Кріохірургія і фізичні методи в лікуванні онкологічних захворювань
ARTICLE PDF

Ключові слова

кріохірургія
фізичні методи
деструкція
онкологія

Як цитувати

Чиж , М. О., Бєлочкіна , І. В., & Гладких , Ф. В. (2021). Кріохірургія і фізичні методи в лікуванні онкологічних захворювань. Український радіологічний та онкологічний журнал, 29(2), 127-149. https://doi.org/10.46879/ukroj.2.2021.127-149

Анотація

Актуальність. На сучасному етапі розвитку онкології кріохірургічний метод лікування займає міцні позиції поряд з іншими хірургічними способами лікування злоякісних пухлин. Проте, особливо при застосуванні кріоаплікаційного методу, радикальна низькотемпературна деструкція пухлин великого розміру стикається з проблемою нерівномірного промерзання тканини всередині та на периферії зони кріоабляції, що призводить до недостатньо повного руйнування всіх пухлинних клітин. Перспективною стратегією підвищення ефективності кріогенного методу лікування, що дозволить максимально проявити потенціал впливу низьких температур на біологічні тканини, є комбіноване його використання з іншими фізичними методами. З іншого боку, попередній кріовплив на пухлинну тканину може бути використаний для підвищення ефективності протипухлинної терапії іншими, зокрема, фізичними методами.

Мета роботи – узагальнення та аналіз даних літератури щодо комбінованого використання низьких температур з іншими фізичними методами лікування для визначення ефективності та перспективності їх застосування в сучасній онкології.

Матеріали та методи. Проведено аналіз робіт, опублікованих у 2000–2020 рр., в яких висвітлювались відомості про вплив низьких температур в комбінації з іншими фізичними методами на біологічні тканини. Після пошуку за ключовими словами по міжнародних та українських базах даних, були відібрані, проаналізовані статті за даною тематикою та включені до списку літератури.

Результати та їх обговорення. З урахуванням патогенетичних механізмів дії низьких температур на біологічні структури в огляді представлені переваги та недоліки застосування кріохірургічного методу у лікувальній практиці. На підставі даних експериментальних та клінічних досліджень показано позитивний ефект комбінованого використання кріохірургічних підходів з іншими фізичними методами при проведенні оперативних втручань з приводу абляції злоякісних новоутворень. На розгляд були представлені публікації, в яких описані результати досліджень щодо комбінації кріохірургії: з попередньою гемодилюцією; радіочастотною та мікрохвильовою гіпертермічною абляцією; лазерною та фотодинамічною терапією; електропорацією. Також представлені сучасні уявлення прокріоультразвукову терапію, кріонаноабляцію, кріопроменевий метод лікування та кріоелектроліз.

Висновки. Кріохірургія є ефективним малоінвазивним хірургічним методом і займає гідне місце поряд з іншими способами лікування злоякісних пухлин, незважаючи на те, що на сьогодні ще продовжуються дослідження з оптимізації методики впливу низьких температур на біологічні тканини. Комбіноване використання кріохірургічного методу з іншими фізичними методами при абляції пухлин може сприяти ефективності лікування онкологічних хворих.

https://doi.org/10.46879/ukroj.2.2021.127-149
ARTICLE PDF

Посилання

Compendium. Medicines. URL: https://compendium.com.ua/uk/tutorials-uk/onkologiya/rozdil-nbsp-5-printsipi-likuvannya-patsiyentiv-zi-zloyakisnimi-novoutvorennyami

Baust JG, Gage AA, Johansen TEB, Bauste JM. Mechanisms of cryoablation: Clinical consequences on malignant tumors. Cryobiology. 2014;68(1):1–11. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2013.11.001

Chizh, NA. Endoscopic Cryosurgery. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2017;27(1):3–18. (In English). DOI: https://doi.org/10.15407/cryo27.01.003

Chizh NÀ, Sandomirskiy BP. Cryosurgery. Overloading and renewal. Klinicheskaia khirurgiia. 2011;(6):53–55. (In Russian). URL: https://hirurgiya.com.ua/index.php/journal/issue/view/37/6-2011

Prokhorov GG, Yakovlev AM, Prokhorov DG. Fundamentals of Clinical Cryomedicine. SPb-M.: “Book on demand”. 2017;608. (In Russian).

