CN103520779A - 含多种活性离子的多孔复合生物材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含多种活性离子的多孔复合生物材料及制备方法，涉及医用材料生产技术领域。本发明所述多孔复合生物材料为含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物由含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体和磷酸盐-硅酸盐水泥覆层组成，所述磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中的磷酸盐和硅酸盐均含有活性离子B及钙，磷酸盐-硅酸盐水泥覆层占微孔结构主体的质量百分比为5%-60%。本发明保持了墨鱼骨精妙的极高孔隙率的三维互通微孔结构，有极佳的骨传导性，降解性好，可梯级降解，活性离子及有益元素的释放可调控，材料的总体降解速率可根据不同新骨形成的要求调整。
Description
本发明涉及医用材料生产技术领域，特别涉及一种含多种活性离子的多孔复合生物材料及制备方法。
背景技术
人自然骨矿是含Ca、P、C、Si、O、H、Zn、Sr、Mg、Mn、Cu、Fe、S、Al、Xi、K、Na、Cl等元素及其它微量元素的的复合物。在人骨矿化工程中存在着广泛的类质同像替换行为，因而人骨矿成分十分复杂。总体上而言，人骨矿成分主要为磷酸盐、次之为碳酸盐，亦存在少量硅酸盐成分。模拟人骨矿成分及结构是骨移植替代材料或骨组织工程支架研发的策略方向，人们希望模拟人工骨可降解，植入体内可释放骨重建的有益元素和活性元素，作为临时支架支持骨修复，并在骨修复过程中逐渐降解、在骨修复完成时人工骨支架降解完毕而实现新骨的完全修复。由于人骨骨矿的主要成分为磷酸盐，人们对钙磷材料给予了极大重视并进行了大量深入研究，钙磷人工骨移植替代材料具有良好的生物相容性、骨传导性，磷酸钙陶瓷植入体内发生溶解降解，释放Ca、P（指全部游离的无机磷酸根离子如H2PO4 1-、HPO4 2-、PO4 3-）进入活体循环系统然后形成新生骨。
碳酸盐亦是自然生物骨矿的重要成分（墨鱼骨的骨矿成分为自组装碳酸钙陶瓷；碳酸盐也是人骨矿的主要成分之一，约占人骨矿重量8%，为含钙的碳酸盐，亦存在钙离子与镁、锰、锌等离子的同质置换）。碳酸钙亦是复合人工骨移植替代材料的常见成分，具有较好的生物降解性及生物相容性，是新骨形成的有益（元素）组分。
尽管在人骨骨矿中只有少量的硅酸盐成分，但研究发现，在人骨骨化过程中，硅与钙的含量正相关，体内和体外研究表明硅对骨骼的形成和矿化有重要的作用，是目前另一类重要的骨移植替代材料--生物玻璃的核心成分。非玻璃相硅酸钙（硅酸钙经高温煅烧成玻璃相）有良好的溶解降解特性（优于磷酸三钙）和生物活性，在植入人体的早期即开始溶解降解，释放硅离子。
目前，一般认为不含活性离子的磷酸盐、玻璃相硅酸盐、碳酸钙材料不具备骨诱导活性。近年来，人们试图在人工合成磷灰石中加入活性离子，已有的研究表明，这些微量成分能有效的刺激蛋白活性，促进细胞生长和骨生长。
作为骨修复材料或组织工程支架材料，除了材料材料成分的因素（与材料的毒性、细胞相容性、骨诱导特性、降解性相关）外，还应具有良好的多孔结构即骨传导性，孔隙率越大越有利于细胞及血管的长入，200-400um的孔径（三维互通）最有利于新骨形成。现有的工艺多经过沉淀法制备材料前体粉末或利用现成粉体再经混料成型、煅烧等工艺形成陶瓷、玻璃块体，不仅工艺复杂，而且很难达到理想的三维互通多孔结构、煅烧可改变材料的晶体结构、减低溶降速率及生物活性。含活性离子的羟基磷灰石是是研究最多的改性材料。国家自然科学基金重点资助项目(10832012) 以 Ca (NO3 )2 ·6H2 O、(NH4 ) 2 HPO4 和 Mg(NO3 ) 2 ·6H2 O 为反应原料，分别配制浓度为0.3 和 0.5mol/L 的溶液。用浓氨水调节钙和镁溶液，使pH >11；磷溶液的 pH >10。取一定量Mg(NO3 ) 2 和Ca (NO3 )2 溶液充分混合，再加入 0.4g 聚乙二醇，磁力搅拌使之溶解。在搅拌条件下，将(NH4 ) 2 HPO4 液缓慢滴加到 Ca 和 Mg 溶液中(保持 n(Ca + Mg)/ n(P)=1.67)，搅拌均匀，然后转入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢水热釜中 (填充度为 70 %)，于 180 ℃水热处理8h制得 Mg2HA粉体。Mg2HA粉体可作为原料制备含Mg2HA的复合块体或水泥等的材料，但这些材料难以具备骨移植替代材料需要的三维互通微孔结构，且含Mg2HA的复合块或水泥的降解速率太小，不能实现材料降解速率及活性离子释放的可调控。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的骨移植替代材料、骨组织工程支架材料缺乏骨诱导活性、较好的降解特性、较好的多孔结构以及生产工艺复杂等缺陷，提供一种含多种活性离子的多孔复合生物材料，它保持了墨鱼骨精妙的极高孔隙率的三维互通微孔结构，有极佳的骨传导性，降解性好，具有理想的多孔结构，材料在元素成分、化学成分和微孔结构上与人体骨矿更趋于接近，可梯级降解，活性离子及有益元素的释放可调控，材料的总体降解速率可根据不同新骨形成的要求调整。
本发明的另一目的在于提供一种含多种活性离子的多孔复合生物材料的制备方法，方法简单易行，节能环保，适合工业化生产。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含多种活性离子的多孔复合生物材料，所述多孔复合生物材料为含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物，所述含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物由含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体和磷酸盐-硅酸盐水泥覆层组成，所述磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中的磷酸盐和硅酸盐均含有活性离子B及钙，磷酸盐-硅酸水泥覆层包覆多孔陶瓷结构主体，磷酸盐-硅酸盐水泥覆层占微孔结构主体的质量百分比为5%-60%。
