Como Implantes Alimentados por IA Podem Substituir Analgésicos Opioides

Compreendendo a Dor Crônica e Seus Desafios

A anestesia moderna e os analgésicos ajudaram a aliviar um dos problemas antes mais difíceis de resolver na medicina: a dor.

No entanto, isso é apenas parcialmente verdadeiro para a dor crônica, que afeta centenas de milhões de pessoas em todo o mundo. Segundo a U.S. Pain Foundation, 51,6 milhões de americanos vivem com dor crônica. Para mais de 17 milhões deles, a dor tem alto impacto e frequentemente limita as atividades pessoais ou profissionais.

Quando a causa da dor não é um episódio específico, mas um problema recorrente, pode ser muito difícil fazer com que o tratamento farmacológico funcione adequadamente.

Um dos problemas é que o organismo tende a se adaptar aos medicamentos, que perdem eficiência aos poucos e obrigam os pacientes a aumentar a dose com o tempo ou a sofrer sem uma boa alternativa.

Outro problema é que os analgésicos fortes geralmente pertencem à classe dos opioides, medicamentos conhecidos por causar dependência.

Somente nos Estados Unidos, opioides são prescritos a pelo menos 40 milhões de pacientes por ano. Anualmente, eles levam mais de 85 mil pacientes com dor aguda a desenvolver dependência, ou transtorno por uso de opioides, enquanto 10% passam a fazer uso prolongado.

Esse nível de dependência gera um custo imenso para a sociedade, estimado em 180 bilhões de dólares por ano apenas nos Estados Unidos.

Por isso, medicamentos não opioides ou tratamentos não farmacológicos contra a dor poderiam transformar a vida de milhões de pessoas e representar um mercado de dezenas de bilhões de dólares.

Um exemplo é a Vertex Pharmaceuticals (VRTX ), com uma nova classe de analgésicos que não causa dependência, aprovada em 2025. Analgésicos derivados de fungos também poderão se tornar uma opção no futuro.

Pesquisadores da University of Southern California, da National Chin-Yi University of Technology (Taiwan), da University of California e da San Diego State University estão desenvolvendo um estimulador eletrônico sem fio implantável que também pode aliviar a dor sem medicamentos.

Os resultados foram publicados na Nature Electronics¹ com o título “Um implante ultrassônico sem fio, programável e autoadaptativo para o manejo personalizado da dor crônica”.

Como Implantes Elétricos Interrompem os Sinais de Dor

Em essência, a dor é “apenas” um sinal elétrico transportado pelo nervo até o cérebro. Infelizmente, a evolução tornou esse sinal muito desagradável e impossível de ignorar. Daí a necessidade de medicamentos como os opioides, que tentam atenuar a recepção do sinal de dor no cérebro.

Uma alternativa é interferir diretamente no próprio sinal elétrico. Essa é a promessa dos estimuladores elétricos implantáveis, que estimulam diretamente a medula espinhal para impedir que os sinais de dor cheguem ao cérebro.

Infelizmente, esses dispositivos não foram adotados em larga escala devido a várias desvantagens técnicas, como custo elevado, necessidade de cirurgia invasiva, baterias conectadas por fios e substituições frequentes da bateria.

Por isso, o novo dispositivo criado pelos pesquisadores, flexível e recarregável sem fio, pode representar uma grande mudança.

Fonte: Viterbi School

Carregamento Sem Fio Piezoelétrico: Um Divisor de Águas

Como a substituição regular da bateria era uma das partes mais problemáticas dos estimuladores elétricos anteriores e exigia novas cirurgias periódicas, esse problema se tornou o foco do trabalho dos pesquisadores.

A ideia é converter ondas mecânicas em sinais elétricos por meio de um fenômeno chamado efeito piezoelétrico.

Os pesquisadores usaram um elemento piezoelétrico miniaturizado feito de titanato zirconato de chumbo (PZT), material muito eficiente para converter a energia ultrassônica recebida na energia elétrica necessária à estimulação.

O ultrassom é uma boa opção para dispositivos médicos porque consegue transportar energia até regiões profundas do corpo sem causar danos.

A ideia está em alta no setor de dispositivos médicos: em junho de 2025, uma equipe de pesquisadores coreanos também anunciou outro implante alimentado por ultrassom, desta vez para marca-passos.

“Esse tipo de conversão de energia é essencial para a estimulação profunda, pois o ultrassom é uma forma de energia não invasiva e de alta penetração nas áreas clínica e médica.

Ao aproveitar a transferência de energia ultrassônica sem fio e um sistema de feedback em circuito fechado, o estimulador UIWI elimina a necessidade de baterias implantadas volumosas e permite uma modulação da dor precisa e ajustável em tempo real.”

Yushun Zeng — Doutorando

Usando IA e Redes Neurais para Controle da Dor

O próprio estimulador UIWI é flexível, dobrável e torcível, o que permite seu posicionamento ideal sobre a medula espinhal.

Fonte: Viterbi School

O dispositivo usa estimulação elétrica para reequilibrar os sinais que transmitem e inibem a dor, suprimindo efetivamente a sensação dolorosa.

Ao testar os dispositivos em ratos de laboratório, os pesquisadores aliviaram com sucesso a dor neuropática crônica provocada tanto por estímulos mecânicos quanto por estímulos térmicos agudos.

