Πώς τα εμφυτεύματα με τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τα οπιοειδή αναλγητικά

Κατανόηση του Χρόνιου Πόνου & των Προκλήσεων του

Modern anesthesia and pain medications have helped alleviate what was one of medicine’s most unsolvable problems: pain.

Ωστόσο, αυτό ισχύει μόνο εν μέρει για τον χρόνιο πόνο, ο οποίος επηρεάζει εκατοντάδες εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως. Σύμφωνα με το U.S. Pain Foundation, 51,6 εκατομμύρια Αμερικανοί ζουν με χρόνιο πόνο. Για περισσότερους από 17 εκατομμύρια πάσχοντες, ο χρόνιος πόνος έχει σοβαρό αντίκτυπο και συχνά περιορίζει τις καθημερινές ή επαγγελματικές τους δραστηριότητες. 

Όταν η αιτία του πόνου δεν είναι μια συγκεκριμένη στιγμή, αλλά ένα επαναλαμβανόμενο πρόβλημα, μπορεί να γίνει πολύ δύσκολο για τη χημική θεραπεία να λειτουργήσει σωστά.

Ένα πρόβλημα είναι ότι το σώμα τείνει να προσαρμόζεται στα φάρμακα, και αυτά χάνουν σταδιακά την αποτελεσματικότητά τους, αναγκάζοντας τους ασθενείς να αυξάνουν τη δόση με την πάροδο του χρόνου, ή να υποφέρουν χωρίς μια καλή εναλλακτική επιλογή.

Ένα άλλο ζήτημα είναι ότι τα ισχυρά αναλγητικά ανήκουν γενικά στην κατηγορία των οπιοειδών, ένα είδος φαρμάκου που είναι γνωστό ότι προκαλεί εξάρτηση.

Τα οπιοειδή συνταγογραφούνται σε τουλάχιστον 40 million patients annually in the USA alone. Each year, they cause 85,000+ patients in acute pain to develop addiction (opioid use disorder), and 10% develop prolonged opioid use later on.

Such a level of addiction is immensely costly for society at large, estimated to represent a cost of $180B annually in the USA alone.

This is why non-opioid drugs, or non-chemical pain medications, could be a life-changing medical treatment for millions, and potentially a market worth tens of billions of dollars.

Ένα παράδειγμα είναι η Vertex Pharmaceuticals (VRTX ), με μια νέα κατηγορία φαρμάκων για τον πόνο που δεν μπορεί να προκαλέσει εθισμό, που εγκρίθηκε μόλις το 2025. Fungus-derived painkillers θα μπορούσαν επίσης να αποτελέσουν μια επιλογή κάποια μέρα.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας, του Εθνικού Πανεπιστημίου Τεχνολογίας Chin-Yi (Ταϊβάν), του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας και του Πανεπιστημίου του Σαν Ντιέγκο εργάζονται πάνω σε έναν εμφυτεύσιμο ασύρματο ηλεκτρονικό διεγερτή που θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει στην ανακούφιση του πόνου χωρίς φάρμακα.

Δημοσίευσαν τα αποτελέσματά τους στο Nature Electronics¹, υπό τον τίτλο «A programmable and self-adaptive ultrasonic wireless implant for personalized chronic pain management».

Πώς τα Ηλεκτρικά Εμφυτεύματα Διαταράσσουν τα Σήματα Πόνου

Στην ουσία, ο πόνος είναι «απλώς» ένα ηλεκτρικό σήμα που μεταφέρεται από το νεύρο προς τον εγκέφαλο. Δυστυχώς, η εξέλιξη έχει κάνει αυτό το σήμα πολύ δυσάρεστο, και ένα που δεν μπορούμε απλώς να αγνοήσουμε. Γι’ αυτό υπάρχει η ανάγκη για φάρμακα όπως τα οπιοειδή, που προσπαθούν να μειώσουν την λήψη του σήματος πόνου στον εγκέφαλο.

Μια εναλλακτική επιλογή είναι η άμεση παρέμβαση στο ίδιο το ηλεκτρικό σήμα. Αυτή είναι η υπόσχεση των εμφυτεύσιμων ηλεκτρικών διεγερτών, που διεγείρουν άμεσα τον νωτιαίο μυελό για να εμποδίσουν τα σήματα πόνου να φτάσουν στον εγκέφαλο.

