Zusammenfassung: Im Bereich der Weichteilsarkome gelangen in den letzten Jahren trotz der Einführung der „targeted therapy“ kein entscheidender Durchbruch in der medikamentösen Therapie und keine wesentlichen Verbesserungen der Überlebensraten. Grund dafür sind die hohe Heterogenität dieses Tumortyps, ein begrenztes Wissen über die molekularen Faktoren der Tumorentwicklung und -progression und eine niedrige Inzidenz der einzelnen Sarkom-Subtypen, welche die Durchführung klinischer Studien zu einer Herausforderung macht. Für die Entwicklung neuer zielgerichteter Therapeutika ist eine intensive Beforschung der Tumorbiologie mittels präklinischer Studien unabdingbar.
Neben der herkömmlichen 2D-Zellkultur hat sich in den letzten Jahren die moderne Zellkultur immer stärker in Richtung dreidimensionaler Modelle entwickelt, welche dem physiologischen Ist-Zustand am besten entspricht. Durch die 3D-Kultivierung werden die Architektur des Spendergewebes imitiert und sowohl Zell-Zell- als auch Zell-Matrix-Wechselwirkungen ermöglicht. Neben 3D-Kulturen mit verschiedenen Trägermaterialien können auch sogenannte Sphäroidkulturen gezüchtet und organotypische Schnittkulturen oder patientenspezifische Tumororganoide für unterschiedliche Fragestellungen verwendet werden. Obwohl grundsätzlich die 3-R-Regel (reduce, refine, replace) gelten sollte, kann in der biomedizinischen Grundlagenforschung nicht vollständig auf tierexperimentelle Studien verzichtet werden. Ein unkomplizierter, pflegeleichter und preisgünstiger Modellorganismus ist die Larve des Zebrafisches. Zudem ermöglicht das klassische In-vivo-Mausmodell die Erforschung histologischer, genetischer und epigenetischer Merkmale.
Summary: Despite the recent introduction of “targeted therapy“ in the field of soft tissue sarcomas, no decisive breakthrough has been achieved in terms of pharmaceutical therapy or survival chances. The reason for this are the high heterogeneity of this tumor type, limited knowledge of the molecular factors causing tumor development and progression and a low incidence of the various sarcoma subtypes, which makes clinical studies challenging.
In order to develop new targeted therapies, intensive research on tumor biology using pre-clinical studies is essential. Aside from conventional 2D cell culture, in recent years modern cell culture has increasingly moved towards threedimensional models, which offer a better representation of physiological conditions. In 3D cell culture, the architecture of the donor tissue can be imitated and cell-to-cell as well as cell-to-matrix interactions are possible. Aside from 3D cultures using various scaffold materials, so-called spheroid cultures can also be performed, as well as organotypic section cultures or patient specific tumor organoids, depending on the research question. Although generally the 3R rule (reduce, refine, replace) should be followed, fundamental biomedical research cannot completely abstain from animal experimentation. The zebra fish larva is an uncomplicated, low maintenance and economical model organism. Furthermore, the classic in vivo mouse model allows research into histological, genetic and epigenetic characteristics.
Zusammenfassung: Die Sonografie eignet sich hervorragend als erste bildgebende diagnostische Methode für die meisten Sehnenpathologien. Die Vorteile des Ultraschalls ergeben sich einerseits durch die hohe Auflösung und ausgezeichnete Weichteildarstellung, andererseits durch die Möglichkeit der dynamischen Untersuchung. Zudem erlaubt die Farb- bzw. Power-Doppler-Sonografie Rückschlüsse auf die entzündliche Aktivität der Erkrankung. Die sonografische Untersuchung ist somit der MRT an „diagnostischer Performance“ in den meisten Fällen überlegen. Wichtige Artefakte der Methode, wie z.B. das Phänomen der Anisotropie, müssen dem Untersucher bekannt sein. Sowohl entzündliche Veränderungen, wie Tenosynovialitiden, Enthesitiden als auch degenerative und verletzungsbedingte Läsionen können sicher erkannt werden. Dieses Kapitel gibt einen kurzen Überblick über die aktuellen Möglichkeiten und Limitationen des diagnostischen Ultraschalls von Sehnenerkrankungen.
Summary: Due to it´s high resolution and the possibility of dynamic examination sonography should be the first imaging modality for the diagnosis of tendon pathologies. Furthermore nearly all tendons are readily accessible. With the help of power-Doppler mode inflammation is easy to indentify. Thus the diagnostic performance of sonography is even better than MRI. Nevertheless important artifacts like anistoropy have to be kept in mind. Tendon injuries, overuse as well as rheumatic disorders like enthesitis and tenosynovitis can be revealed by ultrasound. This chapter gives a brief overview of the feasibility, technique and limitations of current tendon sonography.
