JP2005087257A - 水素ガスの体内吸入方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【技術課題】 水素溶存水を飲んで体内に水素を取り込むのではなく、鼻孔吸入方式で体内に水素を取り込むための方法と装置を提供する。
【解決手段】 水を電気分解することにより発生した水素ガスを鼻孔カニューラを用いて直接体内に取り込む。装置は、水素ガス発生装置３と、鼻孔カニューラ１から成り、水素ガス発生装置３で水素ガスを発生させ、これを鼻孔カニューラ１を用いて体内に取り込むことにより、水素水を飲んで水素を体内に取り込む方式に比較して効率的である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、人体に蓄積されている活性酸素を還元するために有効とされている水素を鼻孔吸入方式で体内に取り込む方法及びその装置に関する。

体内の活性酸素を中和して病気の治療、あるいは健康の増進、あるいは体質の改善等を図るために、体内に水素を取り込む方法が有効とされている。そこで、この水素を体内に取り込むために、飲料水に水素を溶存させた所謂水素含有水が近年注目されている。また、例えば水道水に水素を溶存させるための電気分解式器具も発売されたりしている。これを特許出願で見ると次のようなものがある。
特開２００２−３６１２５０号公報 この発明は、活性水素含有水に関するもので、活性水素含有水に確認される機能水としての特性を工業規模で有効に活用すべく、人体に有益な活性水素含有水を工業的に効率よく製造するために、水を電気分解することによって陰極側に活性水素を含む水を生成せしめ、これに有機酸を加えて中和することにより、酸化還元電位が６０〜１５０ｍＶ、ｐＨが中性付近の活性水素含有水を製造する方法である。 特開２００３−１７０１７８号公報 この発明は、安価で大量に効率良く生成できる溶存水素含有水を得るために、容器内の水を攪拌及び／又は循環しながら生成する溶存水素含有水は、１リットル中に少なくとも３５μｇ以上の溶存水素を含むことで、２００ｍＶ以下に酸化還元電位を低下させるものである。 特開２００２−１８２５３号公報 この発明は、簡単な構成で必要な濃度の水素溶解水を製造するための装置であって、充填材１３ａの入れられた気液接触層１３上に散水ノズル１２で超純水を供給して滞留部１１に溜めるようにした溶解槽１、この中の水を循環させると共に製造された水素含有水を送水するようにした循環系２、その系に設けられ水素を混合供給するエゼクタ３、原料水としての超純水を供給する供給系４、等によって構成したものである。

以上に掲示した各公知例によると、すべて水素を含有した水を製造する方法あるいは装置であって、水素を体内に取り込むためには、水素を含有した水を飲む方法である。勿論、水素ガスを直接体内に取り込む方法としては、水素ガスを鼻孔カニューラを用いて吸入する方法が考えれてる。しかし、この方法の場合、水素ガスは、高圧ボンベから供給する方法となるため、ボンベの取り扱いが大変であり、更に、可燃性である多量の水素ガスが持ち込むことになるため、安全上問題がある。また、減圧弁と流量調節バルブを調整して微量の水素ガスを供給することは可能であるが、万が一調整を誤ると多量の水素ガスが漏れて大事故になる危険性がある。また、患者が多量に吸入すると窒息するため、安全性に大きな問題がある。
したがって、高圧ボンベから水素ガスを直接体内に吸入する方法には問題点が多い。
本発明は斯る点に鑑みて提供されるものであって、その目的は、安全に水素ガスを直接体内に取り込む方法とこのための装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１においては、水素ガスの体内吸入方法において、水を電気分解することにより発生した水素ガスを鼻孔カニューラを用いて直接体内に取り込むことにより、体内の活性酸素を中和除去することを特徴とするものである。

更に、請求項２に記載の発明においては、水素ガスの体内吸入装置において、水を電気分解することにより水素ガスを発生する水素ガス発生装置と、前記水素ガス発生装置で発生した水素ガスを鼻孔から体内に吸入するための鼻孔カニューラと、から成ることを特徴とするものである。

更に、請求項３に記載の発明においては、水素ガスの体内吸入装置において、請求項２に記載の水素ガス発生装置には、水素ガスの発生量を制御するための電流制御装置が取り付けられていることを特徴とするものである。

