计算机辅助设计与计算机辅助制作（computer aided design and computer aided manufacturing，CAD/CAM）技术在口腔颌面外科中应用广泛，如制作截骨导板、颌骨植入体、预弯模板、定位导板等。其中，钛合金材料具有优异的机械性能、质量轻且耐腐蚀的物化性质和良好的骨结合能力。在正颌外科手术中，基于CAD/CAM 技术的钛合金制品（如钛制定位导板、钛制钻孔导板及钛制截骨导板等）发挥了重要作用。本文就基于CAD/CAM技术的钛合金制品在正颌外科手术中应用研究进展做一综述。
1.钛制截骨导板
截骨术是正颌外科手术中颌骨畸形矫正治疗的重要手段。截骨术需要高度精确的定位和切割力量，避免牙根、血管及神经的损伤；因此术前需要很多准备工作，传统方法是根据人体解剖特点设计截骨线，使用截骨工具手工截骨，但其精确度较低。
随着计算机技术的发展，模拟导航的运用使手术精确度明显提高，但其设备昂贵，且需参考多个参照点，不能广泛应用于临床。基于CAD/CAM技术和3D打印技术的个性化截骨导板可有效提高截骨精确性，术前通过CT扫描获得颌骨数据，利用CAD/CAM技术进行导板设计和术前模拟，再借助3D打印技术制作好截骨导板，术中将其准确置于截骨部位。
截骨导板常用的材料多为树脂和聚酰胺，但树脂和聚酰胺导板在截骨精度方面具有产生偏差的风险，且分离时创伤较大；此外，较薄的树脂导板易变形，可引起截骨线的偏差；聚酰胺在术中截骨时则可能产生粉末，而影响预后。
基于CAD/CAM技术的钛制截骨导板具有良好的生物相容性和物理学性能，可有效避免上述问题。Mazzoni等使用CAD/CAM技术制作的八孔钛制截骨导板应用于10例行正颌外科手术的患者，与术前虚拟手术设计位置相比，术后上颌骨的实际位置准确性达92%。
Savoldelli等对行双侧下颌骨矢状劈开截骨术的病例进行三维数字化模型重建和术前虚拟手术设计，并采用CAD/CAM技术制作了个性化钛制截骨导板，研究显示其可有效减小骨膜剥离范围，精准控制切割力量。Shen等也借助CAD/CAM技术制作钛制截骨导板，精准标记了截骨线，并实施了下颌联合劈开截骨术和颏成形术，有效保护手术部位周围的解剖结构。
2.钛制钻孔导板正颌外科截骨术后，还需将颌骨骨段重新固定到预先设计位置，颌骨骨段尤其是上颌骨段和髁突段的精确定位对于手术预后非常重要。Vercruyssen等研究发现，相较于不用引导进行植入手术组，使用钻孔导板的精确度更高。正颌外科手术中的钻孔导板一般采用CAD/CAM 技术按照手术要求3D打印制成，使用的材料有多聚物、树脂、钛金属等。
Suojanen等在截骨术中，使用基于CAD/CAM技术的医用塑料3D打印钻孔导板，有效提高了手术的精度。但树脂或高分子材料制成的钻孔导板在手术过程中容易变形；而钛合金制成的钻孔导板结构稳定，具有良好的力学性能，术中能够保持稳定的形态。
Ho等使用CAD/CAM技术设计并3D打印出用于截骨术的钛制钻孔导板和术后用于颌骨定位的钛制定位导板，在截骨术中利用钻孔导板预先钻孔，从而将定位钛板精确固定到预先设计的位置，效果良好。
Bai等在上颌骨截骨术中使用基于CAD/CAM技术的钛制钻孔导板来固定定位导板的位置，同样取得了很好的效果。钛制钻孔导板的应用，有效提高了手术精度，可更好满足患者对于正颌外科手术的美学要求。
3.钛制定位导板
