Bagaimana Implan Bertenaga AI Dapat Menggantikan Obat Penghilang Rasa Sakit Opioid

Memahami Nyeri Kronis dan Tantangannya

Anestesi dan obat pereda nyeri modern telah membantu mengatasi salah satu masalah medis yang dahulu paling sulit diselesaikan: rasa sakit.

Namun, hal ini hanya berlaku sebagian untuk nyeri kronis, yang memengaruhi ratusan juta orang di seluruh dunia. Menurut U.S. Pain Foundation, 51,6 juta warga Amerika hidup dengan nyeri kronis. Bagi lebih dari 17 juta penderita, nyeri kronis tersebut berdampak besar dan sering membatasi kegiatan hidup atau pekerjaan mereka.

Ketika penyebab nyeri bukan suatu kejadian tertentu melainkan masalah berulang, pengobatan kimia dapat sangat sulit bekerja dengan baik.

Salah satu masalahnya adalah tubuh cenderung beradaptasi terhadap obat, sehingga efektivitasnya berangsur menurun. Pasien kemudian harus terus meningkatkan dosis atau menanggung rasa sakit tanpa pilihan alternatif yang memadai.

Masalah lain adalah obat pereda nyeri yang kuat umumnya termasuk golongan opioid, jenis obat yang diketahui dapat menyebabkan ketergantungan.

Di Amerika Serikat saja, opioid diresepkan kepada sedikitnya 40 juta pasien setiap tahun. Tiap tahun, obat ini menyebabkan lebih dari 85.000 pasien dengan nyeri akut mengalami kecanduan (gangguan penggunaan opioid), sedangkan 10% kemudian menggunakannya dalam jangka panjang.

Tingkat kecanduan tersebut menimbulkan biaya yang sangat besar bagi masyarakat, diperkirakan mencapai 180 miliar dolar per tahun di Amerika Serikat saja.

Karena itu, obat non-opioid atau penanganan nyeri tanpa bahan kimia dapat mengubah hidup jutaan orang dan berpotensi menjadi pasar bernilai puluhan miliar dolar.

Salah satu contohnya adalah Vertex Pharmaceuticals (VRTX ), dengan golongan baru obat nyeri yang tidak menimbulkan kecanduan dan baru disetujui pada 2025. Pereda nyeri yang berasal dari jamur juga dapat menjadi pilihan di masa depan.

Para peneliti di University of Southern California, National Chin-Yi University of Technology (Taiwan), University of California, dan San Diego State University sedang mengembangkan stimulator elektronik nirkabel yang dapat ditanamkan untuk membantu meredakan nyeri tanpa obat.

Mereka menerbitkan hasilnya di Nature Electronics¹ dengan judul “Implan Nirkabel Ultrasonik yang Dapat Diprogram dan Beradaptasi Mandiri untuk Penanganan Nyeri Kronis yang Dipersonalisasi”.

Cara Implan Listrik Mengganggu Sinyal Nyeri

Pada dasarnya, nyeri “hanya” merupakan sinyal listrik yang dibawa saraf menuju otak. Sayangnya, evolusi telah membuat sinyal ini sangat tidak menyenangkan dan mustahil diabaikan. Karena itulah dibutuhkan obat seperti opioid, yang berusaha meredam penerimaan sinyal nyeri di otak.

Pilihan lain adalah mengganggu sinyal listrik itu secara langsung. Inilah tujuan stimulator listrik implan, yang merangsang sumsum tulang belakang secara langsung untuk menghambat sinyal nyeri mencapai otak.

Sayangnya, perangkat ini belum digunakan secara luas karena banyak kekurangan teknis, seperti biaya tinggi, kebutuhan akan operasi invasif, baterai berkabel, dan penggantian baterai yang sering.

Karena itu, perangkat baru ciptaan para peneliti—fleksibel dan dapat diisi ulang secara nirkabel—berpotensi membawa perubahan besar.

Sumber: Viterbi School

Pengisian Nirkabel Piezoelektrik: Sebuah Terobosan

Penggantian baterai rutin merupakan salah satu masalah terbesar pada stimulator listrik nyeri generasi sebelumnya karena memerlukan operasi tambahan secara berkala. Karena itulah masalah ini menjadi pusat penelitian.