Belous AM, Grischenko VI. Сryobiology. Kyiv:Scientific thought. 1994;432. (In Russian).

Jansen MC, van Hillegersberg R, Schoots IG et al. Cryoablation induces greater infl ammatory and coagulative responses than radiofrequency ablation or laser induced thermotherapy in a rat liver model. Surgery. 2010;147(5):686–95. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.surg.2009.10.053

Aarts BM, Klompenhouwer EG, Rice SL. Cryoablation and immunotherapy: an overview of evidence on its synergy. Insights into Imaging. 2019;1–12. (In English). DOI: https://doi.org/10.1186/s13244-019-0727-5

Basu S, Binder RJ, Suto R et al. Necrotic but not apoptotic cell death releases heat shock proteins, which deliver a partial maturation signal to dendritic cells and activate the NF-kappa B pathway. International immunology. 2000;12(11):1539–46. (In English). DOI: https://doi.org/10.1093/intimm/12.11.1539

Goltsev A, Bondarovych M, Babenko N et al. Use of Nanomaterials in Cryobiology and Cryomedicine. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2020;30(4):313–30. (In English). DOI: https://doi.org/10.15407/cryo30.04.313

Chizh NA. Cryogenic Equipment in Minimally Invasive Surgery. Problems of Cryobiology and Cryomedicine, 2018;28(3):200–11. (In English). DOI: https://doi.org/10.15407/cryo28.03.200

Xu K, Korpan N, Niu L. Modern cryosurgery for cancer. Singapore: World Scientific. 2012;901. (In English).

Yiu W, Basco MT, Aruny JE, Cheng SW. Cryosurgery: a review. The International journal of angiology. 2007;161(1):1–6. (In English). DOI: https://doi.org/10.1055/s-0031-1278235.

Di DR, He ZZ, Sun ZQ, Liu J. A new nano-cryosurgical modality for tumor treatment using biodegradable MgO nanoparticles. Nanomedicine. 2012;8(8):1233–41. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.nano.2012.02.010

Robilotto AT, Baust JM, Van Buskirk RG et al. Temperature dependent activation of diff erential apoptotic pathways during cryoablation in a human prostate cancer model. Prostate cancer and prostatic diseases. 2013;16(1):41–9. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/pcan.2012.48

Shafranov VV, Ten YuV, Reznitsky VG, Tsiganov DI, Kozhevnikov VA. Combined microwave and cryotherapy on biological tissues in experiment and clinic. Cryobiology. 1988:4:27–32. (In Russian).

Bischof J. Nanowarming: A new concept in tissue and organ preservation. Cryobiology. 2015;71(1):176. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2015.05.051

Guo JR, Shen HC, Liu Y et al. Effect of Acute Normo- volemic Hemodilution Combined with Controlled Low Central Venous Pressure on Blood Coagulation Function and Blood Loss in Patients Undergoing Resection of Liver Cancer Operation. Hepato-gastro- enterology. 2015;140(62):992–6. (In English). URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26902043/

Dronov OI, Khomenko DI, Bakunets PP, Teteryna VV. Temperature Changes During Cryo- effect Potentiated With Distilled Water Assessed in Porcine Liver Model Without Splanchnic Blood Flow. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2017;27(4):348–55. (In Ukraine). DOI: https://doi.org/10.15407/cryo27.04.348

Sviridova TI, Bruslik SV, Vetshev PS. Remote local destruction of liver tumors. Bulletin of Pirogov National Medical & Surgical Center. 2013;8(4):112–7. (In Russian). URL: http://www.pirogov-vestnik.ru/upload/uf/9ad/magazine_2013_4.pdf

