CN112675361B - 一种区域功能特异性临床牙周缺损修复模块的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种区域功能特异性临床牙周缺损修复模块的制备方法，所述模块包含牙槽骨再生功能域、牙周膜再生功能域和屏障膜功能域，先根据临床牙槽骨缺损3D打印个性化掺镁硅灰石牙槽骨再生功能域，再将经MNBG修饰的改良PCL/明胶电纺膜作为牙周膜再生功能域，光固化成型的Si‑HPMC/MA‑CMCS水凝胶作为屏障膜功能域，将三者一体化集成。牙周膜再生功能域的仿牙周纤维引导结构设计和MNBG修饰，为胶原基质的分泌及整合提供引导和支持，MNBG修饰可诱导牙周膜成纤维细胞增殖及垂直向迁移，从而提升缺损区牙周膜组织的垂直向增量，促进牙周组织复合体再生，提高牙周组织再生的确定性和降低牙周再生手术技术敏感性。
Description
技术领域
本发明属于牙科修复材料领域，涉及一种区域功能特异性临床牙周缺损修复模块的制备方法。
背景技术
牙周炎是最常见的口腔疾病之一，可引起牙龈、牙槽骨、牙周膜和牙骨质等牙周支持组织进行性地不可逆破坏，导致牙龈肿胀出血、牙龈退缩、牙槽骨吸收、牙齿松动移位，甚至牙齿脱落。目前，牙周炎已成为我国乃至全球成年人牙齿丧失的首要原因和主要原因。理想的牙周炎治疗不仅在于去除病因及危险因素以消除炎症、控制疾病发展；更重要的是修复和重建被破坏的牙周组织结构，即实现牙周组织再生。
发明内容
引导性牙周组织再生术（guided tissue regeneration，GTR）是目前最常用的牙周再生手段。GTR的原理是利用膜性材料作为屏障，阻挡牙龈上皮细胞和结缔组织细胞向根面迁移，并在膜下形成一定的修复空间，诱导具有牙周组织再生潜力的牙周膜细胞占据根面，形成新的牙槽骨、牙周膜和牙骨质。临床上，GTR常与牙周植骨术联合应用，即在缺损内植入骨替代材料后，修剪出外形适宜的屏障膜覆盖于植入材料表面，植入材料可起到支持屏障膜和稳定骨修复空间的作用。大量研究已经证实两种术式的联合应用在II壁、III壁及II度根分叉病变等包含型骨缺损中的再生修复效果，而对骨替代材料容纳度较差的非包含型骨缺损疗效欠佳。其原因在于，一方面，临床常用骨替代材料为颗粒型，在非包含型骨缺损中塑型困难、堆砌高度有限、容易塌陷，不利于屏障膜下骨缺损修复空间的创造和稳定，从而直接影响骨组织再生效果。另一方面，牙周骨缺损复杂多样，医生徒手修剪的屏障膜难以完全贴合骨缺损形态；而在手术操作和后期愈合过程中，屏障膜容易发生塌陷或移位。术中修整、就位、塑形屏障膜势必增加再生手术的技术敏感性，延长手术时间，增添患者的痛苦。术后屏障膜的移位和塌陷又会影响牙周再生术术后愈合效果。
此外，上述两种治疗方法诱导牙周韧带组织再生效果有限，长结合上皮愈合仍是牙周手术后最常见的愈合方式。长结合上皮愈合无法恢复牙周组织承受各向咀嚼外力的生理功能，且缺乏长期稳定性，受到重复炎症刺激时，极易再次引起牙周组织破坏。而牙根表面在牙周手术后形成两端分别埋入牙骨质和新生牙槽骨的牙周膜纤维，才是最理想的愈合方式。可见，为牙周膜新生提供更有利局部条件，实现牙周缺损内牙周膜、牙槽骨等牙周软硬组织组织复合体的一体化再生仍是亟待突破的临床瓶颈。
