沉陽液化氣冷凍療法是一種利用低溫作用于組織引起壞死的方法來達(dá)到治療目的。這是一個生化過程。在低于0°C的低溫下使用人體組織時，組織中的水會凍結(jié)形成冰晶。當(dāng)溫度不是很低時，組織會緩慢冷卻，并且冰晶主要形成在細(xì)胞外部。當(dāng)溫度低時，組織迅速冷卻，并且冰晶主要形成在細(xì)胞中。細(xì)胞中冰晶的致命損害更大，因此制冷劑溫度越低，對細(xì)胞的損害越大。冰晶會導(dǎo)致對細(xì)胞的機(jī)械損傷，組織中水的凍結(jié)，細(xì)胞脫水以及電解質(zhì)的濃縮，這些電解質(zhì)會由于中毒而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。凍融相對細(xì)胞死亡具有更重要的影響。冷凍和解凍時，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。緩慢解凍可以增強(qiáng)并延長這種效果。大的冰晶會對細(xì)胞造成更嚴(yán)重的機(jī)械損傷。同時，細(xì)胞會在濃電解質(zhì)環(huán)境中放置更長的時間，從而加速細(xì)胞死亡。因此，緩慢的解凍對組織更具破壞性。與解凍速度有關(guān)的因素包括制冷劑的溫度，冷凍療法的時間長度，組織的水分含量和導(dǎo)熱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。低溫會引起血管收縮，血流變慢，進(jìn)一步形成血栓，阻塞血流，低溫會直接損傷血管，引起血管內(nèi)皮細(xì)胞水腫，壞死，甚至細(xì)胞溶解，導(dǎo)致組織缺血甚至死亡。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。低溫導(dǎo)致局部溫度突然下降，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，對細(xì)胞致死性低溫的最高溫度線是-20°C。各種細(xì)胞對低溫的敏感性不同，例如：色素細(xì)胞更敏感，而皮膚組織，骨骼組織和神經(jīng)組織更寬容。