References

neurosurgery

Нейрохирургия

Russian journal of neurosurgery

1683-32952587-7569

Издательский дом "МедИНК"

neurosurgery-51

Research Article

ОБЗОРЫ ЛИТЕРАТУРЫ

LITERATURE REVIEW

Применение ультранизких температур в нейроонкологии

The usage of ultra-cold temperatures in neuro-oncology

Песня-Прасолов

Светозар Борисович

Pesnia-Prasolov

S. V.

svetozardr@mail.ru

Васильев

Сергей Амурабиевич

Vasiliev

S. A.

noemail@neicon.ru

ФГБУ Российский научный центр хирургии им. акад. Б.В. Петровского РАМНRussian Federation

2013

05102017

039298

2017

Песня-Прасолов С.Б., Васильев С.А.

Pesnia-Prasolov S.V., Vasiliev S.A.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.therjn.com/jour/article/view/51

Рассматривается история и современные возможности применения ультранизких температур в нейроонкологии и нейрохирургии, этапы внедрения криохирургии в хирургию опухолей головного мозга как в мире, так и в России. Освещаются возможности современного контроля за процессом криовоздействия и перспективные методы. Рассмотрены основные механизмы криовоздействия на клетку, ткань и сосудистое русло, различные параметры криодеструкции, а также технические факторы, которые могут повлиять на результат криодеструкции. Освещен вопрос криоиммунологических механизмов.

There are considered the history and modern possibilities of the usage of ultralow temperature in Russian and World neuro-oncology and neurosurgery (especially for brain tumor removal), the phases of cryosurgery development. The cryotherapy control and its perspective methods are showed. Also there are reviewed main mechanisms of freezing influence on cells, tissues and vasculature, different parameters of cryo-destruction. This article reports about technical factors and possibilities of their influence on the result of cryo-destruction. Cryo-immunology mechanisms are included.

криохирургия: обзоркриодеструкциякрио-иммунологиязамораживаниемеханизмы замораживанияcryosurgery: A reviewcryo-destructioncryo-immunologyfreezingmechanisms of cryotherapy

References1

Васильев С.А., Крылов В.В., Песня-Прасолов С.Б. и др. Оценка результатов криодеструкции головного мозга млекопитающих (экспериментальная работа) // Хирургия. - 2010. - № 10. - С. 62-68.

Волов М.Б. Применение криохирургического метода при открытых оперативных вмешательствах у больных опухолями головного мозга: автореф. дис.. канд. мед. наук. - СПб, 2007. - 23 с.

Зуев А.А. Хирургическое лечение опухолей головного мозга с использованием интраоперационной сонографии: Автореф. дис.. канд. мед. наук. - М., 2009. - 30 с.

Кандель Э.И., Кукин А.В., Шальников А.И., Шик М.Л. Усовершенствование методики локального замораживания подкорковых структур при стереотаксических операциях на головном мозге // Вопросы нейрохирургии. - 1962. - № 4. - С. 51-54.

Коченов В.И. Криологическая профилактическая онкология. Ниж. Новгород. - 2003. - 92с.

Лапоногов О.А. Этапы развития функциональной нейрохирургии в Украине // Украинский нейрохирургический журнал. - 2000. - № 4. - С. 37-45.

Мануковский В.А., Черебилло В.Ю., Полежаев А.В. Транссфеноидальная хирургия аденом гипофиза с использованием криодеструкции // Материалы III съезда нейрохирургов России. - СПб, 2002. - С. 125.

Мартынов Б.В., Парфенов В.Е., Холявин А.И. и др. Роль стереотаксической криотомии в лечении глиобластом // Материалы IV съезда нейрохирургов России. - М., 2006. - С. 195.

Мартынов В.Б., Парфенов В.Е., Говенько Ф.С. и др. Стереотаксическая локальная криотомия в комбинированном лечении глиальных новообразований головного мозга // Материалы III съезда нейрохирургов России. - СПб, 2002. - С. 125-126.

