CN109020006B

CN109020006B - 常温常压下高稳定医用灭菌饱和氢水及其制备方法

Info

Publication number: CN109020006B
Application number: CN201810917011.4A
Authority: CN
Inventors: 宋冬梅; 牛英豪; 宋耕; 宋为; 刘刚; 董丽萍; 薛静
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2038-08-13
Also published as: CN109020006A

Abstract

本发明涉及一种常温常压下高稳定医用灭菌饱和氢水及其制备方法。包括以下步骤：S1：将注射器用水注满，之后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合；其中，输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。S2：待氢气达到饱和时，继续排水至注射器体积的1/3时停止气水混合，得到富氢水。采用本发明提供的制备方法，在氢气溶解阶段通过排水在容器内部储存部分氢气，进而提高富氢水的氢气浓度，同时又使得富氢水的稳定性增强。此外，本发明生产工艺简单、成本低廉，极具推广使用价值。

Description

常温常压下高稳定医用灭菌饱和氢水及其制备方法

技术领域

本发明涉及氢水制备领域，具体涉及一种常温常压下高稳定医用灭菌饱和氢水及其制备方法。

背景技术

富氢水，即富含氢气的水，具有抗氧化、高效清除自由基、保持有效的免疫力和自我修复能力、改善微环境、消除病症、以及美容和抗衰老的效果等特征和功效。据报道：动物呼吸2％的氢气即可有效清除自由基，显著改善脑、肝及心肌缺血再灌注损伤，进而有效减轻小肠移植引起的炎症损伤及改善新生儿脑缺血缺氧状态等。此外，直接饮用饱和氢水对应激引起的神经损伤、人类II型糖尿病、小鼠基因缺陷慢性氧化应损伤、化疗药顺铂引起的肾损伤和帕金森病等亦有明显疗效。最新研究发现：采用含饱和氢气的培养基可有效拮抗耳毒性药物对内耳感觉上皮和前庭毛细胞的损伤，饮用饱和氢气水可减轻白噪声引起的听力损害。饱和氢水具有渗透快、无毒副作用、价格便宜，可有效通过血-迷路屏障清除噪声导致产生的大量自由基、减少毛细胞的凋亡等优点。

为更有效制备饱和氢水，目前常采用的方法有：加压生产法、超声波法、电解法、天然矿物富氢合金材料制备法、氢棒制备法及瓶装或袋装富氢水等。其中，加压生产法存在氢气溶解度低、生产时间长、产量低等缺点。超声波法操作简单、用时短，但生产过程中未明显增中水与氢气的接触面积与几率；与通过加压生产法相比，氢水中氢含量并无明显增加，且此法得到的氢水中氢含量不稳定、容易溢出，氢气含量在保质期内约减少1/2～2/3，难以达到灌装时含氢水的含量和相关功能。电解式富氢水机分为二种：一种是直接接入自来水管，利用PP棉、活性炭等滤芯先净化水质，再通过电解槽电解；另一种是直接将干净的饮用水注入电解装置电解；电解富氢水机的产氢量和电解水的电极材料、电解时间、电解槽结构等有关；此外，电解会使水温升高，氢气溶解度下降，电极易被氧化而产生副产物，且水中的重金属含量会因电解而增多。天然矿物富氢合金材料制备法安全便捷、价格适宜，但由于氢气在水中的溶解度较低且溶解速度较慢，使得该材料在净水行业中存在制氢不可控、氢溶解浓度不稳定(时高时低甚至没有)等缺点，最终导致氢抗氧化功效受限，直接影响产品的广泛使用和推广。氢棒制备法中主要反应物为金属镁，基于镁与水的剧烈反应，为得到持续不断的氢水，需在镁棒中加入其它重金属，从而带来严重的重金属污染；另外，镁粒子易被氧化，随着使用次数的增加，效果明显下降；因此，由其产生的氢浓度取决于使用次数、容器密闭性、反应时间等因素；此外，氢棒要定期清洗，否则棒体内易滋生各种细菌，长期使用对环境以及人体健康的危害不言而喻。富氢水机(滤芯式)内部设置有PP棉、活性炭、镁粒子或者托玛琳等滤芯，当水流经过镁粒子滤芯或者托玛琳微电解滤芯时，产生微量氢气随水流一起流出；该类富氢水机均为在家用净水机的基础上装有金属镁粒子滤芯或者托玛琳微电解滤芯；同样，基于镁粒子滤芯易被氧化，随着使用次数的增加，效果明显下降；而且水流和滤芯的接触时间很有限，氢气含量极微。瓶装或者袋装富氢水：通过特殊工艺将高纯度的氢气溶解在纯净水或者其它矿泉水中，然后密封在容器里而制成；该法中氢气浓度取决于制造工艺，且设备成本高，产品市场推广缓慢。

