Come gli impianti basati sull'intelligenza artificiale potrebbero sostituire gli antidolorifici oppioidi

Capire il dolore cronico e le sue sfide

Gli anestetici e i farmaci antidolorifici moderni hanno contribuito ad alleviare quello che era uno dei problemi più irrisolvibili della medicina: il dolore.

Tuttavia, questo è solo parzialmente vero per il dolore cronico, che colpisce centinaia di milioni di persone in tutto il mondo. Secondo l' Secondo la US Pain Foundation, 51.6 milioni di americani convivono con il dolore cronico. Per oltre 17 milioni di persone, il dolore cronico è di forte impatto e spesso limita le loro attività quotidiane o lavorative. 

Quando la causa del dolore non è un momento specifico, ma un problema ricorrente, può diventare molto difficile che il trattamento chimico funzioni correttamente.

Uno dei problemi è che l'organismo tende ad adattarsi ai farmaci, che progressivamente perdono efficacia, costringendo i pazienti ad aumentare il dosaggio nel tempo o a soffrire senza una valida alternativa.

Un altro problema è che gli antidolorifici più potenti appartengono generalmente alla classe degli oppioidi, un tipo di farmaco che notoriamente crea dipendenza.

Solo negli Stati Uniti, gli oppioidi vengono prescritti ogni anno a non meno di 40 milioni di pazienti. Ogni anno, causano dipendenza (disturbo da uso di oppioidi) in oltre 85,000 pazienti con dolore acuto, e il 10% sviluppa successivamente un uso prolungato di oppioidi.

Un simile livello di dipendenza ha un costo immenso per la società nel suo complesso: si stima che nei soli Stati Uniti costi 180 miliardi di dollari all'anno.

Ecco perché i farmaci non oppioidi, o antidolorifici non chimici, potrebbero rappresentare un trattamento medico in grado di cambiare la vita di milioni di persone e potenzialmente costituire un mercato del valore di decine di miliardi di dollari.

Un esempio è Vertex Pharmaceuticals (VRTX -4.56%), con una nuova classe di farmaci antidolorifici che non possono causare dipendenza, appena approvata nel 2025. Antidolorifici derivati ​​da funghi potrebbe anche essere un'opzione un giorno.

I ricercatori dell'Università della California del Sud, della National Chin-Yi University of Technology (Taiwan), dell'Università della California e della San Diego State University stanno lavorando a uno stimolatore elettronico wireless impiantabile che potrebbe anche aiutare ad alleviare il dolore senza ricorrere a farmaci.

Hanno pubblicato i loro risultati su Nature Electronics¹, sotto il titolo “Un impianto wireless ultrasonico programmabile e autoadattante per la gestione personalizzata del dolore cronico".

Come gli impianti elettrici interrompono i segnali del dolore

In sostanza, il dolore è "solo" un segnale elettrico trasmesso dal nervo al cervello. Sfortunatamente, l'evoluzione ha reso questo segnale molto spiacevole, e semplicemente non possiamo ignorarlo. Da qui la necessità di farmaci come gli oppioidi, che cercano di attenuare la ricezione del segnale del dolore nel cervello.

Un'opzione alternativa è quella di interferire direttamente con il segnale elettrico stesso. Questa è la promessa degli stimolatori elettrici impiantabili, che stimolano direttamente il midollo spinale impedendo ai segnali del dolore di raggiungere il cervello.

Purtroppo, questi dispositivi non hanno trovato ampia diffusione a causa di numerosi inconvenienti tecnici, come il costo elevato, la necessità di interventi chirurgici invasivi, le batterie cablate e la necessità di frequenti sostituzioni delle batterie.

Ecco perché il nuovo dispositivo inventato dai ricercatori, flessibile e ricaricabile tramite tecnologia wireless, potrebbe rappresentare una svolta.