Zusammenfassung: Das Skelettsystem ist die dritthäufigste Lokalisation für Metastasen eines Karzinoms. Aus diesem Grund werden Orthopäden und Unfallchirurgen außerhalb von spezialisierten muskuloskelettalen Tumorzentren viel häufiger mit einer Metastase als einem primären Knochentumor konfrontiert. Ein onkologisches Basiswissen ist daher essenziell. Die Metastasierung stellt eine Generalisierung eines Tumorleidens im Körper dar. Die Behandlung von Skelettmetastasen ist daher interdisziplinär vorzunehmen und erfordert ein stadien- und patientenadaptiertes Vorgehen. Bei unbekanntem Primarius oder langem Intervall zwischen Tumor und Auftreten einer Metastasierung muss auch an das Vorliegen eines primären Knochentumors bzw. eines Zweitkarzinoms gedacht werden. Bei Zweifel ist hier dringend eine Biopsie zu empfehlen. An chirurgischen Therapiemöglichkeiten stehen die alleinige Stabilisierung, die Stabilisierung mit Radiatio, die intraläsionale Resektion mit Radiatio sowie die weite bzw. marginale Resektion zur Verfügung. Die Therapieentscheidung muss der aktuellen und zu erwartenden Situation des Patienten Rechnung tragen.
Summary: Metastases are an indicator for generalization of a tumor disease. The treatment of bony metastases requires an interdisciplinary approach and has to be adapted to patients’ tumor stage and to patients’ demands. A negative history of tumor or a long interval between primary tumor and secondary metastases should lead to the differential diagnosis of a primary bone tumor or a secondary carcinoma. A biopsy should be taken in doubt. Surgical therapy ranges from palliative stabilization to more aggressive wide resections.
Zusammenfassung: Pathologien der Achillessehnen sind sehr häufig – vor allem bei Lauf- und Sprungsportlern. Die Sonografie ist das wertvollste Tool in der Diagnostik und zur Indikationsstellung und Durchführung diverser Therapieverfahren.
Die Strukturveränderungen der Sehne, die mit der in aller Regel vorliegenden Degeneration einhergehen, umfassen Einlagerungen von Proteoglykanen und Wasser, Desorganisation der Kollagenstrukturen, Zellkernvermehrungen und die Einsprossung von Neogefäßen. Diese Veränderungen können sonografisch gut visualisiert werden. Die degenerativ veränderte Sehne zeigt sich verdickt, hypoechogen und gefäßinjiziert. Bei den Insertionspathologien sowie dem Vorliegen von metabolischen Begleiterkrankungen finden sich darüber hinaus häufig intratendinöse Kalzifikationen – die erkannt werden sollten, da sie mit einem schlechteren Outcome bei konservativer Therapie vergesellschaftet sind.
Die Sehnen sollten im entspannten Zustand in ihrer gesamten Länge im Längs- und Querschnitt beurteilt werden. Die dynamische Untersuchung liefert bei der Beurteilung von Rupturen wertvolle Zusatzinformationen. Beginnende Tendinopathien können unter Zuhilfenahme der Elastografie am sensitivsten detektiert werden. Für die Darstellung und Therapie der Neovaskularisationen ist ein guter Farb- oder Power-Dopplermodus entscheidend.
Summary: Achilles tendinopathy is very common in the sporting population, especially in running and jumping athletes. Ultrasound is the most useful diagnostic tool because it is readily available and allows dynamic examination. Tendinosis is characterised by disorganization of the collagen structure with degeneration from collagen I into collagen III as well as increase in proteoglycane and water content and neurovascular ingrowth. Those histological changes can be visualised by ultrasound resulting in thickening of the tendon, hypoechogenity and neovascularisation in colourdoppler or powerdoppler. In insertional tendinopathies and metabolic disorders, intratendinous calcifications may be found. They are important to detect, because they are often associated with a worse outcome.
The most sensitive assessment in early tendinosis is elastography in combination with B-mode scan. Ultrasound can also guide therapy and is very useful performing injections or minimally invasive surgical techniques.
Zusammenfassung: Die Syndesmose ist eine der wesentlichen Stabilisatoren des Sprunggelenks. Verletzungen der Syndesmose können daher zu schwerwiegenden Insuffizienzen der Stabilität im Bereich der Malleolengabel des oberen Sprunggelenks führen. Die sonografische Untersuchung der Syndesmose erlaubt eine schnelle, sichere und funktionelle Diagnostik derselben. Eine Ruptur des vorderen Anteils oder eine funktionelle Syndesmosen-Insuffizienz kann in definierten sonografischen Standardschnittebenen sicher beurteilt werden. Die funktionelle sonografische Untersuchung der Sprunggelenkgabel sollte primär in Außenrotationsstellung des Fußes erfolgen.
