周産期の低濃度水素吸入の可能性
MiZ株式会社
分娩室から新生児集中治療室（NICU）をつなぐ早期介入構想
2019年から2020年にかけて、MiZ株式会社（神奈川県鎌倉市）は中南大学湘雅第三医院・国立成育医療研究センター・国立感染症研究所との共同研究で、新生児ラットの新生児低酸素性虚血性脳症（HIE）モデルに 2～3 体積% 低濃度水素吸入を行った 2つの論文（Wu et al., 2019 Exp Biol Med ／ Wang et al., 2020 Oxid Med Cell Longev）を発表しました。両研究は炎症・酸化ストレス・ミトコンドリア障害・神経細胞死が連鎖する二次性脳障害を水素が多面的に軽減し得ると示しました。名古屋大学医学部による母体水素投与の 5つの論文と併せ、「母体―胎児―新生児連続型レドックス保護」構想と Ichikawa et al. (2026) の学術検証に基づく安全な水素吸入のあり方をあらためて提言します。
背景：MiZ の 11 年系譜と実証値 10 体積%
MiZ株式会社と慶應義塾大学等は 2015 年以降 11 年で高濃度水素吸入器の爆発危険性と低濃度水素発生技術について 4 本の査読論文（Kurokawa et al., 2015, 2019; Ichikawa et al., 2023, 2026）を発表しました。周産期領域における水素研究は、2014年にMano et al. が報告した母体への水素水投与に始まり、その後、低酸素性虚血性脳症（HIE）を対象とした研究へと展開しました（Wu et al., 2019; Wang et al., 2020）。
MiZ株式会社は、2015 年に既存文献の精査および吸入環境を想定した実証的検討に基づき、日常環境下で水素濃度が 10 体積% を超えると爆発の危険性があることを発表しました。10 体積% という数値は、理想的条件下で定義される水素の爆発下限界とは区別される、吸入環境を想定した実証値です（Ichikawa et al., 2026）。
用語の定義
新生児低酸素性虚血性脳症（HIE）
分娩前後の酸素供給と血流の急激な低下による病態。常位胎盤早期剥離・臍帯脱出・臍帯圧迫・子宮破裂・遷延分娩・重度胎児徐脈などが原因で、運動障害・認知機能障害・てんかん・脳性麻痺の長期リスクにつながり得ます。
二次性脳障害と治療時間窓
低酸素・虚血後に血流と酸素供給が回復した後にも活性酸素種増加・神経炎症・ミトコンドリア機能障害・アポトーシスが相互に増幅し進行する脳障害。「治療時間窓」内での介入開始が保護効果を左右します。
水素吸入器
水電解を用いて水素ガス（H2）を生成し、呼吸器を介して体内に取り込むための機器。装置出力濃度の選択が安全性を決める設計変数となる。MiZ株式会社は、装置出力濃度を吸入環境実証値 10 体積% 以下に保つ設計を提唱している（Ichikawa et al., 2026）。
吸入環境実証値（10 体積%）
水素吸入環境における爆発リスクの実証閾値（10 体積% 超）。MiZ株式会社が 2015 年に既存文献の精査および吸入環境を想定した実証的検討に基づき発表した値で、装置出口・呼気経路・人体・装置設計などの吸入特有の条件を加味している（Ichikawa et al., 2026）。
古典的爆発下限界（LFL）4 体積%
Coward & Jones (1952) が U.S. Bureau of Mines Bulletin 503 で報告した値。1 気圧・室温の閉鎖された垂直管内に水素と空気を予混合し、静止状態で着火し、上向き火炎伝播が連続し得る最低濃度として測定された理論最小値。容器・配管・坑内など密閉系シナリオを主な対象とする。
LFL 4% と 実証値 10% の関係
水素吸入環境は、常圧で水電解により生成される水素ガスを大気中に連続放出し、室内空気と継続的に拡散・希釈し、流動気体として吸入経路へ供給する開放系であり、容器・配管内の予混合静止気体を前提とした古典 LFL の測定条件とは、空間条件・混合状態・流動状態の三点で根本的に異なる。両者は測定対象とする物理条件が異なる別の指標であり、水素吸入装置の安全性評価は実証値 10 体積% を基準とすることが妥当である。
主論文 2 報｜新生児 HIE ラットの神経保護
Wu et al.（2019）は、生後7日齢ラットのHIEモデルにおいて、HIE誘発後に2体積%の水素を30、60、90分間吸入させました。その結果、ミクログリアの過剰活性化に加え、炎症関連因子IL-1βおよびNF-κB、細胞死関連因子であるリン酸化JNKおよびp53の増加が抑制され、大脳皮質および海馬における神経細胞アポトーシスが軽減しました。さらに、成長後のモリス水迷路試験では空間学習・記憶障害の改善が認められ、神経保護効果は60～90分間の吸入でより明瞭でした。