针对背景技术中所述临床问题，本发明提供一种区域功能特异性临床牙周缺损修复模块的制备方法，根据临床牙槽骨缺损3D打印个性化掺镁硅灰石牙槽骨再生功能域，将经微纳米级生物玻璃（micro-nano bio-glass，MNBG）修饰的改良聚己内酯（Polycaprolactone，PCL）/明胶电纺膜作为牙周膜再生功能域，把光固化成型的Si-HPMC/MA-CMCS水凝胶作为屏障膜功能域，以上三者一体化集成，获得区域功能特异性临床牙周缺损修复模块。该模块可降低牙周再生手术的技术敏感性，提高牙周组织再生的确定性，从而改善严重牙周附着丧失患牙的预后。Si-HPMC是硅烷化羟丙甲纤维素（silanizedhydroxypropyl methylcellulose）。MA-CMCS是羧甲基壳聚糖甲基丙烯酸酯（methacrylated carboxymethyl chitosan）。HPMC是羟丙甲纤维素（hydroxypropylmethylcellulose）。CMCS是羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan）。
本发明的区域功能特异性临床牙周缺损修复模块由牙槽骨再生功能域、牙周膜再生功能域和屏障膜功能域构成，具体制备步骤如下：
一、牙槽骨再生功能域的制备
（1）掺镁硅灰石粉体的合成
配制3.0 L 1 M的 Na2SiO3水溶液（A液），同步配制3.0 L总浓度1 M 的Ca（NO3）2与Mg（NO3）2混合溶液（摩尔比Ca:Mg = 94: 6，B液），搅拌至溶液中粉末完全溶解，溶液澄清透明。使用氨水将B液pH调至9.0-10.0。将B液以1-2滴/秒的速度滴入A液中，持续搅拌并以氨水维持B液pH值。滴加完成后，继续搅拌悬浊液24小时。采用真空抽滤法过滤反应悬浊液，所得白色沉淀分别经去离子水和无水乙醇洗涤三次，80℃烘箱干燥24小时，获得干燥粉体。将干燥粉体在850℃下煅烧2小时（升温速率：3℃/分钟），冷却后，再将所得掺镁硅灰石粉体用球磨机球磨6小时（转速：300转/分钟），最终获得粒径约5 μm的粉体。
（2）个性化牙槽骨再生功能域的制备
将患者CBCT（cone beam computed tomography）数据导出后，使用MimicsResearch 19.0软件将牙槽骨缺损区域三维重建。通过3-matic Research软件设计契合缺损形态的牙槽骨再生功能域，然后导出立体光刻（S TereoLithography, STL）格式。将上述数字指令导入到Materialise Magics 21.0软件中进行进一步编辑，包括修整边缘并加入贯通性孔隙（孔径480 μm，孔隙率55%），在牙槽骨再生功能域植入缺损后邻近牙龈的表面（牙龈面，参照图1黑色虚线）设计2.5 mm厚度的容纳水凝胶屏障膜模具结构并在植入缺损后邻近牙根的表面（牙根面，参照图1白色虚线）预留1-2 mm牙周膜再生功能域复合空间，由此获得数字化打印模型。然后以前述掺镁硅灰石粉体为原料，采用光固化3D打印技术，打印出改良的牙槽骨再生功能域。
二、屏障膜功能域的制备：
（1）Si-HPMC的合成
在搅拌条件下，于420 mL 1-丙醇和1.9 L正庚烷的混合液中加入12 g NaOH和240g HPMC粉末，室温下氮气鼓泡50分钟。滴加36 mL 3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（3-glycidoxypropyltrimethoxysilane 3-GPTMS），并于35分钟内将溶液升温至85℃，保温3.5h。待反应体系冷却至40℃后，加入30 mL冰醋酸进行中和反应。30分钟后，使用布氏漏斗过滤混合物。用3 L丙酮/水混合物（85:15 v/v）洗涤所得沉淀4次，去除未反应的GPTMS, 获得Si-HPMC粉末在37℃干燥，备用。
（2）MA-CMCS的合成
将10克CMCS加入500 mL Milli-Q 超纯水中搅拌溶解，滴加0.1 M NaOH溶液调pH至9。将2.72 mL的甲基丙烯酸缩水甘油酯添加到溶液中，室温氮气氛围下搅拌48小时后，将反应混合物与蒸馏水进行透析（渗析膜截留分子量为1 kda），直到电导率小于2 μS/cm，所得产物冷冻干燥3天。
