(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.08.20
C N 103989703
A (21)申请号 201410193853.1
(22)申请日 2014.05.09
A61K 33/00(2006.01)
A61K 9/08(2006.01)
A61M 37/00(2006.01)
A61P 9/10(2006.01)
(71)申请人陈忠
地址100013 北京市东城区地坛北里9楼5
门402号
申请人张旭冉
(72)发明人
陈忠
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种提高氢气在水中溶解度的
方法，将水装于铝袋中于4℃、0.4-0.8Mpa 压力下
预处理6-7h ；将电解水制备的纯净氢气在4℃、
0.4Mpa 压力下连续通入水中溶解2-3h ；将上述溶
液在4℃、0.2Mpa 、1-3万赫兹条件下进行超声波
处理2-4h ；最后将含氢溶液在1-4℃下低温保存。 上述含氢溶液在皮肤表层进行应用时，将含氢气
的水溶液通过输送管输送至皮肤表层，氢气通过
输送管的生物膜进入皮肤内，水溶液被输送管输
出后循环使用。本发明的含氢溶液，水溶液循环利
用并不进入人体内部，大大减少了患者的新陈代
患者；本发明的制备方法，可以大大提高氢气的
溶解度，并且对于下肢缺血再灌注损伤效果
显著。
(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书5页 附图1页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图1页(10)申请公布号CN 103989703 A
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1.一种提高氢气在水中溶解度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)电解水制备氢气：在常规电解室装置的阳极室内置入锰系氧化物阳极，阴极室置入Ni-Fe-S 阴极，用KOH 将去离子水的pH 调为8～9，将上述去离子水加热至35～40℃后加入阳极室和阴极室中，接通电源，在电流密度600～800A/m 2条件下电解，阳极获得氧气，阴极获得氢气；所获得氢气通过氢气分离器将氢气和电解液分离得到清洁的氢气。
(2)制备含氢溶液：将水装于铝袋中并于4℃、0.4-0.8Mpa 压力下预处理6-7h ；然后将步骤1中获得的氢气在4℃、0.4Mpa 压力下加压连续通入水中溶解2-3h ；将上述溶液在4℃、0.2Mpa 条件下进行超声波处理，超声波的频率为1-3万赫兹，处理时间为2-4h ；最后将含氢溶液在1-4℃下低温保存。
2.一种含氢水溶液，其特征在于，通过权利要求1所述的制备方法制备而成。
3.一种含氢水溶液在人体皮肤表层的应用，其特征在于，将含氢气的水溶液通过输送管输送至皮肤表层，氢气通过输送管的生物膜进入皮肤内，水溶液被输送管输出后循环使用；所述的输送管由两部分对接而成，一部分为与皮肤直接接触的生物膜层，另一部分为起阻断氢气逸出的铝箔层。
4.根据权利要求3所述的应用，上述的生物膜为仿生纳米生物渗透膜。权 利 要 求 书CN 103989703 A
一种提高氢气在水中溶解度的方法及其应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种特殊气体的制备方法及其应用，具体涉及一种提高氢气在水中溶解度的方法及其应用，属于医疗卫生领域。
背景技术