Além disso, o dispositivo é adaptativo e regula seu “tratamento elétrico” conforme a intensidade da dor realmente presente.

“O que realmente diferencia este dispositivo é sua capacidade sem fio, inteligente e autoadaptativa para o manejo da dor.

Acreditamos que ele oferece grande potencial para substituir protocolos farmacológicos e abordagens convencionais de estimulação elétrica, atendendo às necessidades clínicas de redução da dor.”

Qifa Zhou — Professor de Oftalmologia na Keck School of Medicine of USC

O sistema usa uma rede neural chamada ResNet-18 e monitora continuamente registros cerebrais, especialmente sinais de eletroencefalograma (EEG), que refletem o nível de dor do paciente.

A rede neural analisa esses sinais cerebrais e classifica a dor em três níveis distintos: leve, moderada e extrema. O modelo de IA apresenta precisão geral de 94,8% na diferenciação desses estados.

Depois que o nível de dor é identificado, o transmissor ultrassônico vestível ajusta automaticamente a energia acústica emitida. A energia sonora é convertida em energia elétrica e estimula a medula espinhal.

Fonte: ResearchGate

Isso cria um sistema em circuito fechado que oferece manejo personalizado da dor em tempo real.

Como a energia é transmitida por infrassom, não são necessárias novas cirurgias depois da implantação inicial do dispositivo ao redor da medula espinhal. O nível de potência também pode ser modulado em tempo real pela intensidade do infrassom.

“Do ponto de vista clínico, incorporar a avaliação da dor baseada em deep learning permite interpretar e responder dinamicamente às oscilações dos estados de dor, algo essencial para acomodar as variações específicas de cada paciente.”

Chen Gong

Próximos Passos para Implantes de Dor com IA?

Como o dispositivo é regulado por uma rede neural, pode ser adaptado ao sistema nervoso específico de cada paciente, em vez de exigir uma solução que sirva para todos. Trata-se de uma mudança radical em relação aos protocolos médicos habituais para aliviar a dor.

O próximo passo será aperfeiçoar ainda mais o design do implante, sobretudo reduzindo seu tamanho e tornando a implantação menos invasiva. Idealmente, um dia ele poderá ser aplicado apenas com uma seringa.

O dispositivo ultrassônico vestível também poderá se tornar sem fio ou até assumir a forma de um adesivo com uma matriz de transdutores ultrassônicos.

Em uma versão comercial da tecnologia, o controle do sistema provavelmente deverá ser transferido para um smartphone, oferecendo ao paciente maior personalização e controle.

Investindo em HealthTech 

A Philips é uma conhecida marca de pequenos eletrônicos de consumo, como barbeadores e escovas de dentes elétricas, e também atua intensamente na saúde. Por exemplo, ocupou o primeiro lugar em pedidos de patentes MedTech na Europa em 2022. A empresa oferece produtos médicos conectados, de dispositivos vestíveis a sistemas de imagem, respiradores e robôs médicos.

A empresa também atua em semicondutores, incluindo tecnologia maglev, e em alta tecnologia, robótica e automação, atividades que compartilham uma mesma base tecnológica.

Fonte: Philips

A Philips oferece dispositivos vestíveis para métricas cardíacas, respiratórias e de atividade. Seus sensores podem ser integrados a relógios inteligentes, monitores de saúde, adesivos médicos e rastreadores de atividade.

A experiência da Philips em sensores biocompatíveis, semicondutores e soluções sem fio pode torná-la líder em implantes médicos avançados com recarga sem fio.

No campo dos dispositivos médicos, a Philips prioriza soluções de parceria, desenvolvendo para terceiros dispositivos médicos conectados de IoT (Internet das Coisas) totalmente compatíveis com suas demais soluções. Nesse contexto, oferece prototipagem, orientação regulatória, desenvolvimento integral de produtos e produção em escala industrial.

Isso faz da Philips uma empresa voltada à tecnologia e forte candidata a integrar rapidamente inovações aos dispositivos médicos existentes. No total, seus dispositivos afetavam diretamente mais de 1,8 bilhão de pessoas.

A empresa pretende criar um ambiente digital de saúde totalmente integrado, no qual sensores se conectem aos dispositivos e diferentes soluções de conectividade sejam incorporadas ao Philips HealthSuite Cloud para permitir análises aprofundadas de dados.

Fonte: Philips

Como fornecedora da indústria MedTech, muitas vezes produzindo para outras marcas, a Philips tem menos visibilidade no setor do que empresas mais conhecidas. Ainda assim, é especialista na fabricação de sensores e dispositivos eletrônicos de alto desempenho e frequentemente amplia os limites do possível em seu nicho de saúde e dispositivos vestíveis.

Com a crescente integração dos dispositivos vestíveis e da eletrônica médica à saúde e aos protocolos clínicos, o segmento Healthcare da Philips provavelmente crescerá como parte do conglomerado.

Últimas Notícias e Desenvolvimentos das Ações da Koninklijke Philips N.V. (PHG)

Estudo Referenciado

^{1. Zeng, Y., Gong, C., Lu, G. et al. Um implante sem fio ultrassônico programável e auto-adaptativo para gerenciamento personalizado da dor crônica. Nature Electronics 8, 437–449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01374-6}