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20世纪40年代以前，医疗器械的定义不包括“可植入”的概念。数百年前，医疗器械装置往往是骗人的玩意儿或巫术魔法，毫无科学价值可言，比如占卜探测杖、鼻子矫正器、专利金属牵引器（本质上无异于魔法棒）、加热橡胶涂药器和不合理的膝盖支架。如果说这类器械装置还有作用的话，那大部分都相当于安慰剂，所以除了让患者损失钱财外没有其他危害，也就不值得谴责。伦琴于1895年发现X光，居里夫妇在1898年发现了放射性现象，利用放射现象的“求知探索设备”很快就打入了欧美市场。许多早期的研究放射性现象的学者死于接触放射性元素而导致的疾病，美国食品和药品监督管理局的安全监管人员渐渐意识到需要将暴露在辐射中的程度降到最低。由于监管中涉及的知识体系与美国食品和药品监督管理局更加相似，放射卫生处（Bureau of Radiological Health）于1971年从公共卫生局移交到美国食品和药品监督管理局。
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美国食品和药品监督管理局在战后的技术潮时代面临着医疗设备管理的巨大挑战，这类似于1938年的法案问世之前对药品进行监管的问题，当时还没有形成一种至上的原则，认为在产品上市之前，需要经过测试、评审和批准。回顾历史，美国食品和药品监督管理局的强制力通常只用来管制一些类似于X射线试鞋机的小装置，人们认为这些小物件无害，实际上它们比想象中更危险。1962年，肯尼迪总统提出，要改变医疗器械进入市场的方式，[13] 但是争论焦点变成了联邦医疗保险与对药物的恐惧（包括镇静剂沙利度胺的噩梦），而设备监管处于次要位置，这显然会酝酿出一场危机。
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理查德·尼克松初任美国总统时就签署了医疗器械法规，组织起库珀委员会来制订监管医疗器械行业的立法提案。委员会由医学博士西奥多·库珀（Theodore Cooper）担任主席。库珀是美国心肺研究所（National Heart and Lung Institute）所长，曾经是学术型心脏外科医生，后来担任普强制药的执行官。1970年，一个由政府官员组成的十人委员会发布了正式的《库珀报告》（Cooper Report），重点强调了需要对医疗器械和药品进行区别管理。于是，管理人员开始对市面上的所有医疗器械按照其专业特性进行分类，并根据获得批准所需要的审查级别分组。到1973年，美国食品和药品监督管理局已经建立起14个不同类别的专家小组。该部门在1975年发布了一则总公告，告知设备制造商相关的分类手续。
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在美国食品和药品监督管理局继续进行准备工作的同时，几次危机的出现使公众开始关注联邦政府监管的必要性。达尔康盾（Dalkon Shield）是一种金属材质的宫内节育器，外观像一只游动的寄生虫拖着细细长长的尾巴，看上去就带着不祥之兆。装置“尾巴”的一部分是一根多孔线绳，后来被确定为感染的原因。自1971年起，数以百万计的妇女使用了达尔康盾节育器，结果导致成千上万名患者入院治疗，出现妊娠并发症、盆腔炎、不孕甚至死亡。1975年，这种节育器所酿成的危机已经很明显了，超过15万妇女对制造商A.H.罗宾斯公司发起诉讼，这是自石棉事件以来最大的侵权责任赔偿案件。[14] 达尔康盾导致的灾难使美国人不禁发问：“我们怎么能让这种情况发生呢？”磺胺酏剂曾导致了幼儿死亡的悲剧，而这次的受害者是育龄女性，现在她们终身生活在盆腔炎和不孕症的恐惧中。达尔康盾事件中的监管失位引起了众怒，同时有缺陷的心脏起搏器也引起了类似的担忧，这要求国会必须做出改变。
