案例討論：口交傳染HIV

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

「您去找家庭醫學科或牙科做年度健檢時，可以進行漱口檢測。」2023 年 8 月《口腔健康前沿》（Frontiers in Oral Health）期刊加拿大論文的共同作者，誠心推薦：「這個簡單的口腔發炎評估工具，能於任何診所實施。」「優良的口腔衛生，跟定期看牙一樣，總是備受推崇，特別是看在此證據的份上。」通訊作者也在一旁幫腔。^[1]所以，他們到底是研究什麼口腔疾患？ 誤會大了，重點是心臟病啊！

研究設計

研究團隊招募了 18 至 30 歲之間，不抽菸、BMI 小於 30 kg/m²，沒有高血壓與心血管疾病，且常規藥物不會影響相關功能的 16 名男性跟 12 名女性，總共 28 名受試者。其中女性採樣時間必須在月經頭 2 天；口服避孕藥使用者為服用安慰劑期間；^[註]其餘避孕方式則一律排除。研究團隊希望藉由篩選的條件，盡力避開老化、個人宿疾、特定生理差異等，各種會干擾結果的因素。^[2]

人都找好之後，試驗步驟大致如下：8 小時內避免運動和攝取任何咖啡因或酒精，並且除了飲水外，禁食 6 小時。正式採樣當天，先測量身高、體重，用自來水潄口 10 秒，吐掉；稍候2分鐘，又以 10 毫升的生理食鹽水漱個 30 秒，再吐進 20 毫升的唾液收集管，送驗口腔嗜中性白血球計數（oral neutrophil counts）。接著平躺至少 10 分鐘，以心電圖測量心律；然後維持同樣的姿勢，測量血壓、脈波速率（pulse wave velocity）和肱動脈血流介導舒張（brachial artery flow-mediated dilation）。^[2]

口腔嗜中性白血球計數是牙齦發炎程度的指標。檢體與 4% 的甲醛混合，冷藏於 4°C 的冰箱內直到檢驗，不得超過2天。經過離心機高速轉動處理後，除去上層澄清的液體，將沉澱的細胞與 500 µl 的 Hank’s 平衡鹽溶液混合。以 4 µg 的吖啶橙（Acridine orange）染劑，為其中 250 µl 的細胞上色，並靜置於室溫的暗房裡 15 分鐘。取出稀釋 10 倍，於顯微鏡下放大 200 和 400 倍，以血球計數盤（haemocytometer）輔助，肉眼計算嗜中性白血球的數量。^[2]

另外，脈波速率是感測脖子與大腿內側的脈搏，以二者的距離和脈波傳導的時間差計算速率，進而瞭解動脈的硬度：^{[2, 3]}脈波速率愈快，代表血管壁愈硬。肱動脈血流介導舒張則是暫時阻塞血流再放行，透過超音波取得影像，以上臂肱動脈直徑變化的百分比，來反映其內皮功能的情形。^[2]

漱口檢測的原理

受試者雖然沒有已知的口腔問題，但是某些其實有程度不等的牙齦發炎。研究團隊從上述諸多檢測的結果，歸納出一個明顯的現象：當口腔發炎愈嚴重，嗜中性白血球計數愈高；肱動脈舒張的變化就越小，即血管內皮功能越差。其他項目則沒有特別的關聯。^[2]

他們解釋，這是因為細菌組成的生物膜，也就是牙菌斑（dental plaque），所分泌的代謝物，滲透過牙齦溝（sulcus）上的連接上皮（junctional epithelium），擴散進入血流。於是，口腔發炎就變成系統性的發炎。此時，系統內的發炎性細胞素（inflammatory cytokines）濃度上升，因而減少血管內皮的一氧化氮（nitric oxide）產量，間接削弱血管舒張的能力，久而久之就容易得到動脈粥狀硬化（atherosclerosis）。^[2]

比起繁複或侵入性的心血管檢測，漱口絕對方便舒適許多。不過，現在這個前驅研究的規模甚小，因此論文的通訊作者表示，期望未來能納入牙周病患者，進一步探索不同程度的牙齦發炎，與心血管疾病的關係。^[1]

備註

口服避孕藥每份有 28 顆，其中 21 或 24 顆含荷爾蒙，其餘的則為安慰劑。^[4]

參考資料

1. Gillham AB. (18 AUG 2023) ‘A simple mouth rinse could spot early heart disease risk’. Frontiers Science News.
2. Hong K, Ghafari A, Mei Y, et al. (2023) ‘Oral inflammatory load predicts vascular function in a young adult population: a pilot study’. Frontiers in Oral Health, 4:1233881.
3. ‘Measurement of pulse wave velocity’. (03 JUL 2013) NHS Health Research Authority, U.K.
4. ‘The pill (combined oral contraceptive pill)’. (JUN 2023) Healthdirect Australia.