含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体由墨鱼骨骨矿支架在含活性离子A的溶液浸渍后与磷源溶液的水热反应（微波条件下）制得，含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体保持了墨鱼骨精妙的极高孔隙率的三维互通微孔结构，赋予本发明良好的骨传导性、活性离子的掺入可改善材料的活性；磷酸盐-硅酸盐水泥覆层可极大地丰富活性离子及其他化学组分的掺入，进一步提高本发明复合生物材料活性，尤其是材料的表面活性。可根据需要调节磷酸盐-硅酸盐水泥覆层、含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体组分及其比例，实现含活性离子B及钙的磷酸盐-硅酸盐水泥覆层、活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体内部成分的梯级降解，实现含活性离子B及钙的磷酸盐-硅酸盐水泥覆层相对于活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体的梯级降解，对各种成骨有益元素及活性元素释放进行有效调节，使本发明复合生物材料的总体降解速率与新骨形成速率相匹配，促进细胞粘附、增殖、分化和骨缺损的修复。
本发明的多孔陶瓷结构主体由两大部分组成：第一部分即碳酸钙（墨鱼骨骨矿支架提供），第二部分为含活性离子A及钙的磷酸盐。含活性离子A及钙的磷酸盐包括活性离子A的磷酸盐及钙的磷酸盐，钙的磷酸盐为磷酸钙、酸式磷酸钙、羟基磷酸钙的一种或几种，活性离子A的磷酸盐为活性离子A（镁、锶、锌、锰离子中的一种或多种）的酸式磷酸盐、磷酸正盐和磷酸复盐中的一种或多种，或活性离子A的磷酸盐为氟代羟基磷酸钙。
含活性离子A及钙的磷酸盐具体成分如： Ca9ZnK(PO4)7（磷酸复盐）
， Zn3(PO4)2 ，CaZn2 (PO4)2·2H2O（磷酸复盐）， Ca5(PO44) 3F（氟代羟基磷酸钙），Ca9MnK(PO4)7（磷酸复盐），Mn5(HPO4) 2(PO4)2(H2O)4（磷酸复盐）
，Sr(HPO3) 2，Sr3 (PO4)2，MgHPO4·3H2O 。
磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中的磷酸盐为活性离子B（镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子中的至少两种）的酸式磷酸盐、磷酸正盐、焦磷酸盐、磷酸复盐和聚磷酸盐复盐的一种或几种，及钙的酸式磷酸盐、磷酸正盐的一种或几种；磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中的硅酸盐为活性离子B（镁、锌、锶、锰、铁、铜、银、钡、锆、钇、铈、镱、铕、硒离子中的一种或几种）的硅酸盐及硅酸钙。硅酸盐含的活性离子B优选镁、锌、铁、钡、锆、钇、铕离子中的一种或几种。
磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中具体成分列举如下：
磷酸盐：磷酸二氢镁、磷酸氢镁、磷酸镁、磷酸二氢锌、磷酸锌、磷酸氢锶、磷酸锰、磷酸氢锰、磷酸二氢锰、焦磷酸锰、磷酸锌鉄（磷酸复盐）、磷酸亚鉄、磷酸铁、焦磷酸铁、焦磷酸铁钠（磷酸复盐）、磷酸铜、磷酸氢铜、焦磷酸铜、磷酸银、磷酸二氢钡、磷酸氢钡、磷酸钡、磷酸锆、磷酸氢锆、磷酸氢钇、磷酸钇、磷酸铈、磷酸镱、磷酸铕、磷酸硒钾（磷酸复盐）、聚磷酸硒钾（聚磷酸盐复盐）。
硅酸盐：硅酸镁、硅酸锶、硅酸锌、硅酸铁、硅酸锆、硅酸钡、硅酸锌、硅酸铕、硅酸钇。
作为优选，磷酸盐-硅酸盐覆层的厚度为6-96微米。
作为优选，所述多孔陶瓷结构主体中：含活性离子A及钙的磷酸盐与碳酸钙的质量比为20-99:1-80，两者之和为100%。
作为优选，所述活性离子A与多孔陶瓷结构主体中钙的摩尔比为0.01-0.2:1；活性离子A为镁、锶、锌、锰离子中的一种或多种，或活性离子A为氟离子。
作为优选，所述磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中，Si与P的摩尔比为1:0.2-5。
作为优选，所述活性离子B与磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中钙的摩尔比为0.01-0.2:1；所述活性离子B选自镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子，其中磷酸盐含有的活性离子B为镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子中的至少两种，硅酸盐含有的活性离子B为镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子中一种或几种。加入活性离子能有效的刺激蛋白活性，促进细胞生长和骨生长、部分活性离子有良好的抑菌作用。锌可构成和激活多种蛋白，刺激骨生长；镁是可促进人体骨形成和所有生长过程及细胞形成，维护骨细胞结构与功能的重要矿物质。锰与骨细胞的分化，胶原蛋白及粘多糖的合成等都有关系；低剂量鍶置换磷灰石中部分钙而获得含鍶羟基磷灰石，不仅具有较之纯羟基磷灰石更好的组织相容性、骨传导性、甚至具有一定程度上的骨诱导性。稀土元素是一种生理激活剂，低剂量稀土元素可刺激人与动物体内的新陈代谢，激活体内的生长因子，促进酶的转化，增强人与动物的免疫功能，低剂量钇、铈、镱、铕等稀土金属离子有益于成骨。铜、鉄、银亦是骨化有益元素，同时铜离子、银离子有良好的抑菌作用。氟代羟基能改变羟基磷灰石物性，包括可改良其降解性能。活性离子的掺入能影响晶体的结构从而影响磷酸盐的降解速度。
本发明的生物材料由内（多孔陶瓷结构主体）外（磷酸盐-硅酸盐水泥覆层）两部分不同溶降速度的材料构成，多孔陶瓷结构主体及磷酸盐-硅酸盐水泥覆层内部的组分的降解速率亦不同，不同溶降速度的材料构成的多孔陶瓷结构主体、磷酸盐-硅酸盐水泥覆层及复合物移植后可发生梯级溶降，含活性离子的不同降解速率的材料可调节活性元素或有益元素的释放，促进新骨形成，本发明的多孔复合生物材料最终为有生命的新骨完全取代。本发明的多孔复合生物材料的孔隙率在80% 以上，具有理想的多孔结构、能赋予材料良好的传导性。
一种含多种活性离子的多孔复合生物材料的制备方法，所述的制备方法步骤如下：
