Bagaimana Implan Bertenaga AI Dapat Menggantikan Obat Penghilang Rasa Sakit Opioid

Memahami Nyeri Kronis dan Tantangannya

Anestesi dan obat pereda nyeri modern telah membantu meringankan salah satu masalah kedokteran yang paling sulit dipecahkan: nyeri.

Namun, hal ini hanya berlaku sebagian untuk nyeri kronis, yang mempengaruhi ratusan juta orang di seluruh dunia. Menurut US Pain Foundation, 51.6 juta warga Amerika hidup dengan nyeri kronis. Bagi lebih dari 17 juta penderita, nyeri kronis berdampak besar, yang sering kali membatasi kehidupan atau aktivitas kerja mereka. 

Bila penyebab nyeri bukan momen tertentu, melainkan masalah yang berulang, pengobatan kimia akan sangat sulit berfungsi dengan baik.

Salah satu masalahnya adalah tubuh cenderung beradaptasi dengan obat-obatan, dan obat-obatan tersebut secara bertahap kehilangan efektivitasnya, yang memaksa pasien untuk meningkatkan dosis dari waktu ke waktu, atau menderita tanpa pilihan alternatif yang baik.

Masalah lainnya adalah obat penghilang rasa sakit yang kuat umumnya termasuk golongan opioid, jenis obat yang diketahui menyebabkan ketergantungan.

Opioid diresepkan kepada tidak kurang dari 40 juta pasien setiap tahunnya di Amerika Serikat saja. Setiap tahun, opioid menyebabkan lebih dari 85,000 pasien yang mengalami nyeri akut mengalami kecanduan (gangguan penggunaan opioid), dan 10% di antaranya mengalami penggunaan opioid jangka panjang di kemudian hari.

Tingkat kecanduan seperti itu sangat merugikan masyarakat luas, diperkirakan mencapai biaya $180 miliar setiap tahunnya di Amerika Serikat saja.

Inilah sebabnya mengapa obat non-opioid, atau obat pereda nyeri non-kimia, dapat menjadi pengobatan medis yang mengubah hidup bagi jutaan orang, dan berpotensi menjadi pasar yang bernilai puluhan miliar dolar.

Salah satu contoh adalah Farmasi Vertex (VRTX -1.6%), dengan kelas baru obat pereda nyeri yang tidak dapat menyebabkan kecanduan, baru saja disetujui pada tahun 2025. Obat pereda nyeri yang berasal dari jamur bisa juga menjadi pilihan suatu hari nanti.

Para peneliti di Universitas California Selatan, Universitas Teknologi Nasional Chin-Yi (Taiwan), Universitas California, dan Universitas Negeri San Diego sedang mengembangkan stimulator elektronik nirkabel implan yang juga dapat membantu meringankan nyeri tanpa obat apa pun.

Mereka menerbitkan hasil penelitian mereka di Nature Electronics¹, dengan judul “Implan nirkabel ultrasonik yang dapat diprogram dan adaptif sendiri untuk manajemen nyeri kronis yang dipersonalisasi".

Bagaimana Implan Listrik Mengganggu Sinyal Rasa Sakit

Pada intinya, nyeri "hanyalah" sinyal listrik yang dibawa oleh saraf menuju otak. Sayangnya, evolusi telah membuat sinyal ini menjadi sangat tidak menyenangkan, dan tidak dapat diabaikan begitu saja. Oleh karena itu, diperlukan obat-obatan seperti opioid, yang mencoba untuk meredam penerimaan sinyal nyeri di otak.

Pilihan alternatifnya adalah dengan langsung mengganggu sinyal listrik itu sendiri. Inilah janji dari stimulator listrik implan, yang secara langsung merangsang sumsum tulang belakang untuk menghalangi sinyal rasa sakit agar tidak mencapai otak.

Sayangnya, perangkat ini belum banyak digunakan karena banyaknya kelemahan teknis seperti biaya tinggi, perlunya operasi invasif, baterai tertanam, dan perlunya penggantian baterai secara berkala.

Itulah sebabnya perangkat baru ciptaan para peneliti, fleksibel dan dapat diisi ulang tanpa kabel, berpotensi mengubah permainan.

