Хронические болевые синдромы, с постоянной, изнурительной болью в определенных частях тела, могут значительно снижать качество жизни людей. Как показали статистические данные, у почти 6,9% людей отмечается выраженный хронический болевой синдром, который существенно влияет на их повседневную деятельность и благополучие.
В настоящее время для лечения хронической боли используют медикаменты, нередко на основе опиатов, которые приводят к развитию сильной зависимости. Кроме того, анальгетики имеют серьезные побочные эффекты, и, таким образом, вреда от них больше, чем пользы.
В течение последнего времени ученые и инженеры работали над созданием устройств, которые позволяли бы управлять болью без использования опиатов, что исключило бы отрицательное влияние на их здоровье. Были разработаны имплантируемые электростимуляторы, устройства, которые хирургическим путем размещались в тело пациента, и подавали электрические сигналы к его нервам, что уменьшало болевые проявления.
Потенциал этих устройств достаточно большой, но они имеют определенные ограничения, связанные с тем, что их необходимо размещать хирургическим путем и периодически требуется замена батареи.
Ученые из Университета Южной Калифорнии и других институтов создали новый безбатарейный, эластичный, имплантируемый стимулятор, который позволит уменьшить ограничения по их применению. Питание этого устройства осуществляется с помощью внешнего переносного ультразвукового передатчика. Устройство также использует алгоритмы ИИ для классификации уровня боли и подбирает интенсивность электрической стимуляции. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Electronics.
Основной задачей ученых была разработка менее инвазивного имплантируемого электрического стимулятора, который помогает снизить боль и который не нуждается в периодической замене батарей. Ультразвуковой беспроводной имплантат, который был разработан учеными, включает в себя композитный пьезоэлектрический приемник, микроэлектронные компоненты и стимулирующие электроды, интегрированные в гибкую печатную плату.
Ученые протестировали созданную ими систему на животных с наличием различного уровня боли. Было обнаружено, что устройство точно предсказывало уровни стресса и адаптировало интенсивность электрической стимуляции.
В будущем разработанный учеными ультразвуковой беспроводной имплантат планируется улучшить и, после тестирования на животных, возможны клинические испытания на людях.