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经过几年行政和立法层面的争论后，《医疗器械修正案》（Medical Device Amendments）由福特总统于1976年签署生效。这是有关医疗器械的最重要的立法，由新成立的医疗器械局（Bureau of Medical Devices）负责监督实施。这一法规意味着任何新型 植入装置都必须经过“上市审批”，再也没有手工匠人在自己的工坊造出一种植入物，转天就将它植入人体的情况了。在英格兰的莱廷顿，约翰·查恩雷20年来就是这样处理他的全髋关节植入物的。与药品一样，新法律规定器械制造商必须为准备投放市场的器械提出申请。根据“祖父法则”，已经在市场上销售的器械不受新规定约束，但新器械必须申请上市批准。
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1982年，医疗器械管理部门和放射性管理部门合二为一，成为医疗器械与放射卫生中心，隶属于美国食品和药品监督管理局。医疗器械与放射卫生中心负责管理所有医疗器械和放射性测试设备，以及所有释放电磁射线的装置，例如微波炉和手机。或许该部门最重要的作用是对医疗植入物进行了应用分类，例如起搏器、深部脑刺激器、骨关节置换物、人工耳蜗和心脏瓣膜。
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器械审批面临着与药品审批类似的双重压力，制造商和患者经常对美国食品和药品监督管理局烦琐的规章程序和缓慢的办事效率感到懊恼，但是，如果药物不良反应或器械故障偶尔引发了不幸事故，人们就会批评美国食品和药品监督管理局标准宽松、审批随意。在美国食品和药品监督管理局审批失败的案例中，最严重的是错误地批准了沙利度胺的上市，引起了可怕的新生儿海豹肢畸形，即胎儿的四肢在母体内发育停滞，导致新生儿几乎没有四肢，手脚异常地长在距离肩部或臀部仅有几英寸的地方。在最严重的情况下，四肢均受到影响。由于许多孩子都留下了先天性缺陷，造成终生的噩梦，美国食品和药品监督管理局做出了“永远不再发生”的承诺。
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植入物的批准也发生过类似的失败，在这种情况下，制造商、医院、医生和美国食品和药品监督管理局都有责任。曾经有一个重大失败案例，它造成的后果至今仍在持续着，受到伤害的患者就在我们周围。当时在美国有超过4万名患者，全世界将近10万名患者，在全髋关节置换手术中接受了德普（DePuy）公司“关节表面置换系统”（ASR）的髋关节植入物，该植入物最终于2010年8月26日正式从全球范围内召回。近万名原告的和解协议可能需要强生公司下属的德普公司赔偿将近40亿美元。一个有致命缺陷的全髋关节，是如何来到市场上并持续使用了7年的呢？
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可以说，髋关节置换术是世界上最成功的手术，它能够极大地减轻疼痛，改善功能，而且感染率低，很少需要再次手术。有人甚至称之为“世纪性手术”。[15] 然而，髋关节置换术在老年人中取得的惊人成果，诱使部分外科医生和病人突破机械的耐久界限，尝试为更年轻、更有活力的患者进行置换手术。20世纪60年代至90年代，关节置换的黄金准则是，植入关节柄向下插入股骨髓腔（由骨水泥固定），髋臼部件压紧骨骼，金属臼杯以聚合物（聚乙烯）做衬垫。事实证明，这种方法在老年人中持久耐用，但是，像所有的机械轴衬一样，聚合物衬层容易磨损，最终失效。机械工程师继续寻找着“替代性承载面”，也即其他的金属和塑料组合，来为年轻而充满活力的患者做置换手术。
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在医学领域，突破性进展往往来自温故知新。第一例成功的髋关节炎手术由麻省总医院的外科领导者马里乌斯·史密斯-彼得森主刀完成，他用玻璃杯和金属杯盖住股骨头，以实现股骨头的“臼杯关节成形术”。查恩雷的全关节 髋部置换术结果远远超越了混合式的臼杯关节成形术，但是，髋关节脱臼和聚乙烯磨损问题使外科医生和制造商重新开始考虑用一个大金属球替代股骨头。德里克·麦克明（Derek McMinn）是一位来自爱尔兰的医生，他在伦敦接受医学训练，在英国伯明翰工作。自1988年起，他就开始重新考虑如何实现不包含聚合物衬层的髋关节置换术，这一想法最初由麦基和法勒在1960年提出。[16] 麦克明从1991年开始，将一个大金属股骨头嵌入可在其中旋转的光滑金属髋臼杯中，他希望部件经过精心安置以后，可以生成薄薄的一层液体，在金属球和金属杯之间，起到自动润滑作用。
