Comment les implants alimentés par l’IA pourraient remplacer les analgésiques opioïdes

Comprendre la douleur chronique et ses défis

L’anesthésie moderne et les médicaments antidouleur ont aidé à atténuer ce qui était l’un des problèmes les plus insolubles de la médecine: la douleur.

Cependant, cela n’est vrai que partiellement pour la douleur chronique, qui touche des centaines de millions de personnes dans le monde. Selon le U.S. Pain Foundation, 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. 

Lorsque la cause de la douleur n’est pas un moment précis, mais un problème récurrent, il peut devenir très difficile pour un traitement chimique de fonctionner correctement.

Un problème est que le corps a tendance à s’adapter aux médicaments, qui perdent progressivement en efficacité, obligeant les patients à augmenter la dose au fil du temps, ou à souffrir sans une bonne alternative.

Un autre problème est que les analgésiques puissants sont généralement de la classe des opioïdes, un type de médicament connu pour provoquer une dépendance.

Les opioïdes sont prescrits à pas moins de 40 millions de patients chaque année rien qu’aux États‑Unis. Chaque année, ils entraînent plus de 85 000 patients souffrant de douleurs aiguës à développer une addiction (trouble de l’usage d’opioïdes), et 10 % développent une utilisation prolongée d’opioïdes par la suite.

Un tel niveau de dépendance est extrêmement coûteux pour la société dans son ensemble, estimé à représenter un coût de 180 milliards de dollars chaque année aux États‑Unis seulement.

C’est pourquoi les médicaments non opioïdes, ou les traitements antidouleur non chimiques, pourraient constituer une thérapie médicale qui change la vie de millions de personnes, et potentiellement un marché valant des dizaines de milliards de dollars.

Un exemple est Vertex Pharmaceuticals (VRTX ), avec une nouvelle classe de médicament antidouleur qui ne peut pas provoquer de dépendance, récemment approuvée en 2025. Fungus-derived painkillers pourraient également être une option un jour.

Des chercheurs de l’University of Southern California, de la National Chin-Yi University of Technology (Taiwan), de l’University of California et de la San Diego State University travaillent sur un stimulateur électronique sans fil implantable qui pourrait également aider à atténuer la douleur sans aucun médicament.

Ils ont publié leurs résultats dans Nature Electronics¹, sous le titre A programmable and self-adaptive ultrasonic wireless implant for personalized chronic pain management.

Comment les implants électriques perturbent les signaux de douleur

En substance, la douleur n’est « qu» qu’un signal électrique transporté par le nerf vers le cerveau. Malheureusement, l’évolution a rendu ce signal très désagréable, et impossible à ignorer. D’où le besoin de médicaments comme les opioïdes, qui tentent d’atténuer la réception du signal de douleur dans le cerveau.

Une option alternative consiste à interférer directement avec le signal électrique lui‑même. C’est la promesse des stimulateurs électriques implantables, qui stimulent directement la moelle épinière pour bloquer les signaux de douleur avant qu’ils n’atteignent le cerveau.

Malheureusement, ces dispositifs n’ont pas été largement adoptés en raison de nombreux inconvénients techniques tels que le coût élevé, la nécessité d’une chirurgie invasive, des batteries câblées, et le besoin de remplacements fréquents de la batterie.

C’est pourquoi le nouveau dispositif inventé par les chercheurs, flexible et rechargeable sans fil, représente un changement de jeu potentiel.

Source: Viterbi School

Recharge sans fil piézoélectrique: une révolution

Comme le remplacement régulier des batteries a été l’un des aspects les plus problématiques des stimulateurs électriques antérieurs pour la douleur, nécessitant des chirurgies supplémentaires régulières, cela a été au cœur du travail des chercheurs.

L’idée est de convertir les ondes mécaniques en signaux électriques grâce à un phénomène appelé effet piézoélectrique.

Ils ont utilisé un élément piézoélectrique miniaturisé fabriqué à partir de zirconate de plomb titane (PZT), un matériau très efficace pour convertir l’énergie ultrasonique entrante en l’énergie électrique nécessaire à la stimulation.

L’ultrason est une bonne option pour les dispositifs médicaux, car il peut transporter de l’énergie profondément dans le corps sans causer de dommages.

C’est une idée tendance dans le domaine des dispositifs médicaux, avec un autre implant alimenté par ultrasons, pour les stimulateurs cardiaques cette fois‑ci, également annoncé par une équipe de chercheurs coréens en juin 2025.

“Ce type de conversion d’énergie est essentiel pour une stimulation profonde, car l’ultrason est une énergie non invasive et très pénétrante dans les domaines cliniques et médicaux.

En exploitant le transfert d’énergie ultrasonique sans fil et un système de rétroaction en boucle fermée, ce stimulateur UIWI élimine la nécessité de batteries implantées volumineuses et permet une modulation de la douleur en temps réel, précisément réglable.

Yushun Zeng – PhD Student

Utilisation de l’IA et des réseaux neuronaux pour le contrôle de la douleur

Le stimulateur UIWI lui‑même est flexible, pliable et torsible, permettant un placement optimal sur la moelle épinière.

Source: Viterbi School

Son fonctionnement repose sur l’utilisation de la stimulation électrique pour rééquilibrer les signaux qui transmettent et inhibent la douleur, supprimant ainsi efficacement la sensation de douleur.

En testant les dispositifs sur des rats de laboratoire, les chercheurs ont réussi à soulager la douleur neuropathique chronique causée à la fois par des stimuli mécaniques et des stimuli thermiques aigus.