综上，现有技术中饱和氢水的制备工艺存在诸多缺陷；如何有效提高氢的溶解度，使其在生产过程中不会发生化学反应，同时又能保障含氢量长期稳定存在，且制得的富氢水饮用起来更加安全、健康、放心的技术方案尤为重要。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明旨在提供一种常温常压下高稳定医用灭菌饱和氢水及其制备方法。采用本发明方法制备得到的富氢水中氢溶解度高且稳定性强，在保质期内含氢量不减少或微减少。此外，本发明生产工艺简单、成本低廉，极具推广使用价值。

第一方面，本发明提供一种饱和氢水的制备方法，包括以下步骤：S1：将注射器用水注满，之后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合；S2：待氢气达到饱和时，继续排水至注射器体积的1/4～1/3时停止气水混合，得到富氢水。

优选地，S1中：输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。

优选地，储氢罐的压力为0.2～0.4MPa；且氢气依次经过减压阀、流量阀、导气管、医用滤器和医用静脉输液针输送至注射器。

优选地，S2中：停止气水混合具体包括：拔出医用输液针，之后立即密封针孔，倒置瓶体，最终得到富氢水。

优选地，水选自山泉水、矿泉水、纯净水和医用灭菌注射用水中的一种或多种。

优选地，S1之前还包括：将水进行预处理，之后将预处理后的水注入注射器；其中，在水中加入电气石、硅藻土和岩盐颗粒，于40～50℃加热2～5h，之后采用滤膜过滤，得到预处理后的水；电气石的加入量占水质量的0.1％～0.5％，硅藻土的加入量占水质量的0.05～0.2％，岩盐的加入量占水质量的0.5～2％。

优选地，预处理过程中，还包括加入磷酸二氢钾；且磷酸二氢钾的加入质量占水质量的0.02～0.06％。

优选地，采用滤膜过滤之后还包括：收集液相，并将液相进行紫外和γ射线辐射灭菌处理。

第二方面，采用本发明方法制备得到的饱和氢水，富氢水中的含氢浓度大于或等于0.8ppm，且优选为1.0～1.2ppm。

第三方面，本发明制备得到的饱和氢水在医用灭菌注射饱和氢水领域中的应用，且尤其是在具有抗氧化、高效清除自由基、提高免疫力、改善微环境、消除病症、美容和抗衰老的产品和/或产品添加剂中的应用。

本发明提供的上述技术方案具有以下优点：

(1)申请人经过大量研究发现：采用本发明方法制备得到的富氢水中氢溶解度高且稳定性强，在保质期内含氢量不减少或微减少。此外，本发明生产工艺简单、成本低廉，极具推广使用价值。

(2)本发明技术方案中，采用排水法在氢气溶解阶段通过排水在容器内部储存部分氢气，进而提高富氢水的氢气浓度，同时又使得富氢水的稳定性增强。具体地，通过本发明提供的制备方法，在常温常压下得到的富氢水浓度大于0.8ppm，长时间储存氢含量在0.6ppm以上，氢浓度高且稳定。

(3)本发明所利用的制备装置简单，设备要求低，且不用额外制备储存富氢水的容器，节约成本，方法简便，易于在行业内推广。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例三中HRS抑制肥大细胞脱颗粒图；