（3）水凝胶前体溶液的配制
A、将Si-HPMC粉末在0.1 M NaOH溶液中溶解过夜，获得4% （w/v）的Si-HPMC溶液，高压锅灭菌（121℃, 20分钟）后备用。
B、将MA-CMCS溶于蒸馏水中获得5%（w/v）的MA-CMCS溶液。在每毫升MA-CMCS溶液中加入5 μL光引发剂（含4.2 mM 5-核黄素磷酸钠盐水合物衍生物和4.2 M三羟乙基胺）。
C、将含光引发剂的MA-CMCS溶液、Si-HPMC溶液和酸性缓冲液（含有0.06 M HCL，1.8%（w/v）NaCl，6.2%（w/v）HEPES）以4：2：1体积比混合，形成浓度4%（w/v）的混合溶液。HEPES 是4-羟乙基哌嗪乙磺酸（4-(2-hydroxyethyl) piperazine-1-ethanesulfonicacid）。
（4）水凝胶光化学交联
将（3）中制备的混合液注入牙槽骨再生功能域牙龈面容纳水凝胶屏障膜的模具中，通过牙科光固化灯光表面辐照（1200 mw/cm2, 420-480 nm）制成水凝胶膜，去除表面模具后，获得屏障膜功能域。
三、牙周膜再生功能域的制备：
（1）生物玻璃粉体的合成
在200 mL 去离子水加入157 mL 正硅酸乙酯，溶解后，加入25 mL 2 M HNO3，搅拌30分钟。正硅酸乙酯水解后，加入59 g Ca（NO3）2·4H2O，8.53 mL磷酸三乙酯，搅拌5小时后，将溶液放入60℃烘箱保温48小时，获得凝胶。所得凝胶在120℃烘箱内干燥24小时后，经石英砂球磨机研磨6小时，800℃烧结3小时，过筛后获得MNBG颗粒。
（2）PCL/明胶复合MNBG颗粒电纺纤维膜的制备
将PCL、明胶、MNBG颗粒按照6：3：1质量比在2,2,2-三氟乙醇/冰醋酸溶剂体系中混合，形成10%均相混合液。在温度40℃，湿度40%的条件下，使用近场静电纺丝技术（15 kV，接受距离：15 cm）和冷冻干燥处理制成具有序纤维形态的仿生电纺膜。
（3）牙周膜再生功能域的形成
将牙槽骨再生功能域牙根面置于距加热板1 cm处加热至60℃，4秒后迅速将电纺膜压于其表面并维持10秒。这一加热步骤可使电纺膜表层部分融化，其在冷却固化后即可与牙槽骨再生功能域牢固结合形成牙周膜再生功能域。
所述步骤一（2）中牙龈面设计的水凝胶屏障膜模具结构超过牙槽骨再生功能域牙龈面边缘2～3 mm。
按所述方法完成制备后，所述区域功能特异性临床牙周缺损修复模块由牙槽骨再生功能域、牙周膜再生功能域和屏障膜功能域三者一体化集成。参见图1，所述牙周膜再生功能域与牙槽骨再生功能域牙根面孔隙结构以熔融方式结合，所述屏障膜功能域与牙槽骨再生功能域牙龈面孔隙结构以微机械锁结结合，该结合在水凝胶完成光固化成型时形成。
所述牙槽骨再生功能域材料为CSi-Mg6，所述牙周膜再生功能域材料为MNBG修饰的改良PCL/明胶电纺膜；所述屏障膜功能域材料为光固化成型的Si-HPMC/ MA-CMCS水凝胶；其中CSi-Mg6（6%Mg-doped wollastonite）中6指镁取代钙摩尔比约6%。
参见图2，当所述区域功能特异性临床牙周缺损修复模块因牙齿邻面接触点干扰无法植入时，可选择牙齿的近远中接触点连线为界，将所述区域功能特异性临床牙周缺损修复模块分为唇颊侧区域功能特异性临床牙周缺损修复模块和舌腭侧区域功能特异性临床牙周缺损修复模块分别制作，用于修复同一缺损的唇颊、舌腭侧。
参见图3，修复由临床外伤、囊肿、肿瘤切除所造成的颌骨缺损时，可制备仅包含所述牙槽骨再生功能域与所述屏障膜功能域的模块，称为区域功能特异性临床颌骨缺损修复模块。
