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Punto di Riferimento
per Medici e Operatori Sanitari
per Medici e Operatori Sanitari
LIBRERIA STUDIUM
Biomechanics of Spine Stabilization
Self-Assessment and Review
Boakye, Edward Benzel, Ghogawala, Brodke, Chapman
Editore
Thieme
Anno
2025
Pagine
418
ISBN
9781684205790
Reader-friendly, question and answer review of spine stabilization biomechanics honors original tome
Self-assessment and review of both old and new techniques facilitates comprehensive understanding of principles that underlie spine stabilization biomechanics. Biomechanics of Spine Stabilization: Self-Assessment and Review edited by renowned spine surgeons Maxwell Boakye, Edward Benzel, Zoher Ghogawala, Darrel S. Brodke, and Jens R. Chapman emphasizes core topics from Biomechanics of Spine Stabilization. First published in 1995, with a third edition in 2015, this widely acclaimed textbook by Edward Benzel is considered the "bible" of biomechanics of spine stabilization.
Organized in nine sections and 39 chapters, this practical learning tool is designed to inform and make biomechanics routinely and practically accessible in clinical spine practice. The book starts with an overview of fundamental concepts, followed by two sections on spine and neural pathology and spine surgery. Sections 4-6 test knowledge of spine instrumentation general principles; regional considerations; and deformity, management, and prevention. Sections 7-8 cover iatrogenic pathologies, the latest spine surgery techniques and technologies, and non-operative spine stabilization. The book concludes with a final section on putting biomechanical concepts into practice.
Key Features
- Written by a who's who of internationally acclaimed spine surgeons and professors
- Systemic chapter layout features brief learning objectives, followed by questions and answers
- Succinct, easily-digestible format provides a quick review, thereby promoting quick acquisition and retention of knowledge
This indispensable resource will help spine residents, fellows, and orthopaedic and neurosurgical spine surgeons better understand clinically important biomechanical principles that underpin spinal surgery and instrumentation, thereby enhancing evidence-based decision making.
This print book includes complimentary access to a digital copy on https://medone.thieme.com.
Publisher's Note: Products purchased from Third Party sellers are not guaranteed by the publisher for quality, authenticity, or access to any online entitlements included with the product.
Contents
Videos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xv
Foreword . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvi
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xvii
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xviii
Contributors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xix
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxv
Part I: Overview of Fundamental Concepts
1. Biomechanically Relevant Anatomy and Material Properties of the
Spine and Associated Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Ghani Haider, Kelly H. Yoo, Neelan Joseph Marianayagam, Anand Veeravagu
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 3
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2. Physical Principles and Kinematics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Mohamad Bydon, Sarah E. Johnson, Patrick M. Flanigan
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 10
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3. Stability and Instability of the Spine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
James Rizkalla, Joseph Weiner, Brandon D. Lawrence
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 23
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Part II: Spine and Neural Element Pathology
4. Bone Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Rajiv Saigal
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 33
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
viifrom: Boakye et al, Biomechanics of Spine Stabilization (978-1-68420-579-0)
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5. Degenerative and Inflammatory Diseases of the Spine . . . . . . . . . . . . . . . 41
Eric Mong, Glenn A. Gonzalez, James S. Harrop
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 41
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 52
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6. Trauma, Tumor, and Infection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Shawn W. Adams, Brian J. Williams
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 53
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 59
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
7. Spinal Deformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Rakesh Kumar, Venu Nemani, Rajiv Sethi, Jean-Christophe Leveque
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 60
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 68
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
8. Neural Element Injury . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Karl Janich, Marjorie C. Wang
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 69
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 75
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
9. Correlation of the Anatomical and Clinical Domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Leo J.Y. Kim, Andrew T. Dailey
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 76
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Part III: Spine Surgery
10. Surgical Approaches to the Subaxial Spine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Luis M. Tumialán
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 87
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 94
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Contents
viiifrom: Boakye et al, Biomechanics of Spine Stabilization (978-1-68420-579-0)
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11. Destabilizing Effects of Spine Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Kevin Hines, India Shelley, James S. Harrop
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 95
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
12. Spine Fusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Gabrielle Santangelo, Thomas A. Pieters, Daniel M. Sciubba
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 101
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Part IV: Spine Instrumentation Constructs: General Principles
13. Implant Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Harel Deutsch
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 113
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
14. Component–Component Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Rafid Kasir, Bobby Tay
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 121
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
15. Implant–Bone Interfaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Christopher A. Sy, Terrence T. Kim, J. Patrick Johnson
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 133
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Contents
ixfrom: Boakye et al, Biomechanics of Spine Stabilization (978-1-68420-579-0)
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16. Qualitative Attributes of Spinal Implants: A Historical Perspective . . 144
Theodore J. Choma
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 144
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 149
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
17. Quantitative Attributes of Spinal Implants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Bradley Schmidt, Garret Greeneway, Daniel Resnick
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 150
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 158
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
18. Construct Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Megan Finneran, Paul M. Arnold
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 159
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
19. Construct Failure and Prevention. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Fabian Carballo Madrigal, Maxwell Boakye
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 166
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 179
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Part V: Spine Instrumentation Constructs: Region Specific Considerations
20. Craniocervical and Upper Cervical Constructs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
John Williams, Andrew M. Hersh, Nicholas Theodore
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 183
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 192
Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
21. Ventral Subaxial Spine Constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Sanjay Dhawan, Mayur Sharma
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 193 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Contents
xfrom: Boakye et al, Biomechanics of Spine Stabilization (978-1-68420-579-0)
© 2025. Thieme. All rights reserved.