一、含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体的制备：
（1）墨鱼骨去外壳后取内芯，用理化方法如次氯酸钠浸泡、微波碳化、高温烘焙等方法去除有机质得墨鱼骨多孔骨矿支架备用；
（2）按照活性离子A与墨鱼骨多孔骨矿支架中钙含量的摩尔比为0.01-0.2:1的比例，称量活性离子A提供源，加水配置浓度为0.1-3mol/L的活性离子A溶液备用；
（3）步骤（1）得到的墨鱼骨多孔骨矿支架经步骤（2）得到的活性离子A溶液浸渍后，在25-60℃下恒温干燥2-72小时；
（4）按照(活性离子A+Ca)/P摩尔比为1：0.2～2.5的量，称量磷源，用去离子水配制成P浓度为0.01-2.5mol/L的磷源溶液，并加碱调节磷源溶液的pH值在2-7.5之间；所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等；
（5）将步骤（3）处理得到的墨鱼骨多孔骨矿支架浸没在步骤（4）处理得到的磷源溶液中，在频率2.45GHz、微波输出功率110-700w条件下反应15-180分钟，漂洗块状产物，60-260℃干燥6-72小时后得到含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体；
二、磷酸盐-硅酸盐水泥覆层的制备：
（6）配制浓度为0.3-3mol/L的第一固化反应原料液，所述第一固化反应原料液为硅酸钠溶液、硅酸钾溶液或偏硅酸钠溶液，第一固化反应原料液的用量以每10克步骤（1）得到的墨鱼骨多孔骨矿支架使用4-18ml计；将活性离子B的硅酸盐或活性离子B的硅酸盐及硅酸钙（硅酸钙的加入便于控制调节反应中钙及硅的用量，以便于获得预期的产物）与活性离子B的磷酸盐及钙离子的磷酸盐混合研磨后，加第一固化反应原料液，搅拌均匀得喷涂浆料，喷涂浆料中的Si与P的摩尔比为1:0.2-5；所述活性离子B的磷酸盐为活性离子B的磷酸正盐、活性离子B的酸式磷酸盐、活性离子B的焦磷酸盐、含活性离子B的磷酸复盐和活性离子B的聚磷酸盐复盐中的一种或几种；所述钙离子的磷酸盐为钙离子的正磷酸盐、钙离子的酸式磷酸盐中的一种或几种；钙离子的正磷酸盐、钙离子的酸式磷酸盐如：磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙等；
（7）将步骤（6）得到的喷涂浆料对步骤（5）得到含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的微孔陶瓷结构主体喷涂；
（8）将步骤（7）处理过的含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体放入第二固化反应原料液中浸浴固化10-60min后在含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体的表面形成磷酸盐-硅酸盐水泥覆层，所述磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中的磷酸盐和硅酸盐均含有活性离子B及钙，所述第二固化反应原料液为浓度0.2-1.8mol/L的氯化钙溶液；
（9）将步骤（8）处理过的含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙多孔陶瓷结构主体在40-168℃下干燥4-24小时得含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物。
本发明选择自然骨矿化【（墨鱼骨多孔骨矿支架为基础的水热反应（水成）而非高温煅烧（火成）】的方式，设计制备含多种活性离子的多孔复合生物材料，使得材料在元素成分、化学成分和微孔结构上与人体骨矿更趋于接近，并能根据降解速率及生物活性等需要调节控制各系成分的比例、活性离子的掺杂，凸显某种或某几种活性离子，使复合材料可梯级降解，活性离子及有益元素的释放可调控，使整个多孔复合生物材料的总体降解速率与新骨形成相匹配。然而，在试图利用普通水热反应制备含活性离子的仿自然骨骨矿成分，试验时一次加入多种起始原料：作为钙源及多孔结构模本的墨鱼骨多孔骨矿支架，作为磷源的磷酸或磷酸与水溶性磷酸盐复合物，作为活性离子源的水溶性镁盐、锶盐、锌盐、锰盐、钡盐、铁盐、铜盐、银盐、锆盐、硒盐、钇、铈、镱、铕、氟、硅酸盐等，在普通水热条件下进行固-液相的水热反应，易于发生多种污染包括含活性离子的氟化物及氨污染，在溶液中往往为含有活性离子的磷灰盐、碳酸盐、硅酸盐等的粉状沉淀和/或胶状析出，却不易在墨鱼骨多孔骨矿支架结构体系内达成目标产物。即实验者设想的阳、阴离子同类替换难以在墨鱼骨多孔骨矿支架晶体结构体系内发生；而能否发生同类置换除与离子的性质、离子的直径有关外，还与反应物分子能量、能否有效碰撞等有关。微波辐射技术可加剧分子、离子的摩擦、碰撞运动，提高分子平均能量，降低反应活化能，所以在化学领域主要用来提高化学反应速度，甚至改变反应机理，启动新的反应渠道；对一些反应物是极性的，而产物是非极性或弱极性的可逆反应来说，微波辐射同时还可使目标（如非极性）产物提高收率，减少非目标（如弱极性）产物的产生而减少污染。本发明利用微波辐射技术避免了在普通水热条件下进行固-液相的水热反应易于发生污染、不易在墨鱼骨骨矿支架结构体系内生成目标产物等问题，但仍然只有镁、锶、锌、锰、氟等离子能稳定掺入墨鱼骨多孔骨矿支架结构体系内。我们设计在多孔陶瓷结构主体表面包覆含活性离子B及钙的磷酸盐-硅酸盐水泥覆层，通过一种水泥的凝固方法简单方便地掺入含活性元素的众多降解速率不同的磷酸盐、硅酸盐；通过含多种活性元素的溶降速度有明显差异的多种成分的掺入，实现多孔陶瓷结构主体及覆层内部各成分间的梯级降解，实现材料多孔陶瓷结构主体及覆层之间的梯级降解，从而使复合生物材料的降解可调控，实现活性离子释放的可调控。由于微波加热的效率是普通加热的数倍甚至十数倍，而该种水泥覆层的掺入的方法几乎不需耗费能源，故该制备方法极为节能环保。
羟基磷灰石植入体内被认为十年不能溶解完全降解，远远慢于新骨形成速率而阻碍新骨形成；酸式磷酸盐尤其是磷酸二氢盐的降解明显快于新骨形成速率而对骨修复失于支架支持作用；焦磷酸盐、磷酸正盐、磷酸复盐、聚磷酸盐复盐、碳酸钙、非玻璃相的硅酸钙有较羟基磷灰石、酸式磷酸盐适中的溶解降解特性；磷酸三钙的速率约为羟基磷灰石降解速率的20倍，磷酸盐复盐、聚磷酸盐复盐较磷酸单盐更稳定，而非玻璃相的硅酸钙在体内有较磷酸三钙快的溶降速率。掺入降解速率差异极大的含多种活性离子的众多成分使复合物的降解、活性离子的释放可调控，从而促进新骨形成，最终为有生命的新骨完全取代。