Gagasannya adalah mengubah gelombang mekanis menjadi sinyal listrik melalui fenomena yang disebut efek piezoelektrik.

Para peneliti menggunakan elemen piezoelektrik mini dari lead zirconate titanate (PZT), bahan yang sangat efisien dalam mengubah energi ultrasonik yang masuk menjadi daya listrik untuk stimulasi.

Ultrasonik merupakan pilihan yang baik untuk perangkat medis karena dapat membawa energi jauh ke dalam tubuh tanpa menyebabkan kerusakan.

Gagasan ini sedang populer dalam bidang perangkat medis; tim peneliti Korea juga mengumumkan implan lain bertenaga ultrasonik, kali ini untuk alat pacu jantung, pada Juni 2025.

“Jenis pengubah energi ini sangat penting untuk stimulasi dalam karena ultrasonik merupakan energi noninvasif dengan daya tembus tinggi di bidang klinis dan medis.

Dengan memanfaatkan transfer energi ultrasonik nirkabel dan sistem umpan balik tertutup, stimulator UIWI ini menghilangkan kebutuhan akan baterai implan yang besar dan memungkinkan modulasi nyeri yang dapat disesuaikan secara presisi dan seketika.”

Yushun Zeng — Mahasiswa PhD

Menggunakan AI dan Jaringan Saraf untuk Mengendalikan Nyeri

Stimulator UIWI itu sendiri bersifat fleksibel, dapat ditekuk dan dipelintir, sehingga dapat ditempatkan secara optimal pada sumsum tulang belakang.

Sumber: Viterbi School

Perangkat ini bekerja dengan menggunakan stimulasi listrik untuk menyeimbangkan kembali sinyal yang mengirim dan menghambat nyeri, sehingga sensasi nyeri dapat ditekan secara efektif.

Dalam pengujian pada tikus laboratorium, para peneliti berhasil meredakan nyeri neuropatik kronis yang disebabkan oleh rangsangan mekanis maupun panas akut.

Lebih jauh lagi, perangkat ini bersifat adaptif dan mengatur “perawatan listriknya” berdasarkan tingkat nyeri yang benar-benar dirasakan.

“Hal yang benar-benar membedakan perangkat ini adalah kemampuannya yang nirkabel, cerdas, dan dapat beradaptasi mandiri dalam menangani nyeri.

Kami percaya perangkat ini memiliki potensi besar untuk menggantikan pengobatan farmakologis dan pendekatan stimulasi listrik konvensional, sejalan dengan kebutuhan klinis untuk meredakan nyeri.”

Qifa Zhou — Profesor Oftalmologi di Keck School of Medicine of USC

Hal ini dilakukan menggunakan jaringan saraf bernama ResNet-18 serta pemantauan terus-menerus terhadap rekaman otak, khususnya sinyal elektroensefalogram (EEG) yang mencerminkan tingkat nyeri pasien.

Jaringan saraf menganalisis sinyal otak tersebut dan mengelompokkan nyeri ke dalam tiga tingkat: ringan, sedang, dan sangat berat. Model AI ini memiliki akurasi keseluruhan 94,8% dalam membedakan kondisi nyeri tersebut.

Setelah tingkat nyeri dikenali, pemancar ultrasonik yang dapat dikenakan menyesuaikan energi akustik yang dikirim secara otomatis. Energi suara kemudian diubah menjadi energi listrik untuk merangsang sumsum tulang belakang.

Sumber: ResearchGate

Proses ini menciptakan sistem umpan balik tertutup yang memberikan penanganan nyeri secara langsung dan dipersonalisasi.

Karena energi dikirim melalui infrasonik, pasien tidak memerlukan operasi lanjutan setelah perangkat ditanam di sekitar sumsum tulang belakang. Tingkat daya juga dapat diatur secara langsung melalui intensitas infrasonik.

