JP2016000081A - 水素治療装置及び水素治療方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性に優れ、治療効果が高い水素治療装置及び水素治療方法を提供すること。【解決手段】水素含有ガス発生手段１１は、水素が含有された水素含有ガスを発生させる。水素含有ミスト発生手段１２は、水素が含有された水素含有ミストを発生させる。出力手段１３は、水素含有ガス発生手段１１が発生させた水素含有ガスと、水素含有ミスト発生手段１２が発生させた水素含有ミストを合わせて出力可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は水素治療装置及び水素治療方法に関し、特に水素含有ガスや水素含有ミストにより治療を行う水素治療装置及び水素治療方法に関する。

炎症治療は、救命に関する重篤な傷病／疾病から虫歯等の生活習慣病に至るまで広く行われている。この炎症治療の際には、薬剤を用いた手法や磁気刺激を用いた手法が行われていた。ここで、炎症治療をはじめとする様々な治療に水素を用いることが注目されている（例えば特許文献１、非特許文献１）。

国際公開第２００７／０２１０３４号

大澤郁朗 著、「水素分子医学の現状と展望」、２０１１年２月８日、基礎老化研究 35(1),p.1-8 神奈川新聞、２００７年５月８日朝刊 毎日新聞、２００７年５月８日朝刊 朝日新聞、２００７年５月８日朝刊 読売新聞、２００７年５月８日朝刊 桜井、渡辺、「ＭＥ早わかりＱ＆Ａ２ 人工呼吸器・麻酔器」、南江堂 Akio Matsumoto, Megumi Yamafuji, Tomoko Tachibana, Yusaku Nakabeppu, Mami Noda, Haruaki Nakaya, "Oral ‘hydrogen water’ induces neuroprotective ghrelin secretion in mice", [平成26年5月21日検索]、インターネット＜URL：http://www.nature.com/srep/2013/131120/srep03273/full/srep03273.html">

しかしながら、水素を用いた治療においては、その安全性の担保や治療効果の向上について更に検討が必要である。そこで本発明では、安全性に優れ、治療効果が高い水素治療装置及び水素治療方法を提供することを主たる目的とする。

本発明にかかる水素治療装置の一態様は、
水素が含有された水素含有ガスを発生させる水素含有ガス発生手段と、
水素が含有された水素含有ミストを発生させる水素含有ミスト発生手段と、
前記水素含有ガス発生手段が発生させた前記水素含有ガスと、前記水素含有ミスト発生手段が発生させた前記水素含有ミストと、を同時に出力可能に構成された出力手段と、
を備えたものである。

また本発明にかかる水素治療方法の一態様は、
水素が含有された水素含有ガスを発生させる水素含有ガス発生ステップと、
水素が含有された水素含有ミストを発生させる水素含有ミスト発生ステップと、
前記水素含有ガス発生ステップにおいて発生させた前記水素含有ガスと、前記水素含有ミスト発生ステップにおいて発生させた前記水素含有ミストを同時に出力する出力ステップと、
を有するものである。

上述のように本発明では、水素含有ガスと水素含有ミストが同時に出力可能に構成されている。水素含有ミスト（水分）が含まれて出力されることにより、水素をより安全に扱うことができる。また水素含有ガスにより、速い拡散性を実現して効果の高い治療を行うことができる。

本発明は、安全性に優れ、治療効果が高い水素治療装置及び水素治療方法を提供することができる。

本発明にかかる水素治療装置１０の概要を示すブロック図である。 本発明にかかる水素治療装置１０を備えた人工呼吸器２０の構成を示すブロック図である。 本発明にかかる水素治療装置１０を備えた人工呼吸器２０の構成を示すブロック図である。 本発明にかかる水素治療装置１０を備えた口腔内治療機器３０の構成を示すブロック図である。

＜発明の概要＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。はじめに本発明の前提となる水素含有ガスや水素含有水（水素含有ミスト）の効果について簡単に説明する。

近年、水素を用いた治療や生活習慣病の予防が注目を集めている（例えば非特許文献２〜５）。水素分子には、ヒドロキシラジカル還元作用、グレリン分泌促進作用、ＦＧＦ２１の誘導といった作用があることが報告されている（非特許文献１等）。また水素は最小の分子であり、標準細胞まで容易に到達することができる。水素は、上述の作用を奏することにより、酸化ストレスや放射線による細胞死の抑制、虚血性再灌流障害の抑制、抗炎症、糖尿病抑制、パーキンソン病抑制等の効果を奏することが報告されている（非特許文献１等）。さらに更に水素を用いた治療や健康法は、人に対する安全性も高いとされている（非特許文献１等）。このような背景から、水素を含有する水素含有ガスや水素含有水が健康増進産業や医療現場において非常に注目を集めている（非特許文献１〜非特許文献５等）。