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《我有牙齦炎怎麼辦？圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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• 文／國防醫學院牙醫學系黃耀慧臨床教授、高雄醫學大學口腔衛生學系何佩珊教授

一、什麼是牙齦炎

牙齦炎是牙齦組織發炎，症狀為牙齦發紅、腫脹及容易流血。造成牙齦炎的主因是牙菌斑，牙菌斑（或稱口腔生物膜，俗稱牙垢）是一種軟軟黏黏的物質，最常附著在牙面及牙齦邊緣，顏色介於半透明或淡黃色，其中含有數以百萬計的細菌。這些細菌新陳代謝後的產物，會誘導牙齦發炎，也會造成蛀牙。

有效去除牙菌斑是預防和治療牙齦炎最直接方法，也是保持牙周健康的措施。容易形成牙菌斑的牙齒部位有：一、靠近牙齦處；二、兩顆牙齒間；三、牙齒表面不平整處。

二、牙齦炎不理它，後果會是……

牙周疾病包括牙齦炎和牙周炎（俗稱牙周病），牙齦炎是牙周疾病最初期的症狀。牙菌斑中的細菌與其代謝產物誘發身體的炎性反應，造成牙齦紅腫，刷牙會看到流血。

如果牙菌斑一直沒有去除，唾液中的礦物質會沈積在牙菌斑中，形成牙結石。牙結石的粗糙表面使細菌更容易堆積、增生、成熟，當細菌形成相當程度的聚落，會引發身體的免疫反應，而破壞牙齒周圍的組織，包括牙周韌帶、齒槽骨，導致牙周炎。

牙周炎是屬於較嚴重的牙周疾病，牙周炎若未及早治療，接下來牙齦就會開始出現萎縮的現象，進而齒槽骨遭到破壞，造成牙齒動搖，形成掉牙的危機。 

三、研究文獻已證實牙周疾病與多種全身性疾病，依據衛生福利部國民口腔健康促進計畫

(106~110年)指出日本的長期世代研究（Japan Collaborative Cohort Study），追蹤了 4,139 位 40 至 79歲的民眾超過 13 年後，發現牙齒的症狀與因心血管疾病和肺炎的死亡具有相關性，牙齒的症狀包括：敏感性牙齒、咀嚼困難、牙齦流血、感到口腔黏膩。其中，常感到口腔黏膩的受試者死於肺炎的風險升高 2 倍。

2012 年的一篇統合分析（meta-analysis），共收集了 13 篇文獻數據加以整合分析後發現，罹患牙周病後得到中風的風險是沒有牙周病者的 1.47 至 2.63 倍。

四、清除牙菌斑的方法

根據 Weiger 等學者於 1995 年發表的研究顯示，牙菌斑中的細菌在不到一小時內就會開始繁殖、增生， 24～72 小時後便會衍生為成熟的細菌生態，而造成牙齦炎。

此時如果能即時運用正確潔牙方法清除牙菌斑，牙齦即可恢復健康狀態；如果任由牙菌斑堆積而形成牙結石、牙周炎，就無法靠個人的潔牙來去除，只能靠牙醫師的專業牙結石清除術（俗稱洗牙）才能去除。清除牙菌斑的方法可分為機械式（例如：刷牙及牙間清潔）及化學方式（例如：抗菌牙膏、抗菌漱口水等）。

