Na początku twarz zbudowana jest z pięciu wyniosłości twarzowych : centralnej czołowo nosowej , parzystych  szczękowych i parzystych wyniosłości żuchwowych. Te pierwotne struktury pojawiają się już czwartym tygodniu życia płodowego i otaczają pierwotną jamę ustną stoamatodeum , które jest oddzielone błoną ustnogardłową od pierwotnego  jelita. Wyniosłość czołowo nosowy stanowi centralny wyrostek  znajdujący się na części czaszkowej który rośnie intensywnie ku przodowi poprzez rozwój mezechymy położonej brzusznie do mózgowia  . Natomiast wyniosłości szczękowe i żuchwowe przesuwają się od góry i boku w kierunku stomatodeum stymulowane przez  cewę nerwową migrującą z łuków skrzelowych.

W czwartym tygodniu życia płodowego powstaje narząd skrzelowy składający się z sześciu parzystych łuków i kieszonek skrzelowych , a zewnętrznie z bruzd skrzelowych. Każdy łuk skrzelowy ( szyjny) zawiera chrząstkę , tętnicę , nerw i mięsień , które służą za komponenty do budowy twarzy, szyi i nosogadrdła. Para wyniosłości żuchwowych i szczękowych wywodzą się z pierwszego łuku skrzelowego

Z wyniosłości szczękowej powstaje szczęka , warga górna, ( część boczna  rynienki ), dno oczodołu i dolna część ściany bocznej nosa.  W okresie od 4 do 8 tygodnia życia płodowego następuje gwałtowny wzrost wyrostka szczękowego wzdłuż pośrodkowego wyrostka nosowego wyniosłości czołowo nosowej powodujący odepchnięcie wyniosłości czołowo nosowej od stomadeum , pierwotnej jamy gębowej . Środkowy wyrostek wyniosłości czołowo nosowej łączy się i rośnie tworząc segment międzyszczękowy , z którego ostatecznie powstaje rynienka wargi górnej ,kość przysieczna i podniebienie pierwotne.

Połączenie wyrostka przyśrodkowego i wyrostka szczękowego daje początek wyniosłości nosa . Części ściany bocznej nosa ( chrząstka boczna , odnogi boczne  skrzydła nosa ) powstają z bocznej wyniosłości nosowej

Narząd łzowy powstaje z przestrzeni pomiędzy wyniosłością szczękową , a wyrostkiem bocznym nosa tak zwanym rowkiem nosowo łzowym. Wyścielony jest on ektodermą , która podczas rozwoju zmienia się w przewód i tworzy kanał i worek łzowy.

Zaburzenia połączenia w tej okolicy dają skośne rozszczepy twarzy ( nr 3 wg Tessier)

Żuchwa tworzona jest przez  wyniosłości żuchwowe , które pochodzą z pierwszego łuku skrzelowego. Podczas czwartego tygodnia wyniosłości powiększają się po przez wnikające komórki cewy nerwowej do łuku skrzelowego. Powiększające struktury łączą się w linii pośrodkowej .

Żuchwa pierwotnie kostnieje na podłożu błoniastym. Podczas wczesnego rozwoju wzdłuż żuchwy tworzy się struktura chrzęstna pochodząca z cewy nerwowej pierwszego łuku skrzelowego . Struktura  ta zwana chrząstką Meckel’a stopniowo zanika pozwalając na tworzenie kości na podłożu błoniastym ze spojenia żuchwy i gałęzi. Chrząstka Meckel’a pozostaje w wyrostku kłykciowym żuchwy , który powstaje na podłożu chrzęstnym.

Łączenie się podniebienia

Podniebienie formuje się około 6-10 tydzień życia płodowego z czterech pierwotnych struktur : wyrostek przyśrodkowy szczęki , parę wyrostków bocznych podniebienia i przegrody nosa.