更に、請求項４に記載の発明においては、水素ガスの体内吸入装置において、請求項２に記載の水素ガス発生装置には、発生した水素ガスの圧力を検出するための圧力センサが取り付けられていて、発生した水素ガス圧が一定値以上となったときには、前記水素ガス発生装置の電源をＯＦＦに制御する安全回路が付加されていることを特徴とするものである。

更に、請求項５に記載の発明においては、水素ガスの体内吸入装置において、請求項２に記載の水素ガス発生装置の電解水タンクには、水位センサが取り付けられていて、この水位センサで検出される電解水タンク内の水位が一定値以下となったときには、前記水素ガス発生装置の電源をＯＦＦに制御する安全回路が付加されていることを特徴とするものである。

更に、請求項６に記載の発明においては、水素ガスの体内吸入装置において、請求項２に記載の水素ガス発生装置において、電極が位置する電解セル内の水を強制循環により気水分離タンク側へ移動させることにより、電極に付着した気泡を除去して電解効率を上げるように構成されていることを特徴とするものである。

本発明の効果は次のとおりである。先ず、請求項1の発明によれば、効率的に水素ガスを直接、体内に取り込むことが出来る。
例えば、本発明の装置を使って３名の患者に毎分5mlの水素ガスを一日３回、一回10分間、一週間水素ガスを吸入させたところ、空腹時血糖値が50〜80mg/dlまで低下した、中性脂肪は60〜120mg/dlまで低下した。更に、総コレステロール値低下、尿酸値低下も確認できた。更に、活性酸素も影響していると言われている癌細胞などに対する効果も期待できる。

請求項２の発明によれば、小型で携帯できる安全な水素ガスの体内吸入装置が出来たことにより、使い勝手が良い。
請求項３の発明によれば、水素ガスの発生量を自由に制御できる。
請求項４の発明によれば、鼻孔カニューラを詰めたり、配管チューブをつぶしたりすると電源が切れ、水素ガスの発生を完全に停止することにより、安全である。
請求項５の発明によれば、電気分解する水の量が設定レベル以下になった時点で電源の停止を確認、水面レベルも安定するため安全である。
請求項６の発明によれば、同じ電流で電気分解させた場合、循環ポンプを使用しないで電気分解させた時の電圧は18Vで時間経過と共に24Vまで上昇し、電解セルの温度は上昇を続け15分後には46℃に達したが、循環ポンプで水を循環させた場合の電圧は12Vであり30分を経過しても電圧、温度共ほとんど変化せず、電解効率の低下を防ぐことができる。

水素水による生体治療効果（臨床効果）を上げるためには一日に多量の（約2000ml以上）水素水を飲まなければならないため患者によっては苦痛となる。
従来の水素水2000mlに含有する水素ガスの量は10〜20ml位であり、これを一日10回に分けて飲むと一回の水素摂取量は多くてわずか2mlである。一方、直接水素ガスを患者に与えるとすれば、一日３回でも吸入させる一回の水素ガス量は6〜7mlで済む計算となる。ただし、鼻孔カニューラを用いた吸入は漏れるガスも多く、ガスでの体内吸収は効率も悪いと思われるので、ロスを含めて約10倍の量に設定しても一日３回、10分かけて吸入させるとすれば毎分2〜3mlで済む量である。

そこで患者に微量の水素ガスを直接吸入させる方法も同じ効果が期待できると考え、実証試験を行った、水素ガスを微量吸入しても人体内では生体膜を通じてガス交換が行われるものと考えられ、これを実証するための臨床試験を行った。
鼻孔カニューラから微量の水素ガスを送っても呼吸に必要な空気は鼻孔カニューラの隙間から十分抵抗無く取り込むことが出来るので安全である。
水素ガスは発火性で空気と混合すれば爆発しやすいので危険であるが、空気中における水素ガスの爆発濃度範囲は4.1〜74.2％で、例えば水素ガスが空気中に1％位拡散した状態では引火や爆発はしない。

この発明による水素ガスの吸入方法で一時間当たり2.5mlを越え100倍の250mlを放出しても爆発や発火の危険性は無い。また、水素ガスには生体に対して毒性は無い。
水素ガスとして高圧水素ガスボンベを使用する方法は簡単であるが、大量の水素ガスを保管する危険性とボンベからの供給能力が高いので事故や操作ミスで多量の水素ガスが患者に供給され、患者が窒息する危険もあるため好ましい方法とは言えない。

