JP2011136727A - 液体中の溶存水素量維持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ安全な方法により、水素溶解液の保存時だけでなく、水素溶解液を使用している状態又は水素溶解液をいつでも使えるよう準備している状態においても、水素溶解液の溶存水素量を維持する。
【解決手段】可撓性の外装を有する液体容器に水素分子を溶解させた液体を内包させ、前記液体容器の一部又は全体に対して加圧部材を取り付け、外部から圧力を印加した状態を保つ。さらに、ガスバリア性を有する積層フィルムを備えた液体容器カバーで前記液体容器の外面の少なくとも一部を覆って、前記液体容器を前記積層フィルムの外側から圧力を印加した状態とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、液体の溶存水素量を維持する方法に関する。

本来、活性酸素は生命維持に不可欠であるが、生体内の反応で用いられずに余剰となった活性酸素は細胞に損傷を与える。通常、細胞内には余剰の活性酸素を除去する酵素が存在するが、酵素で分解されなかった活性酸素が生体内酸化ストレスを増加させ、さまざまな病気の原因になるといわれている。

最近の研究において、水素分子が余剰となった活性酸素（ヒドロキシラジカル）を選択的に還元し、活性酸素の損傷から細胞を効果的に保護することがわかった（非特許文献１）。それゆえ、水素分子をさまざまな方法で生体内に取り入れる研究が進められている。たとえば、特許文献１には水素分子が溶解した水を含有する抗酸化剤が記載されている。

しかしながら、この水素分子が溶解した液体（以下、水素溶解液という）は、水素分子が液体中から抜けやすいため、溶存水素量を高く維持することができず、時間の経過と共に溶存水素量が減少するという問題点があった。

そこで、特許文献２では、水素溶解液の溶存水素量を維持するための保存用容器が記載されている。この保存用容器は、水素溶解液が充填された容器（内側容器）をさらに別の容器（外側容器）に入れ、外側容器の中に水素ガスを含む混合気体を充填したものである。

特許第４２７２０５４号 特開２００８−１１０８１１号公報

「Nature Medicine」、２００７年、１３巻、６８８−６９４頁

しかしながら、特許文献２に記載された保存用容器中の水素溶解液を使用する際には、外側容器を開封して水素溶解液が入っている内側容器を取り出さなくてはならない。そして、取り出された内側容器のみでは通常の容器同様に時間の経過と共に溶存水素量が減少してしまう。そのため、水素溶解液を使用している状態又は水素溶解液をいつでも使えるよう準備している状態においても、水素溶解液中の溶存水素量を維持することが求められていた。

また、特許文献２においては、外側容器の中に助燃性を有する水素ガスが充填されているため、製造、保存及び開封の際に危険を伴う可能性があった。

本発明は上述した点に鑑み案出されたもので、その目的は、簡単かつ安全な方法により、水素溶解液の保存時だけでなく、水素溶解液を使用している状態又は水素溶解液をいつでも使えるよう準備している状態においても、水素溶解液の溶存水素量を維持する方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の液体中の溶存水素量維持方法は、可撓性の外装を有する液体容器に水素分子を溶解させた液体を内包させ、この液体容器の一部又は全体に対して加圧部材を取り付け、外部から圧力を印加した状態を保つものである。

可撓性の外装を有する液体容器に加圧部材を取り付け、外部から圧力を印加することにより、液体容器に内包されている水素溶解液に対して圧力が印加される。気体の溶解度は圧力に比例する（ヘンリーの法則）ため、水素分子は安定して液体容器内の液体に溶存する。さらに、水素溶解液から抜けて液体容器内で気体として存在する水素分子に対しても圧力が印加されるために、この気体の水素分子は液体に再び溶解する。それゆえ、液体容器に対して外部から圧力を印加した状態を保つことにより、液体中の溶存水素量が維持される。