图2为本发明实施例三中HRS抑制组胺、β-氨基己糖苷酶以及类胰蛋白酶的释放图；

图3为本发明实施例三中HRS改善哮喘疾病模型中AHR图；

图4为本发明实施例三中HRS改善哮喘疾病模型中肺病理学特征图；

图5为本发明实施例三中HRS减弱ROS产生图；

图6为本发明实施例三中HRS可以诱导抗氧化酶的表达图；

图7为本发明实施例一中HRS浓度随时间变化图。

具体实施方式

下面将对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚的说明本发明的技术方案，因此只作为实例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。

本发明提供一种饱和氢水的制备方法，包括以下步骤：

S1：将注射器用水注满，之后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合。其中，输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。储氢罐的压力为0.2～0.4MPa；且氢气依次经过减压阀、流量阀、导气管、医用滤器和医用静脉输液针输送至注射器。

S2：待氢气达到饱和时，继续排水至注射器体积的1/4～1/3时停止气水混合，拔出医用输液针，之后立即密封针孔，倒置瓶体，最终得到富氢水。富氢水中的含氢浓度大于或等于0.8ppm，且优选为1.0～1.2ppm。

在本发明的进一步实施方式中，水选自山泉水、矿泉水、纯净水和医用灭菌注射用水中的一种或多种。

在本发明的进一步实施方式中，S1之前还包括：将水进行预处理，之后将预处理后的水注入注射器；其中，在水中加入电气石、硅藻土和岩盐颗粒，于40～50℃加热2～5h，之后采用滤膜过滤，收集液相，并将液相进行紫外和γ射线辐射灭菌处理，得到预处理后的水；电气石的加入量占水质量的0.1％～0.5％，硅藻土的加入量占水质量的0.05～0.2％，岩盐的加入量占水质量的0.5～2％。优选地，预处理过程中，还包括加入磷酸二氢钾；且磷酸二氢钾的加入质量占水质量的0.02～0.06％。

下面结合具体实施方式进行说明：

实施例一

本实施例提供一种饱和氢水的制备方法，包括以下步骤：

S1：将注射器用水注满，之后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合。其中，输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。

S2：待氢气达到饱和时，继续排水至注射器体积的1/3时停止气水混合，拔出医用输液针，之后立即密封针孔，倒置瓶体，最终得到富氢水。

实施例二

本实施例提供一种饱和氢水的制备方法，包括以下步骤：

S1：将水进行预处理，即在水中加入电气石、硅藻土和岩盐颗粒，于50℃加热2h，之后采用滤膜过滤，收集液相，并将液相进行紫外和γ射线辐射灭菌处理，得到预处理后的水；之后将预处理后的水注入注射器，然后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合。其中，输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。电气石的加入量占水质量的0.5％，硅藻土的加入量占水质量的0.05％，岩盐的加入量占水质量的0.5％。

实施例三

本实施例提供一种饱和氢水的制备方法，包括以下步骤：

S1：将水进行预处理，即在水中加入电气石、硅藻土和岩盐颗粒，于40℃加热5h，之后采用滤膜过滤，收集液相，并将液相进行紫外和γ射线辐射灭菌处理，得到预处理后的水；之后将预处理后的水注入注射器，然后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合。其中，输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。电气石的加入量占水质量的0.1％，硅藻土的加入量占水质量的0.1％，岩盐的加入量占水质量的2％。

S2：待氢气达到饱和时，继续排水至注射器体积的1/3时停止气水混合，拔出医用输液针，之后立即密封针孔，倒置瓶体，最终得到富氢水。进一步地，对于本实施例得到的富氢水为例，进行性能评价。

1、HRS抑制变应性疾病模型中肥大细胞脱颗粒

肥大细胞是过敏反应的初级效应细胞，其激活直接影响次级效应细胞--嗜酸性粒细胞和中性粒细胞的募集和活化，是重要的调节性免疫细胞，近期大量研究发现肥大细胞在Ⅰ型***反应发病机制的过程中贯穿始终，起核心作用。因此，抑制肥大细胞活化对治疗***反应疾病具有重要意义。研究表明：本实施例HRS可以明显抑制肥大细胞活化导致的脱颗粒(图1)以及肥大细胞活化释放的介质：组胺、β-氨基己糖苷酶以及类胰蛋白酶(图2)。