本発明にかかる水素治療装置は、後述する様々な医療機器（人工呼吸器／麻酔器、口腔内治療機器等）に組み込んで使用することができる。はじめに本発明にかかる水素治療装置の概略を図１を参照して説明する。

水素治療装置１０は、水素含有ガス発生手段１１、水素含有ミスト発生手段１２、及び出力手段１３を有する。水素治療装置１０は、後述するように他の治療装置（例えば人工呼吸器／麻酔器や口腔内治療器）の一部を構成するものであってもよく、単体で患者に水素含有ガス及び水素含有ミストを噴霧するものであってもよい。

水素含有ガス発生手段１１は、水素を含有したガス（以下、水素含有ガスと記載する。）を発生させて出力手段１３に供給する。ここで水素含有ガスは、概ね１〜４％（ｖ／ｖ）程度の濃度で水素が含まれていることが望ましい（特許文献１）。水素含有ガス発生手段１１は、水素が上述の濃度となっているかを判定し、当該濃度になった後に水素含有ガスを出力手段１３に供給することが望ましい。濃度判定の後に水素含有ガスを出力することにより、水素濃度が低いために治療効果が低いといった事態を避けるとともに、より安全に治療にあたることができる。

水素含有ガス発生手段１１は、これまで用いられてきた任意の手法により水素含有ガスを発生すればよい。例えば水素含有ガス発生手段１１は、（１）電気分解によって水素含有ガスを発生する、（２）化学反応によって水素含有ガスを発生する、（３）別途設けられた水素ボンベから水素含有ガスを出力する、といったものであればよい。

水素含有ミスト発生手段１２は、水素を含有した水（水素含有水）をミスト状にした水素含有ミストを発生させて出力手段１３に供給する。水素含有水の生成方法は以下のとおりである。水素含有ミスト発生手段１２は、例えば（１）水素含有ガスを水にバブリングする、（２）加圧下で水素含有ガスを水に溶解させる、（３）水を電気分解させる、（４）化学反応により水中に水素を発生させる、等の方法を通じて水素含有水を生成する。なお水素含有水は、上述の（１）〜（４）の手法以外で生成してもよい。

水素含有ミスト発生手段１２は、生成した水素含有水を基に水素含有ミストを生成する。水素含有ミストの生成方法は以下の通りである。例えば水素含有ミスト発生手段１２は、生成した水素含有水に対して超音波振動を与えることにより水素含有ミストを発生させる。なお水素含有ミスト発生手段１２は、水素含有水に熱を加えて水素含有ミストを生成することも可能であるが、熱を加えることによって水素の含有量が少なくなる恐れがある。そのため、超音波振動を用いる手法が水素治療の効果を高める上でより好ましい。水素含有ミスト発生手段１２は、生成した水素含有ミストを出力手段１３に供給する。

出力手段１３には、水素含有ガス発生手段１１からの水素含有ガスと、水素含有ミスト発生手段１２からの水素含有ミストと、が供給される。出力手段１３は、水素含有ガスと、水素含有ミストと、を同時に出力可能に構成される。例えば出力手段１３は、内部に水素含有ガスと水素含有ミストが混合されるための空間（例えば小型のタンクのようなもの）を有する。当該空間は、一方の側が水素含有ガス発生手段１１及び水素含有ミスト発生手段１２と接続し、他方の側が患者の患部に噴霧する側（例えば患者と装着されるチューブ等）と接続するような構成であればよい。出力手段１３は、当該構成により水素含有ガスと水素含有ミストを同時に出力する。なお、この出力手段１３の構成はあくまでも一例であり、水素含有ガスと水素含有ミストを同時に出力可能に構成されたものであれば他の形態であってもよい。出力手段１３は、水素含有ガスと水素含有ミストを患者の患部等に噴霧する。

なお、水素の流路系（例えば水素含有ガス発生手段１１と出力手段１３との間のチューブ、水素含有ミスト発生手段１２と出力手段１３との間のチューブ等）については滅菌状態にされていることが望ましい。

続いて、図１の構成による水素治療装置１０の効果について検討する。一般的な治療方法として大きく分けて薬剤投与による治療と医療機器による治療が挙げられる。ここで薬剤による治療は、薬の到達範囲は広いが副作用がつきまとうという課題が一般的にいわれてきた。また医療機器による治療は、副作用が少ない代わりに適用範囲が限定的であるという傾向があった。

これに対して上述の水素治療装置１０は、水素を用いて治療（予防や健康促進も含む）を行う構成である。水素は、上述したように副作用が少なく治療効果が大きい。より詳細に述べると、水素は、選択的還元性（生体に必要な活性酸素は除去しない性質）」、「反応物が無毒（活性酸素を消去した後には水になる）」といった優れた性質を持つ。特に気体形状の水素含有ガスは、「速い拡散性（生体膜を通過して細胞の隅々まで到達する）」を持ち、短時間での炎症治療等を実現することができる。