Fonte: Scuola Viterbese

Ricarica wireless piezoelettrica: una svolta

Poiché la sostituzione regolare delle batterie è stata uno degli aspetti più problematici dei precedenti stimolatori elettrici per il dolore, richiedendo regolarmente interventi chirurgici aggiuntivi, questo è stato al centro del lavoro dei ricercatori.

L'idea è di convertire le onde meccaniche in segnali elettrici tramite un fenomeno chiamato effetto piezoelettrico.

Hanno utilizzato un elemento piezoelettrico miniaturizzato in titanato di zirconio di piombo (PZT), un materiale altamente efficiente per convertire l'energia ultrasonica in arrivo nell'energia elettrica necessaria per la stimolazione.

Gli ultrasuoni rappresentano una buona soluzione per i dispositivi medici, poiché possono trasportare l'energia in profondità nel corpo senza causare danni.

Questa è un'idea di tendenza nel campo dei dispositivi medici, con un altro impianto alimentato a ultrasuoni, questa volta per pacemaker, annunciato anch'esso da un team di ricercatori coreani nel giugno 2025.

“Questo tipo di conversione di energia è fondamentale per la stimolazione profonda, poiché gli ultrasuoni sono un'energia non invasiva e altamente penetrante in ambito clinico e medico.

Sfruttando il trasferimento wireless di energia ultrasonica e un sistema di feedback a circuito chiuso, questo stimolatore UIWI elimina la necessità di ingombranti batterie impiantate e consente una modulazione del dolore regolabile con precisione e in tempo reale.

Yushun Zeng – Dottorando

Utilizzo dell'intelligenza artificiale e delle reti neurali per il controllo del dolore

Lo stimolatore UIWI è flessibile, pieghevole e girevole, consentendo un posizionamento ottimale sul midollo spinale.

Fonte: Scuola Viterbese

Funziona utilizzando la stimolazione elettrica per riequilibrare i segnali che trasmettono e inibiscono il dolore, sopprimendo efficacemente la sensazione di dolore.

Testando i dispositivi sui topi da laboratorio, i ricercatori sono riusciti ad alleviare il dolore neuropatico cronico causato sia da stimoli meccanici sia da stimoli termici acuti.

Inoltre, il dispositivo è adattivo, regolando il suo “trattamento elettrico” in base all’intensità del dolore effettivamente presente.

Ciò che davvero distingue questo dispositivo è la sua capacità wireless, intelligente e autoadattativa di gestire il dolore.

Riteniamo che offra un grande potenziale per sostituire gli schemi farmacologici e gli approcci convenzionali di stimolazione elettrica, allineandosi alle esigenze cliniche di mitigazione del dolore".

Qifa Zhou - Pprofessore di oftalmologia presso la Keck School of Medicine dell'USC

Ciò è stato fatto utilizzando una rete neurale chiamata ResNet-18 e monitorando costantemente le registrazioni cerebrali, in particolare i segnali dell'elettroencefalogramma (EEG), che riflettono i livelli di dolore del paziente.

La rete neurale analizza questi segnali cerebrali e classifica il dolore in tre livelli distinti: dolore lieve, dolore moderato e dolore estremo. Questo modello di intelligenza artificiale vanta una precisione complessiva del 94.8% nel distinguere questi stati di dolore.

Una volta identificato il livello di dolore, il trasmettitore a ultrasuoni indossabile regola automaticamente l'energia acustica trasmessa. L'energia sonica viene convertita in energia elettrica, stimolando il midollo spinale.

Fonte: ResearchGate

In questo modo si crea un sistema a circuito chiuso che garantisce una gestione del dolore personalizzata e in tempo reale.

Poiché la trasmissione di energia avviene tramite infrasuoni, non è necessario alcun ulteriore intervento chirurgico dopo l'impianto iniziale del dispositivo attorno al midollo spinale e il livello di potenza può essere modulato in tempo reale dall'intensità degli infrasuoni.

“Da un punto di vista clinico, l'integrazione della valutazione del dolore basata sull'apprendimento profondo consente un'interpretazione e una risposta dinamiche agli stati di dolore fluttuanti, il che è essenziale per adattarsi alla variabilità specifica del paziente.”