水素ガスの発生能力は電気分解する電流によって決定するため最大電流を設定して設計すれば水素ガスが多量に放出することは無いので安全である。
鼻孔カニューラに供給する水素ガスの量は電気分解する電流を加減することで達成できる。最大電流は安全とされる水素ガスの最大供給量に押えることが必要である。
水素ガスの最大供給能力は十分な安全性を考えて毎分10mlとなっており、これは水素水に含まれている水素ガスの10から30倍を設定して一日３回、一回10分間吸入させることを最大条件として設定してある。毎分10mlの水素ガスでは引火する危険性や患者が窒息することは無い。実際にはこの数値以下で使用する。
本発明による電気分解式水素ガス発生装置には電気分解される水の水面レベルセンサ、圧力センサが取付けられ、鼻孔カニューラで鼻孔が詰まる事故や、電解水が不足した場合などには自動的に電源が切れるようになっている。

水を電気分解する場合は、イオン交換膜を電解質として利用すると発生する水素ガスと酸素ガスが分離されて都合良いが、電極を出来るだけイオン交換膜に接近させないと比抵抗が大きくなり、電気分解する電圧が上昇して効率が低下する。
そのため、表面積の大きな多孔質電極を出来るだけイオン交換膜に接近させるが、発生した水素ガスや酸素ガスが電極内部に気泡として留まり電流を妨害するので、これらのガスを強制的に排除しなければならない。
そこで陰極側と陽極側に夫々小型の循環ポンプを設けることによって問題を解決することができる。

以下、請求項１〜６に記載した発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、水素ガスを鼻孔吸入している状態の説明図、図２は、水素ガス発生装置である。鼻孔カニューラ１は、患者の鼻孔に装着され、ホース２の接続口２ａによって電気分解式水素ガス発生装置3の接続口２８に接続されている。
4は電源と制御装置であって、電源スイッチ5を入れるとパイロットランプ8が点灯し、電気分解が始まり、電流調整ツマミ6で調整された電流値は電流表示パネル7に表示される。
この装置３は小型軽量で携帯することが出来る。また消費電力も少なく（12〜15W）乾電池や二次電池を使用し、電源の無いところでの使用も可能である。

次に、図2に基づいて、更に詳細に電気分解式水素ガス発生装置３の構成を説明する。
符号の９は電解セルであって、このセル９内はイオン交換膜１０として例えばヂュポン株式会社の商品名：ナフィオンが中心に配置されて陽極室９ａと陰極室９ｂに分けられ、陽極室９ａには陽極１１が、陰極室９ｂには陰極１２が組み込まれている。なお本実施例において、陽極１１としてチタニウムのメッシュに白金メッキしたもの、陰極１２も同質の素材を使用してイオン交換膜１０に出来るだけ近接させて配置させて用いているが、公知の構造から成る陽極と陰極で電極を構成しても良い。
陽極１１、陰極１２にはそれぞれ陽極端子１３と陰極端子１４が取付けられ、図1の電源と制御装置４から通電される。

１５はキャップ１５ａ付の水素側サージタンクであって、この水素側サージタンク１５の低部は、ポンプ入口１５ａ、循環ポンプ１７、流入管１９を介して陰極室９ｂの下部に接続され、陰極室９ｂの上部は、流出管２１を介して水素側サージタンク１５に接続されている。
１６はキャップ１６ａ及び酸素ガス送出２９付の酸素側サージタンクであって、この酸素側サージタンク１６の低部はポンプ入口１６ａ、循環ポンプ１８、流入管２０を介して陽極室９ａの低部に接続され、陽極室９ａの上部は流出管２２を介して酸素側サージタンク１６に接続されている。図中１７ａ、１８ａは循環ポンプ１７、１８のモータである。

２３は水面レベル制御バルブ、２５は水素側サージタンク１５の低部とバルブ２３を結ぶ水位調整管、２５はバルブ２３と酸素側サージタンク１６の低部を結ぶ水位調整管である。
２６は水素ガス送出管であって、この送出管２６は、水素側サージタンク１５から水素ガス送出管２６を介して洗浄ビン２７内と接続されている。２８は鼻孔カニューラ１のホース２を接続するための接続口、３０は水素側サージタンク１５内の水位と水素ガス圧を検出するためのセンサである。
同時に発生する酸素ガスは必要無いため、酸素出口２９から排気される。