Низковолос В.Б., Гурчин А.Ф., Холявин А.И., Скворцова Т.Ю. Стереотаксическое лечение опухолей мозга с применением криохирургии и позитронно-эмиссионной томографии // Сборник научных работ и докладов 1-й общероссийской научно-практической конференции - «Криомедицина. Современные методы». - М., 2007. - С. 44

Сипитый В.И., Цыганов А.В. Трансназально-транссфеноидальная криохирургия аденом гипофиза // Украинский нейрохирургический журнал. - 2007. - № 4. - С. 8-11.

Скляр А.А. Криодеструкция глубинных опухолей головного мозга стереотаксическим методом: автореф. дис.. канд. мед. наук. - Киев, 1975. - 16с.

Шафранов В.В., Борхунова Е.Н., Гераськин А.В. и др. Механизм первичного повреждения биологических тканей при криодеструкции // Труды Первой Приволжской Конференции по медицинской криологии под ред. д.м.н. В.И. Коченова «Медицинская криология». - Нижний Новгород, 2003. - Выпуск № 4. - С. 250-268.

Ablin R.J., Soanes W.A., Gonder M.J. Prospects for cryoimmunotherapy in cases of metastasizing carcinoma of the prostate // Cryobiology. - 1971. - № 8. - Р. 271-279.

Arnott J. Practical illustrations of the remedial efficacy of a very low or anaesthetic temperature. I. In cancer // Lancet. - 1850. - № 2. - Р. 257-259.

Arnott І.В. On the treatment of cancer by the regulated application on an anaesthetic temperature / J. Churchill. - London, 1851. - Р. 32-54.

Baust J., Gage A.A., Ma H., Zhang C.M. Minimally invasive cryosurgery-technological advances // Cryobiology. - 1997. - Vol. 34. - № 4. - Р. 373-384.

Bird H., Arnott J. а pioneer in refrigeration // Anaesthesia. - 1949. - № 4. - Р. 10-17.

Bischof J.C., He X. Thermal stability of proteins // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 2005. - № 1066. Р 12-33.

Chang Z., Finkelstein J.J., Ma H., Baust J. Development of a high-performance multiprobe cryosurgical device // Biomedical instrumentation & technology. - 1994. - Vol. 28. - № 5. - Р. 383-390.

Cooper I.S. Cryogenic cooling and freezing of the basal ganglia // Confin Neurol. - 1962. - № 22. - Р 336-340.

Cooper I.S., Lee A.S. Cryostatic congelation: a system for producing a limited, controlled region of cooling or freezing of biologic tissues // The Journal of nervous and mental disease (USA). - 1961 Sep;133. - Р. 259-263.

Den Brok M.H.M.G.M., Sutmuller R.P.M., Nierkens S. et al. Efficient loading of dendritic cells following cryo and radiofrequency ablation in combination with immune modulation induced anti-tumor immunity // British Journal of Cancer. - 2006. - № 95. - Р. 896-905.

Eastham R.J., Mason J.M., Jennings B.R. et al. T-cell rosette test in squamous cell carcinoma of the head and neck // Archives of Otolaryngology. - 1976. - № 102. Р. 171-175.

Fay T. Observations on prolonged human refrigeration // New engl j med. - 1940. - Vol. 40. - P. 1351-1362.

Gage A.A., Baust J. Mechanisms of tissue injury in cryosurgery // Cryobiology. - 1998. - № 37. - Р. 171-186.

Gazzaniga S., Bravo A., Goldszmid S.R. et al. Inflammatory changes after cryosurgery-induced necrosis in human melanoma xenografted in nude mice // Journal of Investigative Dermatology. - 2001. - Vol. 116. - № 5. - Р. 664-671.

Gergel A., Zlochiver S., Rosenfeld M., Abboud S. Induced current bio-impedance technique for monitoring cryosurgery procedure in a two-dimensional head model using generalized coordinate systems // IEEE transactions on bio-medical engineering. - 2005. - Vol. 52. - № 7. - Р 1361-1365.

