近年来,石墨烯由于其巨大的比表面积、良好的机械性能和一定的骨诱导性而受到骨组织工程领域学者的广泛关注。研究表明,由石墨烯材料构建的骨组织工程支架不仅能够很好的促进成骨细胞的增殖与分化,同时它优良的导电性也使其能够有效的接收外界的电流刺激从而对骨修复过程产生积极的影响。但是,与一些传统生物陶瓷类支架材料相比,石墨烯支架材料在生物相容性和骨诱导性方面仍有一定的差距,因此对石墨烯材料改性逐渐成为了研究的热点。其中,合理搭建石墨烯材料的三维微纳结构,并对其三维内部空间进行功能化粒子（如磁性粒子、生物活性颗粒）的掺杂,被视为提升其骨修复能力和完善其物化性能的重要方向。由此,制备一种具备独特微纳结构的磁性石墨烯复合支架材料将是石墨烯材料在骨组织工程领域中发展的重要方向之一。本论文首先通过静电自组装法将氧化石墨烯（graphene oxide,GO）和改性后的碳纳米管（carbon nanotube,CNT）组装在一起,通过一定方式还原后,制备得到三维还原氧化石墨烯（reduced graphene oxide,RGO）/CNT支架材料。同时,本文对该制备工艺进行了优化,深入研究了不同长度CNT、不同造孔剂、不同表面活性剂、GO不同还原方式的选择对该RGO/CNT支架材料微观结构的影响。研究结果表明,在最佳工艺下制备获得的RGO/CNT支架材料中,部分管状CNT垂直的插入在RGO片层间,形成良好的片状RGO-管状CNT特殊微纳米结构。这种结构中CNT的存在方式一定程度上阻碍了RGO片层的自我堆叠,增大了复合支架材料的比表面积。同时该种支架材料具有良好的导电性,极大的比表面积和一定的孔隙结构。其次,本文分别采用两步法和一步法将磁性羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）/四氧化三铁（ferroferric oxide,Fe₃O₄）复合材料与RGO/CNT支架材料相复合,制备得到RGO/CNT/HA/Fe₃O₄复合支架材料。通过对该支架材料的一系列表征,结果表明,两种方法均能成功制备出RGO/CNT/HA/Fe₃O₄复合支架材料,且复合支架材料均具有良好的导电性和一定的磁性。其中,与一步法相比,两步法所制备的复合支架材料具有更大的导电性（315.2 S/m）,更大的比表面积（210.48 m²/g）和良好的磁性（磁饱和强度1.70 emu/g）。在此基础上,以二步法制备的复合支架材料为实验对象,以牛血清蛋白（bovine serum albumin,BSA）为模型蛋白,研究该复合支架材料在体外施加磁刺激时对BSA的吸附与释放行为。结果表明,一定强度的磁场刺激能够有效的促进该支架材料对BSA的携载能力,并能减少BSA的突释行为,降低BSA的释放速率从而达到长期缓释的效果。最后,本文以聚己内酯（Polycaprolactone,PCL）为基底材料,通过溶剂挥发法将最佳制备工艺下的RGO/CNT支架材料、两步法制备的RGO/CNT/HA/Fe₃O₄支架材料和PCL复合成膜,制备出PCL、PCL/RGO/CNT、和PCL/RGO/CNT/HA/Fe₃O₄三种薄膜。与此同时,为了研究RGO/CNT的三维层柱状结构是否对其骨修复能力有积极影响,制备了对照组无序PCL/RGO/CNT薄膜。在体外细胞实验过程中,本文首先研究了磁场大小与方向对BMSCs、MC3T3-E1细胞增殖的影响,确定了60 m T南朝向（即磁感线从上至下穿过细胞培养板）的静磁场是更有利于这两类细胞增殖的磁场刺激条件。其次,通过对四种薄膜在三种刺激条件下（无刺激、60 m T静磁场刺激、10 m A电流刺激）细胞相容性的评价,发现电流刺激和磁场刺激均能有效的促进各组BMSCs的增殖与分化。同时,研究数据表明在四组薄膜中,PCL/RGO/CNT/HA/Fe₃O₄薄膜对BMSCs增殖、分化的促进作用更为明显,且当外界刺激条件为磁场刺激时,其促进效果尤为显著。综上所述,向三维RGO支架材料巨大的内部空间中掺杂增强材料CNT、活性颗粒HA与磁性颗粒Fe₃O₄是提升其骨修复能力的一条有效途径,多种功能材料的复合使得RGO支架材料的性能更加的完善,从而促进了其成骨修复能力。