Molecular Tweezer有望解救帕金森氏症

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／劉育志 醫師
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《巴金森病讓人好憂鬱，改善動作與情緒，巴金森病治療策略，神經科醫師圖文解說》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「醫師，最近幾個月我的左手都會抖。」70 多歲的老伯伯說，「這是不是廣播節目在講的巴金森病啊？」

單側手抖是巴金森病常見的動作症狀，南投佑民醫院神經科主任林圻域醫師指出，進一步了解病情後發現，老伯伯已經失眠一年多，而且胃口比較差、心情也比較低落。也就是說，可能在 1、2 年前就開始出現非動作症狀，直到就醫前三個月才出現動作症狀。

「巴金森病的治療會同時考量動作症狀與非動作症狀，並依照病程發展來調整藥物。當時讓他使用多巴胺受體促效劑搭配左旋多巴，動作症狀有明顯改善。」林圻域醫師說，「經過 1、2 個月的用藥，在沒有使用安眠藥或舒緩情緒的藥物下，失眠跟情緒低落這些非動作症狀都有獲得改善。」

到目前為止已經治療 3 年多，老伯伯每天都會外出散步運動，巴金森病幾乎都維持在第 2 期，可以自己回診，行動自如。

從手抖到臥床，及早治療延緩巴金森病程演進

巴金森病的病程通常可分成 5 個階段。林圻域醫師指出，巴金森病第 1 期，剛發病時，可能從單側手腳開始出現顫抖或僵硬，這些症狀通常還不會影響生活。

巴金森病第 2 期，雙側都出現症狀，生活就會受到一些干擾，可能在吃飯時用湯匙、用筷子就沒有那麼靈活。

巴金森病第 3 期，患者走路的平衡能力越來越差，多半需要使用柺杖輔助行走，很容易跌倒。

巴金森病第 4 期，患者的日常生活需要他人協助，包含吃飯、洗澡、自己的衛生需求，都無法獨力完成。

到了巴金森病第 5 期，患者幾乎都是坐輪椅或是臥床，完全仰賴他人照顧。

如果能在早期發現巴金森病，並積極接受治療，能夠延緩病程進展，讓患者保有更多的生活功能。

有耐心的積極治療，延長用藥蜜月期

目前治療巴金森病比較常用的藥物，包括左旋多巴、多巴胺受體促效劑、單胺氧化酶抑制劑等。林圻域醫師解釋，左旋多巴對於動作症狀的效果很明顯，另一個多巴胺受體促效劑的效果也很好，可以同時改善動作及非動作症狀，例如憂鬱、睡眠障礙等。巴金森病的用藥比較複雜，臨床上會根據患者的年紀還有比較明顯的症狀，選擇合適的藥物。

憂鬱、失眠皆是巴金森病常見的非動作症狀，林圻域醫師說，在接受藥物治療時，我們也希望患者能夠養成運動的習慣，每天都能夠外出運動，走一走、曬曬太陽。

「確診巴金森病後，有些患者會期待能夠治癒，」林圻域醫師說，「我們需要跟他們解釋說，這是一種退化性疾病，沒有辦法完全根治，不過若能好好接受治療，可以維持生活品質，幾乎跟正常人一樣，還是可以外出旅遊、運動。」

因為巴金森病的用藥比較複雜，在用藥過程中，不見得隨時都能讓患者感覺狀況很好，林圻域醫師提醒，如果有用藥問題或是覺得身體的靈活度沒有很好的話，請務必回診，與醫師討論是否要調整藥物，千萬不要自己增加藥量，否則會縮短用藥的蜜月期，而且服用左旋多巴的劑量越高，越容易提早出現藥效波動的副作用，例如突然變得很僵硬或出現搖頭晃腦等不自主運動。

關於巴金森病的治療策略，林圻域醫師解釋，如果患者比較年輕，可能先使用多巴胺受體促效劑，延長用藥蜜月期。如果患者年紀較大，可能就使用左旋多巴，再搭配多巴胺受體促效劑。

在家就能做，早期發現巴金森病

巴金森病是退化性疾病，發生率會隨著年紀而越來越高，50 歲以上的民眾，都應該要定期自我檢測。林圻域醫師說，目前常用的檢測方式是手指操，手指操的操作非常方便，檢測靈敏度也不錯。只要伸出左手，張開五隻手指，食指與拇指重複開合 25 下，然後換到右手，食指與拇指重複開合 25 下。

