Usando Blockchain para Combater Medicamentos Falsificados: Garantindo Segurança e Rastreabilidade

Empresas farmacêuticas lutam há anos para rastrear seus produtos ao longo de suas cadeias de suprimentos, tornando possível que falsificadores introduzam medicamentos falsos no mercado.

Para combater esse problema, um novo sistema para rastrear e monitorar medicamentos é necessário. Pesquisadores acreditam que o blockchain pode fornecer a base tecnológica para tal sistema, pois pode rastrear medicamentos com sucesso e ajudar a prevenir a circulação de falsificados.

Antes de mergulhar em como o blockchain poderia se tornar uma solução, devemos examinar a fonte do problema.

Medicamentos Falsificados

Medicamentos falsificados são definidos pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como "medicamentos fabricados fraudulentamente, rotulados incorretamente, com baixa qualidade, ocultando detalhes da fonte ou identidade e que não seguem o padrão definido".

Embora esses medicamentos possam conter alguns ingredientes genuínos, eles também podem conter ingredientes tóxicos no nível de produção. Se consumidos, esses medicamentos podem causar sérios problemas de saúde.

Às vezes, os fabricantes de medicamentos falsificados usam os logotipos de empresas respeitáveis para permitir que seu produto entre no mercado. Embora este seja um problema mundial, países em desenvolvimento são desproporcionalmente afetados por esta questão.

Medicamentos falsificados são distribuídos por uma rede muito complexa, tornando-os difíceis de detectar e remover. Para impedir que medicamentos falsificados sejam distribuídos, um sistema é necessário que possa rastrear e monitorar a entrega de medicamentos em todas as etapas. O blockchain é a mais recente inovação que pode lidar com a cadeia de suprimentos complexa e rastrear o produto em todas as etapas.

Aplicações do Blockchain

O blockchain foi projetado para armazenar o log de transações do Bitcoin. Ele fornece um software de ledger rico para armazenar registros de dados, que são logs de transações organizados em vários blocos. Um sistema blockchain coleta dados relacionados ao tempo, data, preço e participantes envolvidos em cada transação.

Quando um bloco de informação muda, todas as peças são atualizadas de acordo, fornecendo informações atualizadas para cada transação.

Quando aplicado à cadeia de suprimentos farmacêutica, o blockchain oferece um ledger eletrônico onde todos na rede podem ver e validar informações de transação.

Para criar um sistema seguro de gestão da cadeia de suprimentos de medicamentos, o uso de blockchain com Hyperledger Fabric foi proposto. Este software de ledger é capaz de monitorar e rastrear todas as partes do processo de entrega de medicamentos. O Hyperledger Fabric pode configurar múltiplos bancos de dados de estado mundial para manter o conjunto de valores atuais e, quando aplicado ao mundo farmacêutico, permite que medicamentos sejam rastreados com precisão, independentemente de onde estejam no mundo.

O Sistema DSCMR

Pesquisadores propuseram um sistema de gestão e recomendação da cadeia de suprimentos de medicamentos baseado em blockchain e aprendizado de máquina (DSCMR) para combater medicamentos falsificados. Primeiro, devemos distinguir entre os dois componentes complementares deste sistema — o sistema de gestão de suprimentos de medicamentos e o sistema de recomendação.

No sistema de gestão de medicamentos, os usuários podem rastrear o medicamento em cada etapa, fazer pedidos, atualizar pedidos e muito mais.

O sistema de recomendação funciona para recomendar o melhor medicamento aos clientes de empresas farmacêuticas através do uso dos módulos de aprendizado de máquina baseados em N-gram e LightGBM.

O Sistema de Gestão de Medicamentos

Com o sistema de gestão da cadeia de suprimentos de medicamentos, os usuários podem realizar várias transações, como verificar informações de medicamentos, rastrear e monitorar pedidos, atualizar registros, etc.

Os usuários do sistema podem incluir pacientes, médicos, fabricantes, distribuidores, farmácias, hospitais e muito mais. Dados relacionados aos vários usuários são armazenados dentro do sistema blockchain.

Cada usuário recebe uma aplicação web onde pode realizar suas transações e se comunicar com a rede blockchain, e cada usuário pode rastrear o status da entrega de medicamentos. Além disso, todos os usuários devem receber permissão para verificar os detalhes completos dos medicamentos. Eles usarão a aplicação cliente para fazer login e realizar suas respectivas transações. Isso funciona para aumentar os níveis de segurança ao longo da cadeia de suprimentos farmacêutica.