また水素含有ガスは、水素含有ミストと同時に出力される。水素含有ミストは水分を含むため、水素による火災や爆発という事態を回避することができる。すなわち、上述の出力構成を持つことにより水素を用いた安全な治療装置を実現することができる。

すなわち、水素分子を用いた上述の水素治療装置は、治療効果が高く（例えば抗炎症のスペクトルが広く）、副作用がなく、かつ安全な治療を行うことができる。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。図２は、上述の水素治療装置１０が組み込まれた人工呼吸器の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では人工呼吸器に水素治療装置１０が組み込まれた例を説明するが、麻酔器に水素治療装置１０が組み込まれるように構成することも可能である。

人工呼吸器２０は、水素治療装置１０、マスク２１、Ｙピース２２、ホース（回路）２３、ネブライザ２４、加温加湿器２５、ウォータトラップ２６、バクテリアフィルタ２７、及び人工呼吸器本体２８を備える。

水素治療装置１０は、前述のように水素含有ガスと水素含有ミストを同時出力する構成である。本構成では、水素治療装置１０は、ホース（回路）２３を介して水素含有ガスと水素ミストを同時に患者に対して噴霧する。

水素治療装置１０以外の構成は、一般的な人工呼吸器の構成と略同一であるため簡易的な説明に留める。マスク２１は、患者の鼻や口に装着される。Ｙピース２２は、吸気側回路と呼気側回路をつなぐ部分であり、圧力測定ポートや温度測定ポートを有していてもよい。ホース（回路）２３は、呼吸器回路内のガスやミストの通り道となる。ホース（回路）２３は、いわゆる蛇管状の形態である。ネブライザ２４は、薬液をエアロゾル化して気道や肺に直接到達させるために用いられる機器である。加温加湿器２５は、人工呼吸器本体２８が出力した医療ガスに加温した水分を接触させる。なお加温加湿器２５は、水素含有ミストの水分を考慮して加湿の度合を調整することが好ましい。

ウォータトラップ２６は、呼吸器回路内にできた結露をためる部分である。ウォータトラップ２６は、取り外し可能に構成されている。取り外しにより溜まった水を捨てることができる。またバクテリアフィルタ２７は、バクテリアを除去し、患者と人工呼吸器２０を汚染から守る。人工呼吸器本体２８は、呼気側回路及び吸気側回路と接続して患者の人工呼吸を制御する。人工呼吸器２８は、フローセンサ、呼気弁、吸気弁、安全弁、酸素濃度計、送気機構、ブレンダ、電源コード等から構成される。なお、人工呼吸器の詳細な構成は、例えば非特許文献６に記載されているため、適宜参照されたい。

上述の構成により、人工治療器２０は上述した効果（治療効果が高く、かつ副作用がなく、安全な治療を行うことができる）を奏することができる。特に本実施の形態では、マスク２１から気道を介して水素含有ガスと水素含有ミストを同時に患者体内に供給できる。水素含有ミストは、マスク２１から食道を介して胃に到達可能である。すなわち水素含有ミストは、胃の上部に吸着することができる。これにより、胃の上部のアドレナージックβ１受容体を刺激してグレリンが放出される（非特許文献７）。グレリンの分泌により、抗炎症作用、虚血性再灌流障害の抑制、糖代謝改善等の顕著な効果を奏することができる。

また水素含有ガスを気道に流入させることにより、放射性肺炎等の様々な炎症に効果を奏する。

（変形例）
上述の図２の構成では、人工呼吸器２０は加温加湿器２５を備える構成であったが、加温加湿器２５を備えない構成とすることも可能である。図３を参照しながら当該構成について図２の構成と異なる点を説明する。

図３に示す人工呼吸器２０は、図２に示す構成に比べて加温加湿器２５を有さず、出力手段１３内に温度調整手段１４を有する。温度調整手段１４は、水素含有ガス及び水素含有ミストを加温する構成である。温度調整手段１４は、所望の温度（人工呼吸器本体２８が出力する医療ガスと混合された際に人体にとって最適な温度）に水素含有ガス及び水素含有ミストを加温してホース（回路）２３に供給する。すなわち加温加湿器２５に代わって加温をする構成である。温度調整手段１４は、例えばヒーターのような加熱手段と温度センサ等から構成されれば良い。なお、水素含有ミストを出力するために湿度は有しているが、更に湿度が必要な場合には温度調整手段１４は加湿も同時に行ってもよい。

当該構成により、加温加湿器２５を設けることなく図２と同等の効果を奏することができる。すなわち、図２の構成と比べて装置の小型化を図りつつ、略同一の効能（水素含有ガスと水素含有ミストの同時出力による治療効果の増大、水素火災等のリスク低減）を実現することができる。