さらに、ガスバリア性を有する積層フィルムで液体容器の外面の少なくとも一部を覆って、液体容器を積層フィルムの外側から圧力を印加した状態とすることが好ましい。ガスバリア性を有する積層フィルムは気体を透過させにくい性質をもつ。液体容器の外面をガスバリア性のある積層フィルムで覆い、積層フィルムの外側から圧力を印加することで、液体容器の外装と積層フィルムが密着し両者が一体となって液体容器中に含まれる水素分子が透過するのを防ぐ。それゆえ、液体容器中の水素分子の量が維持され、液体中の溶存水素量も維持される。

液体容器の外装がガスバリア性を有する積層フィルムからなることも好ましい。ガスバリア性を有する積層フィルムを液体容器の外装とすることで、液体容器中に含まれる水素分子の透過を防ぐことができる。それゆえ、液体容器中の水素分子の量が維持され、液体中の溶存水素量も維持される。

また、本発明によれば、液体容器の外面を覆うガスバリア性を有する積層フィルムを備えており、液体中の溶存水素量維持方法に用いる液体容器カバーが提供される。液体容器カバーはガスバリア性を有する積層フィルムから主に構成されている。液体容器の外面をこの液体容器カバーで覆い、液体容器カバーの外側から圧力を印加することで、液体容器の外装と液体容器カバーが密着し両者が一体となって液体容器の中に存在する水素分子が液体容器の外へ透過するのを防ぐ。それゆえ、液体容器中の水素分子の量が維持され、液体中の溶存水素量も維持される。

液体容器カバーの積層フィルムがアルミ箔、アルミニウム蒸着膜、酸化アルミニウム蒸着膜又はシリカ蒸着膜を含む積層フィルムであることが好ましい。液体容器カバーの積層フィルムとして特に水素バリア性の高いものが選択される。

本発明によれば、以下のような優れた効果を有する液体中の溶存水素量維持方法を提供することができる。

（１）水素溶解液の保存時だけでなく、水素溶解液を使用している状態又は水素溶解液をいつでも使えるよう準備している状態においても、水素溶解液の溶存水素量を維持することができる。
（２）助燃性のある水素ガスや特別な装置を使用せずに、安全かつ簡単に液体中の溶存水素量を維持することができる。

また、本発明の液体容器カバーによれば、液体容器中の水素分子の量を維持できる結果、その分液体中の溶存水素量も高く維持することができる。

液体容器を概略的に示す図である。 第１の実施形態に係る液体容器を外部から加圧した状態を概略的に示す図である。 図２のＡ−Ａ’線の断面図である。 第２の実施形態に係る液体容器カバーを概略的に示す図である。 第２の実施形態に係る液体容器カバーで液体容器を覆うところを概略的に示す図である。 第２の実施形態に係る液体容器カバーで液体容器を覆ったところを概略的に示す図である。 第２の実施形態に係る液体容器カバーの外側から液体容器を部分的に加圧した状態を概略的に示す図である。 第２の実施形態に係る液体容器カバーの外側から液体容器を全体的に加圧した状態を概略的に示す図である。 図８のＢ−Ｂ’線の断面図である。

以下、図１〜図３に示す本発明の第１の実施形態について説明する。

本実施形態の液体中の溶存水素量維持方法は、図２及び図３に示すように、可撓性の外装２を有する液体容器１に水素分子を溶解させた液体４を内包させ、液体容器１をゴム帯１００で巻いて外部から圧力を印加した状態を保つことによるものである。

ここで、水素分子を溶解させた液体４（以下、水素溶解液という）とは、液体に水素分子を溶解させるような処理を施し、高い濃度の溶存水素を含む液体のことをいう。一例としては、水素水生成機（アキュエラ・ブルー、エコモインターナショナル社製）により製造された高濃度水素溶解水、高濃度水素溶解液に生理食塩水等の輸液パックを浸漬することにより、輸液パックの外装フィルムを通して輸液パック中の液体に水素分子を溶解させた水素溶解液などが挙げられる。

可撓性の外装２とは撓んだり、押すと曲がるような性質を有する外装のことをいう。可撓性の外装２の材質としては、可撓性を有していればよく、特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン又はポリエステル等の合成樹脂フィルム、種々の合成樹脂膜の上にアルミ箔又はアルミニウム蒸着膜等を積層させた積層フィルム、合成ゴム並びに天然ゴム等が挙げられる。特に、水素分子の透過性が低いと内部に水素分子を封じ込めておける観点から、ガスバリア性を有する積層フィルムが好ましい。