2.HRS改善哮喘疾病模型中AHR

气道高反应性(AHR，Airway hyperresponsiveness)是哮喘的基本特征，是哮喘区别于正常人的重要特征之一。几乎所有哮喘患者均存在气道反应性增高，而且哮喘病情越重，其气道反应性越高。AHR是指气道受到各种因素(如尘螨、花粉、动物毛皮、冷空气、甲苯、二氧化硫等)的刺激后引起过早或过强的收缩反应，通常可用乙酰甲胆碱或组胺等非特异性刺激监测。正常人在吸入少量刺激物或变应原后气道并不发生或仅发生微弱的收缩反应，而某些患者的气道可发生异常过度收缩反应，引起气道管腔狭窄和气道阻力明显增加。研究表明：本实施例HRS可以明显降低哮喘模型中AHR(图3)。

3.HRS改善哮喘疾病模型中肺病理学特征。

哮喘长期反复发作，可致气道重构和周围肺组织结构改变，继而导致慢阻肺。肺部病理学特征主要表现为：肺泡巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、淋巴细胞与中性粒细胞等多种炎性细胞浸润，黏膜下组织水肿，微血管通透性增加，平滑肌痉挛，纤毛上皮剥离，基底膜露出，杯状细胞增殖及支气管分泌物增加等病理改变。研究表明：本实施例HRS干预后可以明显改善上述病理学特征(图4)。

4.HRS可以减弱ROS、增强抗氧化酶表达，调节氧化应激失衡。

氧化应激(Oxidative Stress，OS)是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用，并被认为是导致衰老和多种疾病的一个重要因素。氧化应激导致过度的ROS产生，与血管疾病状态(如高血压、动脉粥样硬化)有关；抗氧化剂如SOD、GSH等可以减缓氧化应激带来的危害。大量研究表明在多种疾病如神经退行性病变、肺纤维化、癫痫、高血压、动脉粥样硬化、帕金森病、猝死中均有有ROS增加而抗氧化剂减少的现象，如在冠状动脉疾病状态OS由于血管细胞外SOD减少ROS增加而加剧，因此减弱ROS、增强抗氧化酶表达，调节氧化应激失衡在上述疾病中具有重要意义。研究表明：本实施例HRS可以减弱ROS(图5)，且长期服用HRS可以提高SOD/GSH等多种抗氧化酶的表达(图6)。

实施例四

本实施例提供一种饱和氢水的制备方法，包括以下步骤：

S1：将水进行预处理，即在水中加入电气石、硅藻土、磷酸二氢钾和岩盐颗粒，于50℃加热2h，之后采用滤膜过滤，收集液相，并将液相进行紫外和γ射线辐射灭菌处理，得到预处理后的水；之后将预处理后的水注入注射器，然后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合。其中，输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。电气石的加入量占水质量的0.5％，硅藻土的加入量占水质量的0.05％，磷酸二氢钾的加入质量占水质量的0.06％，岩盐的加入量占水质量的0.5％。

实施例五

本实施例提供一种饱和氢水的制备方法，包括以下步骤：

S1：将水进行预处理，即在水中加入电气石、硅藻土、磷酸二氢钾和岩盐颗粒，于40℃加热5h，之后采用滤膜过滤，收集液相，并将液相进行紫外和γ射线辐射灭菌处理，得到预处理后的水；之后将预处理后的水注入注射器，然后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合。其中，输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。电气石的加入量占水质量的0.1％，硅藻土的加入量占水质量的0.1％，磷酸二氢钾的加入质量占水质量的0.02％，岩盐的加入量占水质量的2％。

另外，为了进一步说明本发明技术方案的优势，进行以下对比例实验。需要说明的是，以下对比例均在实施例三的基础上进行。

对比例一

本对比例提供一种饱和氢水的制备方法，包括以下步骤：

S1：将水进行预处理，即在水中加入电气石和岩盐颗粒，于40℃加热5h，之后采用滤膜过滤，收集液相，并将液相进行紫外和γ射线辐射灭菌处理，得到预处理后的水；之后将预处理后的水注入注射器，然后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合。其中，输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。电气石的加入量占水质量的0.2％，岩盐的加入量占水质量的2％。

