Kriyoterapinin Temel Prensipleri
Özet
Kriyoterapi, dokulara lokal olarak yoğun soğuk uygulaması yaparak ablasyon sağlayan ve kökleri antik Mısır dönemine kadar uzanan köklü bir tedavi yöntemidir. Tarihsel süreç içerisinde, 1800'lü yıllarda James Arnott'ın buz ve tuz karışımlarıyla başlattığı hücresel yıkım çalışmaları, 1963 yılında Cooper'ın sıvı nitrojen kullanan ilk modern kriyoprobu geliştirmesiyle yeni bir boyut kazanmıştır. 1980’li yıllarda ultrason teknolojisinin dondurma sürecini eş zamanlı izleme imkanı sunması ve ardından Joule-Thomson ilkesine dayanan argon gazı bazlı probların üretilmesi, hedef dokularda daha tutarlı sıcaklık kontrolü sağlayarak etraf doku hasarı riskini minimize etmiştir. Kriyoterapide etkin doku yıkımı, dondurma ve çözünme döngülerinin ardışık uygulanmasıyla elde edilir. Hızlı dondurma işlemi hücre içi mekanik travma, iskemi ve apoptozise yol açarken, yavaş dondurma hücre dışı kristalleşme ve ozmotik gradyan yoluyla hücresel dehidratasyona neden olur. Çözünme safhasında ise hücresel ödem meydana gelerek membran bozulmalarını ve koagülasyon nekrozunu tamamlar. Kanserli dokularda tam hücre ölümü için -40 °C eşik sıcaklık gerekirken, buz topunun tümör sınırının 5-10 mm ötesine uzanması şarttır. Günümüz üroloji pratiğinde, böbrek ve prostat tümörlerinde başarıyı artırmak için çift dondurma-çözünme döngüsü ve 8-10 dakikalık dondurma süreleri uygulanmakta, komplikasyonları önlemek amacıyla termokulplar ve üretral ısıtıcılar aktif olarak kullanılmaktadır.
Cryotherapy is a specialized ablative treatment method that applies intense, localized cold to target tissues, with historical origins dating back to ancient Egypt. The therapeutic approach advanced from James Arnott's pioneering use of ice and salt mixtures in the mid-1800s to Cooper's landmark development of the liquid nitrogen cryoprobe in 1963. The subsequent introduction of real-time ultrasound monitoring in the 1980s, combined with the emergence of argon gas-based probes operating on the Joule-Thomson principle, revolutionized the field by enabling precise thermal control and safeguarding surrounding structures. The mechanism of action relies on sequential freeze-thaw cycles to maximize tissue destruction. Rapid freezing generates damaging intracellular ice crystals that trigger direct mechanical trauma, ischemia, and apoptosis, whereas slower freezing induces extracellular ice formation, causing severe dehydration via osmotic shifts. The thawing phase further destabilizes cell membranes through rapid fluid influx and cellular edema, culminating in coagulation necrosis and subsequent fibrosis. Research demonstrates that achieving a critical threshold of -40 °C is mandatory for malignant cell eradication, necessitating that the therapeutic ice ball extends 5 to 10 mm beyond the tumor margin. Consequently, contemporary urological protocols for renal and prostate cancers advocate for double freeze-thaw cycles lasting 8 to 10 minutes, utilizing thermocouples and urethral warmers to actively suppress adverse effects.
Referanslar
Tracy C, Cadeddu, JA Nonsurgical Focal Therapy for Renal Tumors. In: Partin AW, editor. Campbell-Walsh-Wein Urology. Twelfth ed. Philadelphia: Elsevier, Inc.; 2021. p. 2309-23.
Arnott J. Practical illustrations of the remedial efficacy of a very low or anaesthetic temperature in cancer. The Lancet. 1850;56(1411):316-8.
Copper IS. Cryogenic surgery: a new method of destruction or extirpation of benign or malignant tissues. N Engl J Med. 1963;268:743-9.
Onik G, Cooper C, Goldberg HI, Moss AA, Rubinsky B, Christianson M. Ultrasonic characteristics of frozen liver. Cryobiology. 1984;21(3):321-8.
Rewcastle JC, Sandison GA, Saliken JC, Donnelly BJ, McKinnon JG. Considerations during clinical operation of two commercially available cryomachines. J Surg Oncol. 1999;71(2):106-11.
Baust JG, Gage AA. The molecular basis of cryosurgery. BJU Int. 2005;95(9):1187-91.
Erinjeri JP, Clark TW. Cryoablation: mechanism of action and devices. J Vasc Interv Radiol. 2010;21(8 Suppl):S187-91.
Rupp CC, Hoffmann NE, Schmidlin FR, Swanlund DJ, Bischof JC, Coad JE. Cryosurgical changes in the porcine kidney: histologic analysis with thermal history correlation. Cryobiology. 2002;45(2):167-82.
Chosy SG, Nakada SY, Lee FT, Jr., Warner TF. Monitoring renal cryosurgery: predictors of tissue necrosis in swine. J Urol. 1998;159(4):1370-4.
Campbell SC, Krishnamurthi V, Chow G, Hale J, Myles J, Novick AC. Renal cryosurgery: experimental evaluation of treatment parameters. Urology. 1998;52(1):29-33; discussion -4.
Woolley ML, Schulsinger DA, Durand DB, Zeltser IS, Waltzer WC. Effect of freezing parameters (freeze cycle and thaw process) on tissue destruction following renal cryoablation. J Endourol. 2002;16(7):519-22.
Finley DS, Pouliot F, Miller DC, Belldegrun AS. Primary and salvage cryotherapy for prostate cancer. Urol Clin North Am. 2010;37(1):67-82, Table of Contents.
Auge BK, Santa-Cruz RW, Polascik TJ. Effect of freeze time during renal cryoablation: a swine model. J Endourol. 2006;20(12):1101-5.
Breen DJ, Bryant TJ, Abbas A, Shepherd B, McGill N, Anderson JA, et al. Percutaneous cryoablation of renal tumours: outcomes from 171 tumours in 147 patients. BJU Int. 2013;112(6):758-65.
Klossner DP, Robilotto AT, Clarke DM, VanBuskirk RG, Baust JM, Gage AA, et al. Cryosurgical technique: assessment of the fundamental variables using human prostate cancer model systems. Cryobiology. 2007;55(3):189-99.
Donnelly BJ, Saliken JC, Ali-Ridha N, Rewcastle JC, White LJ. Histological findings in the prostate two years following cryosurgical ablation. Can J Urol. 2001;8(2):1237-9.