沉陽(yáng)液化氣冷凍療法是利用低溫作用于組織引起壞死的一種方法，從而達(dá)到治療目的。這是一個(gè)生化過程。當(dāng)在低于0°C的低溫下使用人體組織時(shí)，組織中的水會(huì)凍結(jié)形成冰晶。當(dāng)溫度不是很低時(shí)，組織會(huì)緩慢冷卻，并且冰晶主要形成在細(xì)胞外部。當(dāng)溫度低時(shí)，組織迅速冷卻，并且冰晶主要在細(xì)胞中形成。細(xì)胞中的冰晶具有更大的致死作用，因此制冷劑溫度越低，對(duì)細(xì)胞的損害作用就越大。冰晶會(huì)導(dǎo)致對(duì)細(xì)胞的機(jī)械損傷，組織中的水凍結(jié)，細(xì)胞脫水以及電解質(zhì)濃縮，這些電解質(zhì)會(huì)因中毒而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。凍融相對(duì)細(xì)胞死亡具有更重要的影響。當(dāng)冷凍和解凍時(shí)，細(xì)胞之間的冰晶首先融化，從而吸收了細(xì)胞周圍的大量熱能，導(dǎo)致細(xì)胞繼續(xù)冷凍并形成更大的冰晶。緩慢的融化可以增強(qiáng)并延長(zhǎng)這種作用，大的冰晶可以對(duì)細(xì)胞造成更嚴(yán)重的機(jī)械損傷，并且還可以將細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間置于濃縮的電解質(zhì)環(huán)境中，從而加速細(xì)胞死亡。因此，緩慢解凍對(duì)組織更具破壞性。與解凍速度有關(guān)的因素包括制冷劑的溫度，冷凍療法的持續(xù)時(shí)間，組織的水分含量，熱導(dǎo)率以及組織的血液供應(yīng)是否充足。如果血液供應(yīng)充足，則解凍加速。由體溫過低引起的血液循環(huán)異常是由冷凍引起的組織壞死的另一原因。低溫會(huì)引起血管收縮，血流變慢，然后血栓形成會(huì)阻塞血流。低溫會(huì)直接損壞血管，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞浮腫，壞死，甚至細(xì)胞溶解，從而導(dǎo)致組織缺血和死亡。另外，低溫使脂蛋白復(fù)合物變性，脂蛋白復(fù)合物是細(xì)胞的主要成分，導(dǎo)致細(xì)胞破裂。低溫會(huì)導(dǎo)致局部溫度突然下降，這會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞遭受溫度沖擊，這也是由于冷凍導(dǎo)致細(xì)胞死亡的原因。將組織冷凍到冰球中，然后自然融化以進(jìn)行凍融循環(huán)。實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)證明，多次冷凍-解凍循環(huán)比單次冷凍-解凍循環(huán)更具破壞性，加深了冷凍深度并降低了活細(xì)胞的存活率。制冷劑接觸組織的溫度最低，并且溫度逐漸向邊緣升高。一般認(rèn)為，細(xì)胞致死低溫的最高溫度線是-20°C。各種細(xì)胞對(duì)低溫的敏感性是不同的，例如：色素細(xì)胞更敏感，而皮膚組織，骨骼組織和神經(jīng)組織較寬容。