对比例二

本对比例提供一种饱和氢水的制备方法，包括以下步骤：

S1：将水进行预处理，即在水中加入岩盐颗粒，于40℃加热5h，之后采用滤膜过滤，收集液相，并将液相进行紫外和γ射线辐射灭菌处理，得到预处理后的水；之后将预处理后的水注入注射器，然后通过输送***将氢气输送至注射器中进行气水混合。其中，输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；储氢罐的出口与医用滤器的入口连接，医用滤器的出口与医用输液针的入口相连；注射器上设置有橡胶塞，用于***医用输液针。岩盐的加入量占水质量的2％。

另外，对于各实施例和对比例得到的富氢水，发明人对其含氢量和稳定性进行检测。分别检测室温放置90天、360天和600天时的含氢量，具体数据见表1；此外，图7为实施例一中HRS浓度随时间的变化图。

表1本发明各实施例和对比例富氢水的含氢量和稳定性数据

当然，除了实施例一至实施例五列举的情况，其他原料组分的种类和重量百分比、制备过程中的条件和参数等也是可以的。

采用本发明方法制备得到的富氢水中氢溶解度高且稳定性强，在保质期内含氢量不减少或微减少。此外，本发明生产工艺简单、成本低廉，极具推广使用价值。具体地，采用排水法在氢气溶解阶段通过排水在容器内部储存部分氢气，进而提高富氢水的氢气浓度，同时又使得富氢水的稳定性增强。通过本发明提供的制备方法，在常温常压下得到的富氢水浓度大于0.8ppm，长时间储存氢含量在0.6ppm以上，氢浓度高且稳定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种饱和氢水的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将注射器用水注满，之后通过输送***将氢气输送至所述注射器中进行气水混合；

S2：待氢气达到饱和时，继续排水至注射器体积的1/4～1/3时停止气水混合，得到富氢水；

所述水选自山泉水、矿泉水、纯净水和医用灭菌注射用水中的一种或多种；

所述S1之前还包括：将水进行预处理，之后将所述预处理后的水注入注射器；其中，在水中加入电气石、硅藻土和岩盐颗粒，于40～50℃加热2～5h，之后采用滤膜过滤，得到预处理后的水；

所述电气石的加入量占所述水质量的0.1％～0.5％，所述硅藻土的加入量占所述水质量的0.05～0.2％，所述岩盐的加入量占所述水质量的0.5～2％；

所述预处理过程中，还包括加入磷酸二氢钾；且所述磷酸二氢钾的加入质量占所述水质量的0.02～0.06％。

2.根据权利要求1所述的饱和氢水的制备方法，其特征在于：

所述S1中：

所述输送***包括：储氢罐、医用滤器和医用输液针；所述储氢罐的出口与所述医用滤器的入口连接，所述医用滤器的出口与所述医用输液针的入口相连；所述注射器上设置有橡胶塞，用于***所述医用输液针。

3.根据权利要求2所述的饱和氢水的制备方法，其特征在于：

所述储氢罐的压力为0.2～0.4MPa；且所述氢气依次经过减压阀、流量阀、导气管、医用滤器和医用静脉输液针输送至注射器。

4.根据权利要求2所述的饱和氢水的制备方法，其特征在于：

所述S2中：

所述停止气水混合具体包括：拔出所述医用输液针，之后立即密封针孔，倒置瓶体，最终得到富氢水。

5.根据权利要求1所述的饱和氢水的制备方法，其特征在于：

所述采用滤膜过滤之后还包括：收集液相，并将液相进行紫外和γ射线辐射灭菌处理。

6.根据权利要求1～5任一项所述方法制备得到的饱和氢水，其特征在于：

所述富氢水中的含氢浓度大于或等于0.8ppm。

7.根据权利要求6所述的饱和氢水，其特征在于：所述富氢水中的含氢浓度为1.0～1.2ppm。

8.权利要求7所述的饱和氢水在医用灭菌注射饱和氢水领域中的应用。