Graphene oxide (GO) exhibits excellent mechanical strength and modulus. However, its effectiveness in mechanically reinforcing polymer materials is limited due to issues with interfacial bonding and dispersion arising from differences in the physicochemical properties between GO and polymers. Surface modification using coupling agents is an effective method to improve the bonding problem between polymer and GO, but there may be biocompatibility issues when used in the biomedical field. In this study, the biomolecule L-lysine, was applied to improve the interfacial bonding and dispersion of GO in polylactic acid (PLA) without compromising biocompatibility. The PLA/L-lysine-modified GO (PLA/L-GO) bone scaffold with triply periodic minimal surface (TPMS) structure was prepared using fused deposition modeling (FDM). The FTIR results revealed successful grafting of L-lysine onto GO through the reaction between their -COOH and -NH