1、牙頜面畸形外科治療的歷史
牙頜面畸形（Dento-maxillofacial Deformities）係指因頜骨發育異常引起的頜骨的體積、形態以及上下頜骨之間及其與顱面其他骨骼之間的關係異常，和隨之伴發的牙牙合 關係及口頜系統功能異常與顏面形態異常。廣義的牙頜面畸形還包括了外傷、腫瘤等因素引起的繼發性畸形。
以研究和診治牙頜面畸形為主要內容的學科為正頜外科（Orthognathic Surgery），它是一門新興的綜合性邊緣學科，也是口腔頜面外科學的一個分支。牽引成骨術（Distraction Osteogenesis, DO）是一種具有開創性的矯治骨骼畸形和整復骨缺損的理論和技術。是一項通過對切開後仍保留骨膜及軟組織附著和血供的骨段，施加特定的牽引力，以延長或擴寬骨骼，達到矯治骨骼畸形或缺損的外科技術。文獻上也稱牽張成骨術、骨牽引術、骨痂牽引術、骨延長術等。
目前DO技術與正頜外科手術的合理應用與配合，使牙頜面畸形的外科治療進入了一個嶄新的發展階段。
通過外科手術矯治骨性牙頜畸形，為美國學者Hullihen於1849年首次報道。其後，雖有很多學者進行了努力的探索和改進，但限於當時的科技與醫學水平，治療效果很不理想，在其後的近100年中，牙頜面畸形的正頜外科治療進展緩慢。1957年Obwegeser首次報道經口內途徑行下頜支矢狀劈開術（sagittal split ramus osteotomy）矯治下頜發育畸形，標誌著外科矯治牙頜面畸形進入了新的階段。20世紀70年代 Bell進一步奠定了現代正頜外科學的生物學基礎。Obwegeser和Bell兩名著名學者的研究工作改變了正頜外科的歷史，指引了當代正頜外科學科的發展。20世紀80年代以來隨著堅固內固定技術（rigid internal fixation）、手術前後正畸治療（pre- and post-orthodontic treatment）的成功臨床應用，使正頜外科治療更趁完善，真正進入了功能與形態相結合的新時期。
1905年意大利骨科醫師Codivilla首先提出了骨及其周圍軟組織可以通過緩慢牽引而延長的設想。上世紀50年代，俄羅斯骨科醫師Ilizarov又將該技術應用到臨床上來，通過大量的臨床應用和生物學方面的研究，逐漸完善了這種骨延長技術，建立了一整套牽引法則。
牽引成骨在顱頜面外科的研究和應用較晚。1973年，Snyder首先報告應用DO延長動物下頜骨的實驗。真正意義上的頜骨牽引技術目前公認為1992年，美國醫生McCarthy等報道應用DO技術延長4名兒童下頜骨的成功病例。1995年McCarth , Wangerin等先後設計了口內入路的頜骨牽引器，開啟了內置式牽引成骨的新階段併成為口腔頜面外科及整形外科研究的熱點，具有里程碑意義。20世紀後期以來，DO技術成為顱頜面整復與重建外科領域具有重大意義的新進展，可將其視為內源性骨組織工程技術（endogenous bone tissue engineering）。目前牽引成骨術已經成為矯治牙頜與顱頜面畸形的一個極具發展前景的新的領域。
2、牙頜面畸形的綜合序列治療概念
正頜外科適應證是各類發育不足或發育過度的牙頜面畸形，包括前後方向、垂直方向、顏面不對稱畸形以及一些部分累計牙列的畸形。牽引成骨臨床應用可以涵蓋延長頜骨、增加頜骨橫徑、前移上頜骨、增高修復牙槽骨、修復頜骨節段性缺損、重建頜骨及顳下頜關節等，並可與正頜外科手術聯合治療一些複雜的牙頜面畸形。