Przyśrodkowy wyrostek podniebienia  tworzy podniebienie pierwotne, które zawiera zawiązki czterech zębów siecznych. Podniebienie wtórne utworzone z bocznych wyrostków podniebiennych , które łączą się około siódmego tygodnia . Na końcu dołącza się przegroda nosowa ostatecznie tworząc całe podniebienie. Różnica pomiędzy podniebieniem pierwotnym , a wtórnym i twardym i miękkim jest taka że podniebienie pierwotne powstaje z środkowego wyrostka podniebiennego , a podniebienie wtórne z bocznych wyrostków podniebiennych i przegrody nosowej. Anatomicznie otwór przysieczny  wyznacza granicę pomiędzy podniebieniem pierwotnym , a wtórnym. Podczas rozwoju następuje kostnienie podniebienia pierwotnego i części przedniej podniebienia wtórnego co daje anatomicznie podniebienie twarde, natomiast część tylna podniebienia wtórnego nie kostnieje i powstaje podniebienie miękkie.

Rozszczep podniebienia objawia się całkowitym brakiem połączenia bocznych wyrostków podniebiennych , wyrostka środkowego lub przegrody nosa .

Podczas ósmego tygodnia życia płodowego wyrostki boczne podniebienia zmieniają położenie z pionowego na horyzontalne. Mechanizm nie jest poznany , ten fenomen jest krytycznym etapem łączenia się płyt podniebiennych . Brzegi przyśrodkowe płyt podniebiennych podlegają zaprogramowanej śmierci komórki i ten proces pozwala na połączenie, podczas gdy powierzchnie jamy ustnej i nosowej pozostają nietknięte. U dorosłych widoczny jest szew podniebienny wraz ze szwem na podniebieniu miękkim co wskazuje na miejsce połączenia. Połączenie przebiega od przodu ku tyłowi i może klinicznie być całkowite lub nie całkowite , co objawia się występowaniem rozszczepu całkowitego lub podśluzówkowego.

Rozszczep podśluzówkowy jest kliniczną odmianą rozszczepu wynikłą z nieprawidłowego połączenia podniebienia. Klinicznie obserwuje się rozdwojenie języczka, zagłębienie w podniebieniu miękkim, i rozejście się mięśni podniebienia. Występowanie tego rodzaju rozszczepu jest 1: 1200 do 1:6000 , większość pacjentów nie ma objawów uszkodzenia narządu mowy i nie wymaga interwencji chirurgicznej. Jakkolwiek 15% ma niewydolność podniebienno gardłową związaną ze skróceniem podniebienia miękkiego , ograniczeniem ruchomości i siły.

Sekwencja Pierre Robin charakteryzuje się małożuchwiem , zapadnięciem języka powodujące zaburzenia oddychania oraz rozszczepem podniebienia. Jedna z teorii głosi że z powodu małożuchwia i w związku z tym nadmiernej wielkości języka dochodzi do mechanicznej przeszkody przy łączeniu płyt podniebiennych w życiu płodowym.

Łączenie się wargi górnej

Mechanizmem leżącym u podstaw rozszczepu wargi górnej jest zaburzenie łączenia pomiędzy wyniosłością szczęki i wyrostkiem nosowym przyśrodkowym po stronie wady . Deformacja może być małą zmiana w postaci zagłębienia po całkowicie rozdzielenie części wargi od skrzydeł nosa i szczęki. Zaburzenie łączenia się mezenchymy objawia się pozostałym zagłębieniem , aż po całkowite rozdzielenie wargi w części przyśrodkowej i bocznej ( całkowity rozszczep wargi). Rozszczep wargi może również posiadać pomiędzy brzegami rozszczepionych części niewielkie pasmo tkanki znane jako pasmo Simonarda. Rozszczep obustronny występuje wówczas gdy nie dojdzie obustronnie do połączenia części wargi.

Występowanie rozszczepów podniebienia jest większe w populacji żeńskiej . Może być to spowodowane czasem łączenia się płyt podniebiennych , które u dziewczynek występuje 1 tydzień później niż u chłopców. Natomiast rozszczepy wargi i podniebienia występują częściej u chłopców. Etiologia nie jest znana.

Rozszczep wargi jest rzadszy od rozszczepu izolowanego podniebienia (21% vs 33%) , jakkolwiek najczęstszym rozszczepem jest całkowity rozszczep wargi i podniebienia ( 46 %).

