ブタにおける水素ガス単回吸入の薬物動態解析
Pharmacokinetics of a single inhalation of hydrogen gas in pigs.
要約
ブタを用いた実験系を構築し、100%水素ガス（H2）を肺に充填後30秒間の無呼吸状態を維持した際の体内動態を解析した。頸動脈（CA）、門脈（PV）、肝上部下大静脈（IVC）にカテーテルを留置し、0・3・10・30・60分後に採血してガスクロマトグラフィーでH2濃度を測定した。CAのH2濃度は吸入直後に最高値を示し、3分後には最高値の1/40まで低下した。PVおよびIVCの最高濃度はCAの40%・14%であったが、半減期はPVで310秒、IVCで350秒とCAの92秒より長かった。10分後には静脈血が動脈血より高濃度を示し、60分後も門脈血・上大静脈血でベースラインを上回るH2が検出された。
メカニズム
吸入されたH2は肺から血流に移行し、対流拡散によって全身に分布する。動脈血での半減期は92秒と短い一方、門脈・下大静脈では300秒超と長く、肝臓での代謝を経て動的に消失する。
書誌情報
- 著者
- Sano M, Ichihara G, Katsumata Y, Hiraide T, Hirai A, Momoi M ほか
- ジャーナル
- PLoS One
- 発行年
- 2020
- PMID
- 32559239
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0234626
- PMC
- PMC7304914
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投与経路に関する解説
水素は空気中で **約 4%（LFL・爆発下限）から約 75%（UFL・爆発上限）** までが燃焼可能な濃度範囲とされています。高濃度水素吸入器のうち 66% 出力はこの範囲内にあり、100% 純水素出力でも装置と外気の境界面で必ず 4–75% の濃度勾配層が生じます（UFL 75% パラドックス）。設計原則上は LFL 未満（古典値 4% 以下）が想定されますが、これは閉鎖系・予混合・静止条件での値であり、開放系・動的条件である吸入環境では実証値として **10%** が文献で報告されており、実務上はこちらを上限の目安とします。66% / 100% 出力機については消費者庁事故情報データバンクに事故事例が記録されており、これらの観点から推奨されません。
安全性注意
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