百家号：氢气用于新冠肺炎治疗的最新进展，以及氢气发生器安全性分析

目前市面上各种氢保健产品很多，比如氢化食品、氢水、氢水机、氢水杯、氢泡浴机、吸氢机等等。临床实验上，主要还是饮用富氢水、或者吸入氢气。2022年最新的研究已经发现，氢气可以很容易地穿过血脑屏障（BBB），迅速地进入脑组织；而在《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）》，在一般治疗中氧疗措施一则，明确增加了一条治疗方案，有条件可采用氢氧混合吸入气（H2/O2 : 66.6%/33.3%）治疗。

这里需要做一些说明，第七版发布时间为2020年3月，侧重点在治疗、特别是危重病人抢救；最新的第九版中去掉了之前的表述，并不是因为质疑氢气在新冠肺炎治疗中的作用，而是第九版是2022年3月发布，时隔两年，新冠疫情发生了极大的变化，新版诊疗方案更强调预防、阻断传播，只是侧重点不一样而已。其实在《新型冠状病毒肺炎诊疗方案试行（第八版）》中，依然强调了氢气在新冠治疗方面的作用。

氢气用于新冠治疗的最新研究

今年发表于《Public Health》（1888年创刊，历史悠久的医学诊疗权威刊物）上的一项研究指出：吸入氢氧（66%/33%）混合气体，可改善COVID-19患者在住院治疗后2-3天内的大多数呼吸困难、胸闷或咳嗽等呼吸症状。

这项随机、单盲、安慰剂对照研究包括26名男性(44±17岁)和24名女性(38±12岁)，进行了6分钟步行试验(6 MWT)和肺功能测试，特别是用力肺活量(FVC)和第一秒呼气量(FEV1)。

实验采用氢气或安慰剂吸入，每天两次，每次60分钟，连续14天。

实验流程图

结果显示，与安慰剂组相比，氢气吸入组6 MWT距离显著增加64±39 m，FVC显著增加0.19±0.24 L, FEV1显著增加0.11±0.28 L(p≤0.025)。综上所述，氢气吸入对改善急性冠状病毒病后患者身体和呼吸功能方面具有有益作用。

6分钟步行试验结果，黑色为吸氢祖，空心为对照组

因此，氢气吸入可能是一种安全、有效的方法，可加速COVID-19后患者早期功能恢复。

什么样的氢气发生器才是安全的？

上面的实验中，使用的是氢气发生器是我国广州一家公司的产品，能提供99.99%的氢气，采用了质子膜纯水电解技术，受试者通过鼻导管吸入纯氢气，一般在250毫升供气速率。

氢气发生器工作原理图

这里涉及到一个关键问题，什么样的氢气发生器，对人体是安全的？中学化学课上，大家都学过水通过电解，可以产生氢气和氧气。工业用途的氢氧可以用碱性ACE制氢制取，比如工业氢氧机；但是医用的氢气，一般采用SPE质子膜制氢。

那么什么是SPE质子膜制氢？SPE是固体聚合物电解池（solid polymer electrolyzer,SPE）的简写，它采用固体聚合物膜作为电解质，这里的固体聚合物膜，一般指质子交换膜（proton exchange membrane，PEM），如Nafion、Fumapem类的固体聚合物膜。由于质子交换膜（PEM）厚度仅为20-300μm，使得该设备具有体积小、能耗低、生成氢气压强大、纯度高等特点。最重要的是它能够有效地分隔产物氢气和氧气，防止的交叉混合引起的爆炸。

质子交换膜（PEM）工作原理

如上图所示，PEM水电解池主要由双极板、扩散层、催化层、质子交换膜组成。其中，扩散层、催化层与质子交换膜组成的膜电极组件（Membrane Electrode Assembly，MEA），它是PEM水电解池的核心部件；双极板起固定电解池组件，引导电的传递与水、气分配等作用；扩散层起集流，促进气液的传递等作用；质子交换膜作为固体电解质，起到隔绝阴阳极生成气，阻止电子的传递，同时传递质子的作用。

实验中的PEM水电解池

目前常用的质子交换膜以美国杜邦公司产品为主，但是成本较高。因此，有的厂家为了降低成本，采用碱性水电解的方法制氢，在水中添加氢氧化钠、氢氧化钾稀释液帮助导电，但这些化学物质易挥发，使产生的氢气纯度大幅下降；同时，传统电解水的产氢方式，无法做到氢气和氧气的分流，遇到高温，机器就会有燃烧爆炸的可能，严重影响使用者人身安全，这些都是在选购设备时，必须注意的。

参考文献

《Molecular hydrogen positively affects physical and respiratory function in acute post-COVID-19 patients: A new perspective in rehabilitation》

《固体聚合物电解质水电解池及其膜电极的研究》