なお、水素側サージタンク１５には水面レベルセンサと圧力センサ３０が設置され、鼻孔カニューラ１の閉塞など何らかの事故によって異常に圧力が上昇した場合は装置の電源が自動的に切れる。また水素側サージタンク1５と酸素側サージタンク１６内部の水面高さに大きな差が発生すると水圧差でイオン交換膜１０を痛めるため、同じ圧力センサ３０で低い圧力変化も検出して水面レベル制御用電磁バルブ２３を開閉することによって水面レベルを一定にさせる。
電気分解する水が減少した場合は水面レベルセンサ３０からの信号で自動的に電源は停止する。

電解セル９内は、水素側サージタンク１５と酸素側サージタンク１６に結ばれていることにより、水が満たされている。この状態で陽極１１と陰極１２に電圧が印加されると、セル９内において電気分解が行われ、陰極１２側に水素が発生する。この水素は、水素送出管２１から水素側サージタンク１５内に水と一緒に流入し、このサージタンク１５内で気水分離が行われ、水素ガスは送出管２６から洗浄ビン２１内に入り、洗浄後、接続口２８からホース２を経由して鼻孔カニューラ１に至り、ここから患者の体内に吸入される。
装置の運転により、陽極１１と陰極１２の表面に付着した気泡は、陽極室９ａと陰極室９ｂ内に循環ポンプ１７、１８の作用により水が強制循環しているため、気泡はこの強制循環により流され、よって電解効率が低下するのが防止される。

水素ガス発生装置を用いて水素を鼻孔吸入している状況の説明図。 水素ガス発生装置の説明図。

符号の説明

１ 鼻孔吸引カニューラ
２ 吸入ホース
２ａ 接続口
３ 水素ガス発生装置
４ 電源及び制御装置（制御回路）
５ 電源スイッチ
６ 電流調整ツマミ
７ 電流表示パネル
８ パイロットランプ
９ 電解セル
９ａ 陽極室
９ｂ 陰極室
１０ イオン交換膜
１１ 陽極
１２ 陰極
１３ 陽極端子
１４ 陰極端子
１５ 水素側サージタンク
１５ａ 水素側吸引口
１５ｂ 酸素側吸引口
１６ 酸素側サージタンク
１７ 陰極側循環ポンプ
１７ａ モータ
１８ 陽極側循環ポンプ
１８ａ モータ
１９ 陰極側流入管
２０ 陽極側流入管
２１ 陰極側流出管
２２ 陽極側流出管
２３ 水位制御バルブ
２４ 陰極側水位調整管
２５ 陽極側水位調整管
２６ 水素ガス送出管
２７ 洗浄ビン
２８ ホース接続口
２９ 酸素ガス送出口
３０ 水位検出兼水素ガス圧力センサ

Claims (6)

1. 水を電気分解することにより発生した水素ガスを鼻孔カニューラを用いて直接体内に取り込むことにより、体内の活性酸素を中和除去する水素ガスの体内吸入方法。
2. 水を電気分解することにより、水素ガスを発生する水素ガス発生装置と、前記水素ガス発生装置で発生した水素ガスを鼻孔から体内に吸入するための鼻孔カニューラと、から成る水素ガスの体内吸入装置。
3. 請求項２に記載の水素ガス発生装置には、水素ガスの発生量を制御するための電流制御装置が取り付けられていることを特徴とする水素ガスの体内吸入装置。
4. 請求項２に記載の水素ガス発生装置には、発生した水素ガスの圧力を検出するための圧力センサが取り付けられていて、発生した水素ガス圧が一定値以上となったときには、前記水素ガス発生装置の電源をＯＦＦに制御する安全回路が付加されていることを特徴とする水素ガスの体内吸入装置。
5. 請求項２に記載の水素ガス発生装置の電解水タンクには、水位センサが取り付けられていて、この水位センサで検出される電解水タンク内の水位が一定値以下となったときには、前記水素ガス発生装置の電源をＯＦＦに制御する安全回路が付加されていることを特徴とする水素ガスの体内吸入装置。
6. 請求項２に記載の水素ガス発生装置において、電極が位置する電解セル内の水を強制循環により気水分離タンク側へ移動させることにより、電極に付着した気泡を除去して電解効率を上げるように構成されていることを特徴とする水素ガスの体内吸入装置。
   
   

Images