Hanawa S. An experimental study on the induction of antitumor immunological activity after cryosurgery for liver carcinoma, and the effect of concomitant immunotherapy with OK432 // Journal of the Japanese Surgical Society. - 1993. - Vol. 94. - Р. 57-65.

Hoffmann N.E., Bischof J.C. The cryobiology of cryosurgical injury // Urology. - 2002. - Vol. 60. - Р. 40-49.

Kogel H., Grundmann R., Fohlmeister I. et al. Cryotherapy of rectal cancer. Immunologic results. [German] // Zentralblatt fur Chirugie. - 1985. - 110 (2-3). - Р 147-154.

Liu J., Deng Z.S. Nano-cryosurgery: advances and challenges // J Nanosci Nanotechnol. - 2009. - Vol. 9. - № 8. - Р. 4521-4542.

Lovelock J.E. The haemolysis of human red blood-cells by freezing and thawing // Biochim Biophys Acta. - 1953. - № 10. - Р. 414-426.

Maroon J.C., Onik G., Quigley M.R., Bailes J.E. et al. Cryosurgery re-visited for the removal and destruction of brain, spinal and orbital tumours // Neurological research. - 1992. - Vol. 14. - № 4. - Р. 294-302.

Mazur P. Causes of injury in frozen and thawed cells // Fed Proc. - 1965. - Vol. 24. - Р. 175-182.

Mazur P. Physical-chemical factors underlying cell injury in cryosurgical freezing. In: Cryosurgery, Rand R.W., Tinfert A.P., Von Leden H. (eds). Thomas: Springfield, Illinois.: 1968; 32-51.

Meagher R.J., Buchheit W.A., Narayan R.K. The history of neurosurgery at Temple University // Neurosurgery. - 2004. - Vol. 55. - № 3. - Р. 688-696.

Meryman H.T. Mechanics of freezing in living cells and tissues // Science. - 1956. - Vol. 124. - Р. 515-521.

Metyolkina L., Peresedov V. Transnasal stereotactic surgery of pituitary adenomas concomitant with acromegal // Stereotact Funct Neurosurg. - 1995. - 65(1-4). - Р. 184-186.

Mogami T., Dohi M., Harada J. A new image navigation system for MR-guided cryosurgery // Magn Reson Med Sci. (Japan). - 2002. - Vol. 1. - № 4. - Р. 191-197.

Moser R.P., Abbott I.R., Stephens C.L., Lee Y.Y. Computerized tomographic imaging of cryosurgical iceball formation in brain // Cryobiology. - 1987. - Vol. 24. - № 4. - Р. 368375.

Neel H.B., 3rd, De Santo L.W Cryosurgical control of cancer: effects of freeze rates, tumor temperatures, and ischemia // Ann Otol Rhinol Laryngol. - 1973. - 82. - Р. 716-723.

Neel H.B., 3rd, Ketcham A.S., Hammond W.G. Requisites for successful cryogenic surgery of cancer // Arch Surg. - 1971. - Vol. 102. - Р. 45-48.

Osada S., Imai H., Yawata K., Tanahashi T. et al. Growth inhibition of unresectable tumors induced by hepatic cryoablation: report of two cases // Hepatogastroenterology. - 2008. - Vol. 55. - Р. 231-234.

Peng Y., Martin D.A., Kenkel J. et al. Innate and adaptive immune response to apoptotic cells // Journal of Autoimmunity. - 2007. - № 29. - Р. 303-309.

Rand R.W., Paglia D. Surgical pathology of cryohypophysectomy // Confin Neurol. - 1965. - Vol. 26. - № 3. - Р. 190- 193.

Ravindranath M.H., Wood T.F., Soh D. et al. Cryosurgical ablation of liver tumors in colon cancer patients increases the serum total ganglioside level and then selectively augments antiganglioside IgM // Cryobiology. - 2001. - Vol. 45. - Р. 10-21.