正頜外科聯合正畸治療可以治療絕大多數牙頜面畸形病例，其療程短，基本可一次解決問題，費用較低，其不足主要是手術創傷較大。隨著圍手術期各項處置和手術技術、器械、材料的發展，目前已成為相對安全的常規手術。牽引成骨術對治療複雜疑難的牙頜面畸形病例有著傳統正頜外科難以替代的優勢。手術操作相對簡單、操作時間短、不需供區手術、手術年齡可放寬到幼兒、可以延長骨骼和擴張軟組織、複發率相對較低。其主要弊端在於需二期手術取出牽引器、療程較長、患兒不宜配合治療、費用較高等。值得一提的是雖然牽引成骨技術對於矯正嚴重的牙頜面骨骼畸形優勢很明顯，但我們仍應緊記外形與功能的並重，尤其是咬合關係，單靠外科醫師是難以建立精確的咬合功能的，這就需要我們結合正畸科、正頜外科等技術的配合，從治療方案的制定、到術後的隨訪，應該始終把咬合關係貫穿於整個牽引成骨治療過程之中。
作者認為牙頜面畸形的規範治療應該與口腔頜面外科其他眾多分支學科一樣， 根據具體情況進行綜合序列治療。對一些先天性畸形的患者，如唇顎裂患兒，在新生兒階段就可以開始進行矯治器治療，減輕鼻唇畸形的發展。對於早期發現有牙頜面骨性畸形發生趨勢的，可以在生長髮育前期或生長髮育期進行干預治療，如佩戴活動矯治器等，以期儘量減輕畸形的進展，減少將來手術帶來的創傷。患者在接受綜合治療前，非常關鍵的步驟就是進行多個相關學科的會診討論，結合臨床檢查、X線頭影測量分析、模型分析、計算機分析預測結果等，為患者度身定製一套個性化的治療方案。絕大多數牙頜面畸形患者在外科治療前都需要進行正畸治療，術前正畸的目的是排齊牙列、協調牙弓、去除代償性傾斜、調整咬合曲線、控制牙根移動，為手術中截骨、準確拼對咬合關係，術後穩定的恢復並重建咬合提供堅實的基礎。一些口腔衛生不良、有牙周炎或齲齒的患者，可能會影響正畸治療和術後傷口癒合，在序列治療前應儘可能治癒或控制牙體牙周疾病。
對絕大多數能採用正頜手術一次性矯治牙頜面畸形的患者應該首選正頜外科治療方案，而對於某些預計傳統正頜手術療效不佳或難以矯治的病例，才考慮牽引成骨治療。例如對於小下頜伴OSAHS病例，傳統正頜手術雙頜前移幅度有限，可以選用牽引成骨足夠前移頜骨，達到充分擴張上氣道的目的。對於一些複雜疑難病例，如唇顎裂繼發上頜骨發育不足、陳舊性外傷頜骨錯位癒合等，可以採取牽引成骨聯合正頜手術治療。例如頜骨寬度狹窄，可以先行牽引手術擴展牙弓，而後進行正畸治療排齊牙列，再行正頜手術矯治畸形的頜骨關係。如顳下頜關節強直繼發不對稱畸形病例，可先行關節成形術解決張口問題，然後可選擇牽引成骨重建顳下頜關節，對於伴有上頜骨頜平面傾斜的病例需要再次行Lefort I型手術矯正。
術後由於肌動力平衡改建適應等因素，咬合關係需要彈性牽引及術後正畸治療進一步精細微調，最終達到良好的咬合。而對於一些伴有軟組織畸形的患者，一般建議在骨組織畸形矯正後再進行二期手術。
每一個患者的畸形都有著其個性，因此只有針對不同的病因，採取多學科合作的個體化綜合治療，才能達到外貌與功能並重的矯治目標。
3、新技術在當代牙頜面畸形外科治療中的開展
（1）計算機輔助外科
隨著信息時代到來，計算機的普遍已成為第四次工業革命的標誌，其與生命科學的相互交叉滲透產生了計算機輔助外科技術（Computer aided surgery, CAS），為外科技術的發展開闢了嶄新的領域。