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1991年，这一装置最初被称为“麦克明髋关节”；1997年，这位勇于探索的外科医生开始使用新设计的“伯明翰髋关节表面置换系统”（BHR）。手术的早期结果十分出色，骨骼保留较好（因为使用该系统需要去除的骨骼较少）、更加稳定的髋关节（因为金属股骨头较大）以及不会发生聚乙烯磨损等优点，使“伯明翰髋关节表面置换系统”替代了常规髋关节置换术，成为年轻患者的选择。这种置换系统出现的时机也恰到好处，那一年，3M公司生产的一款主流髋关节因失败而撤出了欧洲市场。
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2004年，德里克·麦克明在英国《骨与关节外科杂志》上发表文章介绍了“伯明翰髋关节表面置换系统”的早期结果。在术后平均3.3年的时间里，440名患者中只有一例进行了修复手术，高达99.8%的患者都避免了植入物失败的情况。到2000年，麦克明先生每年植入超过200例“伯明翰髋关节表面置换系统”，他的发明已经成为公开的秘密。终于有一种髋关节能够撑下来并且不会脱臼，这一振奋人心的消息激励了美国乃至全世界的工程师和外科医生，他们开始竞相设计“金属对金属式”（metal-on-metal）髋关节置换系统。
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位于美国印第安纳州小城华沙的德普矫形（DePuy Orthope dics），是世界上最早的植入物制造公司。德普公司创建于1895年，在成为骨科产品制造巨头之前，原本是一家制作骨折固定夹板的公司。与大多数骨科产品制造公司一样，德普认为设计一款金属对金属式髋关节势在必行。虽然美国食品和药品监督管理局直到2006年才批准伯明翰髋关节系统，但似乎每家公司都会立即分销无聚乙烯的髋关节。
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制造植入物的第一步是建设一支由工程师、设计师、市场专家和外科医生顾问组成的团队。在几年的时间里，设计团队定期聚在一起开会研究，但首先必须分析市场需求、现有产品以及美国和国际上现行专利法的“操作自由”范围。一家公司一旦获得专利，拥有的知识产权就建立起一道阻止他人模仿的屏障，服从国际法则的制造商应该 遵守这种规章制度。如果竞争对手在一种植入物方面持有强大的知识产权，那么新的设计团队就只能在样式、形状、工艺和技术方面创新，以免侵犯竞争对手的合法权益。有时设计上的更改确实会提高性能（在一场游走于法律边缘的模仿游戏中给出一个“变通方案”），但有时改变设计会引发严重危机。
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植入物制造商通常会聘请自己公司“内部”的工程师和市场专家，而设计团队中的外科医生则是外部独立的医师，从各自的专业领域为团体提供咨询服务。通常参与设计的外科医生是大学院校的学术型外科医生，他们正值职业巅峰期，负责培训年轻医生，并在会议中进行指导性讲解，内容往往与他们设计的植入物有关。我们可以理解，公司会聘用一些“意见领袖”式人物，他们不仅自己会应用大量的医疗产品，还能够影响其他外科医生，使他们成为大客户。就像参与药物临床实验的医生，或是像学术和商业环境中提出假说并付诸实验的科学家，外科医生会遵守职业道德，不会违背原则，这几乎无一例外。不过，有幸加入一个成功的设计团队的外科医生会获得丰厚报酬，这也是对其道德标准的严肃考验。
