藥品安全碼平臺及其在藥品安全追溯中的應用

施咨含，陳鵬安，陳雪帆

(1.浙江工業大學長三角綠色制藥協同創新中心，杭州 310014；2.浙江工業大學長三角綠色制藥協同創新中心藥物分析研究所，杭州 310014)

隨著科技的進步以及經濟全球化，人們對于藥品安全問題的關注度不斷提高。近年來，重大藥品安全問題層出不窮，嚴重危害了人民群眾的健康以及社會安定，加強藥品生產的監管和問題溯源十分重要。目前已有的藥品追溯系統，如阿里健康的“碼上放心”追溯平臺以及藥品電子監管碼等，用到的條形碼是針對藥品在生產及流通過程中的狀態監管，主要監管藥品從生產出廠、流通、運輸、儲存直至配送到醫療機構的一般過程，無法對藥品生產期間的具體過程進行追溯。本文介紹一種將二維碼技術和物聯網技術聯合應用于藥品追溯的平臺，即藥品安全碼(medicine security code，MSC)平臺，該平臺基于二維碼技術側重于對藥品的整個生產流程的監控管理。

1 藥品安全碼平臺的建立

1.1 藥品安全碼的特點 藥品安全碼是帶有顏色信息的二維碼，有紅色、綠色和黃色三種顏色。藥品安全碼有三大基本功能：有效儲存藥品的基本信息、追溯藥品生產環節、用顏色示意藥品生產流程的安全性[1]。其最大的特點是“一步一碼”，即藥物生產中的每一個重要流程都會生成一個安全碼，可以實時監控藥品生產的各個環節。藥品安全碼分成三級：第一級是藥品整體生產流程的二維碼；第二級是人員、設備、物料、方法、環境、測量，在系統中即為人員培訓、工藝管理、物料管理、方法法則、環境管理、藥品檢測6個模塊的6個安全碼；第三級是6個模塊下的具體步驟的安全碼。此三級為包含關系，通過綠、黃、紅三色的安全碼能夠使企業與監管機構簡潔直觀地了解藥品生產環節、輔助設施、人員等的運行情況，便于及時解決不符合法規要求的問題。

1.2 藥品安全碼平臺技術路線圖 圖1為藥品安全碼平臺的技術路線圖。首先確定研究目標，調查相關軟件市場現狀及其優缺點，進一步了解市場需求，從而更好地開發設計藥品安全碼平臺。在設計開發階段，使用 ASP.NET創建動態Web頁面，ExtJs框架提供開發頁面組件，JavaScript實現用戶和平臺之間的交互操作。平臺需要實時數據傳輸和分析，因此平臺的網絡部署主要考慮與云平臺的網絡連接狀況，確保實時與云平臺之間進行數據傳送。藥品安全碼平臺將針對中國醫藥生產企業，個性化地提供從物料到成品的生產全流程信息化及可追溯服務，并在實施過程中持續改善，不斷優化整合系統各版塊的數據存儲和處理情況，加強數據分析能力，提高平臺的安全性、穩定性和兼容性。

圖1 藥品安全碼平臺技術路線圖

1.3 藥品安全碼平臺的整體流程設計 藥品安全碼平臺將藥品生產監管與數據采集等技術結合在一起，平臺會隨著藥品生產過程中的具體流程而不斷記錄生產數據并實時更新數據信息，這些信息會按照人員、設備、物料、方法、環境、測量等6個模塊進行分類，模塊的安全碼信息將會被統一到該藥品最終的安全碼中，即掃描這個最終安全碼可以讀取到該藥品生產過程中所有模塊的具體信息。與此同時，在系統后臺對影響藥品安全的各個因素都設置有一個合格參數，這些參數根據已有的標準和規定進行設定，然后將輸入的實際變量(即生產過程中錄入的數據)與設定的參數進行實時比較，若該流程符合要求，則該流程的安全碼被賦予綠色；若流程有所偏差，但不一定影響藥品最終質量，需要進行持續監控，則該流程安全碼被賦予黃色；若流程出現偏差，且影響了藥品質量，則該流程安全碼被賦予紅色。將流程信息以帶有不同顏色的安全碼進行展示，便于藥企直觀且及時發現藥品生產過程中的問題，并進行故障溯源和修改整頓；也能提高藥品質量監管水平，進一步提高藥品企業生產的自動化、信息化、可控化水平。

