Использование низких температур в медицине. Криомедицина

Введение

На протяжении всей истории человечества ведется поиск сравнительно универсальных методов лечения, направленных на запуск компенсаторных (реакционных) механизмов, на восстановление утраченного здоровья и на продление активной жизни человека.
Человечеству издавна знакомы лечебные свойства холода. Еще в древней Руси купание в проруби считалось средством для приобретения богатырского здоровья. А сто лет назад немецкий ученый и священник Себастьян Кнайп, прыгнув в ледяной Дунай и этим вылечив себя от воспаления легких, доказал, что даже самые тяжелые заболевания можно победить благодаря концентрации внутренних ресурсов. Впоследствии доктор Кнайп развил систему закаливания и холодолечения до такой высоты, что она является составной частью современной медицины.
Криомедицина (греч. kryos - холод, мороз) - совокупность физических методов лечения, основанных на отведении тепла с помощью жидких, твердых и газообразных рабочих тел: от простых влажных обтираний до воздействия ультранизкими температурами.
В этой работе я хочу рассказать о криомедицине, истории ее развития во всем мире и в России, направлениях и видах.


История криомедицины

Лечебные свойства холода, известные со времен древности, использовались для уменьшения местного воспаления и создания анестезии. Описания эти можно найти в древних книгах. Местное прикладывание льда, холодной воды и поныне остается каждодневной процедурой в лечебной практике. Наблюдая положительный результат, врачи стремились понизить температуру холодового агента до максимально возможных цифр. Применение холода для обезболивания при выполнении ампутаций описано в воспоминаниях барона Жан-Доминика Ларрейя, хирурга армии Наполеона (1817).
В 1851 году врач James Arnott, которого считают отцом криомедицины, за счет добавления ко льду соли добился понижения температуры до -24 °С и этим впервые в практике онкологии облегчил страдания пациентки с опухолью малого таза. Затем он стал использовать столь понравившийся ему метод при лечении рака молочной железы и матки.
В 1940 году Weitzner (Германия) сообщил о 325 случаях успешного разрушения опухолей кожи с помощью кристаллов углекислого газа и паров жидкого азота.
С 1950 года, благодаря новаторству Allington'a, жидкий азот стал основным криогенным агентом в медицине.
Важным шагом стало использование криогенных зондов с вакуумной термоизоляцией. С 1960 Cooper и Lee разработали технику прецизионной криохирургии и впервые применили эту технику для разрушения лимбической структуры с целью лечения болезни Паркинсона. Этим они вывели криохирургию за традиционную онкологическую сферу применения.
В 1964 году было создано международное научное общество криобиологов, что положило начало систематическому и координированному изучению влияния крайне низкой температуры на живые объекты. С 1968 года стал выходить журнал "Cryobiology". Аналогичный по тематике журнал систематически выходит в Японии с 1974 года. В том же году было создано Международное общество криохирургов, руководил которым многие годы профессор S. Sumida. В 1977 году было создана Ассоциация криохирургов США. Общеевропейское общество организовано в 1997 году.
Радикальные криохирургические операции стали возможными только после 1980 года, когда в основном были завершены фундаментальные исследования в криобиологии и криомедицине, составляющие основу современной криохирургии. Уже первые отдаленные результаты криохирургического лечения пациентов с неоперабельным раком легкого, опубликованные O. Maiwand’ом в 1996 году, показали 7%-ю 5-летнюю выживаемость в группе ранее совершенно безнадежных больных.

В России родоначальниками криохирургии в современном понимании ее были двое ученых: клиницинст профессор Э.И.Кандель и крупнейший физик академик А.И.Шальников. Почти одновременно с американцем Cooper Э.И.Кандель заинтересовался возможностями использования сверхнизкой температуры в нейрохирургии. По его инициативе в начале 60-х годов ряд ученых, под руководством и при непосредственном участии А.И.Шальникова, создали целую серию криохирургических устройств и аппаратов для практического применения. Изучение в экспериментах на животных показали, что криохирургическое воздействие возможно применить в ряде областей медицины: разрушать отдельные участки мозга, подвергать деструкции опухоли его, а также патологические очаги в различных органах человеческого организма.
Э.И. Кандель после успешных экспериментов начал осуществлять стереотаксические операции и удаление опухолей головного мозга в клинике. Первые итоги проведенных вмешательств были опубликованы им в 1962, 1964 и 1974 годах. Успешное внедрение в клинику криохирургических операций в нейрохирургии и экспериментальное изучение влияния сверхнизких температур на различные органы (легкие, печень, почки, предстательную железу) послужили толчком для широкого использования метода криовоздействия в различных областях медицины.
С.Н. Федоров и В.В. Шмелева стали осуществлять криоэкстракцию хрусталика при катаракте. Э.В. Егорова (1968) использовала также, как В.П. Артемьев (1969), криотехнику при операциях на глаукому глаза, Т.И. Ерошевский применил сверхнизкие температуры при лечении заболеваний роговицы (1970).
Довольно широко стали использоваться криохирургические вмешательства в оториноларингологии. Д.Г. Чирешкин активно стал внедрять эти операции в ЛОР-клинику. Д.Г. Чирешкин, И.И. Потапов, Б.В. Шаврыгина, Л.М. Никулина позднее стали применять криохирургические вмешательства при фарингитах, папилломах гортани, для удаления небных миндалин и при операциях на среднем ухе. В оториноларингологии стали производить криохирургические вмешательства при хронических ринитах, тонзиллитах, полипозе гортани, гипертрофических фарингитах, заболеваниях уха, неоперабельных опухолях глотки и гортани. Последние операции делались с целью разрушения неудалимых опухолей этой зоны

