Aplicación de Blockchain y Machine Learning a las cadenas de suministro de fármacos

Durante muchos años, las empresas farmacéuticas han tenido problemas para rastrear los productos a lo largo de la cadena de suministro. Este inconveniente ha facilitado que los falsificadores introduzcan medicamentos falsificados en el mercado.

Para contrarrestar el problema, se necesita un nuevo sistema de seguimiento y rastreo de medicamentos. Los investigadores creen que blockchain puede proporcionar la base tecnológica para dicho sistema, porque puede rastrear medicamentos legítimos y ayudar a prevenir la circulación de medicamentos falsos.

La Organización Mundial de la Salud define los medicamentos falsificados como aquellos que "se fabrican de manera fraudulenta, están mal etiquetados, [son] de baja calidad, ocultan el detalle o la identidad de la fuente y [no siguen] el estándar definido".

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

A veces, los fabricantes de medicamentos falsificados utilizan los logotipos de empresas de renombre para introducir sus productos en el mercado. Aunque es un problema mundial, esta práctica afecta de manera desproporcionada a los países en desarrollo.

Los medicamentos falsificados se distribuyen a través de una red muy compleja, lo que dificulta su detección y eliminación. Para evitar su distribución, se necesita un sistema que pueda rastrear y rastrear la administración de medicamentos en cada etapa. Blockchain es la última innovación que promete lograr este objetivo.

Blockchain se creó originalmente para servir como registro de transacciones para Bitcoin. Proporciona un libro mayor distribuido para el almacenamiento de registros de datos, que se organizan en varios "bloques". Los datos recopilados incluyen la hora, la fecha, el precio y los participantes involucrados en cada transacción. Cuando cambia un bloque, todas las piezas se actualizan en consecuencia, lo que garantiza información actualizada para cada transacción.

Cuando se aplica a la cadena de suministro farmacéutica, blockchain ofrece un libro de contabilidad electrónico mediante el cual todos en la red pueden ver y validar la información.

Para crear un sistema seguro de gestión de la cadena de suministro de medicamentos, los diseñadores propusieron el uso de blockchain con tejido Hyperledger. Este software es capaz de monitorear y rastrear todas las partes del proceso de administración de medicamentos. Puede configurar múltiples bases de datos de estados mundiales para mantener un conjunto de valores actuales. Cuando se aplica al mundo farmacéutico, permite rastrear con precisión los medicamentos independientemente de dónde se encuentren en el mundo.

Para combatir los medicamentos falsificados, los investigadores han propuesto un sistema de recomendación y gestión de la cadena de suministro de medicamentos (DSCMR) basado en blockchain y aprendizaje automático. Es importante distinguir entre estos dos componentes complementarios:en el sistema de administración de medicamentos, los usuarios pueden rastrear el medicamento en cada paso, hacer pedidos, actualizar pedidos y más, mientras que el sistema de recomendación identifica el mejor medicamento para los clientes farmacéuticos mediante el uso de Módulos basados ​​en aprendizaje automático N-gram y LightGBM.

Con el sistema de gestión de la cadena de suministro de medicamentos, los usuarios pueden realizar transacciones como verificar la información de los medicamentos, rastrear y rastrear pedidos y actualizar registros. Los usuarios pueden incluir pacientes, médicos, fabricantes, distribuidores, farmacias y hospitales. Los datos relacionados con varios usuarios se almacenan dentro de la cadena de bloques, que se muestra en esta imagen.

A cada usuario se le proporciona una aplicación web mediante la cual puede realizar transacciones y comunicarse con la red blockchain, así como rastrear el estado de la entrega. Para garantizar la seguridad en toda la cadena de suministro farmacéutica, todos los usuarios deben recibir permiso para verificar los detalles completos de los medicamentos. Usan la aplicación cliente para iniciar sesión y realizar sus respectivas transacciones.

Para enviar una propuesta de transacción, los usuarios deben realizar una solicitud con sus credenciales. Si se considera válida, la solicitud se envía a los nodos pares del sistema para que la revisen y aprueben. Estos nodos examinan la propuesta y otorgan la aprobación si cumple con los criterios del contrato inteligente. También validan los resultados de las transacciones y los registran en el libro mayor. Una vez que se ha completado esta acción, el libro mayor actualiza todos los datos para que todos los vean. El procedimiento propuesto se puede ver aquí.

Para el sistema de recomendación de medicamentos, se creó un conjunto de datos de revisión pública basado en revisiones de usuarios de drogas para capacitar al sistema y predecir los medicamentos más efectivos disponibles en la industria. Los datos de revisión incluyen información sobre los efectos secundarios, los beneficios y los comentarios de los clientes recibidos en la aplicación cliente mencionada anteriormente.

El sistema de recomendaciones también puede capacitarse a sí mismo a través del modelo N-gram, reconociendo nuevas revisiones y actualizando los resultados en consecuencia. Esto se muestra en esta figura.

El uso de contratos inteligentes limita la cantidad de personas involucradas en una transacción determinada. Un contrato inteligente proporciona a las partes un medio para intercambiar información, propiedad o incluso dinero sin el uso de un agente o corredor externo. Por lo general, consta de líneas de código de computadora que hacen cumplir el acuerdo.

En la red propuesta, se utilizaron Java y Node.JS para escribir contratos inteligentes. Se almacenan en el libro mayor distribuido de la cadena de bloques, donde están protegidos contra alteraciones o posibles eliminaciones.

Surgieron varias conclusiones al probar el sistema DSCMR basado en aprendizaje automático propuesto. En el sistema de administración de medicamentos, la aplicación cliente mencionada anteriormente puede comunicarse con la cadena de bloques de manera efectiva. Una vez que los nodos pares validan la identidad de un usuario, pueden iniciar transacciones. Como se muestra en esta figura, los fabricantes pueden agregar, actualizar o eliminar detalles de medicamentos en la cadena de bloques. Otros participantes, como médicos, hospitales y farmacias, pueden ver estos registros y realizar cambios y actualizaciones en la información del medicamento según sea necesario, como se ve aquí.

El redactor del servidor REST ayuda en la comunicación entre la aplicación cliente y blockchain. Cualquier solicitud para validar transacciones se envía a través del servidor y luego se almacena en la cadena de bloques. Este proceso se demuestra aquí.

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

El sistema DSCMR ofrece cuatro ventajas principales en la lucha contra la falsificación de medicamentos:

• Puede recomendar a los clientes el mejor y mejor medicamento.
• Permite a los pacientes acceder al sistema directamente a través de una aplicación de cliente y a los clientes farmacéuticos, como los médicos, mediante el uso de sus credenciales.
• Puede proporcionar a los clientes una experiencia segura y transparente.
• Los pacientes pueden verificar la fuente completa de su medicamento escaneando un código de barras.

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 la entrada de medicamentos falsificados en la cadena y reduce el problema de los medicamentos falsificados.

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