Biotecnología
Cómo los implantes impulsados por IA podrían reemplazar los analgésicos opioides
Comprender el dolor crónico y sus desafíos
Modern anesthesia and pain medications have helped alleviate what was one of medicine’s most unsolvable problems: pain.
However, this is only partially true for chronic pain, which affects hundreds of millions of people globally. According to the Fundación del Dolor de EE. UU., 51,6 million Americans live with chronic pain. For over 17 million sufferers, their chronic pain is high-impact, frequently limiting their life or work activities.
When the cause of pain is not a specific moment, but a recurring issue, it can become very hard for chemical treatment to work properly.
One problem is that the body tends to adapt to drugs, and they progressively lose efficiency, forcing patients to increase dosage over time, or suffer without a good alternative option.
Another issue is that strong painkillers are generally of the opioid class, a type of drug known to cause dependency.
Opioids are prescribed to no less than 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.
Un ejemplo es Vertex Pharmaceuticals (VRTX ), with a new class of pain medication that cannot cause addiction, just approved in 2025. Fungus-derived painkillers could also be an option one day.
Researchers at the University of Southern California, National Chin-Yi University of Technology (Taiwan), the University of California, and San Diego State University are working on an implantable wireless electronic stimulator that could also help alleviate pain without any drugs.
They published their results in Nature Electronics1, under the title “Un implante ultrasónico inalámbrico programable y auto‑adaptativo para la gestión personalizada del dolor crónico”.
Cómo los implantes eléctricos interrumpen las señales de dolor
| Tratamiento | Alivio del dolor | Riesgo de adicción | Mantenimiento | Adaptabilidad |
|---|---|---|---|---|
| Medicamento opioide | Alto (corto plazo) | Alto | Recargas de receta | Baja |
| Implantes convencionales | Moderado | Ninguno | Cirugía para la batería | Estimulación fija |
| Implante inalámbrico IA | Alto (adaptativo) | Ninguno | Inalámbrico, mínimo | IA adaptativa |
En esencia, el dolor es “simplemente” una señal eléctrica que lleva el nervio hacia el cerebro. Desafortunadamente, la evolución ha convertido esta señal en una muy desagradable, y una que simplemente no podemos ignorar. De ahí la necesidad de fármacos como los opioides, que intentan atenuar la recepción de la señal de dolor en el cerebro.
Una opción alternativa es interferir directamente con la señal eléctrica misma. Esta es la promesa de los estimuladores eléctricos implantables, que estimulan directamente la médula espinal para bloquear que las señales de dolor lleguen al cerebro.
Desafortunadamente, estos dispositivos no han tenido una adopción generalizada debido a muchos inconvenientes técnicos como el alto costo, la necesidad de cirugía invasiva, baterías cableadas y la necesidad de reemplazos frecuentes de baterías.
Por eso el nuevo dispositivo inventado por los investigadores, flexible y recargable de forma inalámbrica, es un posible cambio de juego.
Fuente: Viterbi School
Carga inalámbrica piezoeléctrica: un cambio de juego
Como el reemplazo regular de baterías ha sido una de las partes más problemáticas de los estimuladores eléctricos anteriores para el dolor, requiriendo cirugías adicionales frecuentes, este ha sido el centro del trabajo de los investigadores.
La idea es convertir ondas mecánicas en señales eléctricas mediante un fenómeno llamado efecto piezoeléctrico.
Utilizaron un elemento piezoeléctrico miniaturizado hecho de zirconato de plomo titanio (PZT), un material altamente eficiente para convertir la energía ultrasónica entrante en la energía eléctrica necesaria para la estimulación.
El ultrasonido es una buena opción para dispositivos médicos, ya que puede transportar energía profundamente dentro del cuerpo sin causar daño.
Esto es una idea de moda en el espacio de dispositivos médicos, con otro implante alimentado por ultrasonido, para marcapasos esta vez, también anunciado por un equipo de investigadores coreanos en junio de 2025.
“Este tipo de conversión de energía es crítico para la estimulación profunda, ya que el ultrasonido es una energía no invasiva y altamente penetrante en áreas clínicas y médicas.
Al aprovechar la transferencia inalámbrica de energía ultrasónica y un sistema de retroalimentación de bucle cerrado, este estimulador UIWI elimina la necesidad de baterías implantadas voluminosas y permite una modulación del dolor en tiempo real, ajustable con precisión.
Uso de IA y redes neuronales para el control del dolor
El propio estimulador UIWI es flexible, doblable y torcido, lo que permite una colocación óptima en la médula espinal.
Fuente: Viterbi School
Su funcionamiento se basa en usar estimulación eléctrica para reequilibrar las señales que transmiten e inhiben el dolor, suprimiendo efectivamente la sensación de dolor.
Probando los dispositivos en ratas de laboratorio, los investigadores aliviaron con éxito el dolor neuropático crónico causado tanto por estímulos mecánicos como térmicos agudos.
Además, el dispositivo es adaptativo, regulando su “tratamiento eléctrico” según la cantidad de dolor realmente presente.