Im folgenden Artikel wird der hohe Stellenwert der Sonografie in der bildgebenden Diagnostik von Syndesmosen-Verletzungen aufgezeigt.
Summary: Syndesmosis ligament is one of most important stabilizers of the ankle joint. Rupture of more than one of the ventral, intermediate or dorsal parts lead to significant instability and early arthrosis of the ankle joint. Therefore examination of this ligament is essential in ankle sprain accidents. Simple sonography of the ventral part of the ligament shows rupture or exclude it! Furthermore testing of stability of syndesmosis is easy and safe, when examining in external foot rotation. We show the high value of sonography of syndesmosis ligament.
Zusammenfassung: Sonografisch gezielte Injektionen an der Wirbelsäule, Gelenkfacetten- und Wurzelblockaden, Kaudalanästhesien und Blockaden der Intercostalnerven haben sich in den letzten 30 Jahren im diagnostisch/therapeutischen Spektrum fest etabliert. Im Gegensatz zur Führungskontrolle mit konventionellem Röntgenbildwandler und den Schnittbildverfahren CT und MRT ist die Sonografie leichter verfügbar, strahlungsfrei und ermöglicht mit vergleichsweise geringem technischen und organisatorischen Aufwand eine anschauliche und zielsichere Steuerung der gewünschten Punktion und Injektion in Echtzeit. Orthopäden, Unfall- und Neurochirurgen und Anästhesisten haben aus ihrer jeweiligen fachlichen Perspektive heraus Standardebenen und Untersuchungstechniken entwickelt und veröffentlicht, die Eingang in die tägliche Praxis gefunden haben [1, 2, 3, 5, 6]. Anhand der Daten aus über 30 Jahren Ultraschalldiagnostik in Klinik und Praxis und zahlreichen Fortbildungskursen werden die wichtigsten Injektionstechniken je Wirbelsäulenabschnitt in Abhängigkeit von den unterschiedlichen anatomischen Gegebenheiten dargestellt.
Summary: Over the last 30 years techniques of ultrasound-guided injections at the vertebral column, joints, facets and spinal nerve roots have developed to be an established tool to diagnose and treat acute and chronic vertebral pain. Compared to guidance by conventional x-ray image converters and the cross-sectional techniques CT and MRI, ultrasound is more easily available, free of radiation, and allows real-time observation of the process of puncture/injection and targeting the correct anatomical structures at the correct spot by rather simple means of technical equipment and organization. Orthopedic surgeons, radiologists and anesthesists have developed standard views and procedures of ultrasound-controlled injections according to their individual needs. Current textbooks include some of these views and procedures used in daily practice [1, 2, 3, 5, 6]. In this review the most important injection procedures, as far as the different vertebral segments and the sacroiliacal joint are concerned, are demonstrated with the specific anatomical landmarks as have been developed in 35 years of practical experience in ultrasound diagnostics and taught in numerous instructional courses.
Zusammenfassung: In den letzten Jahren haben sich sonografisch gestützte schmerztherapeutische Interventionen an der HWS zusätzlich zum Bildwandler etabliert. Dabei bieten sich insbesondere die Facettengelenke sowie die Medial Branches für diese Interventionen an. Diese können sowohl zu diagnostischen als auch zu therapeutischen Zwecken verwendet werden.
Summary: During the last years additionally to fluoroscopic guided cervical interventions ultrasonic assisted technics have been established. Especially the medial branches and the facet joints are suitable for these interventions. They can be used for diagnostic and therapeutic purposes.
Zusammenfassung: Isolierte Knorpelschäden des Kniegelenks sind eine häufige posttraumatische Problematik bei Patienten mittleren Alters, die mit manifesten Schmerzen und Funktionseinschränkungen einhergehen. Diese initial fokalen Defekte zeigen unbehandelt oft ein Fortschreiten in die Arthrose. Sie stellen somit ein wesentliches Risiko für das Entstehen einer Arthrose dar, die im Endstadium typischerweise mit einer enormen Einschränkung der Lebensqualität und einer Notwendigkeit für einen Gelenkersatz einhergeht [23, 33].
In 6,2% aller arthroskopierten Kniegelenke lassen sich behandlungsbedürftige vollschichtige Knorpeldefekte erkennen. Zudem liegt die Prävalenz der Gonarthrose bei 19–28% der US-Bevölkerung. Bei unter 45-Jährigen findet sich eine Prävalenz von immerhin 6,7%. Während kleine fokale Knorpeldefekte mit zahlreichen Therapieformen adressiert werden können, stellen große Defekte weiterhin eine therapeutische Herausforderung dar.