Chen Gong

Quale futuro per gli impianti AI per il dolore?

Poiché il dispositivo è regolato da una rete neurale, può essere adattato al sistema nervoso specifico di ciascun paziente, senza dover trovare una soluzione adatta a tutti. Di per sé, rappresenta un radicale cambiamento rispetto ai consueti protocolli medici per la mitigazione del dolore.

Il passo successivo sarebbe quello di migliorare ulteriormente il design dell'impianto, in particolare rendendolo ancora più piccolo, riducendo così l'invasività dell'intervento. Idealmente, un giorno potrebbe essere iniettato semplicemente con una siringa.

Il dispositivo indossabile a ultrasuoni potrebbe anche diventare wireless o addirittura trasformarsi in un cerotto indossabile a ultrasuoni.

Per una versione commercializzata di questa tecnologia, il controllo del sistema dovrebbe probabilmente essere trasferito su uno smartphone, offrendo al paziente un livello maggiore di personalizzazione e controllo.

Investire in HealthTech 

Koninklijke Philips NV

Philips è un noto marchio di elettronica di consumo di piccole dimensioni (rasoi, spazzolini elettrici), attivo anche nel settore sanitario. Ad esempio, è stato il primo produttore europeo a depositare brevetti MedTech nel 1. È attivo nel settore dei prodotti medicali connessi, dai dispositivi indossabili all'imaging, dai respiratori ai robot medicali.

L'azienda è attiva anche nei settori dei semiconduttori (inclusa la tecnologia maglev) e dell'alta tecnologia/robotica/automazione, con ciascuna attività che condivide una base tecnologica comune.

Fonte: Philips

Philips offre dispositivi indossabili per metriche cardiache, respiratorie e di attività. I ​​suoi sensori possono essere integrati in smartwatch, monitor sanitari, patch mediche e activity tracker.

L'esperienza di Philips nei sensori biocompatibili, nei semiconduttori e nelle soluzioni wireless potrebbe renderla leader negli impianti medici avanzati con ricarica wireless.

Per i dispositivi medici, Philips preferisce una soluzione di partnership, dove sviluppa per conto terzi dispositivi medici IoT (Internet of Things) connessi, pienamente compatibili con il resto delle soluzioni Philips. In tale contesto, offre ai propri clienti servizi di prototipazione, consulenza normativa, sviluppo prodotto end-to-end e produzione su scala industriale.

Questo rende Philips un'azienda focalizzata sulla tecnologia e una probabile candidata per integrare rapidamente le innovazioni nei dispositivi medici esistenti. In totale, i dispositivi Philips hanno avuto un impatto diretto su oltre 1.8 miliardi di persone.

L'azienda desidera creare un ambiente sanitario digitale completamente integrato in cui i sensori abbinano i dispositivi e quindi utilizzano più soluzioni di connettività per integrarsi nella soluzione Philips HealthSuite Cloud e consentire un'analisi approfondita dei dati.

Fonte: Philips

In qualità di fornitore del settore MedTech, che spesso produce per altri marchi, Philips non è così visibile nel settore come altre aziende più importanti. Tuttavia, è un'azienda esperta nella realizzazione di dispositivi elettronici e sensori ad alte prestazioni, spesso spingendosi oltre i limiti del possibile nella sua nicchia di mercato, nell'assistenza sanitaria e nei dispositivi indossabili.

Con i dispositivi indossabili e l'elettronica medica sempre più integrati nei protocolli sanitari e medici, è probabile che il segmento Healthcare di Philips cresca come parte del conglomerato.

Ultime notizie e sviluppi sulle azioni di Koninklijke Philips NV (PHG)

Studio referenziato

^{1. Zeng, Y., Gong, C., Lu, G. et al. Un impianto wireless ultrasonico programmabile e autoadattante per la gestione personalizzata del dolore cronico. Elettronica per la natura 8, 437-449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01374-6}