Software & Systems

Создание свободно интегрируемых баз знаний как компонентов различных комплексных информационных систем сегодня является актуальной задачей программирования. Подобные компоненты, разработанные отдельно, могут существенно расширить функциональные возможности комплексных информационных систем, таких как системы информационного менеджмента предприятий, в том числе и фармацевтических.

Одним из важнейших направлений фармацевтической отрасли является расширение ассортимента высокоэффективных таблетированных лекарственных препаратов, составляющих около 50 % от общего объема производства готовых лекарственных средств. В состав любого такого препарата входят вспомогательные вещества. Их роль не ограничивается образованием лекарственной формы и обеспечением ее стабильности: вспомогательные вещества влияют как на технологические параметры таблеток, так и на биологическую доступность лекарственных средств. Собственная фармакологическая активность вспомогательных веществ, как правило, незначительна по сравнению с активностью лекарственного вещества.

Вспомогательные вещества в таблеточном производстве предназначены для придания таблеточной массе необходимых технологических свойств, обеспечивающих точность дозирования, механическую прочность, распадаемость и стабильность таблеток в процессе хранения.

Простой и быстрый доступ к актуальной информации о вспомогательных веществах, их свойствах, производителях и поставщиках важен для сотрудников службы снабжения предприятий, технологов и персонала исследовательских лабораторий предприятия.

При разработке новой лекарственной формы технолог сталкивается с проблемой выбора вспомогательных веществ из широкого ассортимента, представленного на рынке. Задача выбора осложняется наличием огромного числа синонимов и различных марок определенного компонента.

Данная статья посвящена разработке и созданию единого систематизированного источника данных о вспомогательных веществах, их свойствах, производителях и поставщиках, который существенно облегчит задачу поиска вспомогательных веществ и ускорит процесс разработки конечной лекарственной формы.

Специфика применения информации и особенности ее использования требуют достаточной гибкости данного информационного модуля при интеграции с другими информационными системами. Примерами подобных информационных систем в химико-фармацевтической промышленности являются системы глобальной автоматизации и управления, такие как ERP или LIMS.

В ходе работы были определены следующие этапы разработки информационного модуля:

·     систематизация и классификация информации о вспомогательных веществах, используемых в производстве твердых лекарственных форм, об их применении и свойствах;

·     создание эффективной модели хранения данных;

·     разработка механизма интеграции базы знаний в информационные системы, а также механизма поддержания актуальности и обновления информации.

Модель хранения данных

На этапе проектирования была создана концептуальная модель информационного модуля. Для этого проведен тщательный анализ информации о вспомогательных веществах.

В первую очередь вспомогательные вещества были разделены на группы согласно выполняемым функциям, например, наполнители, связывающие вещества, разрыхляющие вещества и т.д.

На втором этапе выделены физические, химические и физико-химические свойства веществ, а также в базе знаний отражена информация об их размерностях.

Отдельно была проанализирована информация о производителях и поставщиках химических веществ.

Часть концептуальной модели и структуры организации информации о вспомогательном веществе представлена на рисунке 1.

Информационный модуль состоит из базы данных, содержащей информацию о вспомогательных веществах; интерфейса интеграции, который позволяет интегрировать модуль в другие информационные системы; встроенного интерфейса поиска; генератора отчетов.

Основные информационные объекты, физически хранимые в таблицах базы данных:

·     вспомогательные вещества – перечень вспомогательных веществ;

·     производители – перечень производителей вспомогательных веществ;

·     физико-химические свойства – перечень физико-химических свойств, актуальных для каждой группы вспомогательных веществ;

·     значения физико-химических свойств;

·     производитель вещества – перечень информации о производителях веществ;

·     поставщики веществ – перечень информации о поставщиках веществ;

·     технологические особенности вспомогательных веществ – перечень дополнительной информации, которой могут обладать вспомогательные вещества;

·     функциональные свойства – перечень функциональных свойств, которые могут выполнять вспомогательные вещества;

·     размерности – перечень размерностей физико-химических свойств, которыми могут обладать вспомогательные вещества.

