呼吸器系に対する低濃度水素の保護効果｜MiZ・順天堂大学医学部・名古屋大学医学部・京都大学医学部
肺気腫・気管移植・肺移植・間質性肺炎・肺がんに関する研究知見
MiZ株式会社（神奈川県鎌倉市）は、順天堂大学医学部、名古屋大学医学部、京都大学医学部などとの共同研究を通じて、呼吸器疾患に対する分子状水素（H₂）の保護効果を検討し、査読付き論文4報と国内特許公報2件に記載された3症例の知見を発表してきました。研究では、たばこ煙による肺気腫の形成抑制（Suzuki et al., 2017）、気管移植後の気道閉塞の軽減（Ozeki et al., 2020）、水素を含む保存液による肺移植時の虚血再灌流障害の軽減（Saito et al., 2020; Kayawake et al., 2021）が報告されています。本プレスリリースでは、これらの成果を酸化ストレス軽減の視点から整理し、Ichikawa et al. (2026) の学術的検証を踏まえ、安全性を重視した低濃度水素吸入の必要性を提言します。
用語の定義
慢性閉塞性肺疾患（COPD）
慢性閉塞性肺疾患（COPD）: Chronic Obstructive Pulmonary Disease の略。たばこ煙等の曝露で気道・肺に慢性炎症が生じ、肺気腫や末梢気道病変を背景に気流閉塞を来す進行性疾患。
間質性肺炎
間質性肺炎: 肺胞壁（間質）の炎症・線維化により拡散能・呼吸機能の低下を来す疾患群。
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。
呼吸器疾患に対する水素の作用機構
呼吸器は、病原菌・大気汚染・喫煙など外界刺激を直接受け酸化ストレスに曝される臓器です。通常はカタラーゼ等の抗酸化酵素機構がホメオスタシスを維持しますが、酸化ストレス過剰による破綻は、肺炎、気管支炎、喘息、肺がんなど呼吸器疾患の発症・進行に関与します。分子状水素（H₂）はヒドロキシルラジカル（•OH）を水分子に変換する選択的抗酸化作用（H₂ + 2•OH → 2H₂O）により、呼吸器系内の酸化ストレスを抑制する可能性があります（図1）。
水素水による 4 つの呼吸器系動物実験
たばこ煙による肺気腫形成の抑制（Suzuki et al., 2017）
Suzuki et al. (2017, Biochem Biophys Res Commun 492(1):74-81) は、MiZと順天堂大学医学部の共同研究で、SMP30欠損マウスをたばこ煙に曝露し、水素水の効果を検証しました。その結果、水素水を投与したマウスでは、肺気腫の形成が抑えられ、酸化的DNA損傷や細胞の早期老化を示す指標も低下しました。たばこ煙による肺組織の損傷は、慢性閉塞性肺疾患（COPD）の発症に関わることから、本研究はヒトのCOPDに対する水素の効果を検討する手がかりとなります。
気管移植モデルでの気道閉塞軽減（Ozeki et al., 2020）
Ozeki et al. (2020, Gen Thorac Cardiovasc Surg 68(2):158-163) は、MiZと名古屋大学医学部の共同研究で、マウスの気管移植モデルを用いて水素水の効果を検証しました。その結果、水素濃度10 ppmの水素水を投与したマウスでは、通常の水道水を与えたマウスと比較して、移植14日後の気道閉塞が軽減しました。本研究は、肺移植後に生じる閉塞性気道病変に対する水素の保護効果を検討する手がかりとなります。
水素溶存保存液による肺移植の虚血再灌流障害軽減（Saito et al., 2020; Kayawake et al., 2021）
Saito et al. (2020, J Thorac Cardiovasc Surg 159(5):2110-2118) は、MiZと京都大学医学部の共同研究で、ラットの左肺移植モデルを用い、肺を低温で6時間保存した後に移植し、血流再開から2時間後の状態を評価しました。水素を含む保存液を使用した群では、血液の酸素化能力や肺の柔軟性が維持され、肺水腫の軽減と炎症指標（IL-1β）、酸化的DNA損傷指標（8-OHdG）の低下が確認されました。
KKayawake et al. (2021, Ann Thorac Surg 111(1):246-252) は、同じ研究グループによるイヌの左肺移植モデルを用いた研究です。肺をET-Kyoto液（4℃）で23時間保存した後に移植し、血流再開から4時間後の状態を評価しました。水素を含む保存液を使用した群では、動脈血の酸素分圧が上昇し、二酸化炭素分圧が低下するとともに、肺水腫や肺組織の損傷が軽減しました。
国内特許公報に記載された 3 症例と肺がんモニター調査
間質性肺炎の症例（特許第 7436763 号）
国内特許第7436763号には、58歳の間質性肺炎患者（男性）が、濃度6〜7体積%の水素ガスを1回30〜60分、8週間にわたり吸入した症例が記載されています。吸入前の胸部CT検査で確認されたすりガラス状の陰影が、吸入後には消失したことが報告されています。
肺がん患者の呼吸状態と肺機能の経過（特許第 7414202 号）
国内特許第7414202号には、2例の症例が記載されています。第1例は、間質性肺炎と肺気腫を併発したステージIVの肺がん患者（55歳男性）で、濃度約4〜5体積%の水素ガスを吸入した後、必要な酸素投与量が減少し、3週目の胸部CT検査では肺炎による陰影の消失が確認されました。第2例は、大腸がんの手術後に肺病変が認められた患者（70歳男性）で、濃度約1〜2体積%の水素ガスを吸入し始めてから約1か月後の術前検査で、肺活量や呼吸機能が正常範囲に回復したことが記録されています。
日本臨床腫瘍学会 2024 年 2 月モニター調査
2024年2月に名古屋国際会議場で開催された日本臨床腫瘍学会で、MiZの市川祐介らは、肺がん患者14人を対象とした低濃度水素吸入のモニター調査結果を発表しました。この調査では、14人中10人に改善傾向がみられたことが報告されました。これらの症例報告や調査結果は、ヒトに対する水素吸入の有効性と安全性を検証するための手がかりとなるものであり、今後さらなる臨床研究が必要です（図2）。
安全な低濃度水素吸入への転換
Ichikawa et al. (2026, IJRSM 37(3):425-431) は、水素濃度67〜99.99体積%の高濃度水素吸入器による人体内水素爆発事故を詳しく検証し、低濃度水素吸入への転換を提言しました。MiZと慶應義塾大学の共同研究による着火実験では、市販の高濃度水素吸入器3機種すべてで、本体の破損を伴う爆発が確認されました。これには、水素濃度100%、発生量60 mL/minの少量機器も含まれます。鼻腔・気道・肺などの呼吸器内部で水素爆発が起きると、組織の損傷や大量出血、心肺停止など、生命に関わる重大な被害につながるおそれがあります（図3）。
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
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。
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）
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