1.4 基于藥品安全碼平臺的藥品生產過程 本平臺從人員、設備、物料、方法、環境、測量6個維度對藥品生產過程進行監測和管理[2]，其追溯流程見圖2。

圖2 藥品安全碼平臺追溯流程示意圖

1.4.1 人員模塊 人員培訓是藥物生產安全的一個重要環節。本系統將記錄每一位參與藥品生產人員的培訓信息，將培訓考核成績與后臺所設置的合格標準進行比較，根據不同結果生成不同顏色的安全碼。安全碼還會隨著該人員崗位變動等自動調整。

1.4.2 儀器設備模塊 記錄設備合同、檢定證書、定期維修保養記錄與儀器設備生產運行時的各項參數，作為檢驗標準生成不同顏色的安全碼。

1.4.3 物料模塊 適用于藥品的原輔料和包裝材料的控制。平臺將獲取物料出廠合格證、入庫檢驗報告單等安全證明，記錄其存放環境以及出入庫時間，與后臺合格參數比較，生成不同顏色的安全碼。

1.4.4 方法模塊 將藥品特定的工藝規程和制備工藝錄入系統，并與規定的參數進行實時比較，判斷其是否在安全合格范圍內，并由此生成不同顏色的安全碼，確保安全碼的顏色和信息隨著方法的改變而變化。

1.4.5 環境模塊 主要用于監控廠房、車間的環境以及藥品生產過程中廢水、廢氣、廢渣的處理等。通過溫濕度探頭、氣壓表等儀表將廠房、車間的氣壓、溫度和濕度等信息自動記錄于平臺系統中，如數據處于標準規定的范圍內，將生成綠色安全碼；若參數處于標準警戒的范圍內，則生成黃色安全碼；若參數不符合標準規定，則生成紅色安全碼。

1.4.6 測量檢驗模塊 藥品生產完成后，需要在測量點進行測量和檢驗，其中測試設備、測試參數、測量方法、測量結果均被記錄在系統平臺中，最后平臺生成的二維碼的顏色將會表示藥品測量鑒定的合理性。

信息的采集和錄入依靠通訊接口、藥廠生產車間各類傳感器信號接口等的轉換來實現，目前的Enterprise Resource Planning系統即可幫助平臺實現該功能[3],部分數據依靠手動上傳相關憑證，如外部的合格證等。每種藥品的生產過程都將經過上述6個模塊，這6個模塊的信息和安全碼狀態將會疊加合并，生成該藥品特有的安全碼，該安全碼有著紅、綠、黃三種顏色中的一種，以表示該藥品的安全性，掃描該安全碼可以顯示出藥品生產過程中的所有信息。

2 藥品安全碼平臺在藥品安全追溯中的應用

2.1 藥品追溯體系的定義 追溯系統目前已經被廣泛應用于各個行業，是一種可以對產品進行正向、逆向或不定向追蹤的生產控制系統，適用于各種產品的生產全過程，如追溯影響藥品質量的設備校驗情況、操作人員培訓情況等。有研究者認為，可追溯性主要分為兩種：一種是鏈的可追溯性，就是跟蹤產品生產、運輸、儲存、加工、銷售的全過程；另一種是內部可追溯性，如追蹤生產過程中的每個步驟[4]。藥品安全碼平臺的追溯功能傾向于后者。

2.2 藥品安全碼平臺追溯功能的可行性

2.2.1 真實、連續、實時的數據記錄 追溯功能實現的基礎是平臺對各項數據真實、連續的記錄。平臺依靠各類傳感器等儀器的幫助，能夠實現實時監控企業生產線上的藥品，實時采集各種生產設備、車間環境等的數據，并將采集的數據按照6個模塊分類，以批號的形式記錄于數據庫中，并按表格形式展現[5]。