В качестве СУБД была выбрана FireBird 2.0 как быстро развивающаяся и доступная полнофункциональная СУБД. Разработанное программ- мное обеспечение представляет собой интегрируемый комплекс, состоящий из программной оболочки, базы данных и интерфейсов доступа к объектам и экспорта объектов системы, в то же время предусмотрена реализация доступа к информации в виде сервиса on-line. Исполняемый программный код модулей комплекса реализован на языке PHP. Пример работы с информационным модулем через внутренний интерфейс представлен на рисунке 2.

Интеграция

Программная оболочка может интегрироваться в производственные информационные системы (ERP, LIMS и др.). Информационное наполнение каждого отдельно взятого объекта может быть экспортировано или транслировано из базы знаний в комплексную информационную систему предприятия. Для этого создан специальный программный интерфейс, который может принимать внешние запросы. В ответ он возвращает объект в виде структуры, оформленной по правилам языка XML, которая, в свою очередь, может быть преобразована к виду, необходимому системе-потребителю информации с помощью XSLT-преобразований или других внутренних программных средств. Структура разработанной системы взаимодействия представлена на рисунке 3.

Разработанный механизм интеграции позволяет встраивать элементы работы с базой знаний в другие информационные продукты, а также использовать внутренние информационные объекты в системах автоматизации и управления.

Использование

На рисунке 4 приведен пример использования базы знаний для поиска вспомогательного вещества, применяемого в твердых лекарственных формах в качестве наполнителя, с заранее заданными свойствами и технологическими особенностями.

На первом этапе решения задачи поиска вспомогательного вещества с необходимыми характеристиками пользователь формирует запрос по следующим параметрам: применение (класс вспомогательного вещества, то есть наполнитель, связующее и т.п.), физико-химические характеристики (размер частиц, внешний вид, молекулярная масса, влагосодержание и т.п.), способ применения (влажная грануляция, пленочное покрытие, прямое прессование) и т.д.

В ответ система предоставляет список вариантов, отвечающих запросу, построенный по релевантности результатов поиска. В начале списка выводятся варианты, полностью удовлетворяющие условиям поиска или наиболее близкие к заданным числовым значениям. Далее выводятся варианты с неполным соответствием или выходящие за границы заданных значений.

После выбора пользователем интересующего вспомогательного вещества система осуществляет поиск в массиве веществ синонимов и затем выдает варианты торговых наименований, производителей, поставщиков и т.д.

Поддержка актуальности и обновление информации

Для поддержания актуальности представленной в базе знаний информации реализован механизм обновления данных. Пользователи дополняют и расширяют базу знаний в процессе работы с ней через интерфейс запроса обновления данных. Введенные данные проверяются оператором и после этого попадают в базу знаний.

Внедрение данной разработки позволит потребителям расширить функциональные возможности комплексных систем автоматизации предприятия, иметь актуальные данные о продуктах, представленных на рынке, обеспечить легкий поиск вспомогательных веществ, что значительно ускорит процесс разработки новых лекарственных форм, облегчит задачу выбора новых поставщиков и позволит сравнивать вспомогательные вещества по технологическим и экономическим характеристикам.

Список литературы

1.   Большаков В.Н. Вспомогательные вещества в технологии лекарственных форм. – Л., 1991.

2.   Краснюк И.И. Фармацевтическая технология: технология лекарственных форм. – М.: Академия, 2004.

3.   Соколинский Л. Web-репозиторий как средство организации научной информации в сети Интернет. // Тез. 2-й Всеросс. науч.-метод. конф.: Интернет и современное общество. – Изд-во СПб ун-та. – 1999. – C. 52–54.

4.   Жуков Д.Ю., Гончарова С.В., Меньшутина Н.В. Разработка корпоративной базы данных в области химии и химической технологии. // Программные продукты и системы. – 2004. – № 4. – С. 45–47.

5.   Касимова А.О., Ершова Е.А., Козлов А.И. и др. Создание базы данных для хранения информации по вспомогательным веществам для фармацевтики. // Сб. науч. тр. III Междунар. конгр. молодых ученых по химии и хим. технологии «МКХТ-2007». – М.: РХТУ, 2007. – Т. XXI. – № 1. – С. 8–12.