Wang et al.（2020）は、3体積%の水素吸入により、炎症関連のHMGB1/TLR4経路およびアポトーシス関連のBAX/caspase-3経路が抑制されるとともに、MAPK/Nrf2/HO-1/PGC-1α/SIRT1を介する細胞防御系が調節され、抗酸化防御機構とミトコンドリア恒常性が維持されることを示しました。また、HIE誘発12時間後に吸入を開始した場合にも一定の保護効果が認められた一方、24時間後の開始では効果は限定的でした（図1）。
[画像1:
https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/47753/97/47753-97-90f30b6534af38fe8f01d702156fecfb-1672x941.png?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
図１ 低濃度水素吸入によるラットの動物実験から示唆される５つの事項
名古屋大学医学部による母体水素投与 5 論文と連続型レドックス保護構想
名古屋大学医学部による一連の研究は、水素の作用を妊娠期から新生児期まで連続的に捉える視点を示しています。Mano et al.（2014）は母体水素水投与による胎盤・胎児海馬の酸化傷害軽減、Nakano et al.（2015）は母体炎症モデルで胎児脳の8-OHdG・IL-6・アポトーシス増加抑制、Hattori et al.（2015）は胎児肺の酸化傷害・炎症・肺胞形成障害軽減、Imai et al.（2016）は活性化ミクログリア抑制、Nakano et al.（2018）は炎症性早産モデルでLPS投与から分娩までの時間延長（18.3→33.5時間）を報告しました。
これら5論文をWu et al.（2019）、Wang et al.（2020）と統合すると、水素は妊娠期に胎盤・胎児の酸化・炎症性傷害を軽減し、出生後には二次性脳障害を抑制する「母体―胎児―新生児連続型レドックス保護」作用を示す可能性があります（図2）。
[画像2:
https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/47753/97/47753-97-3b91b17c28573fdd92ea7064960bca2f-1672x890.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
図2 水素による「母体―胎児―新生児連続型レドックス保護」構想
今後は、胎児機能不全時の母体水素吸入から緊急帝王切開、出生後の新生児吸入へとつなぐ治療戦略の検証が課題です。
安全な水素吸入への転換と消費者庁事案
医療応用の前提としての安全設計
主論文 2 報の 2～3 体積% は空気中水素の可燃下限 10 体積% を下回り、67～100 体積% の高濃度水素の直接供給を支持しません。67～100 体積% 供給では装置排出口・鼻腔・気道・肺内で空気や酸素と混合し爆発可能な濃度域が形成され、静電気・電気火花・高温面・併用機器が着火源となれば装置内外・人体内部で爆発が成立し得ます。Ichikawa et al. (2026) は装置出力濃度 67～99.99 体積% の人体内爆発事故を体系的に検証し低濃度水素吸入への転換を提言しました。特に新生児は酸素投与・人工換気・保育器・モニター類など複数機器が近接する環境にあり、患者到達前に水素を爆発濃度未満へ希釈する本質的安全設計が不可欠です（図3）。
[画像3:
https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/47753/97/47753-97-5da770ad2c2ea5d08cec150e08ae2701-2536x1365.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
図2 低濃度水素吸入であれば、水素爆発の危険性を回避しつつ十分な効果を期待できる。
高濃度水素吸入器の事故事例（消費者庁データ）
消費者庁 事故情報データバンクシステムには、装置出力濃度が 67～100 体積% の水素吸入器を使用中に発生した事故が複数報告されています。装置本体の爆発のみならず、鼻腔・気道・肺などの人体内部での水素爆発が含まれます：
・顔面複雑骨折（2025年2月、エステ店、事案No.508163）
https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/508163?kind=1&menu=nolink
・内臓組織破裂（2024年10月、自宅、事案No.496203）
https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/496203?kind=1&menu=nolink
・気管支穿孔・大量出血（2024年9月、自宅、事案No.496928）
https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/496928?kind=1&menu=nolink
・顔面内骨折（2024年1月、自宅、事案No.478324）
