Uso de Blockchain para Combatir Medicamentos Falsificados: Garantizando Seguridad y Trazabilidad

Las empresas farmacéuticas han luchado durante años para rastrear sus productos a lo largo de sus cadenas de suministro, lo que hace posible que los falsificadores introduzcan medicamentos falsos en el mercado.

Para contrarrestar este problema, se necesita un nuevo sistema para rastrear y seguir medicamentos. Los investigadores piensan que blockchain puede proporcionar la base tecnológica para tal sistema porque puede rastrear exitosamente medicamentos y ayudar a prevenir la circulación de falsificados.

Antes de sumergirnos en cómo blockchain podría convertirse en una solución, debemos examinar la fuente del problema.

Medicamentos Falsificados

Los medicamentos falsificados son definidos por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como «medicamentos que son fabricados fraudulentamente, mal etiquetados, de baja calidad, ocultando el detalle de la fuente o identidad y no siguen el estándar definido».

Aunque estos medicamentos pueden contener algunos ingredientes genuinos, también pueden contener ingredientes tóxicos a nivel de producción. Si se consumen, estos medicamentos pueden causar problemas de salud graves.

A veces, los fabricantes de medicamentos falsificados usan los logotipos de empresas reputadas para permitir que su producto entre en el mercado. Aunque este es un problema mundial, los países en desarrollo son afectados desproporcionadamente por este problema.

Los medicamentos falsificados se distribuyen a través de una red muy compleja, haciéndolos difíciles de detectar y eliminar. Para prevenir la distribución de medicamentos falsificados, se necesita un sistema que pueda rastrear y seguir la entrega de medicamentos en cada etapa. Blockchain es la última innovación que puede manejar la cadena de suministro compleja y rastrear el producto en cada etapa.

Aplicaciones de Blockchain

Blockchain fue diseñado para almacenar el registro de transacciones de Bitcoin. Proporciona un software de libro mayor rico para almacenar registros de datos, que son registros de transacciones organizados en varios bloques. Un sistema blockchain recopila datos relacionados con la hora, fecha, precio y participantes involucrados en cada transacción.

Cuando un bloque de información cambia, todas las piezas se actualizan en consecuencia, dando información actualizada para cada transacción.

Cuando se aplica a la cadena de suministro farmacéutica, blockchain ofrece un libro mayor electrónico donde todos en la red pueden ver y validar la información de transacciones.

Para crear un sistema seguro de gestión de la cadena de suministro de medicamentos, se propuso el uso de blockchain con Hyperledger Fabric. Este software de libro mayor es capaz de monitorear y rastrear todas las partes del proceso de entrega de medicamentos. Hyperledger Fabric puede configurar múltiples bases de datos de estado mundial para mantener el conjunto de valores actuales, y, cuando se aplica al mundo farmacéutico, permite que los medicamentos sean rastreados con precisión sin importar dónde estén en el mundo.

El Sistema DSCMR

Los investigadores han propuesto un sistema de gestión y recomendación de la cadena de suministro de medicamentos basado en blockchain y machine learning (DSCMR) para combatir medicamentos falsificados. Primero, debemos distinguir entre los dos componentes complementarios de este sistema —el sistema de gestión de suministro de medicamentos y el sistema de recomendación.

En el sistema de gestión de medicamentos, los usuarios pueden rastrear el medicamento en cada paso, hacer pedidos, actualizar pedidos, y más.

El sistema de recomendación funciona para recomendar el mejor medicamento a clientes de empresas farmacéuticas a través del uso de módulos de machine learning basados en N-gram y LightGBM.

El Sistema de Gestión de Medicamentos

Con el sistema de gestión de la cadena de suministro de medicamentos, los usuarios pueden realizar varias transacciones como verificar información del medicamento, rastrear y seguir pedidos, actualizar registros, etc.

Los usuarios del sistema pueden incluir pacientes, médicos, fabricantes, distribuidores, farmacias, hospitales y más. Los datos relacionados con los diversos usuarios se almacenan dentro del sistema blockchain.

Cada usuario recibe una aplicación web donde pueden realizar su transacción y comunicarse con la red blockchain, y cada usuario puede rastrear el estado de la entrega del medicamento. Además, todos los usuarios deben recibir permiso para verificar los detalles completos de los medicamentos. Usarán la aplicación cliente para iniciar sesión y realizar sus respectivas transacciones. Esto trabaja para aumentar los niveles de seguridad a lo largo de la cadena de suministro farmacéutica.