本发明的制备方法分两步：一、含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体的制备：以墨鱼骨多孔骨矿支架为钙源和结构模本，以水溶性镁盐、锶盐、锌盐、锰盐中的一种或多种，或氟化物作为活性离子A源，用其配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架并干燥，然后以磷酸或磷酸与水溶性磷酸盐的复合物为磷源，以水为介质，在微波作用下化合生成多孔陶瓷结构主体；二、磷酸盐-硅酸盐水泥覆层的制备：活性离子B的硅酸盐或活性离子B的硅酸盐及硅酸钙与活性离子B的磷酸盐及钙离子的磷酸盐混合研磨后，加入硅酸钠溶液、硅酸钾溶液或偏硅酸钠溶液，得到混合浆料喷涂到的微孔结构主体上，然后在含可溶钙盐溶液中浸浴固化形成磷酸盐-硅酸盐水泥覆层。掺入含丰富活性离子的磷酸盐、硅酸盐水泥覆层通过简单的水泥凝固的方法完成，这一过程几乎不耗费能源，最终形成有明显溶降速度差异的成分丰富的含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物。通过两步制备法既可使得复合物的组分及活性元素如人骨骨矿成分一样丰富，又极易根据需要进行活性组分及组分比例关系的调节、遴选有能满足不同需求的利于成骨的最佳配方，还可规避多元素复杂矿化过程中极易出现的杂质及污染。本发明的多孔复合生物材料主体结构保持了墨鱼骨精妙的极高孔隙率的三维互通微孔结构，有极佳的骨传导性；含多种活性离子B的鳞球样覆层使得多孔复合生物材料更有利于蛋白、细胞的粘附。由于复合成分中的各种成分溶解降解速率各不相同且差异巨大，植入体内可实现梯级溶解降解。根据需要调节磷酸盐-硅酸盐水泥覆层、含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体组分及其比例，实现活性离子B及钙的磷酸盐-硅酸盐水泥覆层、活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主及复合物整体降解速率的可调控，对各种成骨有益元素及活性元素释放进行有效调节，促进细胞粘附、生长、分化和骨缺损的修复。本发明制备方法简单易行，节约能耗，易于产业化。
第一固化反应原料液与第二固化反应原料液发生固化反应形成硅酸钙。
作为优选，步骤（2）所述的活性离子A提供源为水溶性镁盐、水溶性锶盐、水溶性锌盐、水溶性锰盐中的一种或几种，或活性离子A提供源为水溶性氟化物。水溶性镁盐为硝酸镁、乙酸镁、氯化镁；水溶性锶盐为硝酸锶、乙酸锶、氯化锶；水溶性锌盐为硝酸锌、乙酸锌、氯化锌；水溶性锰盐为硝酸锰、乙酸锰、氯化锰。水溶性氟化物为：氟化钠、氟化钾。
作为优选，步骤（4）所述的磷源为磷酸或水溶性磷酸盐和磷酸的组合。
水溶性磷酸盐为磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾等。
作为优选，所述活性离子B与磷酸盐-硅酸盐覆层中钙的摩尔比为0.01-0.2:1；所述活性离子B选自镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子，其中磷酸盐含有的活性离子B为镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子中的至少两种，硅酸盐含有的活性离子B为镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子中一种或几种，磷酸盐-硅酸盐覆层占含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的微孔结构主体的质量百分比为5%-60%。
本发明的有益效果是：
含多种活性离子的多孔复合生物材料包括含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体及磷酸盐-硅酸盐水泥覆层。本发明的多孔复合生物材料的结构主体保持了墨鱼骨极高孔隙率的三维互通微孔结构，赋予本发明极好的传导性；覆层可极大地丰富活性离子及其他化学组分的掺入，可改善材料的活性尤其是材料的表面活性。根据需要调节磷酸盐-硅酸盐水泥覆层、含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体组分及其比例，可实现覆层、多孔结构主体及复合材料降解的可调控，对各种成骨有益元素及活性元素释放进行有效调节。本发明的制备方法简单易行，节能环保，适合工业化生产。
附图说明
图1是本发明多孔陶瓷结构主体的扫描电镜图；
图2是本发明磷酸盐-硅酸盐水泥覆层的扫描电镜图；
图3是图2的局部放大图；
图4是本发明的多孔复合生物材料在人骨髓基质干细胞培养后的荧光显微镜图；
图5是本发明修复兔股骨髁骨洞四周后的组织光学显微镜图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
墨鱼骨多孔骨矿支架的准备：选择单个骨长＞25cm、宽＞10cm、厚度＞2cm的墨鱼骨，清洗墨鱼骨，蒸馏水冲尽，干燥后保存，除去墨鱼骨外壳后保留内芯，用蒸馏水冲洗，甩干后再进行高温烘焙，得到干燥墨鱼骨多孔骨矿支架（主要成分为碳酸钙）。
实施例1
取墨鱼骨多孔骨矿支架10克，氯化锰1.135克，水10ml，配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，25℃干燥72小时；水100ml、磷酸9.6ml、磷酸二氢铵2.4g、玻璃杯内配制溶液，加氢氧化钠调节pH4.0，将墨鱼骨多孔骨矿支架完全浸入溶液中，微波下中低火反应（频率2.45GHz，输出功率270w），时间45分钟，60℃干燥72小时，得产品123101（多孔陶瓷结构主体）；取偏硅酸钠1.2g、加水加温溶解成5ml溶液与磷酸三钙0.8克、硅酸镁0.22克、磷酸氢锶0.20克、聚磷酸硒钾0.35g配制浆料，将123101分为二等份，取一份用浆料喷涂；配制氯化钙（0.2mol/L）溶液25ml，浸浴固化（时间60min）浆料喷涂过的123101，表面立即出现薄层白色反应物，色泽绝佳， 40℃干燥24小时，得产品1231011，可根据需要对材料进行纵、横中轴面进行切割，消毒、封存备用。
X线衍射分析123101的物相组成：