Sumber: Sekolah Viterbi

Pengisian Nirkabel Piezoelektrik: Sebuah Perubahan Besar

Karena penggantian baterai secara teratur merupakan salah satu bagian yang paling bermasalah dari stimulator listrik sebelumnya untuk mengatasi rasa sakit, yang memerlukan pembedahan tambahan secara teratur, ini telah menjadi pusat pekerjaan para peneliti.

Idenya adalah untuk mengubah gelombang mekanik menjadi sinyal listrik melalui fenomena yang disebut efek piezoelektrik.

Mereka menggunakan elemen piezoelektrik miniatur yang terbuat dari timbal zirkonat titanat (PZT), bahan yang sangat efisien untuk mengubah energi ultrasound yang masuk menjadi daya listrik yang dibutuhkan untuk stimulasi.

Ultrasonografi merupakan pilihan yang baik untuk perangkat medis, karena dapat mengalirkan energi jauh di dalam tubuh tanpa menimbulkan kerusakan.

Ini adalah ide yang sedang tren di bidang perangkat medis, dengan implan bertenaga ultrasonik lainnya, kali ini untuk alat pacu jantung, juga diumumkan oleh tim peneliti Korea pada bulan Juni 2025.

“Jenis pengubah energi ini sangat penting untuk stimulasi mendalam, karena ultrasound merupakan energi non-invasif dan berdaya tembus tinggi di area klinis dan medis.

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

Yushun Zeng – Mahasiswa S3

Menggunakan AI dan Jaringan Saraf untuk Pengendalian Rasa Sakit

Stimulator UIWI sendiri fleksibel, dapat ditekuk, dan diputar, memungkinkan penempatan optimal pada sumsum tulang belakang.

Sumber: Sekolah Viterbi

Cara kerjanya adalah dengan menggunakan rangsangan listrik untuk menyeimbangkan kembali sinyal-sinyal yang mengirimkan dan menghambat rasa sakit, sehingga secara efektif menekan sensasi rasa sakit.

Dengan menguji perangkat tersebut pada tikus laboratorium, para peneliti berhasil meredakan nyeri neuropatik kronis yang disebabkan oleh rangsangan mekanis dan rangsangan termal akut.

Terlebih lagi, perangkat ini bersifat adaptif, mengatur “perawatan kelistrikannya” sesuai dengan jumlah rasa sakit yang sebenarnya ada.

“Yang benar-benar membedakan perangkat ini adalah kemampuannya yang nirkabel, cerdas, dan adaptif untuk manajemen nyeri.

Kami yakin ini menawarkan potensi besar untuk menggantikan skema farmakologis dan pendekatan stimulasi listrik konvensional, sejalan dengan kebutuhan klinis untuk mengurangi rasa sakit.”

Qifa Zhou - Pprofesor Oftalmologi di Sekolah Kedokteran Keck, USC

Hal ini dilakukan dengan menggunakan jaringan saraf yang disebut ResNet-18, dan terus memantau rekaman otak, khususnya sinyal elektroensefalogram (EEG), yang mencerminkan tingkat nyeri pasien.

Jaringan saraf menganalisis sinyal-sinyal otak ini dan mengklasifikasikan nyeri ke dalam tiga tingkatan berbeda: nyeri ringan, nyeri sedang, dan nyeri ekstrem. Model AI ini memiliki akurasi keseluruhan sebesar 94.8% dalam membedakan antara kondisi nyeri ini.

Setelah tingkat nyeri teridentifikasi, pemancar ultrasonik yang dapat dikenakan secara otomatis menyesuaikan energi akustik yang dipancarkannya. Energi sonik diubah menjadi energi listrik, yang merangsang sumsum tulang belakang.

Sumber: ResearchGATE

Hal ini menciptakan sistem loop tertutup yang menyediakan manajemen nyeri personal dan real-time.

Karena transmisi energi dilakukan melalui infrasonik, tidak diperlukan operasi lebih lanjut setelah implantasi awal perangkat di sekitar sumsum tulang belakang, dan tingkat daya dapat dimodulasi secara real-time oleh intensitas infrasonik.

“Dari sudut pandang klinis, menggabungkan penilaian nyeri berbasis pembelajaran mendalam memungkinkan interpretasi dan respons dinamis terhadap kondisi nyeri yang berfluktuasi, yang penting untuk mengakomodasi variabilitas spesifik pasien.”

