本文采用水热法、化学还原法分别制备了石墨烯水凝胶,通过乙二胺、柠檬酸钠、多巴胺对其进行修饰改性,并利用人工模拟矿化的方法探究了以石墨烯水凝胶材料为基底材料的生物矿化,及其矿化水凝胶的生物相容性。作为参比,采用“一锅法”制备了石墨烯/羟基磷灰石复合凝胶材料,并与矿化石墨烯水凝胶材料进行对比分析。对各石墨烯水凝胶的分析表明,石墨烯水凝胶片层褶皱蜷曲,呈三维网络状结构,水热法制得的石墨烯水凝胶的还原程度高于多巴胺、乙二胺和柠檬酸钠修饰改性的石墨烯水凝胶。相较于氧化石墨烯,石墨烯水凝胶材料的热稳定性得到提高。研究结果表明,石墨烯/羟基磷灰石复合凝胶材料具有较大的比表面积和孔容孔径,是含有大量微孔和介孔的材料;而矿化石墨烯水凝胶材料中羟基磷灰石(HA)更容易在石墨烯表面沉积。石墨烯水凝胶材料在模拟体液中可作为基底材料诱导矿化HA的成核,模拟体液和石墨烯凝胶材料被还原的程度对材料的矿化能力存在影响。模拟体液浓度越高,诱导HA成核的速度更快、数量更多,但低浓度模拟体液中HA的沉积更容易控制其粒径与晶型;石墨烯凝胶材料的还原程度越高,材料所含的含氧官能团越少,提供的活性位点越少,与钙离子、磷酸离子的结合能力越弱,材料诱导矿化的能力也相对较弱。TGA结果表明矿化石墨烯凝胶材料的失重率较矿化前降低40 wt%,热稳定性得到显著提高。MTT实验与L929细胞培养结果表明细胞在矿化石墨烯水凝胶材料上的分散性好,生长活力强,增殖能力可提高28%,因此矿化石墨烯水凝胶材料具有很好的生物活性和生物相容性。