図１に示すように、液体容器１は上記のような可撓性を有する外装２とゴム又は樹脂等からなる栓３を有する。栓３には水素溶解液４の取り出しに便利なように蛇口、つまみ又はレバーを付属させることができる。さらに必要に応じて、持ち手や吊り下げ紐等の別の構成も有することができる。

この液体容器１への水素溶解液４の内包は、液体容器１に製造された水素溶解液が注入されること又はあらかじめ液体容器１に注入されていた液体に対し水素分子の溶解処理を行うこと等により行われる。

液体容器１に対する外部からの圧力の印加は、本実施形態においては図２及び図３に示すように、加圧部材であるゴム帯１００が収縮する力を有するように液体容器１にゴム帯１００を取り付けることにより行われる。ゴム帯１００により液体容器１へ印加される圧力は、特に限定されないが、圧力が大きいほど溶存水素量が安定して維持される効果を有する。しかし、液体容器１が破損しやすくなるため、著しく大きい圧力を加えること又は一部のみに大きな圧力を加えることは望ましくない。

液体容器１に対する圧力の印加は、液体容器１の一部に加圧部材を取り付けて部分的に圧力を加えることによっても、液体容器１の全体に加圧部材を取り付けて全体的に圧力を加えることによっても行われる。

液体容器１に部分的に圧力を加える場合には、液体容器１の構造や大きさに合わせた加圧部材を取り付け、圧力を加えることができる。この場合に用いられる加圧部材による加圧の例は、図２及び図３に示すように液体容器１の一部にゴム帯１００を巻くこと、液体容器１の一部に錘をのせて加重すること等が挙げられる。

一方、液体容器１の全体について圧力を加える場合には、液体容器１の全体に加圧部材を取り付けるため、液体容器１外面の単位面積あたりに印加する圧力を小さくすることができ、液体容器１の損傷を防ぐことができる。この場合に用いられる加圧部材による加圧の例は、ゴム帯１００を液体容器１全体に巻くこと、輸液加圧バッグ２００を用いること等が挙げられる。

上記のように、可撓性の外装２を有する液体容器１に対して加圧部材１００を取り付けて、外部から圧力を印加することにより、液体容器１に内包されている水素溶解液４及び液体容器内の水素分子を含む気体に対しても圧力が印加される。気体の溶解度は圧力に比例することから、水素分子は安定して液体容器１中の液体に溶存すると共に液体容器１内の気体に含まれる水素分子も液体中に溶解する。それゆえ、液体容器１に対して外部から圧力を印加した状態を保つことにより、液体中の溶存水素量が維持される。

本実施形態においては、液体容器１を外部から加圧した状態を保って液体中の溶存水素を維持しながら、液体容器１内の水素溶解液４を使用することができる。具体的には、特に限定されないが、液体容器１を加圧したまま液体容器１の栓３から直接水素溶解液４を取り出すことができる。また、液体容器１の栓３に水素溶解液４を取り出すための管を直接接続する等して、液体容器１を加圧したまま液体容器１の内部の水素溶解液４を使用することもできる。なお、水素溶解液４を使用する際に、いったんゴム帯１００等の加圧部材を取り外し、液体容器１から水素溶解液４を取り出してから、再び液体容器１にゴム帯１００等の加圧部材を取り付けて加圧を引き続き行うことも可能である。

液体容器１内の水素溶解液４を使用しながら、液体容器１を外部から加圧した状態を保って液体中の溶存水素を維持する際には、液体容器１に対する圧力の印加は、液体容器１内に存在する水素溶解液４の量に合わせた段階的な加圧とする。水素溶解液４の使用に伴い、液体容器１内の水素溶解液４の量が減少すると、加圧部材により液体容器１に印加される圧力も変化する。そのため、液体容器１内に水素溶解液４が多量に存在する使用初期と使用途中時期において、加圧部材１００による圧力を段階的に変化させることが望ましい。具体的には、特に限定されないが、加圧部材がゴム帯１００の場合には、使用初期では液体容器１に対して１重に巻いて取り付け、使用途中時期の内部残量の変化に応じて２重や３重に巻きつける等して段階的に圧力を調整して加圧する。また、加圧部材が輸液加圧バッグ２００の場合には、使用途中時期の内部残量の減少に応じて、バッグに充填する空気の量を増やし、液体容器１に対する加圧量を調整することができる。

