早在1975年就有人開展了氫氣治療腫瘤的研究，后來2001年才有法國學者將高壓氫用于治療肝臟寄生蟲感染的研究。早期的研究只能簡單地觀察氫氣被動物呼吸后的反應，顯然觀察結果證明氫氣對動物沒有產生顯著的影響。關于氫氣的生物學效應，最熱鬧地當然屬于潛水醫學，因為氫氣作為人類潛水呼吸的氣體被國際許多重要的潛水醫學研究單位深入研究，作為呼吸氣體的最重要前提是該氣體的安全性，就是不能對人體產生明顯的影響，包括在極端高壓下呼吸這種氣體。許多年的潛水醫學研究證明呼吸氫氣是非常安全的，但也同時給人們一種深刻印象，呼吸氫氣對人體是沒有明顯生物學效應的。2007年日本學者報道，動物呼吸2%的氫可有效清除強毒性自由基，顯著改善腦缺血再灌注損傷，采用化學反應、細胞學手段證明，氫溶解在液體中可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子。

而后兩者是氧化損傷的最重要介質，體內缺乏他們的清除機制，是多種疾病發生的重要基礎。隨后他們又用肝缺血和心肌缺血動物模型，證明呼吸2%的氫可以治療肝和心肌缺血再灌注損傷。采用飲用飽和氫水可治療應激引起的神經損傷和基因缺陷氧化應激動物的慢性氧化損傷。美國匹茲堡大學器官移植中心學者Nakao等隨后證明，呼吸2%的氫可以治療小腸移植引起的炎癥損傷，飲用飽和氫水可治療心臟移植后心肌損傷、腎臟移植后慢性腎病。國內第四軍醫大學謝克亮等的研究證明，呼吸氫氣能治療動物系統炎癥、多器官功能衰竭和急性顱腦損傷。

孫學軍等的研究也證明，呼吸2%的氫可以治療新生兒腦缺血缺氧損傷。隨后，孫學軍等成功制備了飽和氫注射液，并與國內40多家實驗室開展合作，先后發現該注射液對疼痛、關節炎、急性胰腺炎、老年性癡呆、慢性氧中毒、一氧化碳中毒遲發性腦病、肝硬化、脂肪肝、脊髓創傷、慢性低氧、腹膜炎、結腸炎、新生兒腦缺血缺氧損傷、心肌缺血再灌注損傷、腎缺血再灌注損傷和小腸缺血再灌注損傷等具有良好的治療作用。這些研究說明，氫是一種理想的自由基、特別是毒性自由基的良好清除劑，具有潛在的臨床應用前景。

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