Rock K.L., Hearn A., Chen C.J. et al. Natural endogenous adjuvants // Springer Seminars in Immunopathology. - 2005. - № 26. - Р. 231-246.

Rowbotham G.F., Haigh A.L., Leslie W.G.: Cooling cannula for use in the treatment of cerebral neoplasms // Lancet. - 1959. - № 1. - Р. 12-15.

Rupp C.C., Hoffmann N.E., Schmidlin F.R. et al. Cryosurgical changes in the porcine kidney: histologic analysis with thermal history correlation // Cryobiology. - 2002. - Vol. 45. - P. 167-182.

Sabel M.S. Cryo-immunology: A review of the literature and proposed mechanisms for stimulatory versus suppressive immune responses // Cryobiology. - 2009. - Vol. 58. - P. 1-11.

Sabel M.S., Nehs M.A., Su G. et al. Immunologic response to cryoablation of breast cancer // Breast Cancer Research and Treatment. - 2005. - Vol. 90. - № 1. - P. 97-104.

Seifert J.K., Stewart G.J., Hewitt P.M. et al. Interleukin 6 and tumor necrosis factor-alpha levels following hepatic cryotherapy: association with volume and duration of freezing // World Journal of Surgery. - 1999. - № 23. - P. 1019 -1026

Shibata T., Yamashita T., Suzuki K. et al. Enhancement of experimental pulmonary metastaseis and inhibition of subcutaneously transplanted tumor growth following cryosurgery // Anticancer Research. - 1998. - № 18. - P. 4443-4448.

Skoberne M., Beignon A.S., Bhardwaj N. Danger signals: a time and space continuum // Trends Mol. Med. - 2004. - № 10. - P. 251-257.

Steinbach J.P., Weissenberger J., Aguzzi A. Distinct phases of cryogenic tissue damage in the cerebral cortex of wild-type and c-fos deficient mice // Neuropathol Appl Neurobiol. - 1999. - № 25. - Р. 468-480.

Stuart L.M., Lucas M., Simpson C. et al. Inhibitory effects of apoptotic cell ingestion upon endotoxin-driven myeloid dendritic cell maturation // Journal of Immunology. - 2002. - Vol. 168. - P. 1627-1635.

Suzuki Y. Cryosurgical treatment of advanced breast cancer and cryoimmunological responses // Skin Cancer. - 1995. - № 10. - P. 19-26.

Tacke J., Speetzen R., Adam G., Sellhaus B. et al. Experimental MR imaging-guided interstitial cryotherapy of the brain // American journal of neuroradiology (USA). - 2001. - Vol. 22. - № 3. - Р. 431-440.

Tafra L., Smith S.J., Woodward J.E., Fernandez K.L. et al. Pilot trial of cryoprobe-assisted breast-conserving surgery for small ultrasound-visible cancers // Annals of surgical oncology (United States). - 2003. - Vol. 10. - № 9. - P. 1018-1024.

Tytus C. Cryosurgery, its history and development. In Cryosurgery, its History and. Development, Rand R.W., Tinfert A.P., Von Leden H. (eds). Thomas: Springfield, Illinois. - 1968. - Р. 3-18.

Walder H.A. Some considerations on cryotherapy in neurosurgery // Clin Neurol Neurosurg. - 1975. - Vol. 78. - № 4. - Р. 225-245.

Wang H., Olivero W., Wang D., Lanzino G. Cold as a therapeutic agent // Acta neurochirurgica (Austria). - 2006. - Vol. 148. - № 5. - P. 565-570.

Wen J., Duan Y., Zou Y., Nie Z. et al. Cryoablation induces necrosis and apoptosis in lung adenocarcinoma in mice // Technol Cancer Res Treat. - 2007. - № 6. - Р. 635- 640.

Wolkers W.F., Balasubramanian S.K., Ongstad E.L., Zec H.C., Bischof J.C. Effects of freezing on membranes and proteins in LNCaP prostate tumor cells // Biochim. Biophys. Acta. - 2007. Vol. 1768. - P. 728-736.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.