Para enviar una propuesta de transacción, los usuarios deben enviar una solicitud usando su credencial. La solicitud, si es válida, se envía a nodos pares en el sistema para ser revisada y aprobada. Estos nodos pares trabajan para examinar la propuesta y dar aprobación si es válida y cumple los criterios del contrato inteligente. También trabajan para validar los resultados de las transacciones y registrarlos en el libro mayor. Una vez completado esto, el libro mayor actualiza todos los datos para que todos los vean.

El procedimiento propuesto puede verse aquí.

El Sistema de Recomendación de Medicamentos

El sistema de recomendación de medicamentos, que fue creado con técnicas de procesamiento de lenguaje natural y machine learning, funciona para recomendar el mejor medicamento a clientes de empresas farmacéuticas a través del uso de módulos de machine learning basados en N-gram y LightGBM.

Un conjunto de datos público de reseñas de medicamentos basado en las reseñas de usuarios de medicamentos fue usado para entrenar los modelos de este sistema y predecir los mejores y más efectivos medicamentos en la industria farmacéutica. Los datos de reseña incluyen información sobre efectos secundarios, beneficios y comentarios de clientes recibidos en la aplicación cliente mencionada anteriormente.

El sistema de recomendación también es capaz de autoentrenarse a través del modelo N-gram al reconocer nuevas reseñas y actualizar los resultados de recomendación en consecuencia. Esto se muestra en esta figura.

El uso de contratos inteligentes también se implementa para limitar el número de individuos involucrados en una transacción cierta. Un contrato inteligente apunta a proporcionar a las partes involucradas una forma de intercambiar información, propiedad, o incluso dinero sin el uso de un agente o corredor tercero. Típicamente son líneas de código de computadora que hacen cumplir el acuerdo hecho sin usar un intermediario. En la red propuesta, Java y Node.JS se usaron para escribir contratos inteligentes. Estos contratos inteligentes se almacenan en el libro mayor distribuido de la red blockchain, donde están protegidos contra manipulación o posible eliminación.

Resultados Experimentales

Varias conclusiones surgieron al probar el sistema propuesto de recomendación y gestión de medicamentos basado en machine learning (DSCMR).

En el sistema de gestión de medicamentos, la aplicación cliente mencionada anteriormente puede comunicarse con el sistema blockchain efectivamente. Una vez que la identidad de cada usuario es validada por los nodos pares, pueden iniciar transacciones. Como se muestra en esta figura, los fabricantes pueden agregar, actualizar o eliminar detalles de medicamentos en la red blockchain. Otros participantes como médicos, hospitales y farmacias pueden ver estos registros y hacer cambios y actualizaciones según sea necesario a la información del medicamento, como se ve aquí.

El servidor REST composer ayuda en la comunicación entre la aplicación cliente y la red blockchain. Cualquier solicitud para validar transacciones se envía a través del servidor, luego se almacena en la red blockchain. (Este proceso se demuestra aquí.)

En cuanto al sistema de recomendación de medicamentos, se probaron cuatro condiciones: acné, presión arterial alta, ansiedad y dependencia al alcohol. Usando la aplicación cliente, el sistema funcionó para sugerir con precisión el mejor medicamento a los clientes de una manera segura y transparente. Los pacientes también pudieron rastrear la fuente del medicamento para determinar si es real o falso.

En general, el sistema ofrece cuatro ventajas principales en la lucha contra la falsificación de medicamentos. Primero, el sistema DSCMR puede recomendar exitosamente el medicamento mejor calificado y mejor a los clientes del sistema. Segundo, permite a los pacientes acceder al sistema directamente a través de una aplicación cliente, y a clientes farmacéuticos como médicos acceder al sistema usando sus credenciales. Tercero, el sistema DSCMR puede proporcionar a los clientes una experiencia segura y transparente.

Finalmente, a través del sistema DSCMR, los pacientes pueden verificar la fuente de su medicamento escaneando un código de barras, al cual el sistema proporcionará la fuente completa del medicamento.

Ya sean médicos, farmacéuticos, hospitales o fabricantes, todos los involucrados en la cadena podrán rastrear el medicamento relevante a lo largo de la cadena de suministro. Esto ayuda a prevenir que alguien introduzca medicamentos falsos en la cadena, con suerte reduciendo el problema de medicamentos falsificados.

Daniel Browning es coordinador de desarrollo de negocio en Do Supply Inc.