醫學影像學發展是CAS的基礎。計算機圖像圖形處理技術的飛速發展，使得正頜外科的發展達到了一個新的水平。自丹麥皇家牙學院在1958年開發了世界上第一套計算機輔助的頭影測量系統後，隨著數字化技術的不斷進步和醫學影像學技術的不斷髮展，此項技術越來越廣泛地為正頜外科醫師所應用。與傳統手工測量比較，計算機輔助頭影測量技術分析過程簡單、精確、效率高、結果準確、預測直觀，非常利於醫患間的交流。但在定點問題上仍需手工進行，存在一定人為誤差，目前已有機構研究針對這個問題開發計算機自動識別進行定點測量。另外圖像的質量也決定了頭影測量的結果，傳統的X線片在不對稱畸形患者的正面形態測量上誤差較大，新興的數字化X線技術通過X線曝光後轉化為光信號，由光導纖維經光電耦合轉換為電信號，再轉換成數千灰度級的圖像信號，其圖像質量高，輻射劑量小，成像快，有利於計算機自動識別定點和分析。
在軟組織側貌預測方面，1971年Holdaway提出了“形象化治療目標”（Visual treatment objective, VTO）的概念後，許多學者致力於研究計算機軟組織預測系統。圖像技術結合計算機軟組織預測可以非常直觀的預判手術後患者面型的變化，對手術方案的設計、跟患者的溝通方面起著重要的作用，但根據文獻回顧，軟組織預測系統目前仍然具有預測不精確、缺乏個性化預測、誤差較大等缺陷，因此其應用有一定限制性，但相信隨著圖像技術與計算機軟件產品的更完美結合、發展，軟組織預測系統將更為廣泛地為臨床所應用。
快速成型技術（Rapid prototyping, RP）是20世紀80年代末期發展起來的一門新興技術，是指在計算機控制下根據物體進行計算機輔助設計（computer aided design, CAD）模型或CT數據，及計算機輔助製造（computer aided manufacture, CAM）堆積製造原型。該技術集中體現了CAD、激光加工、數據和新材料開發鄧度學科領域技術的綜合應用，是近20年製造技術領域的重大突破。目前RP技術已廣泛地應用到個體化植入贗復體制作等缺損修復，以及複雜牙頜面畸形術前頭顱模型製作中，對複雜疑難牙頜面及顱頜面畸形、缺損的術前診斷、設計及術中精確指導、縮短手術時間、方便醫患交流等方面有著重要的意義。臨床使用中RP技術仍存在一定問題，雖其工業精度可以達到0.1mm，但臨床中精度有所降低，在牙齒形態重現、咬合關係重建上存在一定的誤差。未來的CAD/CAM技術發展方向為：支持並行工程技術和逆工程技術、實現異地網絡傳輸、支持現場構造、實現虛擬設計和虛擬製造。
近幾十年來，歐美髮達國家科研機構鉅額投資了顱頜面三維重建及模擬仿真系統方面的開發，逐步實現了顱頜面軟硬組織立體三維可視化、手術模擬交互式截骨。目前具有影響力的是德國Caesar研究中心開發的Juliush和ZIB實驗室開發的Amira。傳統的正頜外科分析和模擬是在二維平面上進行的，由於人體顱頜面結構複雜、面部並非左右完全對稱，在X線投照左右側重疊問題影響了傳統的手術模擬及療效預測。模型外科雖然實現了立體化概念，但脫離了面部軟組織輪廓，難以預測手術後立體的軟組織面貌的變化。因此計算機三維可視化手術模擬預測系統引入到牙頜面畸形矯治領域中，延伸了外科醫生有限的視覺，突破了傳統外科手術的界限，為提高手術精度、減小創傷、提高成功率有著重要的意義。Cevidanes等報道了應用Cone-beam CT結合計算機三維操作軟件來評價正頜手術前後下頜骨髁突移位情況，認為可視化的三維模型可以清晰的顯示髁突的形態並可對髁突位置的改變進行定向、定量的研究。
但這些外科三維手術模擬系統設備昂貴、無法攜帶、購買軟件無法繼續開發，故國內有學者自主研發了PC機上的三維正頜手術模擬系統，具有便捷、普及、靈活的優越性。也有學者發表了在正頜外科手術三維模擬基礎上結合了快速原型技術，成功的製作了定位牙合板的報道，避免了傳統模型外科手工製作的繁瑣過程，提高了工作效率和手術精度。
