肌體組織受到0℃以下低溫利用時(shí)，組織中的水分凍結(jié)形成冰晶。作用的溫度不很低時(shí)，組織降溫緩慢，冰晶主要在細(xì)胞外形成;作用的溫度很低時(shí)，組織急驟降溫，則冰晶主要形成于細(xì)胞內(nèi)。細(xì)胞內(nèi)的冰晶致死性損傷作用更大，故致冷劑的溫度越低，對(duì)細(xì)胞的損傷作用也越大。冰晶可引起細(xì)胞的機(jī)械性損傷;組織中的水分結(jié)冰，細(xì)胞脫水，電解質(zhì)濃縮使細(xì)胞中毒死亡。冰凍融解期對(duì)細(xì)胞的死亡有更為重要的作用。冰凍融解時(shí)，細(xì)胞間的冰晶先融解，從而吸收周圍的大量熱能，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)繼續(xù)結(jié)冰，形成更大的冰晶。緩慢融凍可加強(qiáng)和延長(zhǎng)此種作用，大的冰晶可致使細(xì)胞更嚴(yán)重的機(jī)械損傷，同時(shí)也使細(xì)胞更久地處于濃縮的電解質(zhì)環(huán)境中，加速細(xì)胞的死亡。

因此，緩慢融凍對(duì)組織的破壞性更大。融凍快慢有關(guān)因素有致冷劑的溫度，冷凍治療的時(shí)間長(zhǎng)短，組織的含水量、導(dǎo)熱性，組織的血流供應(yīng)是否豐富。如果血供豐富，則融凍加快。低溫引起血循環(huán)障礙，是冷凍引起組織壞死的另一因素。低溫引起血管收縮，血流減慢，進(jìn)而血栓形成，阻斷血流;低溫可直接損傷血管，引起血管內(nèi)皮細(xì)胞水腫、壞死，甚至細(xì)胞溶解，使組織發(fā)生缺血、死亡。此外，低溫使構(gòu)成細(xì)胞的主要成分脂質(zhì)蛋白復(fù)合物發(fā)生變性，致使細(xì)胞破裂;低溫引起局部溫度驟然下降，使細(xì)胞發(fā)生溫度性休克，也是冷凍引起細(xì)胞死亡的原因。組織被冷凍結(jié)成冰球，然后再讓其自然融凍，為一次凍融周期。實(shí)驗(yàn)及臨床證明，多次凍融較一次凍融具有更大的破壞作用，加深冷凍的深度，減少活細(xì)胞的殘存率。致冷劑接觸組織之處的溫度最低，由此向邊緣溫度逐漸升高。一般認(rèn)為，細(xì)胞致死的低溫的最高溫度線在-20℃。各種細(xì)胞對(duì)低溫的敏感性不同，例如:色素細(xì)胞較為敏感，而皮膚組織、骨組織、神經(jīng)組織的耐受性則較高。