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En el uso médico se utiliza una mezcla de oxigeno y ozono, también denominada ozono médico. En el ozono médico, el ozono (O3) se encuentra presente en concentraciones (1 a 50 µg/mililitro de oxígeno) 30 veces inferiores al usado industrialmente. Las concentraciones superiores a 2 µg/l. son tóxicas por vía inhalatoria. La poca efectividad sistémica de las concentraciones menores de esta cifra y el alto riesgo de complicaciones llevó al desuso de la vía inhalatoria. Por este motivo, el ozono médico no es considerado como un gas medicinal. Las concentraciones superiores a 100 µg/ml. son tóxicas por vía parenteral, aumentando las posibles complicaciones según se sube la concentración.
A las concentraciones utilizadas se ha demostrado ausencia de efectos secundarios, ausencia de efectos teratógenos y cancerígenos en animales de experimentación. Sobre los organismos vivos produce unos efectos biológicos que tienen repercusión en la fisiología:
- Acción directa, en la aplicación local, de tipo desinfectante y trófico, ya que es un potente oxidante.
- Efecto sistémico antibacteriano y antiviral debido a la discreta formación de peróxidos.
- Modulación del Sistema Inmunitario.
- Aumento en la flexibilidad de los glóbulos rojos.
- Aumento de la producción, a nivel de glóbulos rojos, del 2-3 difosfoglicerato, responsable de la liberación del O2 en los tejidos.
- Mejora de la microcirculación por acción vasoreguladora sobre el endotelio.
- Mejora el trasporte de O2 a los tejidos
- Activa la fagocitosis.
- Activa las citokinas.
El ozono médico ofrece a los organismos vivos aeróbios protección contra las perjudiciales oxidaciones por radicales libres (envejecimiento). Aunque inicialmente se empleó como germicida, por su alto potencial bactericida, virucida, fungicida y antiinfeccioso, vemos que es capaz de revitalizar y estimular procesos enzimáticos naturales vitales, protectores y antiradicálicos de las células. 
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