本发明的有益技术效果为：制备屏障膜功能域、牙周膜再生功能域和牙槽骨再生功能域三者集成一体的牙周缺损再生修复模块，提高牙周组织再生的确定性和降低牙周再生手术技术敏感性。该模块中，牙槽骨再生功能域根据临床牙槽骨缺损进行个性化设计，以掺镁硅灰石为原料经3D打印技术成型，可有效填塞骨内缺损，为非包含型骨缺损创造稳定的再生修复空间，显著拓宽牙周再生手术的适应症。选用的掺镁硅灰石材料具有良好的机械强度，可承受植入及后期组织再生过程中的张力和压力。牙槽骨再生功能域的降解速率还可通过其孔径、孔隙率进行调节，使其与新骨形成速率匹配。牙周膜再生功能域的仿牙周纤维引导结构设计和微纳米生物玻璃修饰，可为胶原基质的分泌及整合提供引导和支持，MNBG修饰可诱导牙周膜成纤维细胞增殖及垂直向迁移，从而提升缺损区牙周膜组织的垂直向增量，促进牙周组织复合体再生。屏障膜功能域除实现对牙龈上皮的有效阻挡之外，其与牙槽骨再生功能域的集成，可大大简化牙周再生手术操作，降低再生手术的技术敏感性。
附图说明
图1 区域功能特异性临床牙周缺损修复模块修复临床牙周缺损模式图。
图2 区域功能特异性临床牙周缺损修复模块唇颊、舌腭侧设计示意图。
图3 区域功能特异性临床颌骨缺损修复模块修复临床颌骨缺损模式图。
图4 实施例2流程示意图。A：CBCT数据重建牙周缺损区域；B：基于缺损设计临床牙周缺损修复模块；C、D：将区域功能特异性临床牙周缺损修复模块分为唇颊、舌腭侧修复模块分别制作，7：唇颊侧区域功能特异性临床牙周缺损修复模块；8：舌腭侧区域功能特异性临床牙周缺损修复模块。E：缺损舌侧植入舌腭侧模块示意图；F：缺损颊侧植入唇颊侧模块示意图。
图5 实施例2流程示意图。图A：CBCT数据重建颌骨缺损区域；B：基于缺损设计临床颌骨缺损修复模块；C：修复模块颊舌侧一体化设计制作示意图；D：缺损植入修复模块后唇侧示意图；E：缺损植入修复模块后舌侧示意图。
具体实施方式
本发明结合附图和实施例作进一步的说明。
实施例1
区域功能特异性临床牙周缺损修复模块制作
（1）牙槽骨再生功能域的制备
A、掺镁硅灰石粉体的合成
配制2.0 L 1 M的 Na2SiO3水溶液（A液），同步配制2.0 L总浓度1 M 的Ca（NO3）2与Mg（NO3）2混合溶液（摩尔比Ca: Mg=94: 6，B液），搅拌至溶液中粉末完全溶解，溶液澄清透明。使用氨水将B液pH调至9.5。将B液以2滴/秒的速度滴入A液中，持续搅拌并以氨水维持B液pH值。滴加完成后，继续搅拌悬浊液24小时。采用真空抽滤法过滤反应悬浊液，所得白色沉淀分别经去离子水和无水乙醇洗涤三次，80℃烘箱干燥24小时，获得干燥粉体。将干燥粉体在850℃下煅烧2小时（升温速率：3℃/分钟），冷却后，再将所得掺镁硅灰石粉体用球磨机球磨6小时（转速：300转/分钟），最终获得粒径约5μm的粉体。
B、个性化牙槽骨再生功能域的打印
将患者CBCT数据导出后，使用Mimics Research 19.0软件将牙槽骨缺损区域三维重建。通过3-matic Research软件设计契合缺损形态的牙槽骨再生功能域，然后导出STL格式。将上述数字指令导入到Materialise Magics 21.0软件中进行进一步编辑，包括修整边缘并加入贯通性孔隙（孔径480μm，孔隙率55%），在牙槽骨再生功能域植入缺损后邻近牙龈的表面（牙龈面，参照图1黑色虚线）设计2.5 mm厚度的容纳水凝胶屏障膜模具结构并在植入缺损后邻近牙根的表面（牙根面，参照图1白色虚线）预留1 mm牙周膜再生功能域复合空间。
将区域功能特异性临床牙周缺损修复模块的STL数据完成缩放、切片、支撑设计后导入到光固化打印机。取前述掺镁硅灰石粉体20 g与光固化树脂以2：1质量比混合，搅拌30min后得到打印浆料。将光固化浆料注入浆料池，调节成型板水平，浆料层层厚为125μm。设置单层曝光时间为3s，安装成型台后开始打印。将打印成型的修复模块从成型台上取下并去除支撑，经超声清洗、烘干、烧结后可得到牙槽骨再生功能域及表面的屏障膜功能域模具。