[0002] 缺血再灌注作为一种氧应激，造成炎性反应爆发甚至内环境紊乱。肢体缺血再灌注后可激活中性粒细胞，产生大量氧自由基及炎性介质，使机体处于全身炎症反应状态，引起多器官损伤；随着肢体缺血时间的延长，组织消耗大量ATP，产生大量氧自由基和脂质过氧化物，可破坏微血管内皮细胞，形成微循环栓塞；再灌注使血管通透性增加，大量液体通过血管壁渗入组织间隙，使组织内张力明显增高；同时恢复的血流可将氧自由基、酸性代谢产物等有毒物质运送至远隔组织器官使远隔器官损伤。肢体的缺血再灌注损伤不仅影响组织的存活和功能，而且还可以累及远隔器官，严重时引发多器官功能衰竭而导致患者死亡，较为常见的下肢缺血再灌注可导致心、肺、肾和血液系统的组织及功能的损伤，其中心肺是最重要的受累靶器官，临床表现为心律失常、血压下降、肺水肿甚至循环功能和呼吸功能障碍等。
[0003] 氢气是一种无无味的气体，具有强大的生物学特性，在医疗技术领域，氢气已经被用于饱和潜
水及减压病的并具有显著的疗效。2007年7月，Ohsawa I等在《自然医学》报道，动物呼吸2％的氢气就可有效清除自由基，显著改善脑缺血再灌注损伤，他们采用化学反应、细胞学等手段证明，氢气溶解在液体中可选择性中和羟自由基和亚硝酸阴离子，而后两者是氧化损伤的最重要介质，目前体内尚未到内源性特异性清除途径，因此认为，氢气脑缺血再灌注损伤的基础是选择性抗氧化作用。而中国专利CN101347451A也公开了氢气在再灌注导致的组织损伤和器官障碍方面具有疗效。
[0004] 虽然现有的研究表明，氢气在脑缺血再灌注损伤和再灌注导致的组织损伤和器官障碍方面具有疗效，但是，氢气在水或者生理盐水等溶液中的溶解度很低，即便是过饱和状态，溶解度也仅为0.6mmol/L左右，患者需要口服或者注射大量的含氢溶液才能达到预期的效果；大量的溶液虽然对于患者身体没有毒副作用，但势必会通过人体的代谢系统通过尿液或者汗液的形式排出体外，对于身患损伤的患者而言极为不便；并且生理盐水、葡萄糖等注射液本身也会增加人体体液的渗透压，需要长时间的代谢才可以恢复正常。虽然氢气可以溶解在水等溶液中，但是在常温常压下的过饱和氢气溶液中的氢气极容易逸散到空气中而造成损失，因此需要特殊的输送装置输送含氢溶液，既不影响氢气的溶解度，还可以有效的防止氢气逸散。
发明内容
[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种提高氢气在水中溶解度的方法，可
以极大的提高氢气在水中的溶解度；本发明还提供一种上述含氢溶液在皮肤表层的应用，既不影响氢气的溶解度、也不影响氢气的生物选择性，可以有效的防止氢
气逸散，同时对于下肢缺血再循环灌注损伤有显著的效果。
[0006] 基于上述见解，本发明是这样实现的：
[0007] 一种提高氢气在水中溶解度的方法，包括以下步骤：
[0008] 11)电解水制备氢气：在常规电解室装置的阳极室内置入锰系氧化物阳极，阴极室置入Ni-Fe-S阴极，用KOH将去离子水的pH调为8～9，将上述去离子水加热至35～40℃后加入阳极室和阴极室中，接通电源，在电流密度600～800A/m2条件下电解，阳极获得氧气，阴极获得氢气；所获得氢气通过氢气分离器将氢气和电解液分离得到清洁的氢气；[0009] (2)制备含氢溶液：将水装于铝袋中并于4℃、0.4-0.8Mpa压力下预处理6-7h；然后将步骤1中获得的氢气在4℃、0.4Mpa压力下加压连续通入水中溶解2-3h；将上述溶液在4℃、0.2Mpa条件下进行超声波处理，超声波的频率为1-3万赫兹，处理时间为2-4h；最后将含氢溶液在1-4℃下低温保存。
[0010] 本发明还提供一种含氢水溶液，通过上述制备方法制备而成。
[0011] 本发明还提供一种含氢水溶液在人体皮肤表层的应用，将上述含氢气的水溶液通过输送管输送至
皮肤表层，氢气通过输送管的生物膜进入皮肤内，水溶液被输送管输出后循环使用；所述的输送管由两部分对接而成，一部分为与皮肤直接接触的生物膜层，另一部分为起阻断氢气逸出的铝箔层。
[0012] 优选的，上述的生物膜为仿生纳米生物渗透膜。
[0013] 本发明相对于现有技术，具有以下显著效果：
[0014] (1)水中的氢气的溶解度可以达到1.5mmol/L，极大的提高了氢气在水中的溶解度；
