Жидкий азот и его побочные действия

Криохирургия или криотерапия – относительно эффективная и неинвазивная процедура при лечении многих кожных проблем, особенно злокачественных новообразований кожи, бородавок и воспалительных заболеваний. 

Это широко применяемая терапия, обычно проводимая с использованием жидкого азота, двуокиси углерода и закиси азота. Быстрое замораживание вызывает разрушение внутриклеточных органелл с последующим прямым повреждением клеток, воспалением и измененными повреждениями сосудов. 

Преимущества криохирургии – неинвазивность и относительно короткое время лечения. Побочные эффекты включают боль, образование волдырей, гиперпигментацию, а иногда и шрамы или снижение чувствительности.

Что такое криотерапия? Можно ли считать метод новым?

Криохирургия (от греч. Kry´os – холод, лед) – метод лечения, заключающийся в местном контролируемом разрушении тканей путем их замораживания.

Самые ранние упоминания о лечении этим методом относятся к древнему Египту, и датируемы 2500 годом до нашей эры. Египтяне использовали холодные компрессы для уменьшения воспаления. Писали об этом методе  самые известные врачеватели прошлого.

Например, еще Гиппократ (460–370 гг. до н.э.) заметил, что охлаждение уменьшает боль, отек и кровотечение, вызванные травмой. Цельсус описывал холодовой некроз кожи в 25 году нашей эры. А сообщения Галена о потере чувствительности после охлаждения относятся к 177 году.

Началом современной криотерапии считаются работы Арнотта (1855 г.) о влиянии низкой температуры на неопластические изменения. Прорывом, позволившим использовать низкие температуры в медицине, стала конденсация воздуха и других газов в конце XIX века. Первым дерматологом, применившим в 1885 году низкую температуру для лечения кожного туберкулеза был Герхардт. 

Сам термин «криотерапия» был введен в 1902 году немецким дерматологом Юлиусбергом. Он также был первым, кто применил «криоспрей» в виде спрея сжатого углекислого газа.

Криоспрей

Развитие современной криохирургии было форсировано в 1961 году, когда американские хирурги Купер и Ли использовали жидкий азот в таламотомии. Последние три десятилетия принесли быстрое развитие криохирургии и сделали ее одной из наиболее распространенных форм хирургического лечения кожных заболеваний.

Препараты, используемые в криотерапии

В криохирургических устройствах в качестве хладагентов используются сжиженные газы, называемые криогенными жидкостями. Они безопасны в использовании, негорючие и химически неактивны. Чаще всего используются:

• жидкий азот с температурой кипения – 195,8 o C;
• закись азота с температурой кипения – 88,7 o C;
• углекислый газ с температурой кипения – 78,9 о С (3, 7).

Углекислый газ

Применяют в криотерапии еще «снежную пасту». Это смесь сухого льда, то есть твердого диоксида углерода, со спиртом, эфиром или ацетоном (соотношение 1:15).

В современных устройствах криохирургии используются три основных метода снижения температуры, например, с помощью физических явлений:

• изменение состояния с жидкого на газовое;
• адиабатическое расширение или эффект Джоуля-Томсона;
• термоэлектрический эффект.

Выбор метода замораживания зависит от типа поражений, а также от опыта и предпочтений дерматолога. 

Методы, используемые в криотерапии

Существует три метода лечения.

1. Deep steak.
2. Точечная заморозка.
3. Контактный метод.

«Deep steak» – замораживание с использованием тампонов, погруженных в жидкий азот. Этот метод можно использовать только для лечения доброкачественных и неглубоких поражений. 

Этот вариант лечения создает самый высокий риск передачи инфекции из всех возможных. Таким образом, могут передаваться вирусы HSV, HPV, HBV и HIV, если лечить сочащиеся и кровоточащие поражения. 

Профилактическая мера этого метода – использовать новый тампон каждый раз, когда его окунают в азот. Также рекомендуется заполнять небольшие сосуды, отдельные для каждого пациента, и не заливать неиспользованный азот назад в основной резервуар.

Deep steak – замораживание с использованием тампонов

«Точечная заморозка» – метод распыления, использующий жидкий азот или закись азота в качестве хладагента. Применяется при лечении очагов диаметром до 2 см. Рекомендуется распылять с расстояния 1 см, не перемещая выход газа выше центра поражения. 

