Utiliser la Blockchain pour Lutter Contre les Médicaments Contrefaits : Sécurité et Traçabilité

Les entreprises pharmaceutiques luttent depuis des années pour suivre leurs produits à travers leurs chaînes d'approvisionnement, rendant possible pour les contrefacteurs d'introduire de faux médicaments sur le marché.

Pour contrer ce problème, un nouveau système pour tracer et suivre les médicaments est nécessaire. Les chercheurs pensent que la blockchain peut fournir la fondation technologique pour un tel système car elle peut suivre les médicaments avec succès et aider à prévenir la circulation de faux.

Avant de plonger dans comment la blockchain pourrait devenir une solution, nous devons examiner la source du problème.

Médicaments Contrefaits

Les médicaments contrefaits sont définis par l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) comme « des médicaments qui sont fabriqués frauduleusement, mal étiquetés, de basse qualité, cachant les détails de source ou l'identité et ne suivent pas les standards définis ».

Bien que ces médicaments puissent contenir certains ingrédients authentiques, ils peuvent aussi contenir des ingrédients toxiques au niveau de la production. S'ils sont consommés, ces médicaments peuvent causer de sérieux problèmes de santé.

Parfois, les fabricants de médicaments contrefaits utilisent les logos d'entreprises réputées pour permettre à leur produit d'entrer sur le marché. Bien que ce soit un problème mondial, les pays en développement sont disproportionnellement affectés par ce problème.

Les médicaments contrefaits sont distribués à travers un réseau très complexe, les rendant difficiles à détecter et à éliminer. Pour prévenir la distribution de médicaments contrefaits, un système est nécessaire qui peut tracer et suivre la livraison de médicaments à chaque étape. La blockchain est la dernière innovation qui peut gérer la chaîne d'approvisionnement complexe et suivre le produit à chaque étape.

Applications de la Blockchain

La blockchain a été conçue pour stocker le journal des transactions pour Bitcoin. Elle fournit un logiciel de registre riche pour stocker des enregistrements de données, qui sont des journaux de transactions arrangés en plusieurs blocs. Un système blockchain collecte des données liées au temps, date, prix, et participants impliqués dans chaque transaction.

Quand un bloc d'information change, toutes les pièces se mettent à jour en conséquence, donnant des informations à jour pour chaque transaction.

Appliquée à la chaîne d'approvisionnement pharmaceutique, la blockchain offre un registre électronique où tous dans le réseau peuvent voir et valider l'information de transaction.

Pour créer un système sécurisé de gestion de la chaîne d'approvisionnement des médicaments, l'utilisation de la blockchain avec Hyperledger fabric a été proposée. Ce logiciel de registre est capable de surveiller et suivre toutes les parties du processus de livraison des médicaments. Le Hyperledger fabric peut configurer plusieurs bases de données d'état mondial pour maintenir l'ensemble des valeurs actuelles, et, appliqué au monde pharmaceutique, il permet aux médicaments d'être tracés avec précision peu importe où ils sont dans le monde.

Le Système DSCMR

Les chercheurs ont proposé un système de gestion et de recommandation de la chaîne d'approvisionnement des médicaments basé sur la blockchain et l'apprentissage automatique (DSCMR) pour lutter contre les médicaments contrefaits. D'abord, nous devons distinguer entre les deux composants complémentaires de ce système — le système de gestion de l'approvisionnement en médicaments et le système de recommandation.

Dans le système de gestion des médicaments, les utilisateurs peuvent suivre le médicament à chaque étape, faire des commandes, mettre à jour des commandes, et plus.

Le système de recommandation fonctionne pour recommander le meilleur médicament aux clients des entreprises pharmaceutiques à travers l'utilisation des modules d'apprentissage automatique basés sur N-gram et LightGBM.

Le Système de Gestion des Médicaments

Avec le système de gestion de la chaîne d'approvisionnement des médicaments, les utilisateurs peuvent effectuer diverses transactions telles que vérifier les informations du médicament, suivre et tracer les commandes, mettre à jour les enregistrements, etc.

Les utilisateurs du système peuvent inclure patients, médecins, fabricants, distributeurs, pharmacies, hôpitaux, et plus. Les données liées aux divers utilisateurs sont stockées dans le système blockchain.

Chaque utilisateur est fourni avec une application web où ils peuvent effectuer leur transaction et communiquer avec le réseau blockchain, et chaque utilisateur peut suivre le statut de la livraison du médicament. De plus, tous les utilisateurs doivent recevoir la permission de vérifier les détails complets des médicaments. Ils utiliseront l'application client pour se connecter et effectuer leurs transactions respectives. Cela fonctionne pour augmenter les niveaux de sécurité le long de la chaîne d'approvisionnement pharmaceutique.