Δυστυχώς, αυτές οι συσκευές δεν έχουν υιοθετηθεί ευρέως λόγω πολλών τεχνικών μειονεκτημάτων, όπως το υψηλό κόστος, η ανάγκη επεμβατικής χειρουργικής, οι ενσωματωμένες μπαταρίες και η ανάγκη συχνών αντικαταστάσεων μπαταρίας.

Γι’ αυτό η νέα συσκευή που εφηύραν οι ερευνητές, ευέλικτη και επαναφορτιζόμενη ασύρματα, αποτελεί μια πιθανή αλλαγή παιχνιδιού.

Πηγή: Viterbi School

Πιεζοηλεκτρική Ασύρματη Φόρτιση: Μια Αλλαγή Παιχνιδιού

Καθώς η τακτική αντικατάσταση μπαταρίας ήταν ένα από τα πιο προβληματικά μέρη των προηγούμενων ηλεκτρικών διεγερτών για τον πόνο, απαιτώντας τακτικές επιπλέον επεμβάσεις, αυτό ήταν το επίκεντρο της εργασίας των ερευνητών.

Η ιδέα είναι η μετατροπή μηχανικών κυμάτων σε ηλεκτρικά σήματα μέσω ενός φαινομένου που ονομάζεται πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο.

Χρησιμοποίησαν ένα μικρομεταξυλιζόμενο πιεζοηλεκτρικό στοιχείο κατασκευασμένο από μολυβδενίου ζιρκονοτετρανίου (PZT), ένα εξαιρετικά αποδοτικό υλικό για τη μετατροπή της εισερχόμενης υπερηχητικής ενέργειας σε ηλεκτρική ισχύ που απαιτείται για τη διέγερση.

Το υπερήχορ είναι μια καλή επιλογή για ιατρικές συσκευές, καθώς μπορεί να μεταφέρει ενέργεια σε βάθος μέσα στο σώμα χωρίς να προκαλεί ζημιά.

Αυτή είναι μια μοντέρνα ιδέα στον χώρο των ιατρικών συσκευών, με ένα άλλο υπερηχητικά τροφοδοτούμενο εμφύτευμα, αυτή τη φορά για βηματοδότες, επίσης ανακοινωμένο από μια ομάδα κορεατικών ερευνητών τον Ιούνιο του 2025.

«Αυτός ο τύπος μετατροπής ενέργειας είναι κρίσιμος για τη βαθιά διέγερση, καθώς το υπερήχορ είναι μια μη επεμβατική και εξαιρετικά διεισδυτική ενέργεια σε κλινικούς και ιατρικούς τομείς.

Αξιοποιώντας την ασύρματη μεταφορά υπερηχητικής ενέργειας και ένα σύστημα κλειστού βρόχου ανάδρασης, αυτός ο διεγέτης UIWI αφαιρεί την ανάγκη για ογκώδεις ενσωματωμένες μπαταρίες και επιτρέπει πραγματικό‑χρόνο, ακριβώς ρυθμιζόμενη διαχείριση του πόνου.

Yushun Zeng – PhD Student

Χρήση AI και Νευρωνικών Δικτύων για Έλεγχο του Πόνου

Ο ίδιος ο διεγέτης UIWI είναι ευέλικτος, ευπροσάρμοστος και στρεφόμενος, επιτρέποντας την βέλτιστη τοποθέτηση στον νωτιαίο μυελό.

Πηγή: Viterbi School

Ο τρόπος λειτουργίας του είναι η χρήση ηλεκτρικής διέγερσης για την επαναρρύθμιση των σημάτων που μεταδίδουν και αναστέλλουν τον πόνο, καταστέλλοντας αποτελεσματικά την αίσθηση του πόνου.

Δοκιμάζοντας τις συσκευές σε εργαστηριακούς αρουραίους, οι ερευνητές κατάφεραν να ανακουφίσουν τον χρόνιο νευροπαθητικό πόνο που προκλήθηκε τόσο από μηχανικά όσο και από οξέα θερμικά ερεθίσματα.

Επιπλέον, η συσκευή είναι προσαρμοστική, ρυθμίζοντας τη «ηλεκτρική θεραπεία» της ανάλογα με το πραγματικό επίπεδο πόνου.

