人體自然骨構造
人體自然骨是由骨膜、骨質和骨髓組成，裡面有豐富的血管和神經組織。
骨膜是由緻密結蹄組織構成的纖維膜，覆蓋在骨外面的為骨外膜。附著於骨髓腔面的成為骨內膜。
骨質是骨的主要組成部分，分緻密骨（又叫密緻骨）和松質骨（又叫海綿骨）兩種。 緻密骨是由緊密排列的圓筒狀骨板和骨細胞構成，有很強的抗壓和抗扭曲的力學特性。緻密骨在長骨骨幹的部分很厚，在短骨和長骨骺部分則為一薄層。 緻密骨的骨板中有稱為哈佛氏系統或鼓單位的多層同心圓排列的結節，是血管和神經的通道。骨髓腔和松質骨的網眼裡面充滿著骨髓。在胎兒和幼兒時期，所有骨髓都是紅骨髓，有造血（製造血球和血小板）的機能。隨著年齡增長，除了在扁平骨、不規則骨和部分松質骨（如髖骨、肋骨、胸骨和股骨、肱骨的近側端位置）的紅骨髓是終生存在外，骨髓腔內的紅骨髓都會被脂肪組織所取代，成為沒有造血能力的黃骨髓。 松質骨由大量骨小梁結構相互交織構成，呈海綿狀，排列方向與骨所承受的壓力和張力的方向一致，遵循用最小的骨量達到最大的骨強度的原則，使骨以最經濟的骨質材料達到最大的堅固性，起到支持、減輕重量、緩衝、容納骨髓以及應對形變、適應形變等功能。骨小梁的排列也不是一成不變的，它會按照壓（重）力和肌肉牽拉力的方向變化而作適應性改變。 骨小梁在人體內分布廣，雖然松質骨僅佔人體骨量的20%，但構成80%的骨表面，包含有膠原、礦物質以及骨組織細胞等各種不同的結構，是多種代謝發生的場所，也是血液系統的重要發源地。松質骨分布於長骨的兩端和短骨、扁平骨及不規則骨的內部。3D列印骨小梁就是通過3D列印技術在人工假體植入物與人體自然骨的接觸界面製造出模擬人體骨小梁的結構特徵，3D列印骨小梁具有模仿自然松質骨的高孔隙率和機械性能，力學負荷符合正常生理的傳導，生物固定可靠，具有很好的骨長入能力，可以支撐人體骨骼細胞在其中生長，使植入物與骨骼之間形成堅強的絞索，極大地增加了植入物與骨床的結合能力，促進假體與骨界面的骨性癒合，從而延長假體使用壽命。
3D列印骨小梁的孔隙率、絲徑等結構特徵及其製造的材料特性又直接影響骨長入的效果及臨床反應。3D列印骨小梁結構主要應用在植入物表面塗層、骨骼缺損補塊，使植入物與人體骨骼適應性生物固定。 相比較傳統植入物的表面處理方式，如噴丸等粗糙表面處理、HA(羥基磷灰石)等離子噴塗表面、鈦珠鈦絲等燒結表面處理，這些方式處理的骨科植入物表面塗層由於工藝特點，其生物固定的方式主要是骨長上，骨質對植入物假體是包繞型附著，而3D列印骨小梁由於其結構特性，可對骨質進行骨誘導，使骨細胞生長滲透到3D列印骨小梁結構內部，實現骨質、金屬小梁的交叉分布，是骨長入的方式，植入物假體的固定更加牢固，穩定性更強，因此3D列印骨小梁的研究是一項具有重要意義的課題。