Summary: Isolated cartilage defects of the knee joint are common orthopaedic problems in middle-aged patients. Typically, these come along with pain and loss of function of the affected joint [23, 38]. In addition, isolated cartilage defects tend to progress into osteoarthritis (OA), as spontaneous healing is rare and can therefore be considered a potential risk factor or precondition for OA [6], which may lead to the necessity for joint replacement (DALY 14.230) [16].
Chondral defects have been described in 34–62% of knee arthroscopies while full thickness defects, potentially requiring surgery, were observed in 6.2% [38]. Knee OA is prevalent in 19–28% of adults in the U.S population and even in 6.7% under the age of 45 [27]. Therefore, treatment of isolated cartilage defects yields on both, reduction of pain in affected patients, restoration of the function of the affected joint and also on avoidance of further joint degeneration.
Zusammenfassung: Verletzungen der tibiofibularen Syndesmose treten vor allem beim jungen Patienten zwischen 18 und 34 als Komorbidität einer ligamentären Verletzung oder einer Fraktur des Außenknöchels auf. Vor allem Traumata mit kraftvoller Innenrotation des Beins kombiniert mit einer Außenrotationsbewegung im Talus sind für eine Verletzung der Syndesmose prädisponiert. Die klinische Untersuchung kann erste Hinweise auf eine Verletzung der Syndesmose geben, zur Diagnosesicherung sollte hierbei aber die radiologische Bildgebung herangezogen werden. Während in manchen Fällen bereits die konventionellen radiologischen Aufnahmen zur Diagnosesicherung reichen, ist bei unklarem Röntgenbefund die MRT als Goldstandard hinzuzuziehen. Die Behandlung einer Syndesmosenverletzung kann, abhängig vom Schweregrad und vorliegenden Begleitverletzungen, bei unter Belastung stabilem Intermalleolarspalt konservativ erfolgen, bei Diastase von Fibula und Tibia sollte jedoch eine Operation empfohlen werden. Hierzu stehen sowohl die Transfixierung von Tibia und Fibula mittels Schraube als auch die dynamische Fixierung mittels Suture-button-Systemen zur Verfügung.
Summary: Injuries of the tibiofibular syndesmosis mainly occur in younger patients between age 18 and 34 years as a comorbidity in the context of a ligamentous injury or a distal fibular fracture. Especially traumata with a forced inner rotation of the leg combined with an outer rotational movement of the talus are predisposed. The clinical examination can give first hints to an involvement of the syndesmotic ligament, but for diagnoses ensuring, radiographical imaging should be performed. In some cases, an at least partial weight-bearing X-ray is sufficient, in unclear cases MRI scans should be consulted as gold standard. Treatment of syndesmotic injury is dependent on grading and co-pathologies, and can be initiated conservatively when the intermalleolar gap remains stable under weight load. In cases of a diastasis of the fibula and the tibia, a surgery is recommended. Surgery is mostly done by transfixation via a screw or a dynamic fixation via a suture-button system.
Zusammenfassung: In der vorliegenden Übersichtsarbeit werden die derzeitigen Methoden und Erkenntnisse zur operativen Therapie bei chronisch degenerativen Knorpelschäden an Knie, Hüfte und Sprunggelenk dargestellt. Unseres Erachtens ist ein anhaltender Gelenkerhalt hierbei nur erfolgreich, wenn die dem Knorpelschaden zugrunde liegenden Ursachen auch konsequent adressiert werden. Für die Therapie tiefer Knorpelschäden werden neben dem einfachen Debridement auch knochenmarkstimulierende Techniken, osteochondrale Autografts, die autologe Knorpelzelltransplantation sowie Kollagenmatrix-basierte, zellbasierte und zellfreie Knorpelverfahren dargestellt. Die zellfreien Verfahren mit einer Kollagenmatrix vermeiden einen Entnahmedefekt, ermöglichen anstelle von 2 Operationen ein einzeitiges Vorgehen und ermöglichen einen minimal-invasiven Eingriff mittels CO2-Arthrokopie. Nachteile dieser Methode sind insbesondere das Fehlen von Langzeitbeobachtungen, größerer MRT-basierter Verlaufsuntersuchungen sowie größere prospektiv randomisierte Studien.
Summary: The present review describes current methods for a surgical treatment of chronic, degenerative cartilage damage at the knee, hip and ankle joint. We expect that a lasting joint preservation might only be successful when the underlying causes for the cartilage damage are consistently addressed during the procedure. Besides the surgical debridement, bone marrow-stimulating techniques, osteochondral autografting, the autologous chondrocyte transplantation as well as collagen matrix-assisted techniques including cell-based and cell-free methods are described for the treatment of deep cartilage defects. Cell-free techniques for a collagen matrix avoid a donor side defect and the necessity of a second surgery. Moreover, a minimal-invasive procedure by using CO2 arthroscopy is feasible. Disadvantages are that long-term observations, larger MRI monitored follow-up examinations and prospective randomized studies are still lacking for this method.
