Hoe blockchain kan helpen bij het bestrijden van namaakgeneesmiddelen

Farmaceutische bedrijven hebben jarenlang geworsteld om hun producten in hun toeleveringsketens te volgen, waardoor het voor vervalsers mogelijk werd om nepmedicijnen op de markt te brengen.

Om dit probleem tegen te gaan, is een nieuw systeem nodig om drugs op te sporen en te volgen. Onderzoekers denken dat blockchain de technologische basis voor een dergelijk systeem kan bieden, omdat het met succes drugs kan volgen en de circulatie van nep-exemplaren kan helpen voorkomen.

Voordat we ingaan op hoe blockchain een oplossing kan worden, moeten we de oorzaak van het probleem onderzoeken.

Nagemaakte medicijnen

Namaakgeneesmiddelen worden door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) gedefinieerd als "geneesmiddelen die op frauduleuze wijze zijn vervaardigd, verkeerd zijn geëtiketteerd, van lage kwaliteit zijn, de brondetails of identiteit verbergen en niet voldoen aan de gedefinieerde norm".

Hoewel deze medicijnen enkele echte ingrediënten kunnen bevatten, kunnen ze op productieniveau ook giftige ingrediënten bevatten. Als ze worden geconsumeerd, kunnen deze medicijnen ernstige gezondheidsproblemen veroorzaken.

Soms gebruiken de fabrikanten van namaakmedicijnen de logo's van gerenommeerde bedrijven om hun product op de markt te brengen. Hoewel dit een wereldwijd probleem is, worden ontwikkelingslanden onevenredig zwaar getroffen door dit probleem.

Namaakgeneesmiddelen worden verspreid over een zeer complex netwerk, waardoor ze moeilijk te detecteren en te verwijderen zijn. Om te voorkomen dat namaakgeneesmiddelen worden gedistribueerd, is een systeem nodig dat de medicijnafgifte in elke fase kan traceren en volgen. Blockchain is de nieuwste innovatie die de complexe toeleveringsketen aankan en het product in elke fase kan volgen.

Blockchain-applicaties

Blockchain is ontworpen om het transactielogboek voor Bitcoin op te slaan. Het biedt uitgebreide grootboeksoftware om gegevensrecords op te slaan, dit zijn transactielogboeken die in verschillende blokken zijn gerangschikt. Een blockchain-systeem verzamelt gegevens met betrekking tot de tijd, datum, prijs en deelnemers die bij elke transactie betrokken zijn.

Wanneer een informatieblok verandert, worden alle stukjes dienovereenkomstig bijgewerkt, waardoor voor elke transactie actuele informatie wordt gegeven.

Wanneer toegepast op de farmaceutische toeleveringsketen, biedt blockchain een elektronisch grootboek waar iedereen in het netwerk transactie-informatie kan zien en valideren.

Om een ​​veilig beheersysteem voor de toeleveringsketen van geneesmiddelen te creëren, werd het gebruik van blockchain met Hyperledger-stof voorgesteld. Deze grootboeksoftware kan alle onderdelen van het medicijnafgifteproces volgen en volgen. De Hyperledger-structuur kan meerdere databases met wereldstaten configureren om de set van huidige waarden te behouden, en, wanneer toegepast op de farmaceutische wereld, kan het medicijn nauwkeurig worden getraceerd, ongeacht waar het zich in de wereld bevindt.

Het DSCMR-systeem

Onderzoekers hebben een op blockchain en machine learning gebaseerd beheer- en aanbevelingssysteem voor geneesmiddelen (DSCMR) voorgesteld om namaakgeneesmiddelen te bestrijden. Ten eerste moeten we onderscheid maken tussen de twee complementaire componenten van dit systeem:het systeem voor het beheer van de geneesmiddelenvoorraad en het aanbevelingssysteem.

In het medicijnbeheersysteem kunnen gebruikers het medicijn bij elke stap volgen, bestellingen plaatsen, bestellingen bijwerken en meer.

Het aanbevelingssysteem werkt om het beste medicijn aan klanten van farmaceutische bedrijven aan te bevelen door het gebruik van de op machine learning gebaseerde Ngram- en LightGBM-modules.

Het geneesmiddelenbeheersysteem

Met het beheersysteem voor de toeleveringsketen van geneesmiddelen kunnen gebruikers verschillende transacties uitvoeren, zoals het controleren van informatie over geneesmiddelen, het volgen en traceren van bestellingen, het bijwerken van records, enz.

De gebruikers van het systeem kunnen onder meer patiënten, artsen, fabrikanten, distributeurs, apotheken en ziekenhuizen zijn. Gegevens met betrekking tot de verschillende gebruikers worden opgeslagen in het blockchain-systeem.

Elke gebruiker krijgt een webtoepassing waar ze hun transactie kunnen uitvoeren en kunnen communiceren met het blockchain-netwerk, en elke gebruiker kan de status van de medicijnafgifte volgen. Bovendien moeten alle gebruikers toestemming krijgen om de volledige details van drugs te controleren. Ze zullen de klantapplicatie gebruiken om in te loggen en hun respectievelijke transacties uit te voeren. Dit werkt om de beveiligingsniveaus in de farmaceutische toeleveringsketen te verhogen.

