蔓越莓能對抗泌尿道感染

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《小感染竟釀致命危機！醫揭「敗血症」4大警訊，血液淨化術成保命關鍵》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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輕微感染恐引發死亡率極高的敗血症！若出現發燒伴隨心跳加快、呼吸急促、低血壓或意識改變等警訊應即刻就醫。及早導入血液淨化術能濾除毒素、平息免疫風暴，成為保命關鍵。

一名40多歲家族有糖尿病史的女性護理師，日前因泌尿道感染引發高燒，雖第一時間前往急診，但病程進展迅速，已演變成敗血症階段。醫療團隊立即安排廣效性抗生素、大量輸液，並同時使用兩線高劑量升壓劑，她的血壓與病況仍然難以控制，且全身已開始出現水腫。經檢驗後發現，該護理師感染毒性極強的克雷伯氏肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae），因年紀較輕，免疫反應強烈導致體內發炎反應居高不下，在醫療團隊建議下，導入血液淨化術治療，透過特殊吸附膜快速清除血液中過量的細胞激素與細菌毒素，她終於成功撤除升壓劑，並漸漸恢復清醒，脫離險境。

感染引發全身性發炎，敗血症重症死亡率上看五成

一般常見的局部感染如肺炎、泌尿道感染或蜂窩性組織炎等，在適當抗生素治療下多能獲得控制，但若病原體或其毒素入侵血液循環，引發全身性免疫失控反應，就會演變成危及生命的敗血症。衛生福利部雙和醫院重症科主任曾健華醫師說明，敗血症是感染合併全身性發炎反應，細菌從原發部位擴散至血流，促使免疫系統產生過度反應，進而演變成全身性的破壞，一旦併發敗血症，全身血管擴張、器官灌流不足，重症死亡率將驟升至4至5成以上。臨床治療上，更是一場與時間賽跑的硬仗。

心跳加快、血壓驟降莫輕忽，四大關鍵警訊應立刻就醫

許多病友常將敗血症初期徵兆誤認為普通感冒或一般發燒而延誤就醫，使病情在短時間內迅速惡化。曾健華醫師強調，從局部感染演變成全身性敗血症，可能僅需數小時到一、兩天，若發現在發燒之外，合併出現心跳加快、呼吸急促、血壓偏低、意識改變等警訊，即表示發炎反應已波及全身，絕非單純局部感染，必須立刻就醫，以免錯失搶救黃金期。

任何人都可能因感染而引發敗血症，但在臨床上，高齡長者、糖尿病病友、慢性疾病患者或長期服用類固醇等免疫功能較差的族群，罹病與重症風險顯著偏高。曾健華醫師呼籲，要防範敗血症，最根本的方法是從源頭阻斷局部感染，例如糖尿病病友應妥善照顧足部傷口以防蜂窩性組織炎、容易嗆咳的長輩應加強吞嚥訓練或評估管灌以降低吸入性肺炎風險、平時不要憋尿並保持充足水分以預防泌尿道感染等，落實日常感染控制才能減少發病機率。

傳統抗生素與升壓劑遇瓶頸，血液淨化術及時清除毒素與細胞激素

在敗血症的常規治療上，會使用抗生素並配合輸液與升壓劑來維持血壓與血液灌流。倘若病友的血壓仍無法回穩、發炎反應持續惡化時，體內往往充斥著過量的發炎介質與毒素。曾健華醫師進一步解釋，血液淨化術的原理就像替免疫風暴「退燒」，透過深頸靜脈或股靜脈建立導管管路，將血液引流至具有特殊吸附膜的人工腎臟機器中，把過多的細胞激素與細菌毒素濾除，將免疫反應調節回合理的範圍，不僅能避免過度發炎破壞自體器官，更能大幅減少過量輸液造成肺水腫與組織水腫等負擔。

敗血症治療分秒必爭，把握黃金期爭取器官修復契機

曾健華醫師指出，每年9月13日為世界敗血症日，面對敗血症的威脅，臨床最令人遺憾的往往是病友隱忍不適、延誤治療，等到出現多重器官衰竭時才就診，大幅增加了救治難度。提醒民眾，若有發現感染症狀，甚至出現呼吸急促、心跳加快、血壓偏低或意識改變等異常徵兆，應立即前往醫院診斷與治療，並在關鍵時刻善用血液淨化術等治療方式阻斷發炎惡化，才能有效降低死亡風險，為器官爭取修復與康復的契機！

筆記重點整理

● 敗血症本質上是感染合併全身性發炎反應，細菌從原發部位擴散至血流，促使免疫系統產生過度反應，進而演變成全身性的破壞，臨床治療是一場與時間賽跑的硬仗。

● 從局部感染演變成全身性敗血症，時間可能僅需數小時到一、兩天，若發現患者在發燒之外，合併出現心跳加快、呼吸急促、血壓偏低、意識改變等警訊，即表示發炎反應已波及全身，需立刻就醫診治。

● 在敗血症的常規治療上，會使用抗生素並配合輸液與升壓劑來維持血壓與血液灌流。倘若病友的血壓仍無法回穩、發炎反應持續惡化時，體內往往充斥著過量的發炎介質與毒素。

● 血液淨化術的原理就像替免疫風暴「退燒」，透過深頸靜脈或股靜脈建立導管管路，將血液引流至具有特殊吸附膜的人工腎臟機器中，把過多的細胞激素與細菌毒素濾除，將免疫反應調節回合理的範圍，不僅能避免過度發炎破壞自體器官，更能大幅減少過量輸液造成肺水腫與組織水腫等負擔。

