据有关部门统计，全世界有一亿多人患有关节炎疾病，并且患病人数还在逐年增加。关节软骨生理范围内的撕裂和拉伤可以自我修复，但是超出生理机能之外的损伤将难以自我修复乃至对关节造成不可修复的伤害，此时非常有必要找到合适的材料来替代关节软骨完成其功能。目前研究较多的软骨替代材料为高分子材料，本文主要从力学和生物学两个方面对聚乙烯醇（PVA）及其复合材料的性能进行研究。本文首先对氧化石墨的制备工艺进行分析，采用正交试验的方法分析不同影响因素对石墨粉氧化效果的影响，并且通过X射线衍射仪和SEM对制得的氧化石墨进行表征，研究发现，制备的氧化石墨结构良好，片层清晰。为对软质生物材料的力学性能进行评价，研制了生物材料力学性能试验机。该试验机通过差动螺旋机构对试件施加较精确的位移，从而间接地测得材料的弹性模量。利用所研制的试验机分别对通过冷冻解冻方法制得的添加不同含量羟基磷灰石、氧化石墨和石墨烯的PVA复合材料的力学性能进行了测量。结果表明，PVA复合材料普遍存在着应力松弛现象，并且其弹性模量随着添加的增强相材料含量及冷冻解冻次数的增加而增大。对聚乙烯醇/石墨烯复合水凝胶与钛合金TC4配副进行了摩擦试验，结果表明摩擦系数小于0.1，且随着石墨烯添加含量和冷冻解冻次数的增大而减小。通过细胞培养实验来研究复合材料的生物学性能，并利用荧光倒置显微镜、噻唑蓝（MTT）和SEM对试验结果进行分析。实验得出，聚乙烯醇/羟基磷灰石和聚乙烯醇/氧化石墨两种材料除了具有优良的力学性能外，生物学性能也较好，细胞在材料表面贴附牢固，生长活力良好。聚乙烯醇/石墨烯的力学性能好于前两种材料，但其生物相容性相对要差一些。如何研制出具有优良的力学性能和生物相容性的生物支架材料是组织工程研究的关键内容之一。