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德普的团队由来自澳大利亚、爱尔兰、英国、德国和美国的外科医生组成，在世纪之交召开了初次会议。德里克·麦克明的首款金属对金属式髋关节于1991年面世，接替它的伯明翰髋关节早在1997年就应用于植入手术，这极大地刺激着制造商尽快设计出下一款重要的金属对金属式髋关节，并安全地投放市场。一款髋关节植入物的成功上市能够产生数十亿美元的收入，德普的企业领导们（及其外科医生顾问）对此心知肚明，麦克明的早期骨科会议报告也无疑使他们抱着乐观而兴奋的心态。
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德普向美国食品和药品监督管理局提交了“关节表面置换系统”的批准申请，并以一种独特的方式提交了两个版本。两款设计使用相同的髋臼杯，但在股骨一侧有所不同，一款设计使用向下压入股骨髓腔的长柄，被称为ASR XL，就如同铁路道钉。另一款“无柄式”的替代方案实质上是股骨头顶端的一个盖子，上面设有一个能够固定在股骨颈上的小钉。奇怪的是，美国食品和药品监督管理局没有批准第二种与伯明翰髋关节最为相似的无柄式方案，而在2003年只批准了ASR XL。同年，这两个版本都获得了欧洲和澳大利亚的批准，[17] 市场营销活动也随即迅速展开，华丽的宣传手册和技术指南铺天盖地，来到世界各地的外科医生手中。
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澳大利亚和欧洲的外科医生于2004年开始植入“关节表面置换系统”的髋关节。2005年12月，“关节表面置换系统”在美国投入使用。[18] 然而在短短几年间，美国以外地区植入该器械的患者便出现了问题。起初，美国食品和药品监督管理局及其下属的医疗器械与放射卫生中心并没有察觉到美国境内的早期植入失败病例，因为美国没有国家植入物注册系统 。
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将近50年前，首个关节假体注册系统在梅奥医学中心诞生。那一年，该医院的一名医生成为美国首位进行查恩雷全髋关节植入手术的外科医生。[19] 1975年，瑞典隆德大学的骨科学教授戈兰·鲍尔（Göran Bauer）开始筹备全国性 全膝关节注册系统（瑞典髋关节置换注册系统后来于1979年设立），要求瑞典的所有骨科医生收录基线信息，并如实对所有患者进行追踪访问。鲍尔是在瑞典接受的医学训练，但在纽约特种外科医院工作了七年，担任研究主任。1969年，他回到瑞典，当时关节置换术逐渐成为一种被公众认可的手术方式。在地方自治的瑞典南部，他感到关节置换术需要标准化和结果评估。于是，始于瑞典各地小医院的、分散的人工假体研究，最终转变成了世界上第一个国家关节注册系统。[20]
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由于常规的“关节表面置换系统”只修复表面，美国食品和药品监督管理局将其认定为一种新技术，而不属于510K条款中的医疗器械，这迫使德普开展临床研究，以应对更仔细严格的审查，即“临床试验用医疗器械豁免”（IDE），这极大地放缓了“关节表面置换系统”在美国的上市进程。虽然使用ASR的患者在临床试验用医疗器械豁免的研究中得到了德普公司的认真追踪，但是使用ASR XL的患者却没有。读者们一定感到十分惊讶：美国没有一种官方机制，让植入物的制造商能够追踪其产品成功与否。相比之下，丰田汽车有可能知道普锐斯的排气管故障，而德普公司却不了解新型髋关节植入物在美国的表现。
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表面看来，外科医生在关节注册系统中分析的是病人，但实际上分析的是植入物的存活能力 。它不同于以疾病为基础的追踪患者生命活力状态的注册系统，例如追踪糖尿病患者或者心脏病患者的系统。进行置换手术时，患者资料以匿名方式与其所使用的医疗装置、外科技术以及医生姓名等信息一起录入数据库。因此，全国性关节注册系统可以提供所有外科医生在现实中真正使用的植入物在耐久性方面的宝贵信息。正因如此，外科医生发表文章时无法为自己所设计的植入物筛选病例。众所周知，外科医生在自己报告不良结果方面并不可靠，追求绩效的专业人士往往不愿意承认失败或表明自己判断错误，哪怕他们是无辜的参与者。所以全国性关节注册系统是分析关节置换短期、中期和长期结果的重要工具。
