Застосування низьких температур у лікувальній практиці відомо дуже давно. Так у Древньому Єгипті застосовували холодні компреси для лікування переломів кісток черепа й поранень грудної клітки. В «творах батька медицини» Гіппократа докладно описується лікувальний ефект місцевого застосування холоду для зупинки кровотечі з ран і при травматичному набряку.

Широко використовував дію холоду у лікуванні ран М. І. Пирогов. «Холод, безумовно, призначається там, де до опухлої гарячої й роздратованої рани приєднується паренхіматозна (капілярна) кровотеча», — писав видатний хірург.
Головний лікар Наполеона Larrey помітив, що після того, як поранені солдати довго лежали в снігу, можна було безболісно робити ампутацію ушкоджених кінцівок.

Через 100 років цей метод був відроджений видатним вітчизняним хірургом С. С. Юдіним, у роки Великої Вітчизняної війни. Всі ці й багато інших прикладів лікування дозволили лікарям зробити висновки про те, що застосування холоду приводить до певних позитивних результатів, а саме: зменшуються біль, кровотечі й виділення з ран, знімаються неприємні відчуття, спостерігається зворотній розвиток пухлинних процесів.

Одержання фізиками етилу хлориду, твердої й рідкої вуглекислоти, зрідженого кисню й особливо рідкого азоту, дало можливість лікарям попередній емпіричний досвід застосування холоду спробувати систематизувати й більш уважно придивитися до процесів, які відбуваються в організмі людини.

Найважливішим висновком, що був зроблений у той час, це висновок про два діаметрально протилежних результати процесу заморожування:

• кріоконсервацію, коли структура тканини і її елементів — кліток — не порушується при істотному вповільненні біохімічних процесів у них;
• кріодеструкцію, що супроводжується повним руйнуванням тканинної структури й загибеллю кліток.

У процесі заморожування й відтавання спостерігається ланцюг фізико-хімічних процесів, пов’язаних з екстра — і інтрацелюлярним формуванням кристалів льоду, підвищенням концентрації осмотичних компонентів, рекристалізацією крижаних кристалів у процесі відтавання. Всі ці процеси обумовлюють ушкодження й загибель клітинних структур. Після відтавання в тканинах, які піддавалися глибокому заморожуванню, розвиваються реактивні процеси (порушення мікроциркуляції крові й тканинних рідин, гіпоксія й ішемія, локальна едема, вихід тканинних макрофагів, розвиток запальних і локальних імунологічних процесів), які довершують руйнування неушкоджених структур, що залишилися, і приводять до формування зони асептичного некрозу.

Швидкість, з якою відбувається відтавання, впливає на кінцевий ступінь розвитку некротичних процесів. При швидкому відтаванні дрібні нестабільні кристали льоду легко тануть, не ушкоджуючи тканини, тоді як при повільному відтаванні вони піддаються рекристалізації в діапазоні температур від -40 °С до -20°С. При цьому злиття дрібних кристалів з утворенням великих кристалічних структур виявляється потужним фактором, що ушкоджує.

Складність, однак, полягає в тому, що різні тканини по-різному реагують на заморожування. Деякі тканини, такі як шкіра, слизові, нервові клітки, грануляційні тканини, ендотелій судин — є кріочуттєвими й легко ушкоджуються при заморожуванні. Інші, такі як нервові стовбури, фіброзна й сполучна тканини, хрящі й жирова тканина — є кріостійкими й реагують на заморожування мінімальним ушкодженням своїх структур.

Крім того, різні тканини відрізняються інтенсивністю кровопостачання, а значить — ступенем теплообміну. Тому, однакові умови заморожування для різних тканин можуть мати діаметрально протилежні наслідки: у той час як високочутливі до холоду й слабко васкуляризовані тканини будуть повністю зруйновані, слабочуттєві до холоду й з високим ступенем васкуляризації можуть виявитися малопошкодженими.

Кріодія на пухлиноподібні тканини

Пухлинні тканини значно відрізняються по своїх властивостях і структурі від навколишньої тканини, що також накладає певні умови на режим їх кріодеструкції. Якщо така тканина в процесі кріодеструкції не буде повністю зруйнована, можливо, істотне погіршення перебігу захворювання, оскільки порушення захисного бар’єра, що відокремлює здорову тканину від патологічної, приводить до дисемінації пухлинних кліток по всьому організмі, провокуючи метастазування.

Два етапи кріодії

Таким чином, процес кріодії можна розділити на два етапи. На першому етапі необхідно задану область біологічної тканини заморозити з максимально високою швидкістю, щоб запобігти появі кристалічного льоду. Отриманий у такий спосіб заморожений об єм біологічної тканини перебуває в стані, сприятливому для реалізації як кріодеструкції, так і кріоконсервування. Все залежить від швидкості відігрівання замороженої області. Для реалізації режиму кріоконсервування необхідно розігріти заморожений об єм з максимально високою швидкістю. Якщо заморожений об єм відігрівати з малою швидкістю, то в товщі льоду почне відбуватися процес рекристалізації, тобто утворення кристалів льоду, які приведуть до руйнування кліток замороженої області, тобто до їх кріодеструкції. Вищевказане можна проілюструвати за допомогою наступної схеми.

Практика кріохірургії, як метод лікування важких захворювань

Простеживши за розвитком кріохірургії і її технічного забезпечення починаючи з 60-х років минулого століття можна відзначити наступну тенденцію. У перше десятиліття відзначався кріохірургічний «бум» як серед лікарів, так і розробників кріохірургічної апаратури. Однак, відсутність чітких уявлень про механізми кріодеструкції, відсутність конкретних вимог до кріохірургічної техніки, заснованих на цих поданнях привели до поступового й неухильного зниження активності як серед лікарів, так і серед розробників кріохірургічної апаратури. Закінчився час «кріоромантизму», склалися передумови для серйозної діяльності по розробці практичних методик застосування кріохірургічного методу в різних областях медицини.

Кріохірургічний метод лікування ряду важких захворювань, у першу чергу онкологічних, завойовує все більшу популярність як серед практичних лікарів, так і серед пацієнтів. Кріохірургія по праву стає самостійною ефективною областю медицини.