CaCO3 52.8 %，
CaHPO4(H2O) 2 30.6 %，
Ca9MnK(PO4) 7 9.1 %，
KCl 7.6 %。
1231011荧光元素半定量分析
实施例2
墨鱼骨多孔骨矿支架10克，氯化锌1.225克，水10ml，配制液体浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，60℃干燥2小时；水140ml、磷酸9.6ml、磷酸二氢铵2.4g、玻璃杯内配制磷源溶液，加氢氧化钾溶液调节pH4.0，将墨鱼骨多孔骨矿支架完全浸入磷源溶液中，微波下低火反应（频率2.45GHz，输出功率110w）180分钟， 260℃干燥6小时，得产物123103，将产物123103等分为两份；取偏硅酸钠3.2g加水溶解成5.0ml溶液与磷酸三钙0.8克、硅酸镁0.10克、磷酸氢锶0.125克、磷酸钡0.2g、磷酸银0.1g，配制浆料，用浆料喷涂其中一份产物123103，用氯化钙溶液（1.8mol/L）浸浴固化（时间10min）浆料喷涂过的123103，表面立即出现薄层白色反应物，色泽绝佳， 168℃干燥4小时得产品1231031，可根据需要对材料进行纵、横中轴面进行切割，消毒、封存备用。
X线衍射分析123103的物相组成：
CaCO3 64.1 %，
Zn3(PO4)2 8.8 %，
Ca2PO4(OH) 5.9%，
KCl 3.2%，
NH4ZnPO4 5.0 %。
1231031荧光元素半定量分析
实施例3
取氟化钠1.2g、水10ml配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架（10克），40℃干燥8小时；用水150ml、磷酸6.0ml、磷酸二氢铵0.6g配制磷源溶液，调节pH3.0，置墨鱼骨多孔骨矿支架于磷源溶液中在玻璃杯内微波下中火反应（频率2.45GHz，输出功率420w），时间45分钟；色泽绝佳，强度较好； 100℃干燥8小时，得产物021501 （无氨味）；产物021501分四等份，取1份021501产物，用28wt%硅酸钾溶液3.5ml溶液、磷酸氢钙0.9克、磷酸氢锶0.08克、磷酸镁0.05克、硅酸镁0.32克、硅酸钙0.64克配制浆料，用浆料喷涂21501后用氯化钙溶液（0.93mol/L）浸浴固化30min，表面立即出现薄层白色反应物，产品100℃干燥24小时得产品0215011；取1份021501，28%硅酸钾2.0ml溶液，加磷酸氢钙1.2克，硅酸钙1.0克、硅酸镁0.32克，磷酸氢锶0.32克，磷酸二氢镁0.06g、蒸馏水1.5ml配制浆料，用浆料喷涂021501后用氯化钙溶液（0.93 mol/L）浸浴固化30min，表面立即出现薄层白色反应物，产品100℃干燥24小时得产品0215012；取1份021501产物，28%硅酸钾4.0ml溶液，硅酸钙1.0克，磷酸氢钙0.5克，硅酸镁0.32克，磷酸氢锶0.08克、磷酸氢镁0.05、配制浆料，用氯化钙30ml溶液（0.93mol/L）浸浴固化（30min）浆料喷涂过的021501，表面立即出现薄层白色反应物， 100℃干燥24小时得产品 0215013。
X线衍射分析021501的物相组成：
CaCO3 46.5 %，
Ca5(PO4)3F 22.6 %，
CaHPO4 (H2O)2 31.0 %。
0215011荧光元素半定量分析
0215012荧光元素半定量分析
0215013荧光元素半定量分析
实施例4
取墨鱼骨多孔骨矿支架12克，用氯化锌1.0克、水12ml配制液体浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，60℃干燥3小时；用蒸馏水200ml、磷酸8.0ml、磷酸二氢铵1.5g、玻璃杯内配制磷源溶液，加氢氧化钠调节pH2.0，将墨鱼骨多孔骨矿支架完全浸入磷源溶液中，微波下中火（频率2.45GHz，功率420W）反应，时间25分钟，漂洗块状产物，80℃干燥12小时得产品021502；021502产品分四等份，取1份产品021502，用28%硅酸钾3.5ml溶液，加磷酸氢钙0.9克，磷酸氢锶0.2克，磷酸氢镁0.2g，硅酸钙0.70克、硅酸锌0.2g，配制浆料，用氯化钙30ml溶液（0.93mol/L）浸浴固化（20min）用浆料喷涂过的021502，表面立即出现薄层白色反应物，50℃下干燥20小时得产品0215021；取1份产品021502，用28%硅酸钾4.0ml溶液，加磷酸氢钙1.2克，硅酸钙1.0克，硅酸镁0.10克，磷酸氢锶0.32克，磷酸锌0.08克配制浆料。用氯化钙30ml溶液（0.93mol/L）浸浴固化（20min）用浆料喷涂过的021502，表面立即出现薄层白色反应物，50℃下干燥20小时得产品0215022。
X线衍射分析021502物相组成：
CaHPO4(H2O)2 32.9 %，
CaHPO4 46.9 %，
CaCO3 12.9 %，
CaZn2(PO4)2·2H2O 5.8 %，
KH2PO4 1.5 %。
0215021元素半定量分析
0215022荧光元素半定量分析
实施例5
取墨鱼骨多孔骨矿支架7.5克，用硝酸锰1.5 ml、水6ml配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，60℃干燥2小时；用蒸馏水200ml、磷酸4.5ml、磷酸钾1.18g、磷酸二氢铵0.9g配制磷源溶液，用氢氧化钠调pH3.0，磷源溶液浸没墨鱼骨多孔骨矿支架，玻璃杯内微波下中火（频率2.45GHz，功率420W）反应60min，漂洗块状产物，80℃干燥10小时得产品030601，色泽绝佳，强度较好，无氨味。产品030601分成三等份；取1份030601产品，用28%硅酸钾1.5ml溶液，水1 ml，磷酸氢钙0.8克，磷酸氢锶0.05克、磷酸氢镁0.045克、焦磷酸铜0.11克、三硅酸镁0.085克、硅酸锌0.05g，配制浆料，用浆料喷涂产品030601，用氯化钙30ml溶液（0.93mol/L）浸浴固化（40min）用浆料喷涂的030601，表面立即出现薄层淡蓝色反应物，70℃下干燥24小时得产品0306011；取1份030601产品，用28%硅酸钾2.5ml溶液，加磷酸氢钙0.8克，磷酸氢锶0.045克、磷酸氢镁0.035克、焦磷酸铜0.075克、三硅酸镁0.055克、硅酸锌0.045g、磷酸二氢锰0.1g配制浆料，喷涂030601，用氯化钙30ml溶液（0.465mol/L）浸浴固化（40min）浆料喷涂过的030601，表面立即出现薄层淡蓝色反应物，70℃下干燥24小时得产品0306012；取1份030601产品，用硅酸钾2.5ml溶液，加磷酸氢钙0.8克，磷酸氢镁0.035克、焦磷酸铜0.075克、三硅酸镁0.055克、硅酸锌0.13g、磷酸二氢锰0.1g配制浆料，用氯化钙30ml溶液（0.465mol/L）浸浴固化（40min）浆料喷涂过的030601，表面立即出现薄层淡蓝色反应物，70℃下干燥24小时得产品0306013。