Эта процедура позволяет лучше оценить зону замерзания по сравнению с методом, при котором сопло устройства перемещается по блюму в виде сетки или расширяющихся кругов. Поэтому более крупные очаги следует лечить этим методом поэтапно, разделяя их на сегменты диаметром около 2 см. 

Модификации метода распыления для ограничения площади замороженной ткани: «метод открытого распыления» с использованием цилиндрических экранов различного диаметра и «метод закрытого распыления», при котором экран образует закрытую камеру.

Точечная заморозка

«Контактный метод», называемый аппликационным методом, с использованием закрытых криоаппликаторов, с использованием в качестве хладагента в основном закиси азота, реже жидкого азота и двуокиси углерода. 

В зависимости от набора насадок этот метод позволяет лечить поражения от точечных до диаметром в несколько сантиметров. Высыпания на больших площадях можно лечить аппликаторами по методу перекрытия полей. 

Контактный метод рекомендуется при лечении поражений, расположенных в труднодоступных местах. Это позволяет строго ограничить область замораживания запланированным местом, тем самым снижая риск повреждения окружающих тканей. 

Время обработки больше, чем при методе распыления. Достижению более глубокого некроза этим методом способствуют: нанесение нейтрального геля на кожу в месте обработки, охлаждение кончика только после его нанесения на кожу,

Патомеханизм низких температур. Как работает криотерапия

 Все морфологические, биохимические и физиологические явления, сопровождающие замерзание, прямо или косвенно являются следствием образования кристаллов льда.

Степень повреждения ткани зависит от скорости падения температуры, продолжительности воздействия на клетки температур ниже нуля, самой низкой температуры, достигаемой в ткани, и скорости оттаивания.

Медленное охлаждение тканей (от -5 до -15 o C) вызывает образование крупных кристаллов льда во внеклеточной среде. Увеличение концентрации электролитов в оставшемся объеме жидкости вызывает изменение градиентов концентрации между внеклеточной и внутриклеточной средой. Это способствует обезвоживанию и сокращению клеток. Эти изменения могут нарушить фосфолипиды клеточных мембран и нарушить их непрерывность. Гипертоническая среда внутри клетки способствует выходу ее компонентов за пределы клеточной мембраны. Обезвоживание клеток также разрушает лизосомы.

Однако внеклеточный лед не является основной причиной повреждений. Быстрое замораживание вызывает одновременное образование внеклеточного и внутриклеточного льда. Количество кристаллов льда увеличивается с увеличением скорости замерзания, а их размер уменьшается. 

• Присутствие кристаллов льда внутри клетки вызывает повреждение митохондрий и эндоплазматической сети. Поэтому первичные нарушения касаются плазматических мембран. 
• Во-вторых, есть изменения в белках и ферментах. Синтез ДНК подавляется. 

Чем выше скорость замораживания, тем больше степень образования внутриклеточного льда и больше повреждения клеток.

Процесс оттаивания имеет большое влияние на выживаемость клетки. Быстрое оттаивание дает клеткам больше шансов на выживание по сравнению с медленным оттаиванием. Это связано с процессом перекристаллизации, то есть объединением мелких кристаллов льда в более крупные. Рекристаллизация особенно усиливается при медленном размораживании тканей. Степень повреждения увеличивается с увеличением объема кристаллов.

Схематическое представление гипотезы двухфакторного повреждения клеток при замораживании — оттаивании

Поэтому в случае лечения криотерапией оптимальной процедурой является быстрое замораживание тканей, использование достаточно длительного времени крио-нанесения, медленное естественное размораживание (со скоростью не более 10 ° C / мин) и, возможно, повторение цикла замораживания-оттаивания, что увеличивает вероятность гибели клеток.

Прямое действие криомедроза усугубляется развитием сосудистых изменений во время и после процедуры. Во время замерзания сосуды сужаются, что приводит к торможению кровотока и застоя крови в области, подверженной воздействию низкой температуры. 

• Большинство капилляров поражается сразу. 
• В средних сосудах (сечением более 0,33 мм) циркуляция прекращается через несколько дней. 
• В более крупных сосудах криохирургия не вызывает сокращения, и они сохраняют свою функцию. 

Примерно через 30 минут после замерзания кровообращение возвращается, сопровождаемое быстрым повышением температуры. Расширение капилляров и мелких вен наблюдается при наличии загустителей крови и микроэмболий. Это способствует угнетению кровообращения, гипоксии и гибели клеток. 