“Lo que realmente diferencia a este dispositivo es su capacidad inalámbrica, inteligente y auto‑adaptativa para la gestión del dolor.
Creemos que ofrece un gran potencial para reemplazar los esquemas farmacológicos y los enfoques de estimulación eléctrica convencional, alineándose con las necesidades clínicas de mitigación del dolor.
Qifa Zhou – Professor of Ophthalmology at the Keck School of Medicine of USC
Esto se realizó utilizando una red neuronal llamada ResNet-18, y monitoreando continuamente los registros cerebrales, específicamente señales de electroencefalograma (EEG), que reflejan los niveles de dolor del paciente.
La red neuronal analiza estas señales cerebrales y clasifica el dolor en tres niveles distintos: dolor leve, dolor moderado y dolor extremo. Este modelo de IA cuenta con una precisión global del 94,8 % al distinguir entre estos estados de dolor.
Una vez identificado el nivel de dolor, el transmisor ultrasónico portátil ajusta automáticamente la energía acústica que transmite. La energía sonora se convierte en energía eléctrica, estimulando la médula espinal.
Fuente: ResearchGate
Esto crea un sistema de bucle cerrado que brinda una gestión del dolor personalizada en tiempo real.
Debido a que la transmisión de energía es a través de infrasonido, no se necesita cirugía adicional más allá de la implantación inicial del dispositivo alrededor de la médula espinal, y el nivel de potencia puede modularse en tiempo real mediante la intensidad del infrasonido.
“Desde el punto de vista clínico, incorporar la evaluación del dolor basada en deep learning permite una interpretación dinámica y una respuesta a los estados de dolor fluctuantes, lo cual es esencial para acomodar la variabilidad específica de cada paciente.”
¿Qué sigue para los implantes de dolor con IA?
Debido a que el dispositivo está regulado por una red neuronal, puede adaptarse al sistema nervioso específico de cada paciente, en lugar de buscar una solución que sirva a todos. En sí mismo, representa una ruptura radical con los protocolos médicos habituales para la mitigación del dolor.
El siguiente paso sería mejorar aún más el diseño del implante, haciéndolo aún más pequeño y reduciendo la invasividad de la implantación. Idealmente, algún día podría inyectarse solo con una jeringa.
El dispositivo ultrasónico portátil también podría volverse inalámbrico, o incluso una placa de matriz ultrasónica portátil.
El control del sistema probablemente debería transferirse a un smartphone para una versión comercializada de esta tecnología, ofreciendo un mayor nivel de personalización y control al paciente.
Invertir en HealthTech
Koninklijke Philips N.V.
(PHG )
Philips es una marca de electrónica de consumo pequeña y bien conocida (afeitadoras, cepillos de dientes eléctricos), igualmente activa en el sector de la salud. Por ejemplo, fue la número 1 en presentación de patentes MedTech en Europa en 2022. Está activa en productos médicos conectados, desde wearables hasta imágenes, respiradores y robots médicos.
La compañía también está activa en semiconductores (incluida la tecnología maglev) y en alta tecnología/robótica/automatización, con cada actividad compartiendo una base tecnológica común.
Fuente: Philips
Philips ofrece wearables para métricas cardíacas, respiratorias y de actividad. Sus sensores pueden integrarse en relojes inteligentes, monitores de salud, parches médicos y rastreadores de actividad.
La experiencia de Philips en sensores biocompatibles, semiconductores y soluciones inalámbricas podría convertirla en líder en implantes médicos avanzados con carga inalámbrica.
Para dispositivos médicos, Philips prefiere una solución de asociación, donde desarrolla para terceros sus dispositivos médicos IoT (Internet de las cosas) totalmente compatibles con el resto de las soluciones de Philips. En ese contexto, ofrece a sus clientes prototipado, asesoría regulatoria, desarrollo de producto de extremo a extremo y producción a escala industrial.
Esto convierte a Philips en una empresa centrada en la tecnología y un candidato probable para integrar rápidamente innovaciones en dispositivos médicos existentes. En total, los dispositivos de Philips afectan directamente a más de 1,8 mil millones de personas.
La compañía quiere crear un entorno de salud digital totalmente integrado donde los sensores coincidan con los dispositivos, y luego usar múltiples soluciones de conectividad para integrarse en la solución Philips HealthSuite Cloud y permitir análisis de datos profundos.
Fuente: Philips
Como proveedor de la industria MedTech, a menudo fabricando para otras marcas, Philips no es tan visible en el sector como otras compañías más prominentes. Sin embargo, es experta en construir dispositivos electrónicos y sensores de alto rendimiento, a menudo empujando los límites de lo posible en su nicho en salud y wearables.
Con los wearables y la electrónica médica cada vez más integrados en los protocolos de salud y médicos, el segmento de Healthcare de Philips probablemente crecerá como parte del conglomerado.
Últimas noticias y desarrollos de acciones de Koninklijke Philips N.V. (PHG)
Estudio Referenciado
1. Zeng, Y., Gong, C., Lu, G. et al. Un implante ultrasónico inalámbrico programable y auto‑adaptativo para la gestión personalizada del dolor crónico. Nature Electronics 8, 437–449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01374-6