X线衍射分析030601的物相组成：
CaCO3 55.9 %，
Ca5(PO4)3(OH) 36.7 %，
Mn5 (HPO4)2(PO44) 2 (H2O) 4 7.4 %。
0306011荧光元素半定量分析
0316012荧光元素半定量分析
0316013荧光元素半定量分析
实施例6
取墨鱼骨多孔骨矿支架7.5克，用氟化钠0.6g、水7.5ml配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，40℃干燥5小时；用水250ml、磷酸4.5ml、磷酸二氢铵0.45g配制磷源溶液，用氢氧化钠调pH3.0，磷源溶液浸没墨鱼骨多孔骨矿支架，微波下中火（420w）反应，时间30分钟，漂洗块状产物，80℃干燥10小时得产品030801（色泽绝佳，强度较好，无氨味）。产品030801重12.7克；将030801分成三等份；取1份产品030801，用硅酸钾2.5ml溶液，磷酸氢钙0.5克，磷酸氢锶0.05克、磷酸氢镁0.045克、焦磷酸铜0.065克、三硅酸镁0.025克、硅酸锌0.025g、磷酸二氢锰0.05g配制浆料，用浆料喷涂030801后用氯化钙溶液（0.93mol/L）浸浴固化20min，表面立即出现薄层淡蓝色反应物，70℃下干燥24小时得产品0308011；取1份产品030801，用硅酸钾2.5ml溶液，加磷酸氢钙0.5克，磷酸氢锶0.05克、磷酸氢镁0.045克、焦磷酸铜0.045克、三硅酸镁0.025克、硅酸锌0.07g配制浆料，用浆料喷涂030801后用氯化钙溶液（0.93mol/L）浸浴固化20min，表面立即出现薄层淡蓝色反应物，70℃下干燥24小时得产品0308012；取1份产品030801，用硅酸钾2.5ml溶液、磷酸氢钙0.5克、磷酸氢锶0.045克、磷酸氢镁0.035克、焦磷酸铜0.075克、三硅酸镁0.055克、硅酸锌0.045、磷酸二氢锰0.1g配制浆料，用浆料喷涂030801后用氯化钙溶液（0.93mol/L）浸浴固化20min，表面立即出现薄层淡蓝色反应物，70℃下干燥24小时得产品0308013。
X线衍射分析030801的物相组成:
Ca5(PO4)3F 29.1 %，
Ca (PO4)2 15.6 %，
CaCO3 55.3 %。
0306011荧光元素半定量分析
0306012荧光元素半定量分析
0316013荧光元素半定量分析
实施例7
取墨鱼骨多孔骨矿支架9克，用硝酸锶1.2g、水8ml配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，40℃干燥5小时；用蒸馏水200ml、磷酸5.0ml、磷酸二氢铵0.9g配制磷源溶液，用氢氧化钾溶液调节pH3.0，墨鱼骨多孔骨矿支架浸没磷源溶液中，在玻璃杯内微波下中低火（频率2.45GHz、微波输出功率400w，）反应，时间40分钟，漂洗块状产物，100℃干燥10小时后得到产品031401（色泽绝佳，强度较好，无氨味）；产品031401分成三等份；取1份产品031401，28%硅酸钾2.5ml溶液，磷酸氢钙0.4克，磷酸二氢钙0.025；磷酸氢锶0.016克、磷酸氢锰0.04克、焦磷酸铜0.06克、三硅酸镁0.025克、硅酸铁0.005g、硅酸锆0.01g，配制浆料，喷涂031401；用氯化钙溶液（0.93mol/L）浸浴固化（20min）浆料喷涂过的031401产品，表面立即出现薄层淡蓝色反应物，70℃下干燥24小时得产品0314011。
X线衍射分析031401的物相组成：
CaCO3 49.7 %，
Ca3 (PO4)2 17.6 %，
Sr(HPO3)2 12.3 %。
0314011荧光元素半定量分析
实施例8
取墨鱼骨多孔骨矿支架9克，用硝酸锌1.2g、水7ml配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，40℃干燥5小时；用蒸馏水200ml、磷酸5.0ml、磷酸二氢铵0.9g，配制磷源溶液，氢氧化钠液调节pH3.5，墨鱼骨多孔骨矿支架浸没磷源溶液中，在玻璃杯内微波下中低火（频率2.45GHz、微波输出功率270w，）反应，时间45分钟，漂洗块状产物，100℃干燥10小时后得到产品031501（色泽绝佳，强度较好，无氨味）产品031501分成三等份；取1份产品，用磷磷酸二氢钙0.375g；磷酸氢锶0.0125克、焦磷酸铜0.0275克、三硅酸镁0.0225克、硅酸锌0.03、硅酸锆0.015、硅酸铁0.14g加硅酸钾3.5ml溶液配制浆料，用氯化钙3.7克加水配成30ml溶液，浸浴固化（20min）浆料喷涂过的031501产品，表面立即出现薄层反应物，60℃下干燥24小时得产品0315011。
X线衍射分析031501的物相组成：
CaCO3 49.0 %，
Ca5(PO4)3(OH) 39.6 %，
Ca9ZnK(PO4)7 11.4 %。
0315011荧光元素分析
实施例9
取墨鱼骨多孔骨矿支架9克，用乙酸锶1.5克、水7ml配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，50℃干燥3小时；用水200ml、磷酸4.5ml、磷酸钾0.75、磷酸二氢铵0.6g配制磷源溶液，氢氧化钾调节pH5，墨鱼骨多孔骨矿支架浸没磷源溶液中，在玻璃杯内微波下中低火（频率2.45GHz、微波输出功率270w，）反应，时间60分钟，漂洗块状产物，100℃干燥10小时后得到产品031502（色泽绝佳，强度较好，无氨味）；产品031502分成三等份，用取1份产品031502，磷酸钙0.5克，磷酸氢钙0.36克，磷酸二氢钙0.22克、磷酸氢锶0.033克、硅酸锌0.04g、焦磷酸铜0.045克、三硅酸镁0.03克、磷酸铁0.06g、加28%硅酸钾溶液4.0ml配制浆料，用浆料喷涂031502后用氯化钙溶液（0.93mol/L）浸浴固化20min，表面立即出现薄层铁锈色反应物，60℃干燥24小时得产品0315021。