.
В гинекологии криодеструкция использовалась для лечения эрозий шейки матки и ее опухолей (В.И. Грищенко, 1974).
В.И. Фрейдович (1968-1972 гг.) применил криометод при оперативных вмешательствах на аденомы предстательной железы. Он осуществлял замораживание аденомы, а затем почти бескровно удалял ее. В 1974 он сообщил о 50 успешных операциях.
Э.И. Кандель, В.В. Яворский, Н.Н. Трапезников с сотрудниками достаточно широко использовали криометоды в онкологии. В первую очередь это относится к разрушению опухолей кожи: гемангиом и меланом. Много сделано для изучения и совершенствования метода криохирургического воздействия при больших и гигантских гемангиомах у детей Д.Д. Мельник, которая использовала воздействие жидким азотом на опухоли(2000).
В проктологии криохирургический метод в нашей стране внедрен В.Д. Федоровым (1973) и Г.А. Подоляк (1972), которые успешно использовали криовмешательства при лечении анальных трещин, полипов, кондилом, свищей прямой кишки и геморроя. Особенно положительный эффект отмечен при геморрое, когда разрушение геморроидальных узлов с помощью криодеструктора осуществляется достаточно безболезненно и эффективно. В.Д. Федоров в то же время с сотрудниками осуществил криодеструкцию злокачественных опухолей прямой кишки в неоперабельных случаях и получил положительные результаты. Впоследствии это направление успешно развивал в Сибири В.К. Якушенк.
А.Н. Кабанов пытался применить криометоды для лечения рака желудка и опухолей кожи.
В.Ф. Соботович (1987) с целью излечения больных с бронхиальной астмой у 12 больных осуществил бесконтактную криодеструкцию синокаротидной зоны, а Б.Н. Соколов пытался применить поясничную десимпатизацию ганглиев при лечении эндартериита (1987). Б.П. Сандомирский и И.П. Исаев (1987) в Харькове использовали криохирургический метод при лечении ожогов.

Большие экспериментальные и клинические исследования осуществил в 1987-1988 годах Л.К. Куликов, который изучал возможности лечения злокачественной гипертонии деструкцией надпочечников с помощью бесконтактной криодеструкции. Разработанная им методика положительно зарекомендовала себя, поскольку оперативное вмешательство имело ряд преимуществ: простота, отсутствие кровотечения во время операции и отсутствие возможных серьезных осложнений из-за повреждения соседних органов (нижняя полая вена, аорта). Такую же методику криодеструкции после удаления инсуломы применил В.А. Непомнящий (1987).
Первую операцию криодеструкции надпочечника при синдроме Иценко-Кушинга выполнила в 1999 году группа Санкт-Петербургских врачей в больнице РАН.


Направления криомедицины (схема) по В.В. Шафранову

По мнению доктора медицинских наук, профессора Владимира Васильевича Шафранова современная криомедицина развивается в 3 направлениях, а именно:





Криотерапия

• Криотерапия - это использование как локального, так и общего воздействия экстремального холода для укрепления организма и лечения различных заболеваний.

• Сущность метода заключается в том, что ходе криотерапии поверхность тела охлаждается за короткий промежуток времени (до 3 минут, для общей аэрокриотерапии характерным временем является 3 минуты) низкими и сверхнизкими температурами (от -130 до −150°С) таким образом, чтобы избежать обморожений поверхности кожи и общего переохлаждения организма.

• Криотерапию различают по площади тела, которую охлаждают (участок тела — «локальная криотерапия», всё тело — «общая криотерапия»); При внешнем сходстве процесса охлаждения «общая» и «локальная» криотерапия принципиально отличаются по способу достижения лечебного результата. «Общая криотерапия» воздействует на центральную нервную систему, активирует адаптационные системы организма. «Общая криотерапия» не обладает специфическим действием, поэтому её применение одинаково при любых нарушениях в организме. «Локальная криотерапия» воздействует непосредственно на патологический участок тела и её применение требует разработки специализированных методик для каждого заболевания.
• Процедуры:
Общая криотерапия: пациент заходит в специальное помещение, заполненное охлаждённым газом. В зависимости от объёма помещения двигается (в многоместных кабинах) или стоит неподвижно (в криокабинах, криобассейнах).
Локальная криотерапия: часть тела пациента обкладывается охлаждающими элементами или обдувается потоком охлаждённого воздуха.
Эффективность процедуры зависит от уровня температуры в области залегания холодовых рецепторов кожи (0,17 мм). Определяющую роль в этом играют анатомические особенности субъекта, прежде всего толщина эпителиального слоя кожи. Чем больше толщина и полная теплоемкость эпителиального слоя, тем больше время безопасного пребывания пациента в процедурной кабине.
• Противопоказания:
• тяжелое состояние организма;
• масса тела не мене 40 кг;
• «холодовая» аллергия;
• беременность, особенно при наличии резус конфликта


Криоконсервация

• Криоконсервация, или замораживание – это метод сохраниения клеток или тканей для последующего использования.
• Способы криоконсервации:
Первый способ – медленная дегидратация клетки (удаление из нее жидкости) с заменой ее на криопротектор (вещ-ва защищающие от замерзания), второй способ – образование стекловидной структуры, минуя процесс кристализации. В лабораторной практике эти методы соответственно называются медленное и быстрое (или витрификация) замораживание. Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками. Также опделенный вид клеток и тканей в зависимости от их биологических характеристик предпочтительней замораживать определенным способом. Например, оптимальным методом для замораживания ооцитов является витрификация, для яичниковой ткани, напротив, оптимальным является медленное замораживание.
• Эффективность и объекты криоконсервации: В настоящее время разработаны и успешно применяются в медицине, сельском хозяйстве и научном эксперименте методы криоконсервации клеточных культур, тканей (кровь, сперма), ранних (преимплантационных) эмбрионов