«Αυτό που πραγματικά ξεχωρίζει αυτή τη συσκευή είναι η ασύρματη, έξυπνη και αυτοπροσαρμοστική της ικανότητα για διαχείριση του πόνου.

Πιστεύουμε ότι προσφέρει μεγάλο δυναμικό για την αντικατάσταση φαρμακολογικών σχήματος και συμβατικών προσεγγίσεων ηλεκτρικής διέγερσης, εναρμονιζόμενο με τις κλινικές ανάγκες για μείωση του πόνου.

Qifa Zhou – Professor of Ophthalmology at the Keck School of Medicine of USC

Αυτό επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας ένα νευρωνικό δίκτυο που ονομάζεται ResNet-18, και παρακολουθώντας συνεχώς εγγραφές εγκεφάλου, συγκεκριμένα σήματα ηλεκτροεγκεφαλογραφίας (EEG), που αντικατοπτρίζουν τα επίπεδα πόνου του ασθενούς.

Το νευρωνικό δίκτυο αναλύει αυτά τα εγκεφαλικά σήματα και ταξινομεί τον πόνο σε τρία διακριτά επίπεδα: ελαφρύς πόνος, μέτριος πόνος και ακραίος πόνος. Αυτό το μοντέλο AI διαθέτει ακρίβεια 94,8 % συνολικά στην διάκριση μεταξύ αυτών των καταστάσεων πόνου.

Μόλις εντοπιστεί ένα επίπεδο πόνου, ο φορητός υπερηχητικός πομπός ρυθμίζει αυτόματα την ακουστική ενέργεια που μεταδίδει. Η ηχητική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, διεγείροντας τον νωτιαίο μυελό.

Πηγή: ResearchGate

Αυτό δημιουργεί ένα σύστημα κλειστού βρόχου που παρέχει πραγματικό‑χρόνο, εξατομικευμένη διαχείριση του πόνου.

Επειδή η μετάδοση ενέργειας γίνεται μέσω υπερηχητικού ήχου, δεν απαιτείται περαιτέρω χειρουργική επέμβαση πέρα από την αρχική εμφύτευση της συσκευής γύρω από τον νωτιαίο μυελό, και το επίπεδο ισχύος μπορεί να ρυθμιστεί σε πραγματικό χρόνο από την ένταση του υπερηχητικού ήχου.

«Από κλινική άποψη, η ενσωμάτωση αξιολόγησης πόνου βασισμένης σε βαθιά μάθηση επιτρέπει δυναμική ερμηνεία και ανταπόκριση σε μεταβαλλόμενες καταστάσεις πόνου, κάτι που είναι ουσιώδες για την προσαρμογή στην ατομική μεταβλητότητα των ασθενών.»

Chen Gong

Τι Ακολουθεί για τα AI Εμφυτεύματα Πόνου;

Επειδή η συσκευή ελέγχεται από ένα νευρωνικό δίκτυο, μπορεί να προσαρμοστεί στο συγκεκριμένο νευρικό σύστημα κάθε ασθενούς, αντί να απαιτείται μια λύση που να ταιριάζει σε όλους. Καθεαυτή, αποτελεί μια ριζική απόκλιση από τα συνηθισμένα ιατρικά πρωτόκολλα για την αντιμετώπιση του πόνου.

Το επόμενο βήμα θα ήταν να βελτιωθεί ακόμη περισσότερο ο σχεδιασμός του εμφυτεύματος, κυρίως κάνοντάς το ακόμη μικρότερο, μειώνοντας την επεμβατικότητα της εμφύτευσης. Ιδανικά, θα μπορούσε κάποια μέρα να εγχέεται μόνο με μια σύριγγα.

Η φορητή υπερηχητική συσκευή θα μπορούσε επίσης να γίνει ασύρματη, ή ακόμη και μια φορητή πλέγμα υπερήχων.

Ο έλεγχος του συστήματος θα πρέπει πιθανώς να μεταφερθεί σε smartphone για μια εμπορευματοποιημένη έκδοση αυτής της τεχνολογίας, παρέχοντας υψηλότερο επίπεδο εξατομίκευσης και ελέγχου στον ασθενή.

