目的 探究膝关节骨性关节炎（knee osteoarthritis,KOA）全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）中新型改良3D打印个体化导向（patient specific in-strumentation,PSI）的应用效果。方法 选取2021年1月至2022年1月解放军联勤保障部队九二〇医院100例KOA患者，采用随机数字表法分为2组，每组50例。对照组采用常规TKA治疗，研究组采用新型改良3D PSI辅助TKA治疗。观察患者手术情况、术后康复情况、并发症、假体组件位置偏差、膝关节活动度（range of motion,ROM）、下肢力线参数[冠状位股骨远端机械轴外侧角（mechanical lateral distal femoral angle,mLDFA）、下肢机械轴夹角（hip-knee-ankle,HKA）]、步态参数（支撑时间百分比、步幅、步速）、膝关节功能（hospital for special surgery,HSS评分）、生活质量（arthritis impact measurement scale 2,AIMS2评分）。结果 研究组患者术中及术后出血量、术后2 d引流量较对照组少，手术时间、住院时间均较对照组短（P <0.05）；研究组患者LTC角、FFC角、HKA角、LFC角、FTC角偏差均较对照组小（P <0.05）；研究组患者术后3个月、6个月、12个月ROM、支撑时间百分比、步幅、步速均高于对照组，冠状位mLDFA、HKA低于对照组（P <0.05）；研究组患者术后3个月、6个月、12个月HSS评分高于对照组，AIMS2评分低于对照组（P <0.05）；研究组患者并发症发生率与对照组比较，差异无统计学意义（P> 0.05）。结论 新型改良3D PSI辅助TKA治疗KOA能优化手术情况，提高操作精度，改善患者下肢力线，促进肢体功能恢复，有助于提高生活质量，且具有较高安全性。