Para enviar uma proposta de transação, os usuários devem enviar uma solicitação usando suas credenciais. A solicitação, se válida, é enviada para nós pares no sistema para ser revisada e aprovada. Esses nós pares trabalham para examinar a proposta e dar aprovação se for válida e atender aos critérios do contrato inteligente. Eles também trabalham para validar os resultados das transações e registrá-los no ledger. Uma vez que isso tenha sido concluído, o ledger atualiza todos os dados para que todos possam ver.

O procedimento proposto pode ser visto aqui.

O Sistema de Recomendação de Medicamentos

O sistema de recomendação de medicamentos, que foi criado com técnicas de processamento de linguagem natural e aprendizado de máquina, funciona para recomendar o melhor medicamento aos clientes de empresas farmacêuticas através do uso dos módulos de aprendizado de máquina baseados em N-gram e LightGBM.

Um conjunto de dados público de avaliações de medicamentos baseado nas avaliações de usuários de medicamentos foi usado para treinar os modelos deste sistema e prever os melhores e mais eficazes medicamentos na indústria farmacêutica. Os dados de avaliação incluem informações sobre quaisquer efeitos colaterais, benefícios e comentários de clientes recebidos na aplicação cliente mencionada anteriormente.

O sistema de recomendação também é capaz de se treinar através do modelo N-gram, reconhecendo novas avaliações e atualizando os resultados de recomendação de acordo. Isso é mostrado nesta figura.

O uso de contratos inteligentes também é implementado para limitar o número de indivíduos envolvidos em uma determinada transação. Um contrato inteligente visa fornecer às partes envolvidas uma maneira de trocar informações, propriedade ou até mesmo dinheiro sem o uso de um agente ou corretor terceirizado. Geralmente, são linhas de código de computador que impõem o acordo feito sem usar um intermediário. Na rede proposta, Java e Node.JS foram usados para escrever contratos inteligentes. Esses contratos inteligentes são armazenados no ledger distribuído da rede blockchain, onde são protegidos contra adulteração ou possível exclusão.

Resultados Experimentais

Várias conclusões surgiram do teste do sistema proposto de recomendação e gestão de medicamentos baseados em aprendizado de máquina (DSCMR).

No sistema de gestão de medicamentos, a aplicação cliente mencionada anteriormente pode se comunicar com o sistema blockchain efetivamente. Uma vez que a identidade de cada usuário é validada pelos nós pares, eles podem iniciar transações. Como mostrado nesta figura, fabricantes podem adicionar, atualizar ou excluir detalhes de medicamentos na rede blockchain. Outros participantes como médicos, hospitais e farmácias podem visualizar esses registros e fazer alterações e atualizações conforme necessário nas informações do medicamento, como visto aqui.

O servidor composer REST auxilia na comunicação entre a aplicação cliente e a rede blockchain. Quaisquer solicitações para validar transações são enviadas através do servidor, então armazenadas na rede blockchain. (Este processo é demonstrado aqui.)

Quanto ao sistema de recomendação de medicamentos, quatro condições foram testadas: acne, pressão alta, ansiedade e dependência de álcool. Usando a aplicação cliente, o sistema funcionou para sugerir com precisão o melhor medicamento aos clientes de forma segura e transparente. Pacientes também podiam rastrear a fonte do medicamento para determinar se é real ou falso.

No geral, o sistema oferece quatro vantagens principais no combate à falsificação de medicamentos. Primeiro, o sistema DSCMR pode recomendar com sucesso os medicamentos mais bem avaliados e melhores aos clientes do sistema. Segundo, permite que pacientes acessem o sistema diretamente através de uma aplicação cliente, e clientes farmacêuticos como médicos podem acessar o sistema usando suas credenciais. Terceiro, o sistema DSCMR pode fornecer aos clientes uma experiência segura e transparente.

Finalmente, através do sistema DSCMR, os pacientes podem verificar a fonte de seu medicamento escaneando um código de barras, ao qual o sistema fornecerá toda a fonte do medicamento.

Sejam médicos, farmacêuticos, hospitais ou fabricantes, todos os envolvidos na cadeia poderão rastrear o medicamento relevante ao longo da cadeia de suprimentos. Isso ajuda a impedir que alguém insira medicamentos falsos na cadeia, esperançosamente reduzindo o problema de medicamentos falsificados.

Daniel Browning é coordenador de desenvolvimento de negócios na Do Supply Inc.