持在較高且穩(wěn)定的狀態(tài)（反滲透水中約為1600 ppb；最終透析液中穩(wěn)定在約230 ppb）。氫氣能高效擴散到體外血液循環(huán)回路中，出口處的濃度達到透析液濃度的54.0%-67.7%。然而，全身動脈（肺動脈、頸動脈）中的氫氣濃度較低，這表明肺部對氫氣有顯著的清除作用，意味著氫氣主要在回路和透析器內發(fā)揮局部作用。與傳統(tǒng)電解水方法相比，這種直接溶解系統(tǒng)能遞送更高且更穩(wěn)定的氫氣濃度。其設計更簡單，安裝成本可能更低，這表明它有望在臨床上廣泛應用。未來的研究應探索血液透析濾過（HDF），以潛在增強全身性氫氣遞送，并評估其長期臨床效益。
2007年，Ohsawa等人[1]關注到氫氣（H₂）溫和的還原能力，發(fā)現它能夠選擇性清除有害的活性氧（ROS），同時對生物信號傳導所必需的活性氧影響極小。他們進一步報道，氫氣可通過減輕腦缺血再灌注損傷過程中產生的大量羥基自由基（OH•），縮小梗死面積[1]。隨后，眾多臨床試驗表明，氫氣在治療從急性到慢性的多種疾病方面均有療效[2]。人們已探索出多種氫氣遞送方法，包括吸入氫氣、飲用富氫水、注射富氫鹽水以及泡富氫水浴[3]。 日本維持性血液透析（HD）患者的數量已接近峰值，但由于人口老齡化以及基礎疾病模式的轉變，重癥患者的患病率正不斷上升[4]。盡管血液透析能夠防止患者因腎衰竭死亡，但這種人工器官治療的非生理性不可避免地會引發(fā)慢性炎癥和氧化應激[5]。這些因素會導致患者出現與血液透析相關的主觀癥狀，如不適和疲勞，還可能引發(fā)血液透析相關并發(fā)癥[6]。因此，血液透析患者的平均預期壽命約為同齡健康人的一半，這是一個亟待解決的嚴峻挑戰(zhàn)[6]。鑒于全球范圍內器官捐獻者持續(xù)短缺，許多患者仍不得不依賴血液透析[7]。人們已多次嘗試改善血液透析回路和透析器與生物機體的相互作用，但這些嘗試并未充分改善患者的預后[8]。在微生物管理方面，研究重點集中在去除內毒素（一種已知的慢性炎癥觸發(fā)因素）上，這促使水和透析液的凈化標準不斷提高[9]。 鑒于每次血液透析都會使用大量透析液，且透析液通過半透膜與血液持續(xù)接觸，使透析液富含氫氣或許是一種很有前景的治療策略。現有的一種方法是使用由電解水制備的透析液[10,11]。2005年，東北大學醫(yī)學院與日本Trim公司（日本大阪市北區(qū)）聯合開展研究項目，啟動了電解水透析技術[12,13]。這種方法將陰極電解水（在陰極電解得到的水）經反滲透處理后作為透析稀釋用水。最近有研究表明，電解水透析的治療效果可歸因于其中溶解的氫氣[14]。先前的研究證實，電解水透析能有效降低慢性血液透析患者的氧化應激和炎癥標志物（如白細胞介素-6、髓過氧化物酶），并改善臨床指標（如高鐵血紅蛋白水平、淋巴細胞凋亡情況、高血壓）[15,16]。此外，一項非隨機、非盲法的前瞻性觀察性研究表明，電解水透析可能有助于降低慢性血液透析患者的全因死亡率以及非致命性心腦血管事件的發(fā)生率[17-20]。我們研發(fā)了一種生成富氫透析液的新型系統(tǒng)，該系統(tǒng)不采用傳統(tǒng)方法中的水電解工藝，而是通過直接溶解氫氣來制備飽和氫自來水。隨后，這種飽和氫自來水被處理成富氫反滲透水，用于制備透析液。我們使用該系統(tǒng)對一只犬進行了富氫透析液透析，并測量了透析液中、血液循環(huán)回路進出口處以及身體不同部位血液樣本中的氫氣濃度。 材料與方法 富氫透析液的制備 我們研發(fā)了一個新型裝置來生成飽和氫自來水，該裝置由氫氣發(fā)生器（H2JI1；Doctor’s Man公司，日本橫濱市青葉區(qū)）和氣體分離中空纖維膜組件（PF-004D；DIC公司，日本東京都板橋區(qū)）組合而成（圖1）。該裝置在約100 kPa的壓力下使自來水飽和氫氣。使用溶解氫測定儀（SGHA-P3-A；NISSHA FIS公司，日本大阪市淀川區(qū)）和溶解氧測定儀（DO-31P；DKK-TOA公司，日本東京都新宿區(qū)）分別測量氫氣和氧氣的濃度。經過凈化和加壓的自來水被輸送至使用點。在加壓之前，自來水與大氣接觸，因此溶解氣體的濃度與大氣壓相對應。根據亨利定律，加壓可使更多氣體溶解，理論上溶解量可達表壓（輸送壓力）水平（表1）[21]。我們采用吸入法，使氫氣壓力低于水壓，以避免輸送過程中產生氣泡（圖2）。這種方法利用高速流動的水在中空纖維管腔內產生的壓降，促進氫氣從纖維周圍的氣相溶解到水中。將這種飽和氫自來水送入個人透析用水制備設備（MH500CX；日本水系統(tǒng)公司，日本東京都中央區(qū)），以生成富氫反滲透水。然后，將這種富氫反滲透水輸送至個人多功能透析機（DBB-100NX；日機裝公司，日本東京都澀谷區(qū)）用于制備透析液