“Dari sudut pandang klinis, penggunaan penilaian nyeri berbasis deep learning memungkinkan interpretasi dan respons dinamis terhadap kondisi nyeri yang berubah-ubah, yang sangat penting untuk mengakomodasi perbedaan antar pasien.”

Chen Gong

Apa Langkah Berikutnya bagi Implan Nyeri Berbasis AI?

Karena perangkat diatur oleh jaringan saraf, perangkat dapat disesuaikan dengan sistem saraf khusus setiap pasien alih-alih mencari satu solusi untuk semua orang. Pendekatan ini berbeda secara radikal dari protokol medis yang lazim untuk meredakan nyeri.

Langkah berikutnya adalah semakin menyempurnakan desain implan, terutama memperkecil ukurannya agar pemasangannya menjadi semakin tidak invasif. Idealnya, suatu hari perangkat ini dapat disuntikkan hanya dengan jarum suntik.

Perangkat ultrasonik yang dikenakan juga dapat dibuat nirkabel atau bahkan berupa patch susunan ultrasonik.

Pada versi komersial teknologi ini, kendali sistem mungkin akan dialihkan ke ponsel pintar sehingga pasien memiliki tingkat personalisasi dan kontrol yang lebih tinggi.

Berinvestasi dalam Teknologi Kesehatan

Philips dikenal sebagai merek elektronik konsumen kecil, seperti alat cukur dan sikat gigi listrik, dan sama aktifnya dalam layanan kesehatan. Sebagai contoh, perusahaan ini menempati peringkat pertama dalam pengajuan paten MedTech di Eropa pada 2022. Philips berkecimpung dalam produk medis terhubung, mulai dari perangkat yang dapat dikenakan hingga pencitraan, respirator, dan robot medis.

Perusahaan juga aktif dalam semikonduktor, termasuk teknologi maglev, serta teknologi tinggi, robotika, dan otomatisasi; seluruh kegiatan ini berbagi landasan teknologi yang sama.

Sumber: Philips

Philips menawarkan perangkat yang dapat dikenakan untuk mengukur metrik jantung, pernapasan, dan aktivitas. Sensornya dapat diintegrasikan ke jam tangan pintar, monitor kesehatan, patch medis, dan pelacak aktivitas.

Keahlian Philips dalam sensor biokompatibel, semikonduktor, dan solusi nirkabel dapat menjadikannya pemimpin dalam implan medis canggih dengan pengisian daya nirkabel.

Untuk perangkat medis, Philips mengutamakan solusi kemitraan, yaitu mengembangkan bagi pihak ketiga perangkat medis IoT (Internet of Things) terhubung yang sepenuhnya kompatibel dengan solusi Philips lainnya. Dalam konteks ini, perusahaan menawarkan pembuatan prototipe, konsultasi regulasi, pengembangan produk menyeluruh, dan produksi skala industri.

Hal ini menjadikan Philips perusahaan yang berfokus pada teknologi dan kandidat kuat untuk cepat mengintegrasikan inovasi ke perangkat medis yang sudah ada. Secara keseluruhan, perangkat Philips secara langsung memengaruhi lebih dari 1,8 miliar orang.

Perusahaan ingin menciptakan lingkungan layanan kesehatan digital yang sepenuhnya terintegrasi, tempat sensor cocok dengan perangkat, lalu menggunakan berbagai solusi konektivitas untuk bergabung dengan Philips HealthSuite Cloud dan memungkinkan analisis data mendalam.

Sumber: Philips

Sebagai pemasok industri MedTech yang sering memproduksi bagi merek lain, Philips tidak seterkenal perusahaan lain yang lebih menonjol di sektor ini. Namun, Philips ahli membangun perangkat elektronik dan sensor berkinerja tinggi serta sering mendorong batas kemampuan dalam bidang layanan kesehatan dan perangkat yang dapat dikenakan.

Dengan semakin terintegrasinya perangkat yang dapat dikenakan dan elektronik medis ke layanan kesehatan dan protokol medis, segmen Healthcare Philips kemungkinan akan tumbuh sebagai bagian dari konglomerat.

Berita dan Perkembangan Terbaru Saham Koninklijke Philips N.V. (PHG)

Studi yang Dirujuk

^{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}