数字化技术的飞跃发展推动临床医疗和基础研究不断向便捷化、可视化、准确化进步。严重错牙合畸形患者需要进行正颌手术治疗,数字化技术的运用有助于改善手术计划实施和医患双方沟通。本研究收集了28例因骨性错牙合畸形需行正颌手术的病例,根据患者接受方案的不同分为传统牙合板（Conventional occlusal splint,COS）组和数字化导板（Digital template,DT）组,使用COS或DT指导颌骨的切除及重新定位,比较手术前后上颌牙齿上8个标志点的平均偏差距离,探讨数字化导板辅助正颌外科手术的精准性。然而正颌手术对骨组织存在一定的创伤,钛钉钛板的坚强内固定对术后颌骨再定位的稳定性至关重要,其中间充质干细胞（Mesenchymal stem cells,MSCs）的成骨分化对钛钉周围的新骨生成具有积极作用。根据材料表面形貌对细胞分化的影响,本研究利用紫外光在钛表面进行微图案修饰,结合体内外实验评价光控图案化技术对干细胞成骨分化的影响及对骨结合的作用。患者术前进行螺旋计算机断层扫描（Computer tomography,CT）、全景片、侧位片和牙齿模型检查,COS组行石膏模型外科制作中间牙合板和终末牙合板,DT组行数字化外科进行手术模拟及三维（Three-dimensional,3D）打印导板。术后1周进行CT扫描重建颅颌模型,将虚拟位置和真实位置进行拟合配准,生成误差等级彩色分布图。然后建立三维坐标系,测量各标志点间的偏差距离,使用独立样本t检验进行统计学分析。术后所有患者一期愈合,对咬合和面型满意。8个标志点的总体平均偏差在COS组为（2.05±0.66）mm,在DT组为（1.07±0.49）mm,两组具有统计学差异（p＜0.001）。在x、y、z轴方向上,COS组标志点平均偏差分别为（0.68±0.41）mm、（1.51±0.67）mm、（0.93±0.53）mm,DT组分别为（0.32±0.24）mm、（0.71±0.49）mm、（0.52±0.24）mm,两组在三个方向上均具有统计学差异（p＜0.01、p＜0.01、p＜0.05）。此外,切牙区、尖牙区、前磨牙区、磨牙区的标志点平均偏差在COS组分别为（2.24±0.80）mm、（2.07±0.65）mm、（1.97±0.63）mm、（1.91±0.73）mm,在DT组分别为（1.02±0.50）mm、（1.01±0.50）mm、（1.06±0.49）mm、（1.18±0.51）mm,两组在四个区域上均具有统计学差异（p＜0.001、p＜0.001、p＜0.001、p＜0.01）。DT组所有偏差距离在临床成功标准范围2 mm以内。结果说明通过数字化技术成功将术前虚拟计划转移到真实手术中,且实现了在三维方向上的精准控制。因此,数字化技术有助于正颌手术方案的制定和实施,增加了颌骨重新移动定位的精准性,为外科医生提供了新的工具。通过数字化技术制作具有平行条带微图案的掩膜板,紫外光（Ultraviolet,UV）有选择性的透过掩膜板照射到二氧化钛（Titanium dioxide,Ti O2）纳米棒薄膜基板上,经辐照的Ti O2纳米棒薄膜表面生物活性被激活,出现生物活性差异微图案化。体内外实验发现MSCs在光控微图案表面表现出拉伸形态,细胞骨架张力增加,细胞排列与数字化设计的微图案一致。此外,这种光控图案化技术能促进MSCs向成骨方向分化,并增强钛植入物与兔胫骨干骺端之间的骨结合。进一步的研究表明,Yes相关蛋白（Yes associated protein,YAP）信号参与介导了图案化材料表面MSCs成骨向分化作用,而增强的细胞骨架张力则激活了YAP活性和核易位。因此,基础研究证明了光控微图案对干细胞成骨分化和钛植体表面骨结合的积极作用及相关机制。