なお、出力手段１３が温度調節手段１４を有する構成でなくてもよく、水素含有ガス発生手段１１や水素含有ミスト発生手段１２が温度調節手段１４を有するような構成であってもよい。

＜実施の形態２＞
続いて本発明の実施の形態２を説明する。本実施の形態では、口腔内治療器に対して水素治療装置１０を適用したものである。図４は、本実施の形態にかかる口腔内治療器３０の構成を示すブロック図である。なお図４は、本発明と関連する要部のみを記載した簡略図である。

口腔内治療装置３０は、水素治療装置１０を内蔵している。水素治療装置１０内の出力手段１３は、チューブを介してノズル３１と接続する。ノズル３１は、先端を患者の口腔内に入れて使用される。ノズル３１は、チューブに入れられたガスまたはミストを直線的に噴射させる。本実施の形態ではノズル３１は、水素含有ガスと水素含有ミストを直線的に噴射する。例えば歯科医は、このノズル３１の本体部分を把持し、ノズル３１の先端を口腔内の炎症部分に向けて水素含有ガスと水素含有ミストを噴射する。

なお当該ノズル３１は、図示しない別のチューブとも接続され、水素含有ガス及び水素含有ミストと共に他の医療ガス等を噴射するように構成されていてもよい。

このように出力手段１３から出力された水素含有ガス及び水素含有ミストは、ノズル３１を介して直線的に患部（例えば炎症を持つ箇所）に向かって噴射される。水素含有ガス及び水素含有ミストを患部にピンポイントで供給できることにより、治療効果の増大を実現し、かつ治療時間を短時間にすることができる。治療時間を短時間にすることにより医療費の削減や患者負担の軽減も実現することができる。なお当該口腔内治療装置１０は、重度の炎症等から軽度の歯槽膿漏等の生活習慣病まで広く応用することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

なお上述の説明では、水素治療装置１は、人工呼吸器／麻酔器や口腔内治療器の一部を構成するものとして説明したがこれに限られない。水素治療装置１は、単体で患者の治療や健康促進に用いられるものであってもよい。すなわち水素治療装置１の出力手段１３を患者の鼻や口に直接（または短いチューブ等を介して）装着するように構成しても上述の効果を奏することができる。また水素治療装置１は、人工呼吸器／麻酔器や口腔内治療器に限られず他の様々な医療機器に内蔵されてもよい。

１０ 水素治療装置
１１ 水素含有ガス発生手段
１２ 水素含有ミスト発生手段
１３ 出力手段
２０ 人工呼吸器
２１ マスク
２２ Ｙピース
２３ ホース（回路）
２４ ネブライザ
２５ 加温加湿器
２６ ウォータトラップ
２７ バクテリアフィルタ
２８ 人工呼吸器本体
３０ 口腔内治療器
３１ ノズル

Claims (8)

1. 水素が含有された水素含有ガスを発生させる水素含有ガス発生手段と、
   水素が含有された水素含有ミストを発生させる水素含有ミスト発生手段と、
   前記水素含有ガス発生手段が発生させた前記水素含有ガスと、前記水素含有ミスト発生手段が発生させた前記水素含有ミストと、を同時に出力可能に構成された出力手段と、
   を備えた水素治療装置。
2. 前記水素含有ミスト発生手段は、水素含有水に超音波振動を与えることにより前記水素含有ミストを発生させる、ことを特徴とする請求項１に記載の水素治療装置。
3. 前記水素含有ガス発生手段は、生成した前記水素含有ガスが所望の水素濃度となった後に前記出力手段への供給を行う、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水素治療装置。
4. 前記水素治療装置において、水素の流路系が滅菌状態となっている、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の水素治療装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の前記水素治療装置を備えた人口呼吸器／麻酔器であって、
   前記出力手段は吸気側のチューブと接続され、当該チューブからマスクを介して患者に水素を供給する、
   人工呼吸器／麻酔器。
6. 前記水素含有ガス及び前記水素含有ミストの少なくとも一方の温度調節を行う温度調節手段を有する、ことを特徴とする請求項５に記載の人工呼吸器／麻酔器。
7. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の前記水素治療装置を備えた口腔内治療器であって、
   前記出力手段から出力された前記水素含有ガス及び前記水素含有ミストが直線的に噴射するように構成されている、
   口腔内治療器。
8. 水素が含有された水素含有ガスを発生させる水素含有ガス発生ステップと、
   水素が含有された水素含有ミストを発生させる水素含有ミスト発生ステップと、
   前記水素含有ガス発生ステップにおいて発生させた前記水素含有ガスと、前記水素含有ミスト発生ステップにおいて発生させた前記水素含有ミストを同時に出力する出力ステップと、
   を有する水素治療方法。

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