（2）屏障膜功能域的制备：
A、Si-HPMC的合成
在搅拌条件下，于420 mL 1-丙醇和1.9 L正庚烷的混合液中加入12 g NaOH和240g HPMC粉末，室温下氮气鼓泡50分钟。滴加36 mL 3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（3-GPTMS），并于35分钟内将溶液升温至85℃，保温3.5h。待反应体系冷却至40℃后，加入30mL冰醋酸进行中和反应。30分钟后，使用布氏漏斗过滤混合物。用3 L丙酮/水混合物（85: 15v/v）洗涤所得沉淀4次，去除未反应的GPTMS, 获得Si-HPMC粉末在37℃干燥，备用。
B、MA-CMCS的合成
将10克CMCS加入500 mL超纯水中搅拌溶解，滴加0.1 M NaOH溶液调pH至9。将2.72mL的甲基丙烯酸缩水甘油酯添加到溶液中，室温氮气氛围下搅拌48小时后，将反应混合物与蒸馏水进行透析（渗析膜截留分子量为1kda），直到电导率小于2μS/cm，所得产物冷冻干燥3天。
C、水凝胶前体溶液的配制
①将0.4 g Si-HPMC粉末在0.1M NaOH溶液中溶解过夜，获得4% （w/v）的Si-HPMC溶液，高压锅灭菌（121℃, 20分钟）后备用。
②将0.5 g MA-CMCS溶于蒸馏水中获得5%（w/v）的MA-CMCS溶液。在每毫升MA-CMCS溶液中加入5μL光引发剂（含4.2 mM 5-核黄素磷酸钠盐水合物衍生物和4.2 M三羟乙基胺）。
③将10 mL含光引发剂的MA-CMCS溶液、5 mL Si-HPMC溶液和2.5 mL酸性缓冲液（含有0.06 M HCL，1.8%（w/v）NaCl，6.2%（w/v）HEPES）混合，形成浓度4%（w/v）的混合溶液。
④水凝胶光化学交联
将③中制备的混合液注入牙槽骨再生功能域牙龈面容纳水凝胶屏障膜的模具中，通过牙科光固化灯光表面辐照（1200 mw/cm2, 420-480 nm）制成水凝胶膜，去除表面模具后，获得屏障膜功能域。
（3）牙周膜再生功能域的制备：
A、生物玻璃粉体的合成
在200 mL 去离子水加入157 mL 正硅酸乙酯，溶解后，加入25 mL 2M HNO3，搅拌30分钟。正硅酸乙酯水解后，加入59g Ca（NO3）2·4H2O，8.53 mL磷酸三乙酯，搅拌5小时后，将溶液放入60℃烘箱保温48小时，获得凝胶。所得凝胶在120℃烘箱内干燥24小时后，经石英砂球磨机研磨6小时，800℃烧结3小时，过筛后获得MNBG颗粒。
B、PCL/明胶复合MNBG颗粒电纺纤维膜的制备
将6g PCL、3g 明胶、1g MNBG颗粒在2,2,2-三氟乙醇/冰醋酸溶剂体系中混合，形成10%均相混合液。在温度40℃，湿度40%的条件下，使用近场静电纺丝技术（15 kV，接受距离：15 cm）和冷冻干燥处理制成具有序纤维形态的仿生电纺膜。
C、牙周膜再生功能域的形成
将牙槽骨再生功能域牙根面置于距加热板1 cm处加热至60℃，4秒后迅速将电纺膜压于其表面并维持10秒。这一加热步骤可使电纺膜表层部分融化，其在冷却固化后即可与牙槽骨再生功能域牢固结合形成牙周膜再生功能域。
至此，由牙槽骨再生功能域、牙周膜再生功能域和屏障膜功能域构成的区域功能特异性临床牙周缺损修复模块已制备完成。
实施例2 区域功能特异性临床牙周缺损修复模块制作和应用
（1）区域功能特异性临床牙周缺损修复模块的制作和应用