在CAS技術不斷髮展再號化擬imal invasive surgery, MIS）的背景下，藉助空間定位導航系統，實現術中實時三維可視化定位的導航外科概念（3D navigation）引入口腔頜面外科領域中，為外科技術趨於精細和微創開闢了嶄新的思路。導航外科最早在神經外科和骨科領域被臨床使用。在口腔頜面外科領域的應用主要集中在口腔種植及顱頜面畸形的外科矯治。其基本組成是虛擬現實技術（virtual reality, VR）和定位跟蹤系統。VR技術係指可以人為控制的三維圖像界面，該系統可以快速修改和控制其他影像裝置採集的數據，並計算、顯示、重建和傳輸虛擬圖像，由此外科醫生可應用逼真的三維圖像對人體解剖結構進行任意角度的觀察，對病變進行定性、定量的分析，並模擬指導手術。嚴重的牙頜面合併顱頜面畸形患者，其骨性三維空間關係複雜，傳統的二維評價手段對此類畸形應用受到明顯限制。因此三維空間技術的引入為該類患者完善術前設計和提高療效帶來了福音。
口腔頜面部導航外科的趨勢在於進一步發展VR技術，完善模擬手術教學與培訓系統。結合醫學機器人和遙控外科（telesurgery），發展遠程醫療系統，為外科治療的精確化、微創化、人性化建立基礎。
（2）微創外科概念
微創外科（Minimal invasive surgery, MIS）和外科微創化的思潮已經成為21世紀外科的潮流。1983年英國泌尿外科醫師Wickham首先提出了現代微創外科的概念，主要是指以內鏡外科代替傳統外科，藉助專門器械利用微小切口和微小創傷的外科治療手段。在保證手術療效的同時將患者生理與心理創傷降至最低。上世紀90年代初期以來，隨著電子設備在內窺鏡技術的普遍應用，以腹腔鏡、宮腔鏡、關節鏡為代表涉及到幾乎所有的臨床外科科室腹腔鏡展迅速，套特殊設備：。目前內窺鏡在普外科、婦產科、泌尿外科臨床應用最為普及。
隨著口腔頜面外科的不斷髮展，近年來微創外科已被應用到一些臨床常見疾病的診治中，在顳下頜關節外科、顱面部外傷、涎腺疾病，美容外科等領域取得了一定的成果。在正頜外科領域，近年來可見一些國外相關的動物實驗和臨床報道，把微創外科的概念引入了各種先天性和獲得性顱頜面畸形的外科治療中。
Rohner等報道了藉助內鏡技術在6例人頭顱標本上施行了Le Fort I 型截骨術，並分別對兩名唇顎裂繼發上頜骨發育不全的患者實施了微創Le Fort I型截骨術。Sakai等提出在內鏡下進行翼上頜連接處截骨非常安全且出血量小於50ml。Troulis等選用了小型豬了進行內鏡下下頜骨垂直截骨後退和內固定術，平均後退下頜骨6mm。對數例下頜骨畸形患者進行了內鏡輔助下頜升支垂直截骨術和堅強內固定術。然後又報道了應用小型豬進行內鏡輔助下的下頜骨角部的牽引成骨術取得了成功。Wiltfang等發表了微創外科輔助的上頜骨快速擴弓取得成功的論文。Levine等報道了小切口進行Lefort III型截骨、面中部外置式牽引成骨的動物實驗研究。總結文獻，將微創外科技術結合到正頜外科和牽引成骨技術中，可以清晰的顯示顱面部的解剖結構、視野清晰，能夠保護諸如面神經、下牙槽神經、頜內動脈等重要解剖結構，疤痕隱蔽，手術剝離範圍較小、出血少，骨塊復位準確，術後併發症少，能夠早期進行功能鍛鍊，有利於減輕患者痛苦加快術後康復，縮短住院時間，具有較明顯的優勢。