X线衍射分析031502的物相组成：
CaCO3 35.4 %，
Ca5(PO4)3(OH) 63.3 %，
Sr3(PO4)2 1.2 %。
0315021荧光元素分析
实施例10
取墨鱼骨多孔骨矿支架7.5克，用氯化镁2.09g，水6ml，配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，50℃干燥3小时；用水200ml、磷酸3.0ml、磷酸钾1.6g配制磷源溶液，氢氧化钠调节pH7.5，墨鱼骨多孔骨矿支架浸没磷源溶液中，在玻璃杯内微波下中低火（频率2.45GHz、微波输出功率400w，）反应，时间35分钟，漂洗块状产物，100℃干燥10小时后得到产品040601（色泽绝佳，强度较好，无氨味）；产品040601分二等份，取1份产品040601，磷酸钙0.5克，磷酸氢钙0.36克，磷酸氢镁0.075g、磷酸氢锶0.065克、硅酸锆0.07克、焦磷酸铜0.045克、三硅酸镁0.03克加硅酸钾3.0ml加蒸馏水2.0ml溶液，配制浆料，用浆料喷涂040601后用氯化钙溶液（0.20mol/L）浸浴固化60min，表面出现淡蓝色薄层反应物，80℃干燥24小时得0406011。
X线衍射分析040601的物相组成：
Ca CO3 81.2 %，
CaHPO4(H2O) 2 7.6 %，
MgHPO4·3H2O 11.2 %。
0406011荧光元素半定量分析
。
实施例11
取墨鱼骨多孔骨矿支架7.5克，用氯化镁2.09g、水6ml配制溶液浸渍墨鱼骨多孔骨矿支架，30℃干燥20小时；用水200ml、磷酸3.0ml、磷酸钾1.6g配制磷源溶液，氢氧化钠调节pH6，墨鱼骨多孔骨矿支架浸没磷源溶液中，在玻璃杯内微波下中低火（频率2.45GHz、微波输出功率270w，）反应，时间35分钟，漂洗块状产物，100℃干燥10小时后得到产品040602（色泽绝佳，强度较好，无氨味）；产品040602分二等份，取1份产品040602，用磷酸钙0.5克，磷酸氢钙0.36克，磷酸氢镁0.075g、磷酸氢锶0.065克、硅酸锆0.21g、焦磷酸铜0.045克、三硅酸镁0.03g、硅酸钡0.12克加硅酸钾3.0ml加蒸馏水2.0ml，配制浆料，用氯化钙6.2克加水配成30ml溶液，用浆料喷涂040602后用氯化钙溶液浸浴固化30min，表面出现淡蓝色薄层反应物， 70℃干燥20小时得产品0406021。
X线衍射分析040602的物相组成：
CaCO3 76.0 %，
MgHPO4·3H2O 16.2 %，
CaHPO4(H2O) 2 7.9 %。
0406021荧光元素半定量分析
体外模拟体液降解实验
选用A 组：123101 、1231011 ； B组： 021502、 0215021；C组：031501、0315011 ； 材料进行体外模拟体液降解实验。模拟体液选用临床有效期内林格氏液。降解实验在恒温水浴器中进行, 温度:(37 ℃) 。材料原重为m0，在30天后测得材料的重量m1 , 失重率按下式计算:x % = (m0 - m1) / m0 ×100%。
失重率结果如下：
A 组：123101 12.5%、1231011 16.4%；
B组：021502 10.3%、0215021 12.57%；
C组：031501 7.56%、0315011 10.17%；
本实验三组含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体及以该多孔陶瓷结构主体同时制备的含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物的30天模拟体液溶解度对比，三种多孔陶瓷结构主体及三种含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物均有一定的降解，每一组的含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物较其对应的多孔陶瓷结构主体的降解速度快，即说明的覆层降解速度有比多多孔陶瓷结构主体更快，含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物中的多孔陶瓷结构主体与覆层之间有梯级降解。
电镜扫描观察：
取本发明的多孔陶瓷结构主体，临界点干燥，喷金。在扫描电子显微镜下观察并拍照。电镜扫描证明，多孔陶瓷结构主体中央保持墨鱼骨原有三维互通微孔结构，主桁孔平均孔径约为480μm×135μm（参照图1）。多孔陶瓷结构主体的晶相及连接与墨鱼骨多孔骨矿支架一致。
从图2、图3可以看出磷酸盐-硅酸盐水泥覆层为鳞片构成的花球体样表面（厚6-96微米），可大大增加比表面积，有利于细胞及蛋白等的粘附。
生物相容性观察：
本发明的多孔复合生物材料环氧乙烷熏蒸24h消毒后，放于24孔板中，每孔接种1.5ml浓度为105/ml的转染绿色荧光GFP基因的人骨髓基质干细胞培养24h后取出，PBS缓冲液清洗未黏附细胞。于荧光显微镜下观察，见带绿色荧光的干细胞黏附于本发明表面及其多孔结构中（见附图4），说明本发明有利于干细胞的黏附与增殖，是一种生物相容性良好的骨生物支架或填充材料。
兔股骨髁骨缺损修复的观察：
动物骨缺损修复试验选择50只健康兔为实验组，在兔股骨髁造成直径6mm的骨缺损，然后给实验组兔采用本发明的多孔复合生物材料进行骨缺损修复。术后对实验组兔进行组织学观察，四周后新生骨组织充满本发明多孔复合生物材料的孔隙中，同时可见新生骨组织突破本发明多孔复合生物材料的支架壁（见附图5），说明本发明的多孔复合生物材料有良好的骨传导活性和良好降解性。通过初步的动物骨缺损修复试验证明，本发明的多孔复合生物材料有利于骨修复细胞和血管的迁徙、增殖及新骨形成，可作为系列骨组织工程支架材料骨及骨移植替代物，应用于骨科及骨组织工程等领域。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1. 一种含多种活性离子的多孔复合生物材料，其特征在于：所述多孔复合生物材料为含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物，所述含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物由含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体和磷酸盐-硅酸盐水泥覆层组成，所述磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中的磷酸盐和硅酸盐均含有活性离子B及钙，磷酸盐-硅酸水泥覆层包覆多孔陶瓷结构主体，磷酸盐-硅酸盐水泥覆层占微孔结构主体的质量百分比为5%-60%。
