BioTech
Cómo los implantes con IA podrían reemplazar a los analgésicos opioides
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Comprender el dolor crónico y sus desafíos
La anestesia moderna y los analgésicos han ayudado a aliviar uno de los problemas más irresolubles de la medicina: el dolor.
Sin embargo, esto es solo parcialmente cierto en el caso del dolor crónico, que afecta a cientos de millones de personas en todo el mundo. Según la Según la Fundación Estadounidense del Dolor, 51.6 millones de estadounidenses viven con dolor crónico. Para más de 17 millones de personas afectadas, el dolor crónico es muy grave y con frecuencia limita su vida diaria o sus actividades laborales.
Cuando la causa del dolor no es un momento puntual, sino un problema recurrente, puede resultar muy difícil que el tratamiento químico funcione correctamente.
Un problema es que el cuerpo tiende a adaptarse a los medicamentos y éstos van perdiendo eficacia progresivamente, obligando a los pacientes a aumentar la dosis con el tiempo o a sufrir sin una buena opción alternativa.
Otro problema es que los analgésicos fuertes generalmente son de la clase de los opioides, un tipo de fármaco que se sabe que causa dependencia.
Solo en EE. UU., se recetan opioides a no menos de 40 millones de pacientes al año. Cada año, provocan adicción (trastorno por consumo de opioides) en más de 85,000 10 pacientes con dolor agudo, y el XNUMX % desarrolla un consumo prolongado de opioides posteriormente.
Semejante nivel de adicción es inmensamente costoso para la sociedad en su conjunto: se estima que representa un costo de 180 mil millones de dólares anuales sólo en Estados Unidos.
Es por esto que los medicamentos no opioides, o analgésicos no químicos, podrían ser un tratamiento médico que cambie la vida de millones de personas y potencialmente representar un mercado con un valor de decenas de miles de millones de dólares.
Un ejemplo es Productos farmacéuticos de vértice (VRTX ), con una nueva clase de analgésicos que no pueden causar adicción, recién aprobados en 2025. Analgésicos derivados de hongos También podría ser una opción algún día.
Investigadores de la Universidad del Sur de California, la Universidad Nacional de Tecnología Chin-Yi (Taiwán), la Universidad de California y la Universidad Estatal de San Diego están trabajando en un estimulador electrónico inalámbrico implantable que también podría ayudar a aliviar el dolor sin medicamentos.
Publicaron sus resultados en Nature Electronics1, bajo el título "Un implante inalámbrico ultrasónico programable y autoadaptativo para el tratamiento personalizado del dolor crónico.
Cómo los implantes eléctricos interrumpen las señales de dolor
| Tratamiento | Alivio del Dolor | Riesgo de adicción | Mantenimiento | Adaptabilidad |
|---|---|---|---|---|
| Medicamentos opioides | Alto (corto plazo) | Alto | recargas de recetas | Bajo |
| Implantes Convencionales | Moderado | Ninguno | Cirugía para la batería | Estimulación fija |
| Implante inalámbrico con IA | Alto (adaptativo) | Ninguno | Inalámbrico, mínimo | IA adaptativa |
En esencia, el dolor es simplemente una señal eléctrica que el nervio transporta hacia el cerebro. Desafortunadamente, la evolución ha hecho que esta señal sea muy desagradable y que simplemente no podemos ignorar. De ahí la necesidad de fármacos como los opioides, que intentan inhibir la recepción de la señal de dolor en el cerebro.
Una opción alternativa es interferir directamente con la propia señal eléctrica. Esta es la promesa de los estimuladores eléctricos implantables, que estimulan directamente la médula espinal para impedir que las señales de dolor lleguen al cerebro.
Lamentablemente, estos dispositivos no han tenido una adopción generalizada debido a muchos inconvenientes técnicos, como el alto costo, la necesidad de cirugía invasiva, baterías cableadas y la necesidad de reemplazos frecuentes de baterías.
Es por esto que el nuevo dispositivo inventado por los investigadores, flexible y recargable de forma inalámbrica, es un elemento potencialmente innovador.
Fuente: Escuela Viterbi
Carga inalámbrica piezoeléctrica: un punto de inflexión
Como el reemplazo regular de la batería ha sido una de las partes más problemáticas de los estimuladores eléctricos anteriores para el dolor, requiriendo cirugía adicional regular, este ha sido el centro del trabajo de los investigadores.
La idea es convertir ondas mecánicas en señales eléctricas a través de un fenómeno llamado efecto piezoeléctrico.
Utilizaron un elemento piezoeléctrico miniaturizado hecho de titanato de zirconato de plomo (PZT), un material altamente eficiente para convertir la energía ultrasónica entrante en la energía eléctrica necesaria para la estimulación.
El ultrasonido es una buena opción para los dispositivos médicos, ya que pueden transportar energía a lo profundo del cuerpo sin causar daños.
Esta es una idea de moda en el espacio de los dispositivos médicos, con otro implante alimentado por ultrasonidos, esta vez para marcapasos, también anunciado por un equipo de investigadores coreanos en junio de 2025.
“Este tipo de conversión de energía es fundamental para la estimulación profunda, ya que el ultrasonido es una energía no invasiva y altamente penetrante en áreas clínicas y médicas.
Al aprovechar la transferencia de energía ultrasónica inalámbrica y un sistema de retroalimentación de circuito cerrado, este estimulador UIWI elimina la necesidad de voluminosas baterías implantadas y permite una modulación del dolor ajustable con precisión en tiempo real”.
Uso de IA y redes neuronales para el control del dolor
El estimulador UIWI en sí es flexible, se puede doblar y girar, lo que permite una colocación óptima en la médula espinal.