Om een ​​transactievoorstel in te dienen, moeten gebruikers een verzoek indienen met hun inloggegevens. Het verzoek, indien geldig, wordt verzonden naar peer-knooppunten in het systeem om te worden beoordeeld en goedgekeurd. Deze peer-knooppunten onderzoeken het voorstel en geven goedkeuring als het geldig is en voldoet aan de slimme contractcriteria. Ze werken ook om de resultaten van de transacties te valideren en vast te leggen in het grootboek. Zodra dit is voltooid, werkt het grootboek alle gegevens bij zodat iedereen deze kan zien.

De voorgestelde procedure is hier te zien.

Het systeem voor medicijnaanbeveling

Het systeem voor medicijnaanbeveling, dat is gemaakt met zowel natuurlijke taalverwerking als machine learning-technieken, werkt om de beste medicijnen aan te bevelen aan klanten van farmaceutische bedrijven door het gebruik van de op machine learning gebaseerde Ngram- en LightGBM-modules.

Een openbare dataset voor drugsreviews op basis van de reviews van drugsgebruikers werd gebruikt om de modellen van dit systeem te trainen en om de beste en meest effectieve drugs in de farmaceutische industrie te voorspellen. De beoordelingsgegevens bevatten informatie over eventuele bijwerkingen, voordelen en opmerkingen van klanten die zijn ontvangen in de eerder genoemde clienttoepassing.

Het aanbevelingssysteem kan zichzelf ook trainen via het N-gram-model door nieuwe beoordelingen te herkennen en de aanbevelingsresultaten dienovereenkomstig bij te werken. Dit wordt weergegeven in deze afbeelding.

Het gebruik van slimme contracten wordt ook geïmplementeerd om het aantal personen dat betrokken is bij een bepaalde transactie te beperken. Een slim contract is bedoeld om de betrokken partijen een manier te bieden om informatie, eigendommen of zelfs geld uit te wisselen zonder het gebruik van een externe agent of makelaar. Het zijn meestal regels computercode die de gemaakte overeenkomst afdwingen zonder tussenkomst van een tussenpersoon. In het voorgestelde netwerk werden Java en Node.JS gebruikt om slimme contracten te schrijven. Deze slimme contracten worden opgeslagen in het gedistribueerde grootboek van het blockchain-netwerk, waar ze worden beschermd tegen manipulatie of mogelijke verwijdering.

Experimentele resultaten

Verschillende conclusies kwamen voort uit het testen van het voorgestelde op machine learning gebaseerde systeem voor medicijnaanbeveling en -beheer (DSCMR).

In het geneesmiddelenbeheersysteem kan de eerder genoemde clienttoepassing effectief communiceren met het blockchain-systeem. Zodra de identiteit van elke gebruiker is gevalideerd door de peer-knooppunten, kunnen ze transacties starten. Zoals te zien is in deze afbeelding, kunnen fabrikanten medicijndetails in het blockchain-netwerk toevoegen, bijwerken of verwijderen. Andere deelnemers, zoals artsen, ziekenhuizen en apotheken, kunnen deze gegevens bekijken en indien nodig wijzigingen en updates aanbrengen in de medicijninformatie, zoals hier te zien is.

De REST-servercomponist helpt bij de communicatie tussen de clienttoepassing en het blockchain-netwerk. Alle verzoeken om transacties te valideren, worden via de server verzonden en vervolgens opgeslagen in het blockchain-netwerk. (Dit proces wordt hier gedemonstreerd.)

Wat betreft het systeem voor medicijnaanbeveling, werden vier aandoeningen getest:acne, hoge bloeddruk, angst en alcoholafhankelijkheid. Met behulp van de client-applicatie werkte het systeem om klanten nauwkeurig het beste medicijn voor te stellen op een veilige en transparante manier. Patiënten kunnen ook de bron van het medicijn volgen om te bepalen of het echt of nep is.

Al met al biedt het systeem vier belangrijke voordelen bij de bestrijding van drugsvervalsing. Ten eerste kan het DSCMR-systeem met succes het best beoordeelde en beste medicijn aanbevelen aan de klanten van het systeem. Ten tweede kunnen patiënten rechtstreeks toegang krijgen tot het systeem via een clienttoepassing, en farmaceutische klanten zoals artsen hebben toegang tot het systeem met hun inloggegevens. Ten derde kan het DSCMR-systeem klanten een veilige en transparante ervaring bieden.

Ten slotte kunnen patiënten via het DSCMR-systeem de bron van hun medicijn controleren door een streepjescode te scannen, waaraan het systeem de volledige bron van het medicijn zal verstrekken.

Of het nu artsen, apothekers, ziekenhuizen of fabrikanten zijn, iedereen die bij de keten betrokken is, kan het betreffende medicijn in de hele toeleveringsketen volgen. Dit helpt voorkomen dat iemand nepmedicijnen in de keten betreedt, waardoor hopelijk het probleem van namaakgeneesmiddelen wordt verminderd.

Daniel Browning is coördinator bedrijfsontwikkeling bij Do Supply Inc.