Криомедицина. Применение низких температур

Применение низких температур в лечебной практике известно очень давно. Так в Древнем Египте применяли холодные компрессы для лечения переломов костей черепа и ранений грудной клетки. В «сочинениях отца медицины» Гиппократа подробно описывается лечебный эффект местного применения холода для остановки кровотечения из ран и при травматическом отеке.

Широко использовал в лечении ран действие холода Н. И. Пирогов, «Холод, безусловно, назначается там, где к опухшей горячей и раздраженной ране присоединяется паренхиматозное (капиллярное) кровотечение», — писал выдающийся хирург.

Главный врач Наполеона Larrey заметил, что после того, как раненые солдаты долго лежали в снегу, можно было безболезненно производить ампутацию поврежденных конечностей.

Спустя 100 лет этот метод был возрожден выдающимся отечественным хирургом С. С. Юдиным, в годы Великой Отечественной войны. Все эти и многие другие примеры лечения позволили врачам сделать выводы о том, что применение холода приводит к определенным положительным результатам, а именно: уменьшается боль, кровотечения и выделения из ран, снимаются неприятные ощущения, наблюдается обратное развитие опухолевых процессов.

Получение физиками этила хлорида, твердой и жидкой углекислоты, сжиженного кислорода и особенно жидкого азота, дало возможность врачам предшествующий эмпирический опыт применения холода попытаться систематизировать и более внимательно присмотреться к процессам, которые происходят в организме человека.


Результаты замораживания

Самым важным выводом, который был сделан в данное время, это вывод о двух диаметрально противоположных результатах процесса замораживания:

В процессе замораживания и оттаивания наблюдается цепь физико-химических процессов, связанных с экстра- и интрацеллюлярным формированием кристаллов льда, повышением концентрации осмотических компонентов, рекристаллизацией ледяных кристаллов в процессе оттаивания. Все эти процессы обусловливают повреждение и гибель клеточных структур. После оттаивания в тканях, подвергшихся глубокому замораживанию, развиваются реактивные процессы (нарушение микроциркуляции крови и тканевых жидкостей, гипоксия и ишемия, локальная эдема, выход тканевых макрофагов, развитие воспалительных и локальных иммунологических процессов), которые довершают разрушение оставшихся неповрежденных структур и приводят к формированию зоны асептического некроза.

Скорость, с которой происходит оттаивание, оказывает сильное влияние на конечную степень развития некротических процессов. При быстром оттаивании мелкие нестабильные кристаллы льда легко тают, не повреждая ткани, тогда как при медленном оттаивании они подвергаются рекристаллизации в диапазоне температур от -40 до -20оС. При этом слияние мелких кристаллов с образованием крупных кристаллических структур оказывается мощным повреждающим фактором.

Сложность, однако, состоит в том, что различные ткани по-разному реагируют на замораживание. Некоторые ткани, такие как кожа, слизистые, нервные клетки, грануляционные ткани, эндотелий сосудов — являются криочувствительными и легко повреждаются при замораживании. Другие, такие как нервные стволы, фиброзная и соединительная ткани, хрящи и жировая ткань — являются криоустойчивыми и реагируют на замораживание минимальным повреждением своих структур.

Кроме того, различные ткани отличаются интенсивностью кровоснабжения, а значит — степенью теплообмена. Поэтому, одинаковые условия замораживания для различных тканей могут иметь диаметрально противоположные последствия: в то время как высокочувствительные к холоду и слабо васкуляризированные ткани будут полностью разрушены, слабочувствительные к холоду и с высокой степенью васкуляризации могут оказаться малоповрежденными.


Криовоздействие на опухолевидные ткани

Опухолевые ткани значительно отличаются по своим свойствам и структуре от окружающей ткани, что также налагает определенные условия на режим их криодеструкции. Если такая ткань в процессе криодеструкции не будет полностью разрушена, возможно, существенное ухудшение течения заболевания, поскольку нарушение защитного барьера, отделяющего здоровую ткань от патологической, приводит к диссеминации опухолевых клеток по всему организму, провоцируя метастазирование.


Два этапа криовоздействия

Таким образом, процесс криовоздействия можно разделить на два этапа. На первом этапе необходимо заданную область биологической ткани заморозить с максимально высокой скоростью, чтобы предотвратить появление кристаллического льда. Полученный таким образом замороженный объем биологической ткани находится в состоянии, благоприятном для реализации как криодеструкции, так и криоконсервации. Все зависит от скорости отогрева замороженной области. Для реализации режима криоконсервации необходимо разогреть замороженный объем с максимально высокой скоростью. Если замороженный объем отогревать с малой скоростью, то в толще льда начнет происходить процесс рекристаллизации, т.е. образование кристаллов льда, которые приведут к разрушению клеток замороженной области, т.е. к их криодеструкции. Вышеуказанное можно проиллюстрировать с помощью следующей схемы.


Практика криохирургии, как метод лечения тяжелых заболеваний

Проследив за развитием криохирургии и ее технического обеспечения начиная с 60-х годов прошлого века можно отметить следующую тенденцию. В первое десятилетие отмечался криохирургический «бум» как среди врачей, так и среди разработчиков криохирургической аппаратуры. Однако, отсутствие четких представлений о механизмах криодеструкции, отсутствие конкретных требований к криохирургической технике, основанных на этих представлениях привели к постепенному и неуклонному снижению активности как среди врачей, так и среди разработчиков криохирургической аппаратуры. Закончилось время «криоромантизма», сложились предпосылки для серьезной деятельности по разработке практических методик применения криохирургического метода в различных областях медицины.

Криохирургический метод лечения ряда тяжелых заболеваний, в первую очередь онкологических, завоевывает все большую популярность как среди практических врачей, так и среди пациентов. Криохирургия по праву становится самостоятельной эффективной областью медицины.

Создание сайтов