Криохирургия и криотерапия

Криохирургия и криотерапия представляют собой разделы медицины, использующие низкие температуры для локального воздействия на биологические ткани с целью разрушения патологических образований или стимуляции восстановительных процессов. В основе методов лежат физико-химические свойства воды и клеточных структур при охлаждении ниже температуры замерзания, а также специфические эффекты криоиндуцированной кристаллизации и ишемии.

Физические принципы криовоздействия

1. Кристаллизация внутриклеточной и внеклеточной жидкости При снижении температуры ткани вода начинает образовывать кристаллы льда. Скорость охлаждения и окончательная температура определяют характер кристаллизации:

  • Медленное охлаждение вызывает образование крупных внеклеточных кристаллов, что приводит к дегидратации клеток и разрушению мембран.
  • Быстрое охлаждение формирует внутриклеточные кристаллы, вызывающие механическое разрушение органелл и мембран.

Ключевой момент: клеточные мембраны особенно чувствительны к механическим повреждениям, возникающим при формировании кристаллов льда.

2. Ледяной срез и тепловой градиент Ледяная фронтальная зона формируется на границе между замерзшей и еще теплой тканью. Скорость движения фронта определяет степень повреждения клеток.

  • Высокий тепловой градиент → быстрый рост внутриклеточных кристаллов → мгновенное разрушение.
  • Низкий градиент → формирование крупных внеклеточных кристаллов → постепенное повреждение через дегидратацию.

3. Вазоконстрикция и ишемический эффект Охлаждение вызывает сужение сосудов (вазоконстрикцию), что ограничивает приток крови и усиливает локальную гипоксию. В комбинации с кристаллизацией это приводит к некрозу патологических тканей.

Методы криохирургии

1. Контактная криохирургия Используются металлические инструменты, охлаждаемые жидким азотом или смесью солей с жидким азотом.

  • Технология позволяет локально разрушать наросты и опухоли диаметром до нескольких сантиметров.
  • Температуры достигают −196 °C на поверхности контакта.
  • Контроль температуры и времени воздействия критичен для минимизации повреждения здоровых тканей.

2. Криоинъекция (криоабляция) Применяется для разрушения внутренних образований. Через иглу вводят криопробойник, который создает ледяной шар внутри ткани.

  • Образуется зона некроза в объеме 1–5 см³, контролируемая УЗИ или КТ.
  • Подходит для лечения опухолей печени, почек, предстательной железы.

3. Криотерапия поверхностных тканей Используется для лечения дерматологических патологий: бородавок, актинического кератоза, меланомы на ранней стадии.

  • Воздействие жидким азотом 10–60 секунд формирует ледяной покров на поверхности.
  • Основной механизм – разрушение клеток за счет кристаллизации и местной гипоксии.

Биологические эффекты низких температур

1. Некроз и апоптоз Низкие температуры вызывают прямое разрушение мембран и органелл, а также активацию программируемой клеточной гибели.

2. Иммуномодуляция Разрушение клеток сопровождается выделением антигенов, что стимулирует локальный иммунный ответ. Этот эффект используется при терапии некоторых видов онкологических заболеваний.

3. Влияние на микрососудистое русло Охлаждение вызывает спазм капилляров, уменьшает кровоток и способствует ишемическому повреждению патологических тканей, сохраняя при этом здоровые зоны при правильной технике.

Контроль параметров криохирургии

1. Температура

  • Поверхностная криотерапия: −20 °C … −70 °C.
  • Контактная криохирургия: −80 °C … −196 °C.
  • Криоабляция внутренних органов: −40 °C … −100 °C.

2. Время воздействия

  • Оптимальное время зависит от объема ткани и температуры.
  • Короткое воздействие (секунды) вызывает поверхностное разрушение, длительное (минуты) – глубокий некроз.

3. Контроль зон заморозки

  • Используются ультразвук, КТ и МРТ для визуализации ледяного шара.
  • Измерение температуры в ткани позволяет избежать повреждения критических органов.

Технические средства

1. Крионожи – металлические насадки для контактного охлаждения. 2. Криозонд – игольчатый инструмент для криоабляции. 3. Аппараты с жидким азотом и гелием – обеспечивают быстрый переход температуры до −196 °C. 4. Системы контроля температуры и визуализации – позволяют точно регулировать глубину и область воздействия.

Современные направления развития

  • Минимально инвазивные криоабляции с использованием роботизированных систем.
  • Комбинированные методы: криотерапия + иммунотерапия или лучевая терапия для усиления антиопухолевого эффекта.
  • Нанотехнологии в криохирургии: введение наночастиц, усиливающих образование льда внутри опухоли.
  • Молекулярная криотерапия: изучение генетических и биохимических реакций клеток на низкие температуры для повышения селективности разрушения.
Оглавление