Chicheł A, Skowronek J, Kubaszewska M, Kani- kowski M. Hyperthermia – description of a method and a review of clinical applications. Reports of prac- tical oncology and radiotherapy. 2007;12(5):267–75. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/S1507-1367(10)60065-X

Zhu J, Zhang Y, Zhang A et al. Cryo-thermal therapy elicits potent anti-tumor immunity by inducing extracellular Hsp70-dependent MDSC differentiation. Scientific reports. 2016;6:1–12. (In English). DOI: https://doi.org/10.1038/srep27136

Samadov, VH, Kuzmenko AP, Zaharychev VD. Evaluation of Antitumor Effect of Combined Appli- cation of Cryoablation and Microwave Hyperther- mia in the Experiment. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2012;22(3):484–90. (In Russian). URL: http://cryo.org.ua/journal/index.php/probl-cryobiol-cryomed/article/view/52

Samedov VH, Zakharychev VD, Mosyn ОА. Cryo- surgery with local microwave hyperthermia in oral cavity cancer treatment. Clinical Onkology. 2013;10(2):98–100. (In Russian). URL: https://www.clinicaloncology.com.ua/wp/wp-content/uploads/2013/06/244.pdf

Szasz A. Hyperthermia, a modality in the wings. Journal of cancer research and therapeutics. 2007;3(1):56–66. (In English). DOI: https://doi.org/10.4103/0973-1482.31976

Roussakow S. Critical Analysis of Electromagnetic Hyperthermia Randomized Trials: Dubious Effect and Multiple Biases. Conference Papers in Medicine. 2013;Article ID 412186: 31p. DOI: https://doi.org/10.1155/2013/412186 (In English).

Perez CA, Pajak T, Emami B et al. Randomized phase III study comparing irradiation and hyper-thermia with irradiation alone in superficial measurable tumors. Final report by the Radiation Therapy Oncology Group. American journal of clinical onco- logy. 1991;14(2):133–41. (In English). DOI: https://doi.org/10.1097/00000421-199104000-00008

Engin K, Tupchong L, Moylan DJ et al. Randomized trial of one versus two adjuvant hyperther-mia treat- ments per week in patients with superficial tumours. International journal of hyperthermia. 1993;9(3):327–40. (In English). DOI: https://doi.org/10.3109/02656739309005034

Vasanthan A, Mitsumori M, Park JH et al. Regional hyperthermia combined with radiotherapy for uterine cervical cancers: a multi-institutional prospective randomized trial of the international atomic energy agency. International journal of radiation oncology, biology, physics. 2005;61(1):145-53. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2004.04.057

Niu L, Li J, Zeng J, Zhou L et al. Comparison of percutaneous cryoablation with microwave ablation in a porcine liver model. Cryobiology. 2014;68(2):194–9. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2014.01.005

Molotov AV, Zabolotnyy DI, Lukach EV. Combined use of leukinferon and cryo-ultrasound therapy in patients with malignant tumors of the ENT organs. Journal of Ear, Nose and Throat Diseases. 1994;4:64–6. (In Russian).

Zaporozhan VN, Khait OV, Rikberg AB, Bakay ЕA. Cryo-ultrasound therapy of benign diseases of the cervix. Cryobiology and Cryomedicine. 1983;12:64–9. (In Russian).

Merzlikin NV, Tskhai VF, Brazhnikova NA. Cryosurgery of liver tumors. Siberian Journal of Oncology. 2018;17(2):41–8. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.21294/1814-4861-2018-17-2-41-48

Shevchenko YuL, Karpov OE, Vetshev PS. Opportu- nities provided by the hifu-technology for treatment of oncologic patients in a multi-profile hospital. Bulletin of Pirogov National Medical & Surgical Center. 2009;4(2):3–8. (In Russian). URL: http://www.pirogov-vestnik.ru/upload/uf/f7a/ magazine_2009_2.pdf

Nazarenko GI, Chen VSH, Dzhan L, Khitrova AN. Ultrasound ablation-HIFU high-tech organ-preserving alternative to surgical treatment of tumors. 2008;87. (In Russian).