https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/478324?kind=1&menu=nolink
・装置蓋飛散による耳鳴り（2016年2月、事案No.264488）
https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/264488?kind=1&menu=nolink
・装置破裂による聴力低下（2015年1月、事案No.248208）
https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/accident/detail/248208?kind=1&menu=nolink
学術論文では、神奈川県海老名総合病院救命救急センターの 2024 年論文で、温熱療法と水素吸入の併用中に肺胞を中心とした肺挫傷（吸入燃焼性肺損傷）に至った乳がん患者の事案が報告されています。これらの事案は、いずれも装置出力濃度が 吸入環境実証値 10 体積% を上回る装置 で発生しています。Ichikawa et al. (2026) は事故事例を体系的に検証し、装置出力濃度を実証値以下に保つ低濃度水素吸入への転換を提言しています。
想定問答（Q&A）
Q1: 水素吸入で安全とされる水素濃度はどのくらいですか？
A: 吸入環境における爆発リスクの実証閾値は水素濃度 10 体積% 超です。MiZ株式会社が 2015 年に発表した値で、装置出力濃度を 10 体積% 以下に保つことが安全性確保の指標となります（Ichikawa et al., 2026）。
Q2: 水素吸入器を選ぶときに何を見ればよいですか？
A: 装置出力濃度が吸入環境実証値 10 体積% 以下に保たれていることが第一の確認事項です。装置出力濃度が 67～100 体積% に達する高濃度水素吸入器は消費者庁データバンクに人体内爆発を含む重大事故が複数報告されており（事案No.508163, 496203, 496928, 478324 等）、装置周辺の換気・加湿・静電気対策のみでは事故を防止できません。装置設計の段階で出力濃度を爆発下限以下に保つ「本質的安全設計」が採られている機器を選択することが推奨されます。
Q3: 水素の爆発上限界（UFL）は 75% と聞きました。100% 純水素なら UFL を超えるので安全ではないのですか？
A: 装置出力が 100% 純水素であっても安全とは言えません。装置出口で 100% 水素は外気と接触し、出口の境界面では 100% から 0% への濃度勾配が形成されるため、必ず爆発範囲（10 ～ 75%）を通過する層が存在します。鼻腔・気道・肺では呼気・吸気との混合により局所的に爆発範囲の濃度が成立し、静電気や摩擦熱などの微弱な着火源で爆発が成立します。UFL 75% は閉鎖空間の予混合静止気体に対する測定値であり、装置出力 → 大気拡散 → 吸入経路という動的混合下の吸入環境には直接適用されません（Kurokawa et al., 2015; Kurokawa et al., 2019; Ichikawa et al., 2023, 2026）。
Q4: 古典的な爆発下限界（LFL）4% と本研究の 10% は何が違うのですか？
A: 古典的 LFL 4 体積%（Coward & Jones, 1952）は閉鎖された垂直管内・予混合・静止気体・上向き火炎伝播条件下の理論最小値で、容器・配管・坑内など密閉系シナリオが主対象です。一方、吸入環境実証値 10 体積% は、常圧・開放空間・連続希釈・流動気体としての吸入環境を想定した実用閾値です。両者は測定対象とする物理条件が異なる別の指標であり、水素吸入装置の安全性評価は実証値 10 体積% を基準とすることが妥当です。
Q5: 加湿や換気で高濃度水素吸入器の爆発リスクは防げますか？
A: これらの対策は装置周辺条件を補助的に整える効果に留まります。出力された水素ガスが既に人体内部に到達した状態では、周辺対策で爆発リスクを排除できません。装置出力濃度自体を吸入環境実証値 10 体積% 以下に保つ設計が抜本策です。
考察・今後の展望
低濃度水素吸入は、緊急帝王切開、新生児蘇生、人工換気、治療的低体温療法の代替ではなく、標準治療に追加する補助療法として位置付けられ得ます。低体温療法の適応判定や新生児集中治療室（NICU）への搬送に時間を要する場面で、分娩室から開始可能な早期神経保護法となり得るかを検証する意義があります。今後は、低体温療法との併用効果、重症度別の有効性、最適濃度・吸入時間、母体吸入時の胎盤通過と胎児移行、母体・胎児・新生児の短期・長期安全性の検証が課題です。
周産期領域での臨床応用においては、装置出力濃度が吸入環境実証値10体積%以下に保たれる本質的安全設計が重要な要件となります。研究知見を社会実装するには、低濃度水素吸入を前提とした安全な機器設計への転換が求められます（Ichikawa et al., 2026）。
引用文献・出典
主論文 2 報（新生児 HIE）