「我們可以請家屬觀察兩側手指開合的速度跟大小，如果兩側差不多，也都蠻靈活的話，大概巴金森病的機率就不高。」

林圻域醫師說，「如果有巴金森症狀，兩側手指頭開合的速度跟節奏就會不一樣，有問題的那一側通常會比較慢，開合的角度也會變小。大部分巴金森病都是從一側開始，通常會變得不靈活，甚至像黏住一樣打不開。出現這樣的狀況的話就要趕緊到神經內科做檢查。」

貼心小提醒

林圻域醫師叮嚀，雖然巴金森病沒有辦法根治，但是透過定期用藥、規律運動，其實可以讓巴金森病患者的生活能力維持得很好，能夠自己照顧自己的狀態。家屬、患者要與醫療團隊密切配合，若觀察到症狀有變化，請務必回診與醫師討論，千萬不能擅自增加藥量！

巴金森病友社團幸福巴士[巴金森‧帕金森病園地] | Facebook，提供許多關於巴金森病的照護、復健與經驗分享，家屬與病友都可以共同學習、交流。

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在現今老年人口日益增加的社會，帕金森氏症儼然已成為人人知曉但卻令人退避三舍的名詞。就像其他許多精神疾病一樣，帕金森氏症是因為神經細胞內蛋白質α-synuclein不正常聚積，而導致細胞毒性及死亡，因而反應出身心功能的異常。

近來美國UCLA的神經生物學家發展出一種稱做”CLR01″的molecular tweezer，利用它在分子結構上的特性與α-synuclein的厭水端及其15個Lys做交互作用，將α-synuclein圍住，使α-synuclein無法聚集成病理上β-sheet的纖維結構，此外，CLR01雖然會與蛋白質結合，但對於一般正常的、健康的神經細胞，並不會有任何不良的副作用。而在斑馬魚實驗中，CLR01除了能大大降低模式動物中α-synuclein的不正常聚積，甚至能減少已聚集成型的纖維構造、降低神經毒性及細胞自噬(apoptosis)的發生，進而增加斑馬魚的生存率。

因此，Bronstein教授認為，然現階段他們僅能利用CLR01這把神奇的molecular tweezer解救斑馬魚的帕金森氏症，但CLR01仍是人類帕金森氏症極具前景的新藥候選人，同時，其他像是阿茲海默症、第二型糖尿病等這些同樣也是因為蛋白質不正常堆積所導致的疾病，或許也能依照這樣的模式找到治療的良方。

資料來源：Parkinson’s disease stopped in animal model [March 2, 2012]

• 作者／劉育志 醫師
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60 歲的王女士，因為右手會顫抖而就診，屏東寶建醫院神經內科李杰勳醫師分享，患者走路的速度較慢，會小碎步向前走，姿態有點不穩。除了這些巴金森病常見的動作症狀之外，家屬亦發現患者變得比較封閉，情緒低落、悶悶不樂，不太跟鄰居、朋友打交道，甚至有時候會抱怨說「我老了、沒有用了，不如死掉算了。」

因為家屬有警覺到患者出現自殺的念頭，便趕緊就醫檢查。李杰勳醫師說，經過訪談，患者確實有憂鬱的現象，於是便調整巴金森病的藥物，除了治療動作症狀，同時也改善情緒方面的非動作症狀。經過治療後，家屬便明顯感受到患者的狀況有進步，動作改善了，心情也變好許多。

不只是老化！年過 50，每月自我檢測巴金森病

在屏東，巴金森病患者就醫時通常已發展到比較後期，例如步態、走路不穩才就醫。李杰勳醫師說，因為老人家們對巴金森病的認知較少，尤其是偏鄉地方，患者常會覺得動作變慢、手抖只是退化的現象，而沒放在心上，容易錯過治療時機。

巴金森病是一種持續進展的疾病，並非單純的老化現象，李杰勳醫師強調，年紀越大，罹患巴金森病的機會越高，建議 50 歲以上的民眾每個月以手指操自我檢測。手指操的做法相當簡單，隨時隨地都可以檢測。

請先把右手的五指張開，用拇指與食指輕按 25 下，然後換成左手的五指張開，用拇指與食指輕按 25 下。如果發現動作變慢、停頓、開合大小改變、手指打不開，便要盡快至神經內科就診。