Aus G. Current Status of HIFU and Cryotherapy in Prostate Cancer. A Review. European Urology. 2006;50(5):927–34. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.eururo.2006.07.011

Siddiqui KM, Billia M, Williams A, Alzahrani A, Chin JL. Comparative Morbidity of Ablative Energy Based Salvage Treatments for Radio-recurrent Prostate Cancer. Canadian Urological Association journal. 2015;9(9–10):325–9. (In English). URL: http://dx.doi.org/10.5489/cuaj.3113

Liu J, Deng Z-S. Nano-cryosurgery: advances and challenges. Journal of nanoscience and nanotechno- logy. 2009;9(8):4521–42. (In English). DOI: https://doi.org/10.1166/jnn.2009.1264

Yan J-F, Liu J. Nanocryosurgery and its mechanisms for enhancing freezing effi ciency of tumor tissues. Nanomedicine. 2008;4(1):79–87. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.nano.2007.11.002

Hou Y, Sun Z, Rao W, Liu J. Nanoparticle-mediated cryosurgery for tumor therapy. Nanomedicine: NBM. 2018;14:493–506. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.nano.2017.11.018

Ye P, Kong Y, Chen Xi, Li W et al. Fe3O4 nanoparticles and cryoablation enhance ice crystal formation to improve the effi ciency of killing breast cancer cells. Oncotarget. 2017;8(7):11389–99. (In English). DOI: https://doi.org/10.18632/oncotarget.13859

Yu TH, Liu J, Zhou YX. Selective freezing of target biological tissues after injection of solutions with specifi c thermal properties. Cryobiology. 2005;50(2):174–82. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cryobiol.2005.01.001

Sun Z, Yan J, Rao W, Liu J. Particularities of Tissue Types in Treatment Planning of Nano Cryosurgery. 3rd IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems. 2008;885–9. (In English). DOI: https://doi.org/10.1109/NEMS.2008.4484465

Miehlke A, Chilla R, Vollrath M. Cryosurgery and laser surgery in the treatment of malignant and benign laryngeal processes. ORL; journal for oto-rhino-laryn- gology and its related specialties. 1979;41(5):273–87. (In English). DOI: https://doi.org/10.1159/000275446

Ierace MK, Canfield MS, Peters‐Kennedy J, Kane CW. Combined carbon dioxide laser and cryosurgical abla- tion of rostral nasal septum squamous cell carcinoma in 10 dogs. Veterinary dermatology. 2017;28:435–6. (In English). DOI: https://doi.org/10.1111/vde.12683

Juarranz A, Jaén P, Sanz-Rodríguez F, Cuevas J, González S. Photodynamic therapy of cancer. Basic principles and applications. Clinical & translational oncology. 2008;10(3):148–54. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/s12094-008-0172-2

Benov L. Photodynamic therapy: current status and future directions. Medical principles and practice. 2015;24(l):P. 14–28. (In English). DOI: https://doi.org/10.1159/000362416

Heppt MV, Steeb T, Ruzicka T, Berking C. Cryosurgery combined with topical interventiontions for actinic keratosis: a systematic review and meta-analysis. British Journal of Dermatology. 2019;180:740–8 (In English). DOI: https://doi.org/10.1111/bjd.17435

Boularda C, Duval Modestea AB, Boulliea MC, Marpeaub L, Courvillec P, Joly P. Traitement de la maladie de Paget vulvaire par cryochirurgie et photo- thérapie dynamique topique Cryosurgery and photo- dynamic therapy for the treatment of Paget’s disease of the vulva: Two cases. Annales de Dermatologie et de Vénéréologie. 2013;140(4):282–6. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/j.annder.2013.01.425

Hou Yi, Zhang Pengju, Wang Dawei, Liu Jing. Liquid Metal Hybrid Platform-Mediated Ice-Fire Dual Noninvasive Conformable Melanoma Therapy. ACS applied materials & interfaces. 2020; 12:27984−93. (In English). DOI: https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c06023

Lukashova VA, Mikhanovsky AA. Morphofunctional state of Guerin’s carcinoma after fractionated X-ray irradiation and joint simultaneous action of cryo- and radiation factors. Ukrainian journal of radiology. 2007;15(3):344–51. (In Ukrainian).

