冷冻对细胞的损伤开始是可逆的，终止冷冻后细胞的功能能恢复，如果继续冷冻，细胞的损伤可以变为不可逆的。冷冻后细胞内冰晶形成，类脂质胞膜凝固变性，引起细胞膜破裂、细胞的渗透性破坏、细胞死亡。
冷冻速度：缓慢冷冻，它使组织细胞外液冷冻形成冰晶，不形成对细胞有致命损害的细胞内冰晶，故对组织的破坏作用较少，不宜用于治恶性肿瘤。快速冷冻，它使细胞内和细胞间同时形成冰晶，对细胞损伤破坏作用较大。超速冷冻，细胞内冰晶来不及形成，仅组织内结冰，细胞不受致命损伤。
冷冻速度除与冷冻温度有关外，还与组织的大小、性质、原有温度等有一定关系。
冷冻温度：根据动物实验及临床观察，许多学者认为组织发生坏死的有效温度是-40℃。温度如果较高，只引起细胞外冰晶形成，使细胞内液流至细胞间隙，不形成细胞内冰晶，不发生细胞膜的破裂和细胞死亡。在这种情况下，一旦冷冻停止复温后，细胞能恢复原有的功能。
冷冻时间：冷冻持续的时间愈长，被冷冻的组织温度愈低，对组织破坏力愈大，被冷冻损伤组织范围也就扩大。有的人觉得延长冷冻时间，不能加深组织坏死深度。冷冻时间对不同疾病，不一样的要求，不一样的温度，效果不完全相同。
冷冻融解速度：组织被冷冻成冰球，当停止冷冻后，冰球逐渐融化，局部充血肿胀，冰球完全融化的时间即是该组织冷冻融解速度，融解速度慢，说明被冷冻的组织温降大，缓慢融解会继续吸收热量，使细胞内冰晶增大，对细胞及组织损伤较大。冷冻次数：目前多数学者主张用冷冻融解再冷冻再融解反复冷冻办法来进行疗，这样对组织损伤大。
冷冻压力：加压冷冻可以使毛细血管闭塞，使组织内血流量减少，被冷冻的组织温降大。
因此，冷冻血管丰富的组织和疗皮下较深处的病变和血管瘤，给予很多压力是必要的。
冷冻面积：在冷冻探头周围被冷冻组织的温降有一定坡度，即离冷冻探头近，组织温降大；离冷冻探头远，则组织温降小。因此，探头要稍大于病变组织，特别是冷冻恶性肿瘤。
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