[0015] (2)本发明提供的含氢水溶液在人体皮肤表层的应用，其铝箔层可以有效的抑制氢气逸散，仿生纳米生物渗透膜可以将氢气输送至人体内部，而溶解氢气的溶液则不进入到人体内部，减少患者新陈代谢产生尿液和汗液等，更加适合卧床等重症患者使用；[0016] (3)本发明含氢水溶液在人体皮肤表层的应用对于缺血再循环灌注损伤，尤其是对于下肢缺血再循环灌注损伤有显著的效果，治愈率可以达到80％；经过本方法治愈的大鼠，其超氧化物歧化酶活性和丙二醛含量与正常小鼠几乎一致。
附图说明
[0017] 图1：不同处理组大鼠后肢血清中超氧化物歧化酶活性的柱形图；
[0018] 图2：不同处理组大鼠后肢血清中丙二醛含量的柱形图；
[0019] 其中：
[0020] 正常对照组阴性对照组阳性对照组实施例2组实施例3组实施例4组
具体实施方式
[0021] 下面结合具体的实施方式对发明作详细的说明
[0022] 实施例1：
[0023] 电解水制备氢气：在常规电解室装置的阳极室内置入锰系氧化物阳极，阴极室置
入Ni-Fe-S阴极，用KOH将去离子水的pH调为8.5，将上述去离子水加热至35～40℃后加入阳极室和阴极室中，接通电源，在电流密度720A/m2条件下电解，阳极获得氧气，阴极获得氢气；所获得氢气通过氢气分离器将氢气和电解液分离得到清洁的氢气；
[0024] 实施例2：
[0025] 制备含氢溶液：将水装于铝袋中并于4℃、0.4-0.5Mpa压力下预处理6h；然后将实施例1中获得的氢气在4℃、0.4Mpa压力下加压连续通入水中溶解2.5h；将上述溶液在4℃、0.2Mpa条件下进行超声波
处理，超声波的频率为1万赫兹，处理时间为2h；最后将含氢溶液在2℃下低温保存。本方法制备的含氢溶液在常温常压测得浓度为0.8mmol/L。[0026] 实施例3：
[0027] 制备含氢溶液：将水装于铝袋中并于4℃、0.5-0.6Mpa压力下预处理6.5h；然后将实施例1中获得的氢气在4℃、0.4Mpa压力下加压连续通入水中溶解2.5h；将上述溶液在4℃、0.2Mpa条件下进行超声波处理，超声波的频率为2万赫兹，处理时间为3h；最后将含氢溶液在2℃下低温保存。本方法制备的含氢溶液在常温常压测得浓度为1.0mmol/L。[0028] 实施例4：
[0029] 制备含氢溶液：将水装于铝袋中并于4℃、0.6-0.7Mpa压力下预处理7h；然后将实施例1中获得的氢气在4℃、0.4Mpa压力下加压连续通入水中溶解2.5h；将上述溶液在4℃、0.2Mpa条件下进行超声波处理，超声波的频率为3万赫兹，处理时间为3.5h；最后将含氢溶液在2℃下低温保存。本方法制备的含氢溶液在常温常压测得浓度为1.5mmol/L。[0030] 实施例5：
[0031] 动物实验：
[0032] (1)实验动物：SD雄性大鼠，体重200-220克，购于上海市中国科学院动物中心。取大鼠120只，随机分成6组：正常对照组、阴性对照组、阳性对照组、实施例2组、实施例3组、实施例4组，每组20只；除了正常对照组外，其余每组大鼠先制备成下肢缺血在灌注模型，用微血管夹夹闭大鼠后肢股动脉、沿着大鼠双后肢根部用止血带结扎，完全阻断血流，阻断3h后松开止血带，再灌注恢复双
后肢血流10min后，进行治理；[0033] (2)对照组处理：正常对照组、阴性对照组分别采用腹腔注射生理盐水的方法，每天注射一次，注射量为0.6ml/100g，共15d；阳性对照组采用腹腔注射实施例2的含氢水溶液，每天注射一次，注射量为0.6ml/100g，共15d；
[0034] (3)实验组处理：应用本发明实施例2、实施例3、实施例4的含氢水溶液分别实施例组，将上述含氢气的水溶液通过输送管输送至大鼠双后肢根部，生物膜层与大鼠的皮肤表层直接接触，每天一次，每次时间为20min，共15d；
[0035] (4)检测指标：实验结束后，用麻醉法将大鼠麻醉后抽取后肢股动脉血液，离心后取上清液备用，用超氧化物歧化酶(SOD)试剂盒和丙二醛(MDA)试剂盒测定大鼠双后肢血清中SOD活性和MDA含量，实验结果如下所示：
[0036] 表1：不同处理组大鼠行动恢复情况
[0037]
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