依据临床牙周缺损设计区域功能特异性临床牙周缺损修复模块，参照图4A、图4B；将修复模块分为唇颊侧、舌腭侧分别设计制作，参见图4C、图4D；区域功能特异性临床牙周缺损修复模块由牙槽骨再生功能域、牙周膜再生功能域和屏障膜功能域构成，具体设计及制作流程参照“实施例1”。
区域功能特异性临床牙周缺损修复模块可用于修复临床牙周缺损，唇颊、舌腭侧区域功能特异性临床牙周缺损修复模块可分别植入缺损唇颊侧和舌腭侧，参照图4E，4F；唇颊、舌腭侧区域功能特异性临床牙周缺损修复模块可作为一个整体，契合牙周缺损形态，促进牙周组织再生修复。
（2）区域功能特异性临床颌骨缺损修复模块的制作和应用
依据临床颌骨缺损设计区域功能特异性临床颌骨缺损修复模块，参照图5A、图5B；因颌骨缺损区无牙齿邻面接触点阻挡，修复模块采用唇颊舌腭侧一体化设计制作，参见图5C；修复模块由牙槽骨再生功能域和屏障膜功能域两部分构成，相应功能域设计及制作流程参照“实施例1”。
区域功能特异性临床颌骨缺损修复模块可用于修复临床颌骨缺损。区域功能特异性临床颌骨缺损修复模块可植入颌骨缺损，契合骨缺损形态，引导骨组织再生修复，参照图5D，图5E。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种区域功能特异性临床牙周缺损修复模块的制备方法，其特征在于，通过以下步骤实现：
（1）牙槽骨再生功能域的制备
（a）掺镁硅灰石粉体的合成
配制1 M的 Na2SiO3水溶液，为A液，同步配制1 M 的Ca(NO3)2与Mg(NO3)2混合溶液，为B液，混合溶液中Ca:Mg的摩尔比为94: 6，B液pH调至9.0~10.0，将B液以1~2滴/秒的速度滴入A液中，保持B液的pH值，滴加完成后，继续搅拌悬浊液24小时，采用真空抽滤法过滤反应悬浊液，所得白色沉淀分别经去离子水和无水乙醇洗涤三次，80℃烘箱干燥24小时，获得干燥粉体，将干燥粉体在850℃下煅烧2小时，冷却后，得镁取代钙摩尔比为6%的掺镁硅灰石（6%Mg-doped wollastonite, CSi-Mg6）粉体，再用球磨机球磨6小时，最终获得粒径为5μm的粉体；
（b）牙槽骨再生功能域的打印
将患者锥形束CT（cone beam computed tomography, CBCT）数据导出后，建立牙槽骨缺损区域三维重建模型，设计契合缺损形态的牙槽骨再生功能域，然后导出立体光刻格式，经编辑，修整边缘并加入贯通性孔隙，在牙槽骨再生功能域植入缺损后邻近牙龈的表面设计2.5 mm厚度的容纳水凝胶屏障膜模具结构并在植入缺损后邻近牙根的表面预留1-2 mm牙周膜再生功能域复合空间，获得数字化打印模型，然后以前述掺镁硅灰石粉体为原料，采用光固化3D打印技术，打印得牙槽骨再生功能域；
（2）屏障膜功能域的制备
（a）硅烷化羟丙甲纤维素（silanized hydroxypropyl methylcellulose，Si-HPMC）的合成
在搅拌条件下，于1-丙醇和正庚烷的混合液中加入NaOH和羟丙甲纤维素（hydroxypropyl methylcellulose, HPMC）粉末，室温下氮气鼓泡50分钟，滴加3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, GPTMS），并于35分钟内将溶液升温至85℃，保温3.5小时，待反应体系冷却至40℃后，加入30 mL冰醋酸进行中和反应，30分钟后，过滤混合物，用丙酮/水混合物洗涤所得沉淀4次，去除未反应的GPTMS, 获得Si-HPMC粉末在37℃干燥，备用；所述丙酮/水混合物按丙酮/水以体积比85: 15混合；
（b）羧甲基壳聚糖甲基丙烯酸酯（methacrylated carboxymethyl chitosan, MA-CMCS）的合成
