爱氢气不同于爱国,需要给出理由。
氢气是一种容易燃烧可能爆炸的气体,在工业能源领域,氢气的使用安全性是及其严格和非常严肃的问题,氢气医学因为给人直接应用,应比工业安全性要求更高。当然要求高并不等于不可以使用,在充分利用基本物理化学规律,进行各种安全性操作验证,获得足够可靠的研究证据情况下,仍然是能使用的工具。例如氢气可燃烧浓度是4.7%-74.2%。根据这一数据要求,只要把任何不满足这种条件的场景避免,就可以实现安全,例如你可以用超过75%的氢气,也可以用低于4%的浓度。
氢气对人体的生物安全性极大,但是毕竟氢气是一种可燃烧,可以爆炸的危险气体,必须对氢气的使用安全性进行认真评估,尤其是对应用于人的氢气吸入设备,安全性评价是必须首先考虑的,甚至应该超过其有效性的要求。
任何药物和改善方法都必须在安全的前提下,再考虑其有效性。氢气产品的安全有两个方面,一是使用或操作安全性,二是对身体效应安全性。从效应方面,氢气几乎绝对安全。但使用方面,安全性绝对不是,必须需要认真考虑。
没有安全保证为前提,即使有效也会失去放心应用的基础。安全性为主在当今药物研发中也体现地淋漓尽致,FDA评价药物的各个环节,都把安全性当作首先评估的内容。当然安全性是相对的,评估在不同疾病药物安全的标准是存在很大不同的。
提醒:这篇文章内容来自日本氢医学企业MIZ公司发表的文章,是关于产品安全性的评估,文章提到部分产品的型号,因此文章存在利益冲突,也明显存在产品广告和企业宣传的情况。企业在保护自身商业利益的同时,可以通过学术论文的形式,开展宣传关键应用技术方面的探讨,这些论文能对企业形象产生正面影响,研究内容也能为应用技术提供重要参考数据。这是应该鼓励的行为。
最近在《医学气体研究》杂志上,有多篇氢气医学研究论文,其中一篇是日本MIZ公司研究的氢气使用安全性。该文章提出,空气中氢气在10%以下并不会发生爆炸,并不是过去认为的4%以下才是安全的,甚至研究中发现15%和100%的氢气浓度虽然能产生爆炸,但破坏性比较小,不会危害到使用者,是相对安全的浓度,但20%的浓度爆炸会产生比较大破坏性。根据这些数据,论文作者认为应控制氢气浓度为10%以下。
根据教科书描述,氢气在空气中可燃烧的浓度是4-75%,但原始研究都是许多年前的资料,一些细节也不清楚。现在把氢气应用于人体疾病改善,应该有关于氢气使用安全性,尤其是吸入条件下安全性的第一手研究数据,这不仅是对医疗器械安全性的基本要求,也应该是氢气医学领域必须重视的问题,甚至这一研究应该作为医疗器械申请临床应用的必须评价数据。
静电引燃氢气的风险评估。根据日本先进工业科技研究院化学技术所的数据,氢气最小点燃能量为0.02微焦,根据日本职业安全和健康研究院Mizuki Yamakuma教授的观点,人体静电在1.0kV时释放能量可达到0.05微焦,经过测量的人体电容值为90pF,1千伏的静电能量是0.05微焦,2.5千伏时静电释放能量为0.28微焦。这说明人体静电可以在我们毫不知情情况下很容易地点燃氢气。0.02微焦是人类日常活动非常容易满足的条件,试验发现,H2 life、La Briller Luxe和 HydRich等产品都能爆炸。
氢气吸入设备工作原理图(6.6%氢气2100毫升供气)
文章也提出一款吸氢机的设计,本质是利用纯氢加空气稀释,氢气产量每分钟140毫升,用空气稀释到6.6%(稀释15倍)左右,大约加入空气2000毫升,然后通过供气管给人吸用。其中有一个安全设置,就是氢气检测一旦氢气浓度超过10%就停止氢气的制备,这可以保证氢气浓度一直不超过10%。
根据这个文章中提供的信息,日本市场上已经有多种类型的氢气吸入设备,其中有100%的纯氢,也有66%的氢氧混合气的设备。当然文章强调了是自己的设备最安全,大家都会说自己的最好,写文章也一样会这样,是不是真好,大家自己把握。
图2 日本市场上氢气吸入设备的列表
这篇文章中再次(氢气吸入对抗放疗抑制副作用的文章中已经说过)提出,在太田教授课题组2007年论文发表前2年,该公司就发表了饱和氢气电解水抗氧化效应的研究,认为这才是氢气医学的关键研究文献。但这个文章并没有引起学术界的关注和认可,氢气医学领域一致公认是2007年的论文才是氢气医学的奠基性研究。客观地说,如果不是2007年的论文,2005年的这个文章会一直沉寂下去,其中的关键是没有拿出更确定无疑的证据,证明氢气是产生效应的唯一基础,2005年的研究论文是意识到氢气的效应,但仍然受到水的影响,如果当时作者认识到氢气效应的重要性,应该知道这是具有颠覆性的发现,但是并没有这样的认识高度。所以2007年的研究仍然具有不可替代的地位。如果单独从氢气医学效应的最早线索看,1975年是更早的研究,但我们也不认为那是奠基性研究,只能是早期研究线索。
TomoyukiYANAGIHARA, et al. Biosci. Biotechnol. Biochem., 69 (10), 1985–1987, 2005
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