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
22. Dorsal Subaxial Spine Constructs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Shawn W. Adams, Muhammad Abd-El-Barr
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 205
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
23. Interbody Constructs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Mohamed Macki, Praveen V. Mummaneni
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 214
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
24. Lumbosacral-Pelvic Constructs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Raj Swaroop Lavadi, Thomas J. Buell, Nitin Agarwal, D. Kojo Hamilton
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 224
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
25. Regional Nuances. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Joravar Dhaliwal, Vikram B. Chakravarthy, Ryan Khanna, Mark Bilsky
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 233
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Part VI: Spine Instrumentation Constructs: Deformity, Management, and
Prevention Strategies
26. Deformity Prevention and Correction: Component Strategies . . . . . . . 243
Rohit Mauria, Doniel Drazin
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 243
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Contents
xifrom: Boakye et al, Biomechanics of Spine Stabilization (978-1-68420-579-0)
© 2025. Thieme. All rights reserved.
27. Deformity Prevention and Correction: Complex Clinical Strategies. . 261
Joseph S. Hudson, Thomas J. Buell, David O. Okonkwo
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 261
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 270
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
28. Complex Instrumentation Constructs and Force Applications. . . . . . . . 271
Shawn W. Adams, Brett Rocos
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 271
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Part VII: Iatrogenic Pathologies and New Spine Surgery Techniques and
Technologies
29. Subsidence and Dynamic Spine Stabilization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Benjamin Motley, Owoicho Adogwa, Juan C. Mejia, Joseph Cheng
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 281
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 288
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
30. Vertebral Augmentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Shawn W. Adams
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 289
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
31. Adjacent Segment Degeneration and Disease. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Nikhil Jain
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 294
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 300
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
32. Motion Preservation Technologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Daniel Farivar, Christopher A. Sy, Terrence T. Kim
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 301 Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Contents
xiifrom: Boakye et al, Biomechanics of Spine Stabilization (978-1-68420-579-0)
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Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
33. Minimally Invasive Spine Surgery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Jacob L. Goldberg, Joseph A. Carnevale, Ibrahim Hussain, Roger Härtl
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 314
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
34. Construct Failure and Failure Prevention: The Decision-Making
Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
David Freeman, Michael Wang
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 321
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Part VIII: Nonoperative Spine Stabilization
35. Bed Rest and Traction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Emily Payne Sieg, Sarah Danehower
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 331
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
36. Spine Bracing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Ian Connolly, Muhamed Hadzipasic, Theresa Williamson
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 339
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
37. Exercises, Conditioning, and Other Nonoperative Strategies . . . . . . . . . 348
Stephen M. Bergin, Khoi D. Than
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 348
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
Key Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
Contents
xiiifrom: Boakye et al, Biomechanics of Spine Stabilization (978-1-68420-579-0)
© 2025. Thieme. All rights reserved.
Part IX: Synthesis: Putting it All Together
38. Biomechanical Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
John V. Wainwright, Guilherme Bastos Ferreira Porto, Kylee Shivok, James S. Harrop
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 357
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 365
Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
39. The Decision-Making Process: A Reprise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
Clayton L. Rosinski, Timothy C. Ryken
Learning Objectives . . . . . . . . . . . 366
Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
Answers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
Key Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . 373
References. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373
Index. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