Rozszczepy czaszkowo – twarzowe

Najpopularniejszym systemem klasyfikacji rozszczepów twarzy jest klasyfikacja wg Tessier .

System Tessier dzieli twarz na część tkanek miękkich i część kostną oraz na część czaszkową – górną, powyżej oczodołu ( rozszczepy czaszkowe ) i część dolną ( rozszczepy twarzy ). Rozszczepy od 0 do 7 to rozszczepy twarzy i od 8 do 14 to rozszczepy czaszkowe. System podzielony jest na część tkanek miękkich i kości więc podawane są zazwyczaj podwójne cyfry np.: 14:0, 13:1 itp.

Rozszczepy boczne powodują powstanie macrostomii, są spowodowane zaburzeniem łączenia się wyniosłości szczękowej i żuchwowej . Klasyfikowany jako rozszczep Tessier nr 7 – rozszczep twarzy – skroniowo jarzmowy rozszczep. Ten typ rozszczepu często jest obserwowany w połowiczym niedorozwoju twarzy ( craniofacial microsomia / hemifacial microsomia ) i zespół Treacher Collinsa . Może obejmować szerokie spektrum  od niewielkiej szpary do całkowitego rozszczepienia poprzecznego twarzy do niedorozwiniętej małżowiny usznej

Rozszczepy czaszki w linii pośrodkowej klasyfikowane są pod numerem 14 i obejmują hyperteloryzm ,jak również holonprosencephalie ( cylopia, ethmocephalia, cebocephalia). Rozszczepy twarzy w linii pośrodkowej klasyfikowane są pod numerem 0 i reprezentują niekompletne połączenie wyrostków nosowych. Ta rzadka anomalia jest rozpoznawana jako rozszczep pośrodkowy wargi ale również może być związany z rozdwojeniem nosa ( bifidit nose). Jeżeli nie dojdzie do połączenia wyniosłości żuchwowych powstaje defekt w linii pośrodkowej wargi dolnej i / lub żuchwy ( Tessier numer 30)Tkanki miękkie mogą w tym przypadku być dotknięte w różnym stopniu od niewielkiego wgłębienia wargi dolnej  do całkowitego braku języka. Kość żuchwy rozszczepiona jest zazwyczaj pomiędzy siekaczami w linii spojenia żuchwy

Rozwój części czołowo nosowej

Wyniosłość nosowa przyśrodkowa i boczna stanowią początki powstania jam nosowych , które początkowo są oddzielone od jamy ustnej błoną ustno nosową. Pod koniec szóstego tygodnia życia płodowego błona ta zostaje przerwana tworząc otwór. Czasowo w jama nosowa jest zamknięta nabłonkiem do 13-15 tygodnia. Potem zanika i powstają nozdrza pierwotne. Początkowo leżą one ku tyłowi w stosunku do podniebienia pierwotnego. Po etapie powstawania podniebienia wtórnego znajdują się pomiędzy jamą nosową i gardłem . Inny istotny proces zachodzi gdy powstają małżowiny nosowe  z bocznych ścian nosa oraz różnicowanie się komórek nabłonka w nerwy węchowe.

Powstawanie zatok obocznych nosa obejmuje powstanie pary struktur zatoki szczękowej , zatoki klinowej , zatoki czołowej oraz zatok sitowych. Zatoki szczękowe pojawiają się już w życiu płodowym w trzecim miesiącu , za nimi pojawiają się zatoki sitowe ok piątego miesiąca. Zatoki klinowe jako rozszerzenie zatok sitowych pojawia się z podczas piątego miesiąca po urodzeniu . Rozwój zatok czołowych rozpoczyna się po drugi roku życia.

Oczy

Obustronnie skupiska komórek zwanych plakodami bocznie na wyniosłościach czołowo nosowych dają początek powstawaniu gałek ocznych.

Leżący pod nimi szypuła wzrokowa komórek daje początek powstania nerwów wzrokowych pobudzających plakody do powstania soczewek. Pomiędzy 5 , a 9 tygodniem gałki oczne przemieszczają się do przyśrodka, do ich ostatecznej pozycji. U noworodków wymiar między więzadłowy wynosi ok 16 mm.1,2,3,4,5,6.