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截至作者撰写本书时，世界上只有11个国家或地区拥有全国性关节注册系统：瑞典、芬兰、挪威、丹麦、新西兰、澳大利亚、加拿大、罗马尼亚、英格兰/威尔士和荷兰。北欧关节成形注册协会（NARA）是瑞典、挪威和丹麦的膝关节与髋关节注册系统之间的合作。国际关节成形注册协会与美国食品和药品监督管理局的国际骨科注册联盟（ICOR）发起了一项运动，希望可以建立统一的数据收集，加强数据共享，为植入物创建通用条形码。尽管查恩雷先生在关节置换术的发明上遥遥领先，但是英国在2002年才创建了国家关节注册系统。而令人惊讶的是，美国仍然没有国家注册系统。来自艾奥瓦州的著名骨科医生、医学博士约翰·卡拉汉（John Callaghan）表示：“在植入物的供给和使用上，我们都排名第一。我们也应该是追踪访问的领导者。”[21]
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澳大利亚的外科医生于2004年开始植入“关节表面置换系统”的髋关节；2007年，澳大利亚国家关节置换注册系统（ANJRR）报告德普公司的植入物的修复率高于预期。根据主管部门的总结，髋关节假体的年失败率预期低于1%，意味着植入手术5年之后，95%的患者应该仍然具有功能良好的髋关节。然而，澳大利亚的数据显示，“关节表面置换系统”的两年修复率为5.16%，[22] 年轻的患者需要特别强健的髋关节，而该方案作为给年轻患者的植入物解决方案，这一数据是十分惊人的。澳大利亚国家关节置换注册系统主任史蒂文·格雷夫斯教授将这个令人震惊的消息通知了德普公司，说这是个“明确无疑的结论，无可争辩”。[23] 但是，正如德博拉·科恩所指出的那样，[24] 尽管不断累积的证据表明“关节表面置换系统”是一颗定时炸弹，德普在此后几年中仍然不停辩解。
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植入物失败意味着什么呢？如果起搏器失败（电路传导失灵、电池故障或者断线等），后果有可能立即致命。如果植入物未经适当消毒或者包装不严格，患者可能会受到感染。然而，在“关节表面置换系统”的髋关节案例中，植入物失败意味着，患者将遭遇由设计缺陷或部件植入过程出错而产生的金属碎屑受到折磨。碎屑微粒刺激植入金属部件周围的薄膜组织，引发炎症和急性囊肿，最终导致髋部周围的肌肉、肌腱、韧带和骨骼遭到破坏。那些信任外科医生能够消除髋关节炎疼痛的患者，有时甚至会出现更严重的疼痛。因此失败的髋关节植入物需要患者接受更为复杂的髋部手术，外科医生必须取出有缺陷的植入物，然后植入修复部件，希望可以将其坚实地固定在剩余的骨骼上。每位经历过多次关节手术的患者都需要承受关节周围肌肉运动功能的进一步损伤，还有肌肉萎缩、疤痕凹陷、活动能力丧失以及疼痛缓解程度的降低。最终，植入的失败更像是在自己喜欢的餐厅中遭遇了威胁生命的食物中毒，而不是在无聊的小酒馆中吃了一顿无味的饭菜。
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巴里·迈耶是《纽约时报》医疗保健和商业版块的记者，在过去的十年中，他已经撰写了50多篇有关“关节表面置换系统”髋关节失败和其他医疗灾难的文章。他的第一篇关于关节注册系统的文章发表于2008年。[25] 2009年，他报道了美国众议院有关创建国家髋关节与膝关节注册系统的议案。[26] 2010年，尽管德普公司还在为“关节表面置换系统”辩护，迈耶对“金属对金属式髋关节植入物的担忧”[27] 已经为这种髋关节的隐患敲响了警钟。他引述了拉什大学和梅奥医学中心的权威外科医生的话，对临床中出现的金属对金属式髋关节置换患者所遭遇的重大失败表示担忧。到2010年，美国有超过1/3的髋关节置换使用的是金属对金属式髋关节，成千上万例人工髋关节置换可能失败的前景，确实拉响了警报。
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