但微創外科對設備和器械的要求非常高，同時由於切口及器械的限制，其操作區域有限，一些複雜的手術操作必需由傳統的“開放式”手術才能完成，另外術者需專業培訓，手術要求高、難度大、學習過程長，初學者不易掌握。國內外關於微創正頜外科和牽引成骨的研究較少，可能由於傳統正頜外科操作絕大多數可以在口內進行且手術操作不算複雜，所以微創技術的優勢一時難以體現，故目前臨床應用仍比較侷限。但相信隨著計算機技術、導航外科技術、微型機器人輔助外科、手術器械等不斷髮展，微創正頜外科和牽引成骨技術會有相當的發展空間。
（3）可吸收材料
上世紀60年代起國外就開始研究可吸收內固定材料，自1971年Cutright等使用聚左旋乳酸材料對獼猴下頜骨作了內固定研究以來，可吸收材料在口腔頜面外科領域的發展已日益引起關注，Haers等報道應用SR-PDLLA材料進行正頜外科手術治療安氏II類及III類錯頜與頦成型術，取得了與傳統金屬鈦板相當的療效。
一般所指的可吸收材料即生物降解材料，為人工合成的高分子有機物或天然高分子材料，其在體內經水解、氧化反應最終產物為CO2和H2O，通過呼吸泌尿系統排出體外，不在體內蓄積，因此可吸收材料對人體幾乎無毒副作用、無需二次手術取出，與傳統金屬內固定材料相比，具有較低或無應力遮擋作用、無腐蝕作用、不干擾放射影像等優點。常用的可吸收材料有聚乙交酯（聚羥基乙酸，poly glycolic acid, PGA）、聚丙交酯無乎收hel Maxillofacial Surg, 1971,29:393.
polyactic acid[J]. （聚乳酸，poly lactic acid, PLA）、聚酰胺（polyamide）、及自增強材料（self reinforced PGA、SR-PGA）等。天然高分子生物材料，如甲殼素等，具有抗微生物、抗腫瘤、抗凝血活性、免疫增強、促進組織修復等一系列生物活性，隨著近年來不斷地開發研究，作為一種新型可吸收材料有望逐步應用於臨床。
可吸收材料的不足之處在於其機械強度的不足，尤其是隨著體內降解反應其強度下降衰減較快，有時在骨質尚未癒合時已達不到內固定的要求，也有局部非特異性炎症的報道。因此雖然可吸收材料具有金屬材料無法取代的優勢，但其仍需不斷髮展已適合臨床普及用的需要。其主要研究方向和發展趨勢是：進一步研究在不同環境下可吸收材料的相容性、強度、降解速度及其機制；進一步提高材料尤其是可吸收螺釘的機械強度；開發可吸收材料製作的牽引器；如何降低、避免及預防遲發性無菌性炎症反應的發生率；將不同的生長因子與材料結合，使可吸收材料作為載體和控釋系統具有骨傳導和骨誘導兩種生物活性；以及國產化產品的開發。
（4）個性化設計
牙頜面畸形是一種病因複雜、涉及多個學科的綜合性疾病。正如前文提及，對於牙頜面畸形患者，其治療方案應是針對畸形個案的綜合序列個性化設計。對於一個疑難病例，我們可以應用CAD/CAM結合RP技術製作頭顱模型，同時結合計算機三維模擬預測系統進行診斷、分析、方案設計及療效預測，以期達到最適合病人個體的治療效果。
個性化牽引器的發展也是一個研究方向，對於一些複雜病例，傳統DO可能需要多次手術治療，如嘗試設計個體化牽引器，如針對帶有弧度的缺損範圍較大的牽引器，多方向的一體式牽引器，牽引結合種植牙的一體化牽引器等，以避免多次手術，縮短療程。另外，骨支持式的上頜骨擴弓器、不同設計的各種牙槽骨牽引器也是臨床研究的熱點。
相信隨著計算機技術、材料學等新興技術的不斷髮展，精確術前模擬和預測系統、導航外科、高性能生物降解材料、微創外科理念將把牙頜面畸形的外科治療帶入一個嶄新的時代。