次に、図４〜９に示す本発明の第２の実施形態について説明する。

本実施形態における液体容器カバー１０は、図４に示すように、ガスバリア性を有する積層フィルム１１で形成されて構成されている。

ガスバリア性とは気体の透過率が低い性質のことをいい、ガスバリア性を有する積層フィルム１１とは、可撓性を有するフィルムであって、種々の合成樹脂膜の上にアルミ箔又はアルミニウム蒸着膜等を積層させた積層フィルムのうち、気体の透過率が低い性質を持つもののことをいう。特に、ガスバリア性が高い観点から、積層フィルムがアルミ箔、アルミニウム蒸着膜、酸化アルミニウム膜又はシリカ蒸着膜を含む積層フィルムが好ましい。具体的には、ＰＥＴ又はＣＰＰからなる基材フィルムにアルミニウム蒸気を付着した膜を有するもの、アルミ箔をナイロン、ポリエチレン又はポリエステル等で挟み込んだものが好適に用いられる。

本実施形態においては、図４に示すように液体容器カバー１０を２つの開口部１２及び１３を有する袋状としているが、この形状に限定されるものではなく、液体容器１の形状に合わせてあらゆる形状に形成することができる。さらに、図６に示すように液体容器１全体が液体容器カバー１０で覆われている必要はなく、液体容器１の外面の一部を覆うものであってもよい。

本実施形態においては、図５及び図６に示すように、本実施形態における液体容器カバー１０の開口部１２から液体容器１を入れ、液体容器１の栓３がもうひとつの開口部１３から出るようにして、液体容器カバー１０で液体容器１の外面を覆う。

ここで、液体容器１に対する圧力の印加は、図７に示すように、液体容器１を覆った液体容器カバー１０の外側に加圧部材であるゴム帯１００を取り付け、液体容器１に対して部分的にゴム帯１００で加圧することにより行われる。ゴム帯１００で加圧された部分については、液体容器カバー１０のガスバリア性を有する積層フィルム１１と液体容器１の外装２が密着して一体化し、液体容器１内部に存在する水素分子の透過を妨げることができる。

また、液体容器カバー１０の外側に加圧部材２００を取り付け、液体容器１に対して全体的に圧力を印加することも行われる。この場合には、図８及び図９に示すように、液体容器カバー１０で覆った液体容器１を輸液加圧バッグ２００とメッシュ２０１の間に入れる。ポンプ２０２で空気２０３を加圧バッグ２００内に充填すると、液体容器カバー１０の外側から液体容器１全体が加圧される。このように液体容器１全体に対する加圧を行うと、液体容器カバー１０のガスバリア性を有する積層フィルム１１と液体容器１の外装２全体が密着して一体化し、液体容器１内部に存在する水素分子の透過を効果的に妨げることができる。

上記のように、可撓性の外装２を有する液体容器１に対して外部から圧力を印加することにより、液体容器１に内包されている水素溶解液４及び液体容器１内の水素分子を含む気体に対して圧力が印加される。気体の溶解度は圧力に比例することから、水素分子は安定して液体容器１中の液体に溶存すると共に液体容器内１の気体に含まれる水素分子も液体中に溶解する。一方、液体容器カバー１０はガスバリア性を有する積層フィルム１１から構成されているため、液体容器１の外装２と液体容器カバー１０が密着し両者が一体となって液体容器１の中に存在する水素分子が液体容器１の外へ透過するのを防ぐ。それゆえ、液体容器１に対して外部から圧力を印加した状態を保つことにより、液体中の溶存水素量が維持される。