Investing in HealthTech 

Η Philips είναι μια γνωστή μικρή καταναλωτική μάρκα ηλεκτρονικών (ξυριστικές μηχανές, ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες), εξίσου ενεργή στον τομέα της υγείας. Για παράδειγμα, ήταν η #1 στην κατάθεση πατεντών MedTech στην Ευρώπη το 2022. Είναι ενεργή σε συνδεδεμένα ιατρικά προϊόντα, από φορητές συσκευές έως απεικόνιση, αναπνευστήρες και ιατρικά ρομπότ.

Η εταιρεία είναι επίσης ενεργή στα ημιαγωγούς (συμπεριλαμβανομένης της τεχνολογίας μαγνητικού αιωρητή) και στην υψηλή τεχνολογία/ρομποτική/αυτοματοποίηση, με κάθε δραστηριότητα να μοιράζεται μια κοινή τεχνολογική βάση.

Πηγή: Philips

Η Philips προσφέρει φορητές συσκευές για καρδιακά, αναπνευστικά και δραστηριότητα μετρήσεις. Οι αισθητήρες της μπορούν να ενσωματωθούν σε έξυπνα ρολόγια, παρακολουθητές υγείας, ιατρικές επιθέματα και ιχνηλάτες δραστηριότητας.

Η εξειδίκευση της Philips σε βιοσυμβατά αισθητήρια, ημιαγωγούς και ασύρματες λύσεις θα μπορούσε να την καταστήσει ηγέτη σε προηγμένα ιατρικά εμφυτεύματα με ασύρματη φόρτιση.

Για ιατρικές συσκευές, η Philips προτιμά μια λύση συνεργασίας, όπου αναπτύσσει για τρίτους τις συνδεδεμένες IoT (Internet of Things) ιατρικές συσκευές που είναι πλήρως συμβατές με τις υπόλοιπες λύσεις της Philips. Σε αυτό το πλαίσιο, προσφέρει στους πελάτες της πρωτοτυποποίηση, συμβουλευτική για τη ρύθμιση, ανάπτυξη προϊόντος από την αρχή μέχρι το τέλος και παραγωγή σε βιομηχανική κλίμακα.

Αυτό καθιστά την Philips μια εταιρεία με τεχνολογική προσανατολισμό και έναν πιθανό υποψήφιο για γρήγορη ενσωμάτωση καινοτομιών σε υπάρχουσες ιατρικές συσκευές. Συνολικά, οι συσκευές της Philips επηρέαζαν άμεσα πάνω από 1,8 δισεκατομμύρια ανθρώπους.

Η εταιρεία επιθυμεί να δημιουργήσει ένα πλήρως ενσωματωμένο ψηφιακό περιβάλλον υγειονομικής περίθαλψης όπου οι αισθητήρες ταιριάζουν με τις συσκευές, και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσει πολλαπλές λύσεις συνδεσιμότητας για ενσωμάτωση στη λύση Philips HealthSuite Cloud και να επιτρέψει εκτεταμένη ανάλυση δεδομένων.

Πηγή: Philips

Ως προμηθευτής της βιομηχανίας MedTech, συχνά κατασκευάζοντας για άλλες μάρκες, η Philips δεν είναι τόσο ορατή στον τομέα όσο άλλες, πιο γνωστές εταιρείες. Ωστόσο, είναι ειδική στην κατασκευή υψηλής απόδοσης ηλεκτρονικών συσκευών και αισθητήρων, συχνά προωθώντας τα όρια του τι είναι δυνατόν στο εξειδικευμένο της χώρο στην υγειονομική περίθαλψη και τις φορητές συσκευές.

Με τις φορητές συσκευές και τα ιατρικά ηλεκτρονικά να ενσωματώνονται όλο και περισσότερο σε πρωτόκολλα υγειονομικής περίθαλψης, ο τομέας Υγείας της Philips πιθανότατα θα αναπτυχθεί ως μέρος του ομίλου.

Τελευταία Νέα και Εξελίξεις για τις Μετοχές της Koninklijke Philips N.V. (PHG)

Αναφορά Μελέτης

^{1. Zeng, Y., Gong, C., Lu, G. et al. Ένα προγραμματιζόμενο και αυτοπροσαρμοστικό υπερηχητικό ασύρματο εμφύτευμα για εξατομικευμένη διαχείριση του χρόνιου πόνου. Nature Electronics 8, 437–449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01374-6}