Pour soumettre une proposition de transaction, les utilisateurs doivent soumettre une requête en utilisant leurs identifiants. La requête, si valide, est envoyée aux nœuds pairs dans le système pour être examinée et approuvée. Ces nœuds pairs travaillent à examiner la proposition et donner l'approbation si elle est valide et remplit les critères du smart contract. Ils travaillent aussi à valider les résultats des transactions et les enregistrer dans le registre. Une fois ceci complété, le registre met à jour toutes les données pour que tous puissent voir.

La procédure proposée peut être vue ici.

Le Système de Recommandation des Médicaments

Le système de recommandation des médicaments, qui a été créé avec à la fois le traitement du langage naturel et des techniques d'apprentissage automatique, fonctionne pour recommander le meilleur médicament aux clients des entreprises pharmaceutiques à travers l'utilisation des modules d'apprentissage automatique basés sur N-gram et LightGBM.

Un ensemble de données public d'avis de médicaments basé sur les avis des utilisateurs de médicaments a été utilisé pour entraîner les modèles de ce système et prédire les meilleurs et plus efficaces médicaments dans l'industrie pharmaceutique. Les données d'avis incluent des informations sur les effets secondaires, bénéfices, et commentaires des clients reçus dans l'application client mentionnée plus tôt.

Le système de recommandation est aussi capable de s'entraîner lui-même à travers le modèle N-gram en reconnaissant de nouveaux avis et en mettant à jour les résultats de recommandation en conséquence. Ceci est montré dans cette figure.

L'utilisation de smart contracts est aussi implémentée pour limiter le nombre d'individus impliqués dans une certaine transaction. Un smart contract vise à fournir aux parties impliquées un moyen d'échanger information, propriété, ou même argent sans l'utilisation d'un agent tiers ou courtier. Ce sont typiquement des lignes de code informatique qui font respecter l'accord fait sans utiliser d'intermédiaire. Dans le réseau proposé, Java et Node.JS ont été utilisés pour écrire les smart contracts. Ces smart contracts sont stockés dans le registre distribué du réseau blockchain, où ils sont protégés contre la falsification ou la suppression possible.

Résultats Expérimentaux

Plusieurs conclusions ont émergé du test du système proposé de recommandation et gestion de médicaments basé sur l'apprentissage automatique (DSCMR).

Dans le système de gestion des médicaments, l'application client mentionnée plus tôt peut communiquer avec le système blockchain efficacement. Une fois l'identité de chaque utilisateur validée par les nœuds pairs, ils sont capables de commencer les transactions. Comme montré dans cette figure, les fabricants peuvent ajouter, mettre à jour, ou supprimer les détails des médicaments dans le réseau blockchain. D'autres participants comme les médecins, hôpitaux, et pharmacies peuvent voir ces enregistrements et faire des changements et mises à jour selon les besoins aux informations des médicaments, comme vu ici.

Le serveur REST composer aide dans la communication entre l'application client et le réseau blockchain. Toute requête pour valider les transactions est envoyée à travers le serveur, puis stockée dans le réseau blockchain. (Ce processus est démontré ici.)

Quant au système de recommandation des médicaments, quatre conditions ont été testées : acné, haute pression artérielle, anxiété et dépendance à l'alcool. En utilisant l'application client, le système a travaillé pour suggérer avec précision le meilleur médicament aux clients d'une manière sécurisée et transparente. Les patients pouvaient aussi tracer la source du médicament pour déterminer s'il est vrai ou faux.

Globalement, le système offre quatre avantages principaux dans la lutte contre la contrefaçon de médicaments. Premièrement, le système DSCMR peut recommander avec succès les médicaments les mieux notés et les meilleurs aux clients du système. Deuxièmement, il permet aux patients d'accéder au système directement à travers une application client, et aux clients pharmaceutiques comme les médecins d'accéder au système en utilisant leurs identifiants. Troisièmement, le système DSCMR peut fournir aux clients une expérience sécurisée et transparente.

Finalement, à travers le système DSCMR, les patients sont capables de vérifier la source de leur médicament en scannant un code-barres, auquel le système fournira la source entière du médicament.

Que ce soit médecins, pharmaciens, hôpitaux, ou fabricants, tous ceux impliqués dans la chaîne seront capables de suivre le médicament pertinent le long de la chaîne d'approvisionnement. Cela aide à prévenir quiconque d'entrer de faux médicaments dans la chaîne, réduisant espérons-le le problème des médicaments contrefaits.

Daniel Browning est coordinateur du développement commercial chez Do Supply Inc.