De plus, le dispositif est adaptatif, régulant son « traitement électrique » en fonction du niveau réel de douleur présent.

“Ce qui distingue réellement cet appareil, c’est sa capacité sans fil, intelligente et auto‑adaptative pour la gestion de la douleur.

Nous pensons qu’il offre un grand potentiel pour remplacer les schémas pharmacologiques et les approches de stimulation électrique conventionnelles, en adéquation avec les besoins cliniques de mitigation de la douleur.

Qifa Zhou – Professeurd’ophtalmologie à la Keck School of Medicine of USC

Cela a été réalisé en utilisant un réseau neuronal appelé ResNet-18, et en surveillant en continu les enregistrements cérébraux, spécifiquement les signaux d’électroencéphalogramme (EEG), qui reflètent les niveaux de douleur du patient.

Le réseau neuronal analyse ces signaux cérébraux et classe la douleur en trois niveaux distincts : douleur légère, douleur modérée et douleur extrême. Ce modèle d’IA affiche une précision globale de 94,8 % dans la distinction entre ces états de douleur.

Une fois le niveau de douleur identifié, le transmetteur à ultrasons portable ajuste automatiquement l’énergie acoustique qu’il transmet. L’énergie sonore est convertie en énergie électrique, stimulant la moelle épinière.

Source: ResearchGate

Cela crée un système en boucle fermée qui fournit une gestion de la douleur personnalisée en temps réel.

Comme la transmission d’énergie se fait via l’infrason, il n’est pas nécessaire d’effectuer d’autres chirurgies après l’implantation initiale du dispositif autour de la moelle épinière, et le niveau de puissance peut être modulé en temps réel par l’intensité de l’infrason.

“Du point de vue clinique, l’intégration d’une évaluation de la douleur basée sur l’apprentissage profond permet une interprétation dynamique et une réponse aux états de douleur fluctuants, ce qui est essentiel pour s’adapter à la variabilité propre à chaque patient.”

Chen Gong

Quelles sont les prochaines étapes pour les implants de douleur IA ?

Parce que le dispositif est régulé par un réseau neuronal, il peut être adapté au système nerveux spécifique de chaque patient, au lieu de devoir trouver une solution qui convienne à tous. En soi, c’est une rupture radicale avec les protocoles médicaux habituels de mitigation de la douleur.

La prochaine étape serait d’améliorer encore davantage la conception de l’implant, notamment en le rendant encore plus petit, réduisant ainsi l’invasivité de l’implantation. Idéalement, il pourrait un jour être injecté simplement avec une seringue.

Le dispositif à ultrasons portable pourrait également devenir sans fil, voire une plaque à matrice d’ultrasons portable.

Le contrôle du système devrait probablement être transféré à un smartphone pour une version commercialisée de cette technologie, offrant un niveau plus élevé de personnalisation et de contrôle au patient.

Investir dans la HealthTech 

Koninklijke Philips N.V.

Philips est une marque grand public bien connue d’électronique grand public (rasoirs, brosses à dents électriques), également active dans le domaine de la santé. Par exemple, elle était classée n° 1 pour les dépôts de brevets MedTech en Europe en 2022. Elle est active dans les produits médicaux connectés, des objets portables à l’imagerie, les respirateurs et les robots médicaux.

L’entreprise est également active dans les semi-conducteurs (y compris la technologie maglev) et la haute technologie/robotique/automatisation, chaque activité partageant une base technologique commune.

Source: Philips

Philips propose des objets portables pour les mesures cardiaques, respiratoires et d’activité. Ses capteurs peuvent être intégrés aux montres intelligentes, aux moniteurs de santé, aux patchs médicaux et aux traqueurs d’activité.

L’expertise de Philips en capteurs biocompatibles, semi-conducteurs et solutions sans fil pourrait en faire un leader des implants médicaux avancés avec recharge sans fil.

Pour les dispositifs médicaux, Philips privilégie une solution de partenariat, où elle développe pour des tiers leurs dispositifs médicaux IoT (Internet des objets) connectés, entièrement compatibles avec le reste des solutions de Philips. Dans ce contexte, elle offre à ses clients le prototypage, le conseil réglementaire, le développement de produit de bout en bout, et la production à l’échelle industrielle.

Cela fait de Philips une entreprise axée sur la technologie et un candidat probable pour intégrer rapidement les innovations aux dispositifs médicaux existants. Au total, les dispositifs de Philips affectaient directement plus de 1,8 milliard de personnes.

L’entreprise souhaite créer un environnement de santé numérique entièrement intégré où les capteurs correspondent aux dispositifs, puis utiliser plusieurs solutions de connectivité pour s’intégrer à la solution Philips HealthSuite Cloud et permettre une analyse approfondie des données.

Source: Philips

En tant que fournisseur de l’industrie MedTech, fabriquant souvent pour d’autres marques, Philips n’est pas aussi visible dans le secteur que d’autres entreprises plus en vue. Cependant, elle est experte dans la construction de dispositifs électroniques haute performance et de capteurs, repoussant souvent les limites de ce qui est possible dans son créneau en santé et objets portables.

Avec les objets portables et l’électronique médicale de plus en plus intégrés aux protocoles de santé et médicaux, le segment Healthcare de Philips devrait probablement croître au sein du conglomérat.

Dernières nouvelles et développements des actions Koninklijke Philips N.V. (PHG)

Étude référencée

^{1. Zeng, Y., Gong, C., Lu, G. et al. A programmable and self-adaptive ultrasonic wireless implant for personalized chronic pain management. Nature Electronics 8, 437–449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01374-6}