术前骨骼模型还原重建在关节外科中，常需通过植入人工假体来替换已经发生病变的相应部位，以重建其解剖结构及功能，但人工假体与手术部位的形态拟合性较差，术前无法完全确定假体型号及确切大小，因此术中常需反复尝试各种型号的假体，加重了局部创伤的同时也增加了手术时间。3D打印骨骼模型不仅具有高度还原性，同时还能显示出X线片、CT扫描、MRI成像无法展现的信息。

       术前根据模型提供的信息确定假体的型号及具体大小，更直观化、全面化、简单化、准确化地制定手术方案，进行术前演练与手术模拟操作等，进而提高关节外科复杂高难度手术的成功率，使手术更精确、更安全。Won等利用3D打印技术为21例伴有严重畸形的髋关节疾病的患者制订了个体化的手术方案并行人工全髋关节置换术，术后影像学检查表明假体位置与术前计划精确吻合，而且手术时间明显缩短。在创伤骨科中，利用3D打印技术打印出骨折部位的三维模型，可在术前对骨折有详尽和全面的了解并做出准确的诊断和分型，也可在模型上实施模拟手术过程，如骨折复位、选择合适的内固定物、预弯塑形钢板、确定螺钉的方向和长度等，通过模拟手术选择不同的手术方法及调整手术策略，制定出最佳个性化手术方案。

       吴章林等利用术前针对髋臼骨折进行三维建模和虚拟骨折复位，并在复位模型上优化预设植入钢板位置和虚拟钉道模拟、测量钉道长度，三维切割预设植入钢板部位骨块并3D打印，据此进行钢板折弯。术后得出折弯钢板模拟植入位置、螺钉植入方向、长度和虚拟设计高度一致。李新春等应用3D打印技术打印出Pilon骨折模型，并制定手术方案及模拟手术过程，结论得出术中采用的固定钢板、螺钉数量与螺钉长度均与术前计划一致。3D打印技术应用于Pilon骨折的治疗临床可行性良好，有助于术者对Pilon骨折的理解和术前计划的制定。也有研究报道，在临床教学工作中，将3D打印模型与临床病例相结合还提高了教学质量，有助于学生临床技能的培养和胜任力的提升。减少了尸体标本的使用，节约了尸体标本购买与保存的成本等。