Fuente: Escuela Viterbi
La forma en que funciona es mediante estimulación eléctrica para reequilibrar las señales que transmiten e inhiben el dolor, suprimiendo eficazmente la sensación de dolor.
Al probar los dispositivos en ratas de laboratorio, los investigadores aliviaron con éxito el dolor neuropático crónico causado tanto por estímulos mecánicos como por estímulos térmicos agudos.
Además, el dispositivo es adaptativo y regula su “tratamiento eléctrico” según la cantidad de dolor realmente presente.
“Lo que realmente distingue a este dispositivo es su capacidad inalámbrica, inteligente y autoadaptativa para el manejo del dolor.
Creemos que ofrece un gran potencial para reemplazar los esquemas farmacológicos y los enfoques de estimulación eléctrica convencionales, alineándose con las necesidades clínicas de mitigación del dolor”.
Qifa Zhou -Profesor de Oftalmología en la Facultad de Medicina Keck de la USC
Esto se logró utilizando una red neuronal llamada ResNet-18 y monitoreando continuamente los registros cerebrales, específicamente las señales del electroencefalograma (EEG), que reflejan los niveles de dolor del paciente.
La red neuronal analiza estas señales cerebrales y clasifica el dolor en tres niveles distintos: dolor leve, dolor moderado y dolor extremo. Este modelo de IA presenta una precisión general del 94.8 % al distinguir entre estos estados de dolor.
Una vez identificado el nivel de dolor, el transmisor de ultrasonido portátil ajusta automáticamente la energía acústica que transmite. La energía sónica se convierte en energía eléctrica, estimulando la médula espinal.
Fuente: ResearchGate
Esto crea un sistema de circuito cerrado que proporciona un tratamiento del dolor personalizado en tiempo real.
Como la transmisión de energía se realiza a través de infrasonidos, no es necesaria ninguna cirugía adicional más allá de la implantación inicial del dispositivo alrededor de la médula espinal, y el nivel de potencia se puede modular en tiempo real mediante la intensidad del infrasonido.
Desde un punto de vista clínico, la incorporación de la evaluación del dolor basada en el aprendizaje profundo permite una interpretación y respuesta dinámicas a los estados de dolor fluctuantes, lo cual es esencial para adaptarse a la variabilidad específica del paciente.
¿Qué será lo próximo en materia de implantes de inteligencia artificial para el dolor?
Dado que el dispositivo está regulado por una red neuronal, puede adaptarse al sistema nervioso específico de cada paciente, en lugar de tener que buscar una solución que se adapte a todos. En sí mismo, supone un cambio radical respecto a los protocolos médicos habituales para la mitigación del dolor.
El siguiente paso sería mejorar aún más el diseño del implante, haciéndolo aún más pequeño, lo que reduciría su invasividad. Idealmente, algún día podría inyectarse simplemente con una jeringa.
El dispositivo de ultrasonido portátil también podría volverse inalámbrico, o incluso un parche de matriz de ultrasonido portátil.
El control del sistema probablemente debería transferirse a un teléfono inteligente para una versión comercializada de esta tecnología, brindando un mayor nivel de personalización y control al paciente.
Invertir en HealthTech
Koninklijke Philips NV
(PHG )
Philips es una conocida marca de electrónica de consumo (afeitadoras, cepillos de dientes eléctricos), también activa en el sector sanitario. Por ejemplo, fue la empresa líder en solicitudes de patentes de tecnología médica en Europa en 1. Opera en productos médicos conectados, desde wearables hasta sistemas de imagenología, respiradores y robots médicos.
La empresa también está activa en semiconductores (incluida la tecnología maglev) y alta tecnología/robótica/automatización, y cada actividad comparte una base tecnológica común.
Fuente: Philips
Philips ofrece wearables para medir la actividad cardíaca, respiratoria y otros parámetros. Sus sensores se pueden integrar en relojes inteligentes, monitores de salud, parches médicos y rastreadores de actividad.
La experiencia de Philips en sensores biocompatibles, semiconductores y soluciones inalámbricas podría convertirlo en líder en implantes médicos avanzados con carga inalámbrica.
Para dispositivos médicos, Philips favorece una solución de asociación, donde desarrolla para terceros sus dispositivos médicos conectados de IoT (Internet de las Cosas), totalmente compatibles con el resto de las soluciones de Philips. En este contexto, ofrece a sus clientes prototipado, asesoramiento regulatorio, desarrollo integral de productos y producción a escala industrial.
Esto convierte a Philips en una empresa centrada en la tecnología y en una candidata probable para integrar rápidamente innovaciones en los dispositivos médicos existentes. En total, los dispositivos de Philips afectaron directamente a más de 1.8 millones de personas.
La empresa quiere crear un entorno de atención médica digital totalmente integrado donde los sensores se adapten a los dispositivos y luego utilicen múltiples soluciones de conectividad para integrarse en la solución Philips HealthSuite Cloud y permitir un análisis de datos en profundidad.
Fuente: Philips
Como proveedor de la industria de tecnología médica, que a menudo fabrica para otras marcas, Philips no tiene la misma visibilidad en el sector que otras empresas más importantes. Sin embargo, es experta en la fabricación de dispositivos y sensores electrónicos de alto rendimiento, a menudo superando los límites de lo posible en su nicho de mercado: la salud y los wearables.
A medida que los wearables y la electrónica médica se integran cada vez más a los protocolos médicos y de atención de la salud, el segmento Healthcare de Philips probablemente crecerá como parte del conglomerado.
Últimas noticias y desarrollos de acciones de Koninklijke Philips NV (PHG)
Estudio referenciado
1. Zeng, Y., Gong, C., Lu, G. et al. Un implante inalámbrico ultrasónico programable y autoadaptativo para el tratamiento personalizado del dolor crónico. Electrónica de la naturaleza 8, 437-449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01374-6
