超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，由于具有良好的耐磨性能、优越的抗腐蚀性和生物相容性以及高的抗冲击韧性，使其作为人工骨关节材料与金属或陶瓷人工关节头组合成目前临床普遍采用的人工关节。但是，UHMWPE的表面硬度偏低，抗蠕变性能较差，实际应用中会产生聚乙烯磨屑碎片，进而引起骨质溶解，关节松散，限制了作为人工骨关节材料的使用。本论文采用修饰Hummer方法制备氧化石墨烯(GO)，通过超声处理将其分散于无水乙醇中得到稳定的GO溶液，并选用多种手段对制备得到的GO样品进行了形貌观测和结构表征，结果显示制备的GO具有褶皱起伏的层状结构，大小在几个微米左右，厚度大约在2-4nm之间，比理论值大，约为4-5层。红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱表征显示，相对于原始石墨，GO中含有羧基、羟基、环氧基等丰富的含氧官能团。将制备的GO与UHMWPE在无水乙醇中搅拌、超声混合，最后热压成型制备了GO/UHMWPE复合材料。对该复合材料的微观结构、热学性能、机械性能、摩擦磨损性能和生物相容性进行了测试，发现GO在聚合物基体中均匀分散，与基体紧紧挤压在一起形成层状结构；GO的添加对复合材料的熔点影响不大，但GO/UHMWPE复合材料的结晶度比纯UHMWPE的结晶度提高；GO含量为0.5%时，拉伸性能最好，GO的质量分数为1%时，显微硬度提高了15%；与纯UHMWPE相比，GO/UHMWPE复合材料的摩擦系数升高，磨损率降低，当GO含量为1%时，复合材料的磨损率降低了约35%，材料的耐磨性提高；此外，GO/UHMWPE复合材料对细胞生长没有负面影响，随着培养时间的延长，细胞粘附在GO/UHMWPE复合材料的表面，保持原有的细胞形态，并以很快的速度进行增殖、传播和生长。表明制备的GO/UHMWPE复合材料具有优异的综合性能和良好的生物相容性，在人工骨关节应用方面将会有很大前景。