3D打印技術在頜面部缺損修復中的應用
3D打印技術是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料通過逐層堆積產生的3D模型，是一種不同于傳統制造方法的快速成型技術。目前，3D打印技術在工業中的運用相對成熟，隨著科學技術的發展，3D打印技術已被運用于醫學領域，通過磁共振成像、CT或計算機輔助設計（computeraideddesign，CAD）軟件獲得的圖像完成研究對象假體的3D模型設計。
近年來，3D打印技術在口腔頜面外科診斷和治療中的應用越來越廣泛，已經不僅僅局限于傳統的塑造外形，更兼顧恢復軟硬組織的形態和功能，因為頜面部畸形等問題會嚴重影響患者的生活質量和心理健康。
心理健康也是目前新醫學模式（生物-心理-社會醫學模式）的焦點。3D打印技術可以根據患者的個性化形狀和大小來選擇材料進行制作，提高了手術的質量和手術的自主性。事實上，頜面外科可能是3D打印技術最大的潛在應用領域。現就3D打印技術在頜面部缺損修復中的應用予以綜述。
1.CAD與3D打印技術概況
1.1CAD技術和計算機輔助制作（computeraidedmanufacturing，CAM）技術
數字醫學的主要部分是CAD，包括鏡像成像、自由曲面構造、有限元分析、數據分割與構造、差分分析以及圖像配準技術。CAD/CAM是快速制造技術的一種，可以系統地解讀患者的圖像數據，在術前規劃軟件的幫助下創建三維模型，更加直觀立體地展示三維空間立體結構，為外科醫師準確地確定切除范圍及修復體精確設計提供依據，減輕了醫師工作量，簡化了手術流程，減少了患者的創傷，增加了患者的滿意度。
1.23D打印技術概況
1984年，有學者發明了3D打印，開創了從打印紙到打印物體的新時代，通過在光固化材料表面發射具有特定波長和強度的激光來創建單層形態，待其發生凝固，然后另一層在升降平臺上下移動時變得固化，經過以上步驟重復后形成三維立體結構。21世紀初，出現了3D打印的人體膀胱，并且應用于需要膀胱成形術的患者，手術效果良好。
目前，3D打印已廣泛應用于骨關節外科、燒傷整形、器官移植等多個領域。3D打印首先是獲取物體的3D打印圖像，CT掃描尤其是錐形束CT是臨床常用的方法，然后將醫學圖像導
出到建模軟件中，將它們處理成由positivespace代表實際硬組織的模型或由negative-space代表中空組織的模型，Mimics是常用軟件，最后導入打印軟件打印，制作出成品3D立體模型。
2.3D打印技術在頜面外科中的應用概況
顱頜面組織是指由牙齒、骨骼、肌肉、軟骨和韌帶以及它們的支撐結構（如血管和神經）形成的復雜系統，擔負身體的許多關鍵功能，這些結構協同作用才能保證機體的正常功能（如言語、呼吸）。由于頜面部解剖結構復雜，外傷、畸形或者術后缺損修復重建等對于頜面外科醫師均是一巨大挑戰，因此3D打印技術被引入到頜面外科領域，作為解決這類挑戰的備選方案。另外，3D打印技術還可與各種支架材料和細胞兼容，因此3D打印技術也代表著頜面部仿生組織構建的前沿。
目前，3D打印技術最常應用的方向是精確模擬硬組織（如骨骼）。頜面部手術通常涉及骨手術（如截骨術、骨折手術和頜骨重建術），這為尋找新興3D打印技術的模式提供了理想的區域。除了涉及骨骼的復雜三維解剖外，頜面外科還具有對稱性和功能性的要求，可以用3D打印模擬。在大多數情況下，3D打印不僅可以提高顱頜面外科手術的準確性，還可以
節省手術時間，減少患者創傷。
3.頜面外科中3D打印技術的使用分類
3.1使用3D打印輪廓建模
輪廓模型是顱頜面外科中最常用的3D打印技術，輪廓模型代表正空間模型，即患者的成像解剖結構，是3D打印對象，因此3D打印可清晰直觀地復制患者的特異性解剖結構，然后根據3D模型模擬術前手術計劃，預先塑造鈦板等硬件，比在術中塑造更為容易。有臨床研究指出，采用3D建模后在模型上預彎鈦板成形的手術效果較傳統方式好，手術時間短且容貌改善較好。
虛擬手術計劃與3D打印技術相結合，使外科醫師能夠在術前顯示還原過程，并縮短手術時間，且復位更精確，3D打印的輪廓建模可以在治療復雜粉碎的下頜骨骨折方面提供更令人滿意的美學效果。
3.2使用3D打印手術導航
3D打印具有精確性，使用圍繞患者骨骼解剖結構的負空間來打印患者特定的模板，而該模板僅在術中適合于某些骨段，以指導精確切割鉆孔或定位。通過使用3D導板，縮短了手術時間，且獲得了改善顱面外科手術的效果，這主要歸功于術前3D手術模擬和使用手術導向器輔助手術的精確進行。
對于下頜骨和移植物的切除以及在腫瘤切除和重建期間重建缺失的部分，通常使用3D打印指導手術，其中一個重要的用途是指導骨瓣的制備。有研究指出，3D打印結合CAD/CAM技術制作出的腓骨切割導板能夠幫助外科醫師精確地分割骨瓣，而且通過3D模擬CAD/CAM技術制備的骨瓣，可以預先模擬血供情況，對于頜骨重建有著至關重要的指導作用。
頜面部異物，特別是較深部位的異物，若定位不準確，會給患者造成不必要的痛苦，3D計算機輔助導航通過計算機處理模型交互，在虛擬環境中排除重要解剖結構，動態定位，確定實際位置與目標位置的偏差，提高了手術的準確性和成功率，確保了手術準確完成。
3.3用作植入物的3D打印
3D打印植入物為骨缺損提供了解決方案，目前3D打印植入物需要的是生物相容性材料，發揮特定功能且不被排異，但未來3D打印物可能被用作工程組織的支架。目前，在頜面外科中主要使用由鈦、聚甲基丙烯酸甲酯、羥基磷灰石、聚醚醚酮、環氧丙烯酸羥基磷灰石、聚丙烯-聚酯以及非特定丙烯酸樹脂等組成的定制植入物。
Mangano等借助CAD/CAM技術制作了嚴重萎縮的下頜前牙去牙槽嵴增強磷酸鈣支架，植入后與牙槽骨缺損區貼合嚴密，2年后，還在支架上成功種植了牙齒，患者滿意度較好。因此，從目前的研究來看，3D打印作為植入物的準確性是肯定的。
4.3D打印技術在特定頜面外科手術中的應用
4.1下頜骨手術
頭頸部癌癥患者多次在術后留下面部畸形。由于復雜的3D結構，重建下頜骨特別困難。當進行下頜骨切除術、去除改變下頜骨輪廓的缺損組織時，下頜骨重建變得更具挑戰性。此外，下頜骨結構排列的任何變化均可能導致咬合不良，從而引起功能障礙。3D打印是一種準確、快速的下頜骨重建技術。CAD/CAM程序越來越多地用于制造醫學快速成型模型，這些模型可用于下頜骨重建外科手術。