憂鬱、便祕、失眠都是巴金森病警訊

提到巴金森病，大家都會想到相關「動作症狀」，例如手會顫抖、動作變慢、步伐變小、姿態前傾、平衡困難、關節僵硬、面無表情、字體變小等，但是巴金森病還可能伴隨多種「非動作症狀」。李杰勳醫師表示，根據統計，40%～60% 的巴金森病患者有憂鬱症，而且可能在還沒診斷巴金森病之前，就開始有憂鬱的現象。會出現憂鬱症，有部分是巴金森病對腦部功能造成影響，也有些是因為動作障礙、行動不便、失去自我照顧的能力，使患者越來越憂鬱。

巴金森病患者也可能出現嗅覺異常、失眠、失智等狀況，另外大概有 60% 的病人會合併便秘的問題。巴金森病的非動作症狀可能比動作症狀更早出現，也會隨著病程越來越嚴重。

「就憂鬱症而言，家屬常須扮演重要的角色，」李杰勳醫師說，「因為家屬較容易在生活中觀察到患者情緒低落、負面思考、甚至有自殺念頭，所以能夠主動告知醫師。醫師也會在問診過程中仔細觀察是否有憂鬱的跡象，並給予適當的治療。」

巴金森病的主要治療藥物有左旋多巴、多巴胺受體促效劑等，李杰勳醫師解釋，某種多巴胺受體促效劑本身有兩種效果，除了可以治療動作症狀，也可以改善憂鬱的狀況。若發現巴金森病患者同時有憂鬱症狀，可優先使用該多巴胺受體促效劑。

左旋多巴能夠有效改善動作症狀，但是巴金森病用藥的蜜月期大概只有 5 年至 10 年，爾後會漸漸出現藥效波動，當藥效消退時，患者就像突然停電一般，動作變慢、僵硬。當藥效發揮時，患者可能會出現頭部、手、腳、軀幹等不自主亂動。

對年紀較大的巴金森病患者，可以使用左旋多巴治療。李杰勳醫師說，至於比較年輕的患者，剛開始可能會先用多巴胺受體促效劑，來控制動作症狀，維持生活品質，並延長用藥蜜月期。若還有其他症狀，再適時調整藥物。

貼心小提醒

巴金森病是種慢性病，患者與家屬要與醫療團隊長期配合，李杰勳醫師提醒，「家屬若察覺到患者有失智、憂鬱等狀況，可以提供較完整的資訊，幫助醫師做判斷。家屬也要觀察患者用藥之後的反應，看看動作症狀與非動作症狀是否能夠改善。如果有任何用藥、照護的問題，都可以回門診與醫療團隊討論，隨著調整藥物，希望患者在動作、情緒、或其他狀況都可以改善，維持生活品質！」

看病友和家屬在討論哪些話題：
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在現今老年人口日益增加的社會，帕金森氏症儼然已成為人人知曉但卻令人退避三舍的名詞。就像其他許多精神疾病一樣，帕金森氏症是因為神經細胞內蛋白質α-synuclein不正常聚積，而導致細胞毒性及死亡，因而反應出身心功能的異常。

近來美國UCLA的神經生物學家發展出一種稱做”CLR01″的molecular tweezer，利用它在分子結構上的特性與α-synuclein的厭水端及其15個Lys做交互作用，將α-synuclein圍住，使α-synuclein無法聚集成病理上β-sheet的纖維結構，此外，CLR01雖然會與蛋白質結合，但對於一般正常的、健康的神經細胞，並不會有任何不良的副作用。而在斑馬魚實驗中，CLR01除了能大大降低模式動物中α-synuclein的不正常聚積，甚至能減少已聚集成型的纖維構造、降低神經毒性及細胞自噬(apoptosis)的發生，進而增加斑馬魚的生存率。

因此，Bronstein教授認為，然現階段他們僅能利用CLR01這把神奇的molecular tweezer解救斑馬魚的帕金森氏症，但CLR01仍是人類帕金森氏症極具前景的新藥候選人，同時，其他像是阿茲海默症、第二型糖尿病等這些同樣也是因為蛋白質不正常堆積所導致的疾病，或許也能依照這樣的模式找到治療的良方。

資料來源：Parkinson’s disease stopped in animal model [March 2, 2012]