2.2.2 以顏色直觀顯示 所有數據會實時地與后臺的合格參數進行比較，并按照參比結果輸出不同顏色的安全碼。按照不同的需求，選擇藥品安全碼進行查看。從安全碼的顏色可直觀地了解到該藥品生產過程的安全性和合理性，綠碼說明該藥品生產過程安全合格，黃碼說明該藥品生產過程存在問題，但可能并不影響藥品質量，紅碼則說明該藥品生產過程存在問題且已影響了藥品質量。若要追溯存在的問題，通過掃描安全碼可得到下一級的信息安全碼，并可繼續通過安全碼顏色判斷出現問題的原因，從而追根溯源。通過逐級的安全碼，不僅可以準確地了解藥品生產過程中人員狀況、環境狀況和設備操作過程，而且可以隨時追溯藥品生產過程的數據和信息，還原其生產過程，并迅速找出藥品出現問題的原因。

2.2.3 系統權限和電子簽名保證責任到人 平臺每一個信息的錄入需要有權限的人員操作，操作完畢后需要電子簽名予以確認，使各項數據對應相應的人員，實現責任到人，便于解決問題和追責[5]。

2.3 藥品安全碼平臺應用模擬 以設備管理模塊為例，展示藥品安全碼平臺的相關應用。根據某藥物合成的流程示意圖，得知反應釜為其中的反應設備之一，故以此為例進行設備管理模塊的功能展示。首先在后臺設定反應釜參與藥物合成所需的相關參數及其合格標準，因參數較多，本文不一一舉例，僅選取部分參數進行說明，見圖3。

圖3 藥品安全碼平臺設備管理模塊軟件模型示意圖

首先需要確認該設備投入使用的時間，以明確其維修保養的時間段，根據反應釜的使用說明可知其每年應進行一次維修和保養，故其合格參數可設置為“在XX時間段內已完成檢修”。同時對于生產設備(反應釜)來說，其運行狀態也是影響藥品生產安全的重大因素之一，根據該藥物的生產要求，反應釜的運行狀態需達到“反應溫度為200 ℃，反應壓力為3 MPa”，即為其合格參數。

某公司有3臺反應釜設備參與某藥物的生產過程，1、2、3號設備均于2019-07-18投入生產，1號和2號設備在2020-07-18進行了維修和保養，故其狀態為“已檢修”， 3號設備未進行，故其狀態為 “未檢修”，此結果將會被系統識別和分析，判定為不符合藥品生產安全規定，則該設備生成的安全碼將會呈現紅色。反應釜的運行狀態會由感應器、傳感器等設備自動收集，并由專人檢查和確認后上傳至平臺。3臺設備都符合要求，則其安全碼將不會發生顏色的改變，但安全碼中的信息已進行了一次更新。由此可知，3號設備目前不符合生產規定，其安全碼顯示為紅色，一旦3號設備參與了該藥物的生產環節，則該藥品的安全碼信息會隨即轉變為紅色。

3 討 論

藥品安全碼平臺主要的創新之處是它以藥品的全生產過程管理為主要目的，憑借物聯網和大數據等技術手段，可隨著每一流程和不同因素的影響而實時更新狀態，具有實時動態性和強大的靈活性。在此基礎上，如果生產出的藥品質量有問題，可追溯某一具體的生產步驟或具體生產條件并及時整改，有效降低藥品生產中的殘次品率，提高藥品質量，實現對藥品生產全流程的嚴格監管。其次，選取藥品生產的每一個環節中可能會影響藥品質量的控制參數，如環境的溫濕度、人員熟練度、儀器校準率等，這些參數都會自動與設置的標準進行對比，這是安全碼能實時更新并且實現藥品質量可追根溯源的基本點。

隨著技術的完善，該平臺標準數據和檢測數據會從手動輸入過渡到自動輸入，最終實現完全自動化、機械化。生產出的藥品以安全碼的不同顏色來區分藥品的合格程度，與條形碼相比，具有明顯的可視性，有效而便捷。