陳建仁是公衛專家，意外成為中華民國副總統，2020 年卸任後又回到學術界，不過在此之前已經有多次當官的紀錄。身為應用科學的學者，又有擔任政府高官的經驗，切換於研究和公僕之間，讓他思索學到的事。

第一課：用受過的科學訓練，尋找影響系統的變量。

學者和官員，要考慮的層面很不一樣。研究者主要在意疾病有多嚴重，如何治療患者。部長則關心在什麼時候，如何投入資源治療，必需顧及公平、可能選項、可行性、財政預算。

陳建仁以台灣的肝炎舉例。住在偏遠地區的人，很難常常前往醫學中心，所以要設置基層小單位。針對特定疾病編列獨立的固定預算，並不明智；治療上，反病毒療程很貴，但是肝臟移植和癌症治療更是如此。另外也調整政府的決策結構，如建立長期的國際合作，來針對棘手的關鍵議題。

第二課：科學從來不足以帶來昌盛的社會，這需要的是信任、堅強的機構、社會凝聚力。

不能團結一致，便無法實施邊境管制、隔離、追蹤等有效的防疫手段。政府必需提供支持，例如補助低收入的人打疫苗、經濟支援餐廳、計程車司機等有需要的人。

• 延伸閱讀：集權卻不威權獨裁—台灣「辛辛納圖斯式」防疫

第三課：傳染病和汙染，影響可以持續幾十年，長期投資能獲得回報，不過當下行動必需迅速。

2003 年 SARS 入侵，台灣剛開始沒有做好準備，損失慘重。此時於主要醫學中心訓練一批人，再分別前往各地培訓基層，各自建立組織，2 週後便讓全台灣都採用同樣的標準。以同一套標準追蹤傳染源、尋找誰到過熱點很重要。由此建立的基礎，對台灣隨後出現的流行病也頗有貢獻。

每次當官結束回到學術，陳建仁的政府經驗都使他更關注疾病的早期階段：更多的預防、更快的檢驗、更少的治療時間。通常這意味著，快速而實用的診斷，以及疫苗。

要達到目標，需要考慮公衛計畫中的經濟和政治因素。若希望讓患者有效接受治療，必需注意執行治療的地點，患者需要支付的費用，以及令患者感到不方便和不舒服的原因。

1990 年代陳建仁還是台大的年輕教授，在對抗砷汙染時，首度學到這些教訓。當時他發現飲用水中有愈多砷，癌症與心血管疾病的發病率便會愈高。

陳建仁和環境健康專家、土木工程師、地理學家、經濟學家、律師等不同專家合作，根據資訊設定管制標準，降低飲用水中許可的砷含量。他原本想的很直接，許可含量當然是愈低愈好。接著他意識到，更貴的水費，也會對健康造成影響。

這次經驗令陳建仁見識到，科學和技術在促進人類福祉上的侷限，以及跨領域合作與共同創造的必要。他感覺幸運，有這麼多機會將經驗應用於服務同胞。

我們也感覺幸運。

• 本文轉載自 新公民議會《建仁經驗談：做研究與做官，看問題的視角不同》

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• B 肝疫苗及台灣的肝炎聖戰——疫苗科學的里程碑（三）

參考資料

• Taiwan’s pandemic vice-president — from lab bench to public office and back

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。

文/ Casual

很久很久以前…就流傳著蔓越莓能對泌尿道感染的問題有幫助。現代的科學告訴我們，這個說法應該是真的。

一個來自台灣大學的新研究證實蔓越莓果汁或其他的蔓越莓產品有助於預防某些人的泌尿道感染。不過要有這樣的作用每天得喝超過一杯的蔓越莓果汁才行，而且對有些人的效果會比較好。

根據此新研究引述的統計資料，美國每一年泌尿道感染導致 七百萬人以上的人去看醫生，十萬人以上住院，研究發表於 Archives of Internal Medicine。

一般來說泌尿道感染是因為細菌從尿道進入膀胱或是腎臟造成，且是常見於女性的疾病。

泌尿道感染的症狀有：

• 尿尿的時候會感到疼痛或是灼熱感
• 頻尿
• 碰到腰會痛
• 尿液惡臭或混濁
• 發燒與畏寒
• 噁心與嘔吐

蔓越莓 VS 泌尿道感染

在這個研究當中，研究者們從 13 個研究裡評估蔓越莓預防泌尿道的效果，這些研究涵蓋超過 1,600 人以上的資料。整體的結果顯示使用蔓越莓產品（果汁或補充品）的人泌尿道感染的風險少了 38%。

此外，蔓越莓對女性與兒童泌尿道感染的預防效果較佳。

關於本文

• 文章來源：WebMD
• 文章標題：Cranberries Combat Urinary Tract Infections
• 文獻與人物：
  Wang, C. Archives of Internal Medicine, August 2012.
  News release, American Medical Association.
  National Kidney and Urologic Diseases Information Clearinghouse: “Urinary Tract Infections in Adults.”
• 整理編譯：Sidney

原刊載於 營養共筆