五、牙刷及牙膏選擇重點

牙刷能夠刷得到牙齒的三個面，包括外側面、內側面和咬合面。挑選牙刷和牙膏時請注意下列幾項重點：

（一）牙刷頭

牙刷頭需挑選大小適中，以能包含 2～3 顆牙的範圍為最佳；刷頭太大無法將每一顆牙齒刷乾淨。

（二）牙刷毛

牙刷毛的軟硬也要適中，太軟的牙刷毛不易將牙齒清潔乾淨，太硬的牙刷毛反而容易引起牙齦萎縮，造成齒頸部外露。

（三）牙刷該怎麼放置

刷完牙應將牙刷以清水沖洗乾淨，將刷毛朝上，放置於通風良好處，以利保持乾燥。

（四）更換牙刷時機

每三個月要定期更換牙刷；刷毛出現損壞、變形、變色、發霉，則應該馬上更換牙刷；得到傳染病、感冒流行過後也應更換牙刷。

（五）正確選擇牙膏

牙膏的主要作用是將氟化物帶入口腔中，以發揮預防蛀牙的功效。根據世界衛生組織的建議，一般家用牙膏中氟離子的濃度要在 1000～1500 ppm 之間，才能有效預防蛀牙，而且含氟濃度越高或是使用頻率越高，預防蛀牙的效果會越好。另外，選用含有抗菌成分的一般家用牙膏，可以有效預防及治療牙齦炎。

六、正確刷牙方式

建議成人以貝式刷牙法（Bass method）或改良式貝氏刷牙法來進行潔牙，一方面可達到適度按摩牙齦，同時確實清潔牙齦溝，達到預防牙周疾病的效果。潔牙頻率一天至少二次，睡前一次是必須的，另一次可依個人狀況安排。

七、貝式刷牙法的重點

1. 刷毛朝牙根尖並涵蓋一點牙齦。
2. 刷毛與牙齒表面呈 45 度角。
3. 刷牙時兩顆兩顆來回震動約十次。
4. 刷咬合面時，不需要求刷毛角度，前後來回刷動數次即可。
5. 刷前牙內側時，可將牙刷刷頭擺直一顆一顆刷。

八、正確使用牙線

牙齒的鄰接面主要靠牙線清潔，使用牙線的方法有兩種：分別是手指捲線操作法（Spool method）與環形操作法（Loop method）。

（一）手指捲線操作法

取牙線長約 45 公分（約大拇指到手肘處長度），牙線二端分別纏繞在雙手的中指上。前牙清潔操作利用大拇指和食指，而後牙則是利用雙手的食指來操作。二手手指以前後（前牙） 或左右（後牙）拉動，使繃緊的牙線切入越過牙間接觸點後，將牙線輕靠一側牙面從牙龈最低處向咬合面，上下滑動最少 5 次來回，以清除牙面上的牙菌斑；結束後再清潔另一側的牙面。

（二）環形操作法

將牙線前後二端對疊打結三次，連成一大牙線圈。再以上述方法來清潔牙齒。清潔過程中可以變換使用牙線圈不同的位置，以避免重覆使用不潔線段。以環形操作法較簡單，且可改善手指捲線時，雙手中指被牙線緊纏不舒服的感覺。

九、其他輔助工具

（一）牙線棒

大專學生原則上建議以牙線清潔牙齒的鄰接面，當無法使用牙線時，可以牙線棒替代，但是牙線棒上有食物殘渣或牙菌斑時，就要更換，不可一支用到底，否則容易把細菌帶到另一個牙齒鄰接面。如果牙線棒使用不當時，容易造成施力過大而傷害牙齦。

（二）牙間刷

當較大的牙縫、牙齦嚴重萎縮，或是在牙齒矯治期間，牙齒表面有矯正器時，才須使用牙間刷進行清潔，原則上還是建議以牙線清潔為主。

（三）牙線穿引器

牙線穿引器是一種牙線的輔助工具，由稍硬一點的尼龍材質製造的水滴狀穿引器，可以將牙線穿引到牙橋的下方和臼齒牙根的分叉處，在製作固定牙橋假牙和牙周病治療後使用。

指導單位：教育部
執行單位：國立臺灣師範大學、照護線上
諮詢專家：國防醫學院牙醫學系黃耀慧臨床教授、高雄醫學大學口腔衛生學系何佩珊教授
諮詢單位：衛生福利部、社團法人中華民國牙醫師公會全國聯合會、台灣口腔衛生科學學會