冷凍手術與冷凍生物學原理 (Principles of Cryosurgery and Cryobiology)
名詞定義
- 冷凍手術 (cryosurgery)：利用極低溫破壞活組織的外科處置。
- 冷凍治療 (cryotherapy)：僅指以低溫誘發生理變化、但不造成組織破壞的情況。
- 冷凍生物學 (cryobiology)：研究低溫對活組織影響的學問。
熱傳導與冷凍劑選擇
- 熱由高溫傳向低溫；冷凍劑與標的組織的溫差愈大，熱傳導愈快。
- 理想冷凍劑溫度愈低愈好，並能達成破壞良性與惡性細胞所需參數；破壞惡性細胞需使組織溫度低於 −50°C。
- 最常用冷凍劑為液態氮 (liquid nitrogen, LN)，沸點 −196°C（77°K；−321°F）；相對安全、無毒、市售易得。
- 光化性角化症 (actinic keratoses, AKs) 與皮膚癌 (cutaneous carcinomas)：建議使用 LN。
- 良性病灶：可使用沸點較高的冷凍劑，如液態一氧化二氮 liquid nitrous oxide（−88°C）、二氧化碳氣體 carbon dioxide gas（−78°C）、其他壓縮有機氣體（−55 至 −75°C）。
傷害機轉
- 分為直接與間接效應（見 Table 138.1）。
- 機制來自「快速冷凍後緩慢解凍」，即凍融循環 (freeze–thaw cycle)；反覆凍融循環可增加破壞效果。
- 介於冷凍劑與病灶之間的介質決定冷凍速度：
- 空氣是不良導體 → 病灶離冷凍源愈遠，冷凍愈差。
- 水優於空氣（如預先泡濕的疣 verruca 凍得較快）。
- 冰又優於水（如第一次凍融循環後存在的細胞內外冰晶）。
- 金屬是極佳導體 → 解釋冷凍金屬探頭直接接觸皮膚可造成深且快速的冷凍。
各類細胞的致死溫度
- 黑素細胞 (melanocytes)：約 −4°C
- 角質形成細胞 (keratinocytes)：−35°C
- 角質形成細胞癌細胞 (keratinocyte cancer cells)：約 −50°C
- 肉瘤細胞 (sarcoma cells)：−60°C
- 血管內皮 (vascular endothelium)：−15°C 至 −40°C
- 軟骨與骨頭對冷凍相當抗性。
冷凍免疫學 (Cryoimmunology)
- 研究對冷凍皮膚病灶所釋出抗原的先天與體液免疫反應；新式免疫檢測可測得此類反應，可為免疫刺激或免疫抑制。
- 與傳統切除手術的最大差異：冷凍手術把腫瘤留在「原位 (in situ)」。
- 冷凍病灶中心：直接細胞傷害造成壞死 (necrosis) → 釋出腫瘤特異性抗原，刺激免疫反應。先天免疫活化後，抗原呈現細胞 (antigen-presenting cells, APCs) 吞噬腫瘤碎片並呈現處理過的抗原給 T 細胞，啟動 T 與 B 細胞免疫反應。
- 冷凍病灶周邊：溫度較高、屬於次致死 (sublethal)，細胞走向凋亡 (apoptosis) 而非壞死 → 「靜默細胞死亡 (silent cell death)」，發炎極少。
- 免疫冷凍手術 (immunocryosurgery)：加入輔助劑增強反應，包括增強冰傷害者（如 glycine）、凋亡誘導劑（如外用 5-fluorouracil）、免疫調節劑（如外用 imiquimod）；已有令人期待的結果，但仍需更多研究釐清機轉、理想參數與交互作用。
表 138-1：冷凍手術的傷害機轉。