バイオテクノロジー
AIを搭載したインプラントがオピオイド鎮痛剤に代わる可能性
慢性痛とその課題の理解
現代の麻酔と痛み薬は、医学の最も解決できない問題の一つであった痛みを緩和するのに役立ちました。
しかし、これは慢性痛の場合には部分的にしか当てはまりません。慢性痛は世界中で数百万の人々に影響を及ぼしています。米国痛み財団によると、516万人のアメリカ人が慢性痛を抱えており、そのうち170万人以上の慢性痛は高影響で、頻繁に生活や仕事の活動を制限しています。
痛みの原因が特定の瞬間ではなく、繰り返しの問題である場合、化学的な治療が適切に機能することは非常に難しくなります。
一つの問題は、体が薬物に適応し、効き目が次第に低下し、患者が時間の経過とともに用量を増やすか、または良い代替の選択肢がないまま苦しむことを余儀なくされることです。
別の問題は、強力な痛み止めは一般的にオピオイド系の薬物であり、依存症を引き起こすことが知られているということです。
オピオイドは、米国だけで年間4000万人以上の患者に処方されています。毎年、85000人以上の急性痛患者がオピオイド使用障害（依存症）を発症し、10％が後に長期的なオピオイド使用を続けます。
このような依存症のレベルは、社会全体にとって非常に高額なコストであり、米国だけで年間1800億ドルのコストが発生すると推定されています。
これが、非オピオイド薬や非化学的な痛み薬が数百万人の人々にとって命を変える医療治療となり、 потен的に数十億ドル規模の市場になる可能性がある理由です。
一つの例は、 Vertex Pharmaceuticals です。新しいタイプの痛み薬が開発され、2025年に承認されました。この痛み薬は、依存症を引き起こさないという特徴があります。 将来的には、海洋性カビから抽出された痛み止めも選択肢の一つとなる可能性があります。
南カリフォルニア大学、国立勤益科技大学（台湾）、カリフォルニア大学、サンディエゴ州立大学の研究者たちは、痛みを薬物を使わずに緩和できる、植え込み可能なワイヤレス電子刺激器を開発しています。
彼らは、Nature Electronicsに「プログラム可能な自己適応型超音波ワイヤレスインプラントを用いた個別化慢性痛管理」と題した論文を発表しました。
電気インプラントが痛み信号をどのように破壊するか
| 治療 | 痛み緩和 | 依存症のリスク | メンテナンス | 適応性 |
|---|---|---|---|---|
| オピオイド薬 | 高（短期的） | 高 | 処方箋の更新 | 低 |
| 従来のインプラント | 中程度 | なし | バッテリー交換のための手術 | 固定刺激 |
| AIワイヤレスインプラント | 高（適応的） | なし | ワイヤレス、最小限 | 適応AI |
痛みは、脳に向かって神経によって運ばれる電気信号に過ぎません。不幸にも、進化はこの信号を非常に不快なものにし、無視できないものにしました。したがって、脳での痛み信号の受信を鈍らせることを試みるオピオイドのような薬が必要です。
別の選択肢は、電気信号自体に直接干渉することです。これが、脊髄を直接刺激して痛み信号が脳に到達するのをブロックする、植え込み可能な電気刺激器の約束です。
不幸にも、これらのデバイスは、高コスト、侵襲的な手術の必要性、ハードワイアードバッテリーの必要性、および頻繁なバッテリー交換の必要性などの多くの技術的な欠点により、広く採用されていません。
これが、研究者によって発明された、新しいデバイスが柔軟でワイヤレスで充電可能であるため、ゲームチェンジャーとなる可能性がある理由です。
圧電ワイヤレス充電：ゲームチェンジャー
従来の電気刺激器における最も問題の多い部分である、定期的なバッテリー交換を必要としないことです。
研究者たちは、機械的な波を電気信号に変換する圧電効果を利用しました。
彼らは、超音波エネルギーを電気パワーに変換するために、高効率の材料であるリードジルコン酸チタン（PZT）から作られた圧電要素を使用しました。
超音波は、損傷を引き起こすことなく体内深部にエネルギーを運ぶことができるため、医療機器に適した選択肢です。
痛み制御におけるAIとニューラルネットワークの使用
UIWI刺激器は柔軟で曲げられ、ねじれられ、脊髄に最適な位置に配置できます。
デバイスは、電気刺激を使用して痛みを伝達および抑制する信号を再バランスし、痛みの感覚を効果的に抑制します。
ラットを用いた実験では、研究者は機械的な刺激と急性熱刺激によって引き起こされる慢性神経病性痛を成功的に緩和しました。
さらに、デバイスは適応的であり、実際に存在する痛みの量に応じて「電気治療」を調整します。
痛みインプラントの次のステップ
デバイスはニューラルネットワークによって制御されるため、各患者に特有の神経系に適応できるため、通常の医療プロトコルからの大きな逸脱となります。
次のステップは、インプラントの設計をさらに改善し、特にインプラントのサイズを小さくし、インプラントの侵襲性を減らすことです。理想的には、将来的には注射だけでインプラントできるようになる可能性があります。
ヘルステックへの投資
コニンクレッヘ・フィリップス・エヌ・ブイ
フィリップスは、消費者向けの小型電子機器（剃刀、電気歯ブラシ）で知られるブランドであり、ヘルスケア分野でも活躍しています。2022年には、ヨーロッパでメディカルテック特許出願件数第1位となりました。フィリップスは、ウェアラブルからイメージング、人工呼吸器、医療ロボットまで、接続された医療製品に積極的に取り組んでいます。
会社は、バイオ互換性センサー、半導体、ワイヤレスソリューションの専門家であり、先進的な医療インプラントにおけるワイヤレス充電のリーダーとなる可能性があります。
フィリップスは、ヘルスケア分野でのデバイスの開発を第三者に依頼するパートナーシップソリューションを好み、プロトタイピング、規制アドバイス、エンドツーエンドの製品開発、工業規模の生産を提供しています。
これにより、フィリップスはテクノロジーに特化した会社となり、既存の医療機器に革新を迅速に統合する可能性が高くなります。会社のデバイスは、18億人以上の人々に直接影響を及ぼしています。
最新のコニンクレッヘ・フィリップス・エヌ・ブイ（PHG）株式ニュースと開発