Chen Gong

Apa yang Selanjutnya untuk Implan AI Pain?

Karena perangkat ini diatur oleh jaringan saraf, perangkat ini dapat disesuaikan dengan sistem saraf spesifik setiap pasien, alih-alih harus mencari solusi yang cocok untuk semua orang. Dengan sendirinya, ini merupakan perubahan radikal dari protokol medis yang biasa digunakan untuk meredakan nyeri.

Langkah selanjutnya adalah menyempurnakan desain implan, terutama membuatnya lebih kecil, sehingga mengurangi risiko invasif saat pemasangan. Idealnya, suatu hari nanti implan dapat disuntikkan hanya dengan jarum suntik.

Perangkat ultrasound yang dapat dikenakan itu juga dapat menjadi nirkabel, atau bahkan menjadi patch susunan ultrasound yang dapat dikenakan.

Kontrol sistem mungkin harus dipindahkan ke telepon pintar untuk versi komersial dari teknologi ini, memberikan tingkat personalisasi dan kontrol yang lebih tinggi kepada pasien.

Berinvestasi di bidang teknologi kesehatan 

Koninklijke Philips NV

Philips adalah merek elektronik konsumen kecil yang terkenal (alat cukur, sikat gigi elektrik), yang juga aktif di bidang perawatan kesehatan. Misalnya, Philips adalah merek #1 untuk pengajuan paten MedTech di Eropa pada tahun 2022. Philips aktif dalam produk medis yang terhubung, mulai dari perangkat yang dapat dikenakan hingga pencitraan, respirator, dan robot medis.

Perusahaan ini juga aktif dalam semikonduktor (termasuk teknologi maglev) dan teknologi tinggi/robotika/otomatisasi, dengan masing-masing aktivitas berbagi basis teknologi yang sama.

Sumber: Philips

Philips menawarkan perangkat yang dapat dikenakan untuk pengukuran jantung, pernapasan, dan aktivitas. Sensornya dapat diintegrasikan ke dalam jam tangan pintar, monitor kesehatan, alat 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 lebih menyukai solusi kemitraan, di mana perusahaan mengembangkan perangkat medis IoT (Internet of Things) yang terhubung untuk pihak ketiga yang sepenuhnya kompatibel dengan solusi Philips lainnya. Dalam konteks tersebut, perusahaan menawarkan pembuatan prototipe, konsultasi regulasi, pengembangan produk menyeluruh, dan produksi skala industri kepada kliennya.

Hal ini menjadikan Philips sebagai perusahaan yang berfokus pada teknologi dan kandidat yang tepat untuk segera mengintegrasikan inovasi ke dalam perangkat medis yang ada. Secara keseluruhan, perangkat Philips secara langsung memengaruhi lebih dari 1.8 miliar orang.

Perusahaan ingin menciptakan lingkungan perawatan kesehatan digital yang terintegrasi sepenuhnya di mana sensor mencocokkan perangkat, dan kemudian menggunakan beberapa solusi konektivitas untuk diintegrasikan ke dalam solusi Philips HealthSuite Cloud dan memungkinkan analisis data yang mendalam.

Sumber: Philips

Sebagai pemasok industri MedTech, yang sering kali memproduksi untuk merek lain, Philips tidak begitu dikenal di sektor ini dibandingkan perusahaan lain yang lebih terkemuka. Namun, perusahaan ini merupakan pakar dalam membangun perangkat elektronik dan sensor berkinerja tinggi, yang sering kali mendorong batasan dari apa yang mungkin dilakukan dalam ceruk pasarnya di bidang perawatan kesehatan dan perangkat yang dapat dikenakan.

Dengan semakin terintegrasinya perangkat yang dapat dikenakan dan elektronik medis ke dalam protokol perawatan kesehatan dan medis, segmen Perawatan Kesehatan Philips kemungkinan akan tumbuh sebagai bagian dari konglomerat tersebut.

Berita dan Perkembangan Saham Koninklijke Philips NV (PHG) Terbaru

Studi Referensi

^{1. Zeng, Y., Gong, C., Lu, G. et al. Implan nirkabel ultrasonik yang dapat diprogram dan adaptif sendiri untuk manajemen nyeri kronis yang dipersonalisasi. Elektronik Alam 8, 437-449 (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01374-6}