Lukashova OP, Mikchanovsky OA, Slobodia- niuk OV et al. Ultrastructure of endometrium adenocarcinoma after cryoradiation therapy at total doses of 10, 20 and 30 GY. Ukrainian journal of radiology. 2012;20(3):25−31. (In Russian).

Vinnikov VA,. Mikhanovskiy AA. Maznik NA. Cytogenetic abnormalities in peripheral lymphocytes of patients with uterine carcinoma treated with radiation therapy: effects of pre-irradiation tumor cryodestruction. Experimental Oncology. 2003; 25(4):279–84. (In English).

Pustynskiy IN, Tkachev SI, Tabolinovskaya TD, Alieva SB. Cryosurgical and cryoradiation treatments in patients with calvarial skin cancer. Head and Neck Tumors (HNT). 2015;5(3):24–30. (In Russian.) DOI: https://doi.org/10.17650/2222-1468-2015-5-3-24-30

Pustynskiy IN, Tabolinovskaya TD, Tkachev SI et. al. Cryo-radiotherapy for local lyadvanced recurrent skin cancer of the face. Siberian journal of oncology. 2017;16(6):67–72. (In Russian). DOI: https://doi.org/10.21294/1814-4861-2017-16-6-67-72

Vergnon JM, Schmitt T, Alamartine E, Barthelemy JC, Fournel P, Emonot A. Initial combined cryotherapy and irradiation for unresectable non-small cell lung cancer. Chest. 1992;102.1436–40. (In English). DOI: https://doi.org/10.1378/chest.102.5.1436

Slanina S, Bazhutova G, Pustynskiy I, Lubaev V, Yagubov A. Survival of the cultured human tumor cells exposed to cryo-radiation treatment. 7-th International Conference of Anticancer Research. 2004;3608. (In English).

Nilsson E, Von Euler H, Berendson J. et al. Electro- chemical treatment of tumours. Bioelectrochemistry. 2000;51(1):1–11. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/S0302-4598(99)00073-2

Fosh BG, Finch JG, Lea M et al. Use of electrolysis as an adjunct to liver resection. British Journal of Surgery. 2002;89(8):999–1002. (In English). DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-2168.2002.02134.x

Lugnani F, Zanconati F, Marcuzzo T et al. A Vivens Ex Vivo Study on the Synergistic Effect of Electro- lysis and Freezing on the Cell Nucleus. PLoS ONE. 2015;10(12):1–16. (In English). DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0145133

Lugnani F, Macchioro M, Rubinsky B. Cryo- electrolysis – electrolytic processes in a frozen physio- logical saline medium. Peer J. 2017;1–18. (In English). DOI: https://doi.org/10.7717/peerj.2810

Mucciardi G, Magno C, Inferrera A, Lugnani F. Cryosurgery and Irreversible Electroporation: The State of the Art, Advantages, and Limitations. Handbook of Electroporation. Springer. Cham. 2016. (In English). DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-26779-1_110-1

Weaver JC, Chizmadzhev JA Theory of electroporation: a review. Bioelectrochem Bioenergy. 1996; 41(2): 135–160. (In English). DOI: https://doi.org/10.1016/S0302-4598(96)05062-3

Edd JF, Horowits L, Davalos RV, Mir LM, Rubinsky B In vivo results of a new focal tissue ablation technique: irreversible electroporation. IEEE transactions on bio-medical engineering. 2006;53(7):1409–15. (In English). DOI: https://doi.org/10.1109/TBME.2006.873745

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.