2.根据权利要求1所述的含多种活性离子的多孔复合生物材料，其特征在于：磷酸盐-硅酸盐水泥覆层的厚度为6-96微米。
3.根据权利要求1或2所述的含多种活性离子的多孔复合生物材料，其特征在于：所述多孔陶瓷结构主体中：含活性离子A及钙的磷酸盐与碳酸钙的质量比为20-99:1-80，两者之和为100%。
4.根据权利要求3所述的含多种活性离子的多孔复合生物材料，其特征在于：所述活性离子A与多孔陶瓷结构主体中钙的摩尔比为0.01-0.2:1；活性离子A为镁、锶、锌、锰离子中的一种或多种，或活性离子A为氟离子。
5.根据权利要求1或2所述的含多种活性离子的多孔复合生物材料，其特征在于：所述磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中，Si与P的摩尔比为1:0.2-5。
6.根据权利要求5所述的含多种活性离子的多孔复合生物材料，其特征在于：所述活性离子B与磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中钙的摩尔比为0.01-0.2:1；
所述活性离子B选自镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子，其中磷酸盐含有的活性离子B为镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子中的至少两种，硅酸盐含有的活性离子B为镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子中一种或几种。
7.一种含多种活性离子的多孔复合生物材料的制备方法，其特征在于：所述的制备方法步骤如下：
一、含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体的制备：
（1）墨鱼骨去外壳后取内芯，去除内芯的有机质得墨鱼骨多孔骨矿支架，备用；
（2）按照活性离子A与墨鱼骨多孔骨矿支架中钙含量的摩尔比为0.01-0.2:1的比例，称量活性离子A提供源，加水配置浓度为0.1-3mol/L的活性离子A溶液，备用；
（3）步骤（1）得到的墨鱼骨多孔骨矿支架经步骤（2）得到的活性离子A溶液浸渍后，在25-60℃下恒温干燥2-72小时；
（4）按照(活性离子A+Ca)/P摩尔比为1：0.2～2.5的量，称量磷源，用去离子水配制成P浓度为0.01-2.5mol/L的磷源溶液，并加碱调节磷源溶液的pH值在2-7.5之间；
（5）将步骤（3）处理得到的墨鱼骨多孔骨矿支架浸没在步骤（4）处理得到的磷源溶液中，在频率2.45GHz、微波输出功率110-700w条件下反应15-180分钟，漂洗块状产物，60-260℃干燥6-72小时后得到含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体；
二、磷酸盐-硅酸盐水泥覆层的制备：
（6）配制浓度为0.3-3mol/L的第一固化反应原料液，所述第一固化反应原料液为硅酸钠溶液、硅酸钾溶液或偏硅酸钠溶液，第一固化反应原料液的用量以每10克步骤（1）得到的墨鱼骨多孔骨矿支架使用4-18ml计；将活性离子B的硅酸盐或活性离子B的硅酸盐及硅酸钙与活性离子B的磷酸盐及钙离子的磷酸盐混合研磨后，加第一固化反应原料液，搅拌均匀得喷涂浆料，喷涂浆料中的Si与P的摩尔比为1:0.2-5；所述活性离子B的磷酸盐为活性离子B的磷酸正盐、活性离子B的酸式磷酸盐、活性离子B的焦磷酸盐、活性离子B的磷酸复盐和活性离子B的聚磷酸盐复盐中的一种或几种；所述钙离子的磷酸盐为钙离子的正磷酸盐、钙离子的酸式磷酸盐中的一种或几种；
（7）将步骤（6）得到的喷涂浆料对步骤（5）得到含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体喷涂；
（8）将步骤（7）处理过的含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体放入第二固化反应原料液中浸浴固化10-60min后在含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体的表面形成磷酸盐-硅酸盐水泥覆层，所述磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中的磷酸盐和硅酸盐均含有活性离子B及钙，所述第二固化反应原料液为浓度0.2-1.8mol/L的氯化钙溶液；
（9）将步骤（8）处理过的含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙多孔陶瓷结构主体在40-168℃下干燥4-24小时得含多种活性离子及钙的磷酸盐-硅酸盐-碳酸钙三系复合物。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的活性离子A提供源为水溶性镁盐、水溶性锶盐、水溶性锌盐、水溶性锰盐中的一种或几种，或活性离子A提供源为水溶性氟化物。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的磷源为磷酸或水溶性磷酸盐和磷酸的组合。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述活性离子B与磷酸盐-硅酸盐水泥覆层中钙的摩尔比为0.01-0.2:1；所述活性离子B选自镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子，其中磷酸盐含有的活性离子B为镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子中的至少两种，硅酸盐含有的活性离子B为镁、锶、锌、锰、钡、铁、铜、银、锆、硒、钇、铈、镱、铕离子中一种或几种；磷酸盐-硅酸盐水泥覆层占含活性离子A及钙的磷酸盐-碳酸钙的多孔陶瓷结构主体的质量百分比为5%-60%。
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