将羧甲基壳聚糖（carboxymethyl chitosan，CMCS）加入到超纯水中搅拌溶解，滴加0.1M NaOH溶液调pH至9，将甲基丙烯酸缩水甘油酯添加到溶液中，室温氮气氛围下搅拌48小时后，将反应混合物与蒸馏水进行透析，直到电导率小于2 μS/cm，所得产物冷冻干燥3天；
（c）水凝胶前体溶液的配制
A、将Si-HPMC粉末在0.1 M NaOH溶液中溶解过夜，获得4%的Si-HPMC溶液，灭菌后备用；
B、将MA-CMCS溶于蒸馏水中获得5%的MA-CMCS溶液，在每毫升MA-CMCS溶液中加入光引发剂；
C、将含光引发剂的MA-CMCS溶液、Si-HPMC溶液和酸性缓冲液以4：2：1体积比混合，形成浓度4%的混合溶液；
（d）水凝胶光化学交联
将（c）中制备的混合溶液注入牙槽骨再生功能域牙龈面容纳水凝胶屏障膜的模具中，通过牙科光固化灯光表面辐照制成水凝胶膜，去除表面模具后，获得屏障膜功能域；
（3）牙周膜再生功能域的制备
（a）生物玻璃粉体的合成
在去离子水加入正硅酸乙酯，溶解后，加入25 mL 2 M HNO3，搅拌30分钟，正硅酸乙酯水解后，加入Ca(NO3)2·4H2O，8.53 mL磷酸三乙酯，搅拌5小时后，将溶液放入60℃烘箱保温48小时，获得凝胶，所得凝胶在120℃烘箱内干燥24小时后，经石英砂球磨机研磨6小时，800℃烧结3小时，过筛后获得微纳米级生物玻璃（micro-nano bio-glass, MNBG）颗粒；
（b）聚己内酯（Polycaprolactone，PCL）/明胶复合MNBG电纺纤维膜的制备
将PCL、明胶、MNGB颗粒按照6：3：1质量比在2,2,2-三氟乙醇/冰醋酸溶剂体系中混合，形成10%均相混合液，在温度40℃，湿度40%的条件下，使用近场静电纺丝技术和冷冻干燥处理制成具有序纤维形态的仿生电纺膜；其中近场静电纺丝技术选用15 kV、接受距离：15cm；
（c）牙周膜再生功能域的形成
将牙槽骨再生功能域牙根面置于距加热板1 cm处加热至60℃，4秒后迅速将电纺膜压于其表面并维持10秒，使电纺膜表层部分融化，其在冷却固化后即与牙槽骨再生功能域牢固结合形成牙周膜再生功能域；
将步骤（1）、（2）、（3）三者一体化集成，获得区域功能特异性临床牙周缺损修复模块。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）的（a）中使用氨水调B液pH。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）的（c）中光引发剂为含4.2 mM5-核黄素磷酸钠盐水合物衍生物和4.2 M三羟乙基胺。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）的（c）中酸性缓冲液由0.06 MHCL，1.8% NaCl，6.2% 4-羟乙基哌嗪乙磺酸（4-(2-hydroxyethyl) piperazine-1-ethanesulfonic acid, HEPES）组成。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）（b）中牙龈面设计的水凝胶屏障膜模具结构超过牙槽骨再生功能域牙龈面边缘2～3 mm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述牙周膜再生功能域与牙槽骨再生功能域牙根面孔隙结构以熔融方式结合，所述屏障膜功能域与牙槽骨再生功能域牙龈面孔隙结构以微机械锁结结合，该结合在水凝胶完成光固化成型时形成。
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