本実施形態においても、上述したように、液体容器１を外部から加圧した状態を保って液体中の溶存水素を維持しつつ、液体容器１内の水素溶解液４を使用することができる。液体容器カバー１０には開口部１３があり、液体容器１の栓３はこの開口部１３から出るようになっているため、液体容器１の栓３を通じて水素溶解液４を取り出す際の妨げとなることがない。なお、液体容器１内の水素溶解液４を使用しながら、液体容器１を外部から加圧した状態を保って液体中の溶存水素を維持する際には、上述したように、液体容器カバー１０で覆った液体容器１に対する圧力の印加は液体容器１内に存在する水素溶解液４の量に合わせた段階的な加圧とする。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態を技術的範囲に含まれるものである。

以下、実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。

ポリエチレンフィルムからなる輸液パックに入っている生理食塩液５００ｍｌ（テルモ株式会社製）を、非破壊的水素含有装置（ＭＩＺ株式会社製）内に４時間浸漬させ、装置内の水素分子を生理食塩液中に溶解させて水素溶解生理食塩液を得た。シリンジで輸液パック中の水素溶解生理食塩液を１０ｍｌ採取し、メチレンブルーと白金コロイドからなる電解水素水専用判定試薬（ＭＩＺ株式会社製）を用いて、溶存水素量を測定した。

その後、輸液パック内の水素溶解生理食塩液の溶存水素量の変化について、輸液パックのみ（比較例１）と、輸液パック全体を加圧したもの（実施例１）、輸液パックを容器カバー（ポリエチレン・アルミ箔・ナイロンの三層）で覆ったもの（比較例２）、輸液パックを容器カバー（ポリエチレン・アルミ箔・ナイロンの三層）で覆って容器カバー全体を加圧したもの（実施例２）の４例について試験を行った。一定時間ごとにシリンジで輸液パック内の水素溶解生理食塩液を１０ｍｌずつとり、その溶存水素量を測定した。輸液パックの加圧は加圧バッグ（メイソンテイラーメディカルプロダクツ社製）を用いて３００ｍｍＨｇ条件で行った。輸液パック内の液温は２４度であった。

本発明の溶存水素量維持方法を行った系（実施例）と行わなかった系（比較例）について、溶存水素量の維持効果を比較した（表１）。その結果、液体容器に加圧を行わなかった比較例１及び２については、容器カバーの有無にかかわらず溶存水素量が減少し、試験開始６時間後にはほとんど溶存水素が認められなかった。一方、加圧を行った実施例１及び２については、比較例１及び２と比べて溶存水素量が維持された。特に液体容器カバーを用いて加圧を行った実施例２では試験開始７時間後においても試験開始時と比較して約６０％の溶存水素量を示した。

１ 液体容器
２ 可撓性の外装
３ 栓
４ 水素分子を溶解させた液体（水素溶解液）
１０ 液体容器カバー
１１ 積層フィルム
１２ 開口部
１３ 開口部
１００ ゴム帯（加圧部材）
２００ 加圧バッグ（加圧部材）
２０１ 加圧バッグのメッシュ
２０２ 加圧バッグのポンプ
２０３ 加圧バッグ内の空気

Claims (5)

1. 可撓性の外装を有する液体容器に水素分子を溶解させた液体を内包させ、前記液体容器の一部又は全体に対して加圧部材を取り付け、外部から圧力を印加した状態を保つことを特徴とする液体中の溶存水素量維持方法。
2. ガスバリア性を有する積層フィルムで前記液体容器の外面の少なくとも一部を覆って、前記液体容器を前記積層フィルムの外側から圧力を印加した状態とすることを特徴とする請求項１に記載の液体中の溶存水素量維持方法。
3. 前記液体容器の外装がガスバリア性を有する積層フィルムからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体中の溶存水素量維持方法。
4. 前記液体容器の外面を覆うガスバリア性を有する積層フィルムを備えており、請求項１〜３のいずれか１項に記載された液体中の溶存水素量維持方法に用いる液体容器カバー。
5. 前記積層フィルムがアルミ箔、アルミニウム蒸着膜、酸化アルミニウム蒸着膜又はシリカ蒸着膜を含む積層フィルムであることを特徴とする請求項４記載の液体容器カバー。

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