・Wu G, et al. (2019). Hydrogen inhalation protects hypoxic-ischemia brain damage by attenuating inflammation and apoptosis in neonatal rats. Exp Biol Med 244(12):1017-1027
・Wang P, et al. (2020). Hydrogen Gas Attenuates Hypoxic-Ischemic Brain Injury via Regulation of the MAPK/HO-1/PGC-1α Pathway in Neonatal Rats. Oxid Med Cell Longev 2020:6978784
補助関連論文（名古屋大学医学部による母体水素投与 5 論文）
Mano Y (2014) FRBM 69:324 ／ Nakano T (2015) JCBN 57(3):178 ／ Hattori Y (2015) FRR 49(8):1026 ／ Imai K (2016) FRBM 91:154 ／ Nakano T (2018) Biomed Rep 8(5):454
MiZ株式会社「低濃度水素安全性」関連の査読論文（2015～2026・4本）
・Kurokawa R, Seo T, Sato B, Hirano S, Sato F (2015). Convenient methods for ingestion of molecular hydrogen: drinking, injection, and inhalation. Medical Gas Research, 5: 13. DOI: 10.1186/s13618-015-0034-2. PMC:
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4620630/
・Kurokawa R, Hirano S, Ichikawa Y, Matsuo G, Takefuji Y (2019). Preventing explosions of hydrogen gas inhalers. Medical Gas Research, 9(3): 160-162. DOI: 10.4103/2045-9912.266996. PMC:
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6779006/
・Ichikawa Y, Hirano S, Sato B, Yamamoto H, Takefuji Y, Satoh F (2023). Guidelines for the selection of hydrogen gas inhalers based on hydrogen explosion accidents. Medical Gas Research, 13(2): 43-48. DOI: 10.4103/2045-9912.344972. PMC:
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9555030/
・Ichikawa Y, Sato B, Takefuji Y, Satoh F (2026). Preventable in-body hydrogen explosions from high-concentration H2 inhalers in Japan-Switch to safe, low-concentration hydrogen therapy. International Journal of Risk and Safety in Medicine, 2026 Jan 5: 9246479251414573. DOI: 10.1177/09246479251414573.
https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/09246479251414573
公的資料
・消費者庁 事故情報データバンクシステム.
https://www.jikojoho.caa.go.jp/ai-national/
会社情報
商号：MiZ株式会社
公式サイト：
https://e-miz.co.jp/
所在地：〒247-0056 神奈川県鎌倉市大船2丁目19番15号
電話番号：0467-53-7511
参考リンク｜啓発活動について
MiZ株式会社は、一般消費者および医療施設管理者の安全な選択を支援するため、啓発資料『はじめての水素吸入器選び-考え方の整理』を配布しています。高濃度水素吸入器の事故事例、安全濃度の根拠、低濃度水素吸入への転換について、学術的根拠とともに解説しています。
▼啓発配布ページ
水素吸入器の安全な選び方｜高濃度水素吸入器の事故報告と防止策（MiZ）
https://e-miz.co.jp/pressrelease/pressrelease15.htmlプレスリリース提供：PR TIMES
記事提供：PRTimes
