Sollte die Wirbelsäule in ihrer Statik gefährdet sein oder es zu degenerativen Veränderungen gekommen sein, die einer konservativen Therapie nicht mehr zugänglich sind, so können einzelne Wirbelkörper und ganze Gruppen miteinander verbunden werden. Dieses wird durch ein Schrauben-Stab-System erreicht, welches von hinten in die Wirbelsäule eingebracht wird. Bei dem offenen Verfahren wird die Muskulatur großflächig von dem Dornfortsätzen abgelöst, zur Seite geschoben und bestimmte Stellen des Wirbelkörpers (Pedikel) aufgesucht, die eine gefahrlose Platzierung von Schrauben am Rückenmark vorbei ermöglichen.

Die Schrauben besitzen am Ende einen nach zwei Seiten offenen Trichter (Tulpe). Hier kann ein Stab eingelegt werden, der die Wirbelkörper miteinander verbindet. Meist findet dies in Kombination mit einer Erweiterung des Rückenmarkkanals (Dekompression) statt.

Zusätzlich kann an den Wirbelkörpern auch Eigen- oder Fremdknochen angelagert werden, der die natürliche Verknöcherung unterstützen soll. Eine andere Variante der Verbindung besteht im minimalinvasiven Verfahren.