正颌外科医生通常会使用咬合板来重新定位截骨术后颌骨骨块。传统的咬合板制作步骤复杂、耗时长、精度不高。随着CAD/CAM 技术的发展，基于CAD/CAM技术的咬合板可有效避免传统制作方法中易出现的问题。
咬合板需要借助下颌骨来定位复位后的上颌骨，下颌骨的稳定性和石膏模型的精确性会直接影响上颌骨重新定位的效果。基于CAD/CAM技术的钛制定位导板具有良好的生物相容性和非刺激性，在定位后还可留在患者体内，可用于坚固内固定，以减少单独使用咬合板产生的误差。
Li等在下颌骨升支矢状劈开截骨术中使用CAD/CAM设计的3D打印钛制定位导板代替咬合板，用于术后定位和固定下颌支远端骨块，达到很好的手术效果。颏成形术主要用于纠正下颌骨发育过度、发育不良及颏部偏斜等下颌骨畸形，由于颏部骨板体积较小，外科医生很难将骨板精确固定在理想的位置。Shen等则使用基于CAD/CAM技术的钛制定位导板，将颏部骨板精确定位于预先设计的位置，获得了满意的手术效果。
4.高密度聚乙烯-钛合金混合植入体
严重的上颌后缩或咬合紊乱患者常需要通过正颌外科手术纠正，然而一些更严重的上颌发育不全患者即使应用上颌Le Fort Ⅰ型截骨术也很难获得满意的效果。为解决这些问题，外科医生会在正颌外科手术时结合使用异质成型材料来填充面部轮廓缺陷的部位。
相比钛合金、树脂、硅胶等材料，高密度聚乙烯具有较高的耐磨耗和力学性能、良好的生物活性及无组织刺激性等特点，是用于正颌术后轮廓修复的最佳材料。Carneiro Junior等使用CAD/CAM技术3D打印出个性化的钛合金板，并将设计制作的高密度聚乙烯植入体粘接到钛合金板上，形成高密度聚乙烯-钛合金混合植入体，用于上颌严重发育不良患者Le Fort Ⅰ型截骨术后骨板固定和轮廓修复，术后修复效果良好。
这种将高密度聚乙烯植入体和数字化系统结合的方法能够帮助医生预测术后的效果，并避免了传统手术中需要反复对植入体进行调节造成的不良影响，提高了正颌外科手术治疗效果。
5.小结与展望
基于CAD/CAM的钛合金制品在正颌外科手术中应用广泛，钛制定位导板、钛制钻孔导板、钛制截骨导板及高密度聚乙烯-钛合金混合植入体等均发挥了重要作用。但CAD/CAM技术仍有不足之处，其从设计到制造的制备周期较长、费用较高；此外，还需要从以下四方面进行完善。
（1）工艺：未来研究方向应着重于抑制产品形成过程中缺陷的产生（如裂纹、球化、翘曲变形及孔隙等），需要深入了解缺陷产生机制与零件的内应力演变规律等关键问题，以此提高产品的力学性能。此外，可通过提高粉末的回收利用率降低成本。
（2）设备：需要提高设备的生产效率与成型精度，此外还要研发工业级设备应用于大规模生产。
（3）材料：微观结构与金属的力学和化学性质有关，在制造过程中若受到如数据采集、结构设计等影响因素干扰，精确度会降低；因此可在研制开发的新型设备的基础上提高钛合金粉末质量（如流动性、粒度、夹杂气体及球形度等），以改善产品力学性能。
（4）检测：缺陷无损检测是3D打印制品得以广泛应用的基础。传统检测方法（如渗透检测、X射线检测、磁粉检测和超声检测等）对前述复杂化、精密化及高度个性化的钛合金制品的检测效果不佳，且受设备条件限制并不能很好地满足正颌外科手术的实际需求；因此建议使用如CT、激光和超声等在线无损检测方法，其中实时监控的在线检测技术对于提高识别精确度具有重要意义，是未来的主要发展方向。
