3D打印模型与真实解剖结构是否一致和精准，是评估并应用此技术的前提。等比较了正常健康人颈、胸、腰椎的CT图像和3D打印模型，发现两者有很强的解剖相似性。另外有研究比较了骨盆及其打印模型，观察发现两者无明显差异。现代打印技术已经从只能打印高钙含量的骨性组织发展到能模拟反映出其它组织的真实密度。
目前，3D打印的作用从术前计划扩展到术中应用。术前3D打印脊柱的解剖精确模型，将可视可触的解剖结构清晰呈现，不但能用于低年资医生的教学和患者的健康教育，而且可以作为术前计划和复杂脊柱疾病的术前模拟手术。术中，3D打印可以用在手术定位，导板，甚至定制假体，从而可以提高疗效，降低辐射。将来，3D打印有望彻底改变脊柱外科的手术实践过程。
打印方式有多种。最早的3D打印技术为CharlesHulk于1980年注册专利的立体光固化成型（stereolithography，SLA）。此后，3D打印进一步改进，应用于手术模拟到个体化手术和组织工程。3D打印出包含有磷酸盐和锶盐成分的基质，可以促进血细胞生成和成骨细胞增殖。打印出的羥基磷灰石支架也证明有利于促进骨生长。另外一种打印技术为溶融沉积制造（Fuseddepositionmodeling，FDM）又称为溶融层积成型，熔化堆积法或溶融挤出成模等。其最新发展是可以制造出生物相容性良好的支架材料。很多有关软骨细胞和成骨细胞研宄成果证实了FDM法制造在组织工程研宄方面的可靠性。还有一种是选择性激光烧结（selectivelasersintering，SLS）。目前SLS的发展，已经能让使用者通过控制参数来调整烧结生成物的内部微结构，如空隙和孔径。在组织重建，尤其是骨组织工程方面显示出巨大的潜力。
3D打印在骨科中的应用和研究的几个层次：3D打印出用于术前模拟手术的模型，可以形象直观地制定手术方案，省去手术中多余的步骤，减少手术时间和风险，减轻医生的劳动强度；3D打印出基于计算机辅助设计、实现精准化手术的医疗导板，利用医疗导板可保证手术位置、方向及角度的准确性，并提高手术的安全性和可预见性；3D打印出量身定做的植入物。个性化3D打印植入物能更好地满足患者的需要，但在进入临床前仍面临政策上的挑战。因为椎体成形术主要是往骨折椎体注入骨水泥，与其它骨科手术内植物迥异，故目前暂无关于这方面的报道。其应用主要集中在前两个方面。
主要应用之一：术前计划。遇到严重复杂的脊柱病变时，3D打印可以为术者的术前计划作出贡献。Xiao等利用此技术成功完成原发性颈椎肿瘤的切除手术。Goel等认为，在颅脊交界区，可以术前了解关节脱位位置、假关节形成、椎弓根大小以及椎动脉走形等信息，计算出植入螺钉的直径和方向。也有学者用于腰椎间盘突出的翻修术，此技术可以缩短手术时间，减少手术出血，加速患者康复。王欣文等按1：1比例打印伤椎的骨折模型，直视伤椎的受损情况，明确骨水泥需注入的部位；在模型上进行椎体成形预手术，明确穿刺部位和穿刺路径，确定穿刺内倾的最大角度，从而高效精准地完成经皮椎体成形术。虽然很多研究表明3D打印有诸多优势，但也有一些不足之处。
1．有些病例，比如Lenkel型特发性脊柱侧弯，3D打印是个多余的步骤，显得并不必要。
2．虽然此技术可以缩短手术时间，但必须要知道的是手术前设计和打印也需要额外时间。
3．有些单位并未有3D打印机等设备。随着3D打印的普及，打印速度的加快，此技术在脊柱外科使用范围会更加广。
主要应用之二：脊柱个性化导向模板。术前把患者薄层CT扫描数据导入专业软件，对目标椎体行选择性三维重建，使用逆向工程原理设计螺钉最佳钉道，提取相关区域的表面形态，建立与其表面形态一致的反向模板，形成带有定位孔的导航模板。颈椎椎弓根螺钉因为其优异的生物力学性能，是颈椎后路固定的很好选择。但是因为解剖关系，术中神经血管损伤时有发生。而3D打印导板可以减少其相关风险。姜良海等对常规导板进行改进，形成“标杆型3D打印导板”并成功应用于颈椎后路椎弓根螺钉内固定术。3D打印导板应用于胸椎同样可以提高置钉精确度，提高安全性，简化操作。一个把3D打印导板应用于腰椎的研究发现，与不用导板相比，置钉精确度并无显著性差异（置钉准确率分别为100％和98．45），但可以显著减少手术时间、减少出血量、减少透视次数。张鹰等打印经皮椎体成形导航模板，用于1例胸椎压缩性骨折患者，患者愈后良好。但因为只是个例报道，经皮椎体成形导航模板对于胸椎压缩性骨折的治疗具有积极的临床意义尚无说服力。赵汝岗等选取拟行PKP的10例单节段OVCF患者，其中5例使用3D打印经皮导板。结果显示在透视次数，手术时间等观察指标上，导板使用组均占有优势。但椎体成形术与其它手术不同，不能像开放手术一样术中把导板紧贴骨面，而是只能放置于皮肤表面，间接指导穿刺，即使体位的轻微变换以及皮肤的位移，也可导致术中穿刺角度方向与术前设计出现很大误差，影响穿刺的准确性。因此，导板的设计制作方法及术中操作方法等尚需的进一步完善。除此之外，3D导板还有其它缺陷，阻碍其广泛应用。首先，需要掌握3D软件知识背景的专门技术人才。其次，导入影像资料、设计、打印等都需要花费大量的时间。而且，3D打印导板，需要增加额外的成本。然而，近来技术的进步，软件发展，打印的自动化，己经可以使所有的步骤，从三维重建到导板设计到打印，均可在一台电脑上完成，整个过程变得更顺畅，省时。即使术前花时间，但术中可以节省时间，一项综述认为，这是可取的选择。