Также наблюдаются изменения ультраструктуры стенок сосудов, вызывающие увеличение их проницаемости и массивный экссудат. Кровотечение может возникнуть из-за вскрытия артериовенозных соединений в поврежденном месте. Через 2-3 часа после замораживания кровоснабжение снова снижается, и это явление усиливается в течение следующих 12 часов.

В ткани, непосредственно окружающей зону замерзания, наблюдается усиление сосудистого кровотока при понижении температуры и с большей интенсивностью после оттаивания, что проявляется эритемой окружающей кожи.

Описанные изменения в клетках и тканях проявляются характерным для криотерапии макроскопическим изображением:

• Во время лечения наблюдается замерзание и изменения консистенции участка;
• После отморожения тканей появляется покраснение, связанное с гиперемией в этой области, а затем быстро нарастающий отек;
• Через несколько часов появляется экссудация или волдырь. Скорость образования пузырей зависит от местоположения замороженного очага – в случае поражения лица волдырь появляется через несколько минут, в случае операции на стопе только через несколько дней.
• Волдырь держится около 7-10 дней, затем на 2-3 недели образуется струп;
• После отпадения струпа виден свежий светло-розовый рубец, который через несколько месяцев становится бледнее и менее заметным.

Во время процедуры не используется анестезия. Сама процедура в целом безболезненна, при замерзании пациент может ощущать “жжение”. Сразу после процедуры могут появиться боли в фазе оттаивания, которые быстро проходят.

Чувствительность к криотерапии разных компонентов кожи

• Соединительная ткань. Характерна низкая чувствительность соединительнотканных волокон к низким температурам. В результате после криотерапии коллагеновая сетка образует каркас, вокруг которого происходит обновление клеток. Это способствует достижению очень хороших косметических результатов после процедуры. 
• Опухоли. То же свойство коллагеновых волокон делает возможным глубокое замораживание опухолей над хрящевой и костной тканью и приводит к более быстрому восстановлению нормальных ощущений в рубце за счет восстановления аксона, состоящего из коллагеновых волокон.
• Волосяные фолликулы. Несмотря на то, что они находятся глубоко в коже, проявляют высокую чувствительность к понижению температуры. Это может ограничить использование криотерапии, но ее также можно использовать в этом лечении.
• Меланоциты. Воздействие низкой температуры на меланоциты зависит от продолжительности процедуры. После короткого замораживания 5-15 сек. электронная микроскопия показывает нормальные меланоциты и кератиноциты, содержащие зрелые меланосомы. Замораживание продляется до 30 сек. и повторяется дважды, это приводит к заметному уменьшению количества меланоцитов и полному исчезновению меланосом в кератиноцитах. Обесцвечивание происходит из-за присутствия меланина в эпидермисе. Независимо от продолжительности, замораживание оставляет обесцвечивание, которое сохраняется не менее 6 месяцев. Столь длительное сохранение обесцвечивания и медленное исчезновение после процедуры может быть связано с повреждением нервных окончаний кожи (гипотеза о влиянии нейрогенных факторов на синтез меланина или миграцию меланоцитов).

Криостимуляция

Обсуждая влияние низкой температуры на клетки и ткани, нельзя игнорировать феномен криостимуляции, то есть стимуляции иммунной системы, вызванной действием холода. Это явление наблюдалось во время криотерапевтического лечения неопластических опухолей. 

Например, во время паллиативного лечения меланомы с множественными кожными метастазами наблюдалась регрессия незамороженных метастазов. Это было связано с появлением цитотоксических лимфоцитов и других иммунных клеток, нацеленных на опухолевые клетки. Это явление в настоящее время объясняется двумя механизмами:

• Высвобождение многочисленных цитокинов и других иммуногенов, разрушенных при замораживании опухолевых клеток, может способствовать развитию зрелых эффекторных клеток и увеличивать экспрессию частиц адгезии ICAM, а также частиц MHC на неопластических клетках (во многих случаях было продемонстрировано их отсутствие или уменьшение количества).
• Повышение экспрессии антигенов MHC класса II и активация вспомогательных клеток CD4 + и антигенпрезентирующих клеток. Это могло привести к стимуляции и созреванию цитотоксических лимфоцитов, разрушающих отдаленные метастазы опухоли.

Поделиться ссылкой: