不要幫小孩剪食物，否則阻礙咀嚼會影響智力？這推論合理嗎？

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

人類小時候會換牙，把乳牙換成恆齒，一旦恆齒長成就會持續使用一輩子。有意思的是，相對於靈長類親戚們，人類長牙齒的年紀明顯比較遲。例如 3 顆大臼齒，黑猩猩長出第一、第二、第三大臼齒的年紀，分別為 3、6、12 歲，人類則是 6、12、18 歲（我們的第三大臼齒就是智齒，不一定會長）。

人類牙齒長得慢是為什麼呢，是因為晚熟的人類，發育比較慢嗎？一項新發表的研究認為，人體比黑猩猩的發育慢，是一個原因，不過還有一個關鍵因素不可忽略：人的臉比較扁平。

嚼嚼～

探討牙齒發育快慢，要考慮整個口腔

長得快或長得慢，有時候沒那麼直接。乍看之下，人類發育成熟的速度比動物慢，比方說人類和親戚關係相近的吱吱們相比，猩猩、猴子出生後，比人類更快能自己獨立行動，更早長大成「猴」，也更早性成熟。

但是人類的諸多發育特徵，並非總是那麼遲。根據靈長類身體和腦部的比例，可以估計斷奶時間的趨勢；以人類的身體、大腦比例來看，人類斷奶的時間反而還比預期的早。保守說法是，人類有自己的成長節奏。

人類成長比較慢的特徵中，牙齒算是一種。動物臼齒生長的年紀，和生涯呈正相關，探討化石的時候，可以做為生命史（life history）的指標。

牙齒並非單獨存在，而是長在口腔裡面，因此牙齒生長時要配合周遭結構，和口腔環境的發育關係密切。

新研究搜集 21 種靈長類，包括臼齒成長年紀、口腔各種構造的發育、整個身體發育節奏的生命史等資訊，分析其中的關係。

一方面是各種空間構造，例如顳下頜關節（temporomandibular joint，簡稱 TMJ）、內收肌合力平台（adductor muscle resultant vector，簡稱 AMRV）、下頜牙弓長度（mandibular arch length，簡稱 MAL）等數據，另一方面是時程，每顆臼齒開始成長的年紀、對應的生命史等等。

年紀之外，為什麼還要考慮成長階段呢？年紀是絕對的，生命史是相對的。比方說同樣在 5 歲長牙齒，一種動物平均壽命 25 歲，另一種是 50 歲；換算可知，前一種動物是在壽命進行到 20% 的年紀開始長牙，後一種動物卻是 10%。

另一方面，如果同樣在壽命階段的 10% 長牙，能活 30 歲的動物從 3 歲開始，預計壽命 60 歲的動物卻要 6 歲才開始。由此可以看出，同時考慮年紀和生命史，能得知一項指標更完整的意義。

口腔內的臼齒土木學

一番分析發現，和咀嚼有關的肌肉是關鍵。牙齒和咀嚼肌搭配作用，生長時也是如此。臼齒成長要配合咀嚼肌等連繫的構造，周圍結構長成，才能再讓牙齒發育。

長牙跟蓋房子一樣，需要建築空間。準備長牙時，口腔中必需已經存在足夠的空間，才能讓牙齒正常生長，否則有結構安全的問題。

臼齒居住正義！

可以這麼想，如果一種靈長類動物的口腔發育速度快，很快形成足以容納牙齒的空間，長臼齒的年紀會比較小。反過來，要是口腔結構發育速度慢，需要更長的時間才能拉出範圍，便會比較晚才開始長臼齒。

和其他靈長類相比，人類的口腔和嘴巴發育比較慢，原本就會更遲開始長牙。另一重要因素是預計長到多大。

有些動物的口腔較大，空間也比較寬敞，較快能發育出空間裝牙齒。而人類的臉比親戚們扁平，預計能長牙的部位本來就比較窄，所以要更多時間，才能長到足以容納牙齒的空間。

比較人和黑猩猩的臉型，很明顯能看出人的臉突出比較少，或是說比較扁平，尤其是臉下方，下巴周圍牽動的部位。

動動嘴巴，感受咀嚼肌在哪兒？

和黑猩猩等靈長類親戚相比，人類發育時由於臉的延伸比較短，壓縮內部的空間，口腔內可以長牙的範圍比較窄，要花費相對更長的時光，才能形成足夠讓牙齒發育的空間。

綜合兩個因素，一方面是整個口腔生長速度比較慢，另一方面是臉比較扁平，使得人類能開始安全長臼齒的年紀，比其他靈長類更遲。

這項研究的分析對象都是活跳跳的吱吱，沒有包含古人類。不過論文提到，智人臉部縮短、臼齒遲長的特徵，至少在距今 30 多萬年，北非的摩洛哥 Jebel Irhoud  化石中已經能見到，因此推論這是智人演化之路上，相對早期便已衍生的特色。

嚼嚼～

延伸閱讀

• 改寫智人物種起源：時間從30萬年前起、地點涵蓋整個非洲 
• 下顎臼齒3個牙根，表示丹尼索瓦人，澎湖原人，與亞洲人祖先情慾交流？
• 「吃軟飯」才講得出 fool、發大財？唇齒音與農牧業的糾纏
• 少顆牙齒照樣能吃飯呀！缺牙該怎麼處理？不處理會怎樣？
• 《我們身體裡的生命演化史》：組合新生命—千變萬化的生物，竟然有一以貫之的道理？
• 短篇 尼安德塔人大腦發育，似乎比智人慢一點點
• 智人的腦袋怎麼變圓，是否跟行為有關？

參考資料

1. Glowacka, H., & Schwartz, G. T. (2021). A biomechanical perspective on molar emergence and primate life history. Science advances, 7(41), eabj0335.
2. A study of skull growth and tooth emergence reveals that timing is everything

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。

• 作者 / 照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《缺牙怎麼辦？不處理會怎樣？植牙與牙橋 牙醫師圖文解析》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔

「醫師，我下巴的關節會痛，咬東西很吃力。」王小姐蹙起眉頭抱怨，「這幾天連頭都跟著痛。」

「請張開嘴讓我看看。」醫師仔細檢查過後問，「你的小臼齒掉多久了？」

「好像兩…三年了吧。」王小姐努力回想，「那時候蛀牙比較厲害，只好整顆拔掉，本來有打算要後續處理，但是工作一忙就耽擱了。」

一般成年人有 32 顆恆齒，可能因為蛀牙或外力撞擊而導致缺牙，很多人會認為少顆牙也能吃東西，所以就放任不處理，但是缺牙不處理其實可能導致一連串的麻煩。

缺牙的影響主要會區分成兩個部分，「口內」及「口外」，泉玥牙醫診所院長郭光哲解釋，「口內」指的是口腔內環境的變化，「口外」則是口腔外，如臉形、外觀的變化。

假設缺牙的數目較少，僅缺少一、二顆牙齒，「口外」的部分，也就是外觀上不會有太明顯的變化。但在「口內」的部分就可以觀察到，前後牙齒會產生部份位移，甚至有傾倒的狀況。郭光哲牙醫師指出，「患者經常覺得，反正還有其他牙齒可以咀嚼，所以便沒有積極處理缺牙，但是鄰近牙齒傾倒或位移的狀況，常常導致齒縫大小的變化，或是更容易塞東西，長期下來可能導致牙周病、或蛀牙的問題。」

前後牙齒傾倒後，也會對原本咬合的平面造成干擾，郭光哲牙醫師表示，我們的嘴巴在咀嚼的時候，並非單純的上下移動，而是有著更複雜的前後、左右咬合模式。當咬合受到干擾，長期下來可能會導致一些顳顎關節障礙（Temporomandibular Joint Disorders）。

顳顎關節障礙的症狀包括顳顎關節痛、咀嚼疼痛、耳朵周遭疼痛等，這些都是日積月累下來的問題。

如果缺失的牙齒較多，「口外」的部分就會產生變化，例如很多老年人的臉頰凹陷。另外，由於多數患者缺少的牙齒會從後側開始，郭光哲牙醫師分析，為了咬東西，他們常常會把下顎骨往前移動，試圖用更多的前牙來咬東西，所以會看到漸漸呈現出類似「戽斗」的外觀。

「口內」的部分，因為缺失的牙齒越來越多，會喪失一些咀嚼的功能，吃東西越來越不方便，因為嚼不爛、嚼不碎，可能連腸胃都不舒服，甚至無法攝取足夠營養。郭光哲牙醫師說，隨著口內環境越來越複雜，容易產生牙周病、滋生更多細菌，倘若這些細菌進到腸胃道或血液循環，會造成更多更多的併發症。

植牙、做牙橋，缺牙治療比一比

所謂的牙橋，就像是在缺牙的位置架一座橋，需要前後牙齒來擔任橋墩，提供固定與支撐，郭光哲牙醫師分析，想製作牙橋得符合一些條件，首先必須具備穩固的前後牙，假設缺少的牙齒是整個象限的最後一顆牙齒，後面只剩下牙齦的時候，便無法做牙橋。

接下來，要評估當做橋墩的兩個支柱牙的健康狀態，它的牙周必須非常健康，沒有任何動搖，才不會使原本的問題惡化。

因為很多患者都是已經缺牙很久了，才想要處理缺牙的問題，所以鄰近牙齒可能會有移位、傾倒的狀況。倘若牙齒因為長時間的磨耗，長度變短、牙冠高度不足，也沒辦法做牙橋。

一般而言，製作牙橋需要的時間比較短，郭光哲牙醫師解釋，通常拔完牙大約 8 週後，牙齦會達成基礎的成熟，可以開始介入治療。從拔牙開始計算，大概 12 周以內就可以完成牙橋。

牙橋的缺點是需要修磨前後牙齒，目前牙科的觀念會認為牙齒能不修就不修，修得越少越好，希望盡量保存原來的齒質。

另一個缺點是牙橋比較不容易清潔，因為是連成一組的裝置，橋墩下方的清潔便比較困難，再蛀牙的風險較高，必須靠牙間刷或沖牙機來清潔。

第三個缺點是當牙橋出問題時，必須要整組拆掉再重新治療，因為之前已經磨掉一些齒質，如果又出現蛀牙的話，這些支柱牙的齒質狀況就會變得非常不好，甚至面臨拔掉的命運。

植牙的好處是不需要修磨前後牙，比較容易清潔，且咬合力量趨近真實牙齒，然而並非所有人都適合植牙。郭光哲牙醫師提醒，骨質疏鬆患者若接受雙磷酸鹽藥物治療，短時間之內不能接受任何牙科手術。罹患慢性疾病，如高血壓、糖尿病等，若是沒有好好控制，可能增加手術風險、感染風險、影響手術傷口癒合、甚至骨頭不會生長，也不適合植牙。另外，存在嚴重牙周疾病的患者，傷口感染的風險較高，亦不建議植牙。

假牙材質要知道

假牙的材質主要有全金屬、金屬燒瓷、全瓷等幾類，郭光哲牙醫師說，現在因為大家都很注重牙齒的美觀，能夠接受全金屬牙冠的人相對比較少，所以大多會選擇全瓷材料，或是裡面是金屬，外面燒上一層牙齒顏色的瓷。

金屬燒瓷是兩種材料的結合，製作時需要先修出金屬的厚度，再修出陶瓷的厚度，所以牙齒的修磨量相對比較大。長期使用後，如果患者的牙齦有些萎縮、退縮的現象，邊緣可能露出黑色細線。

另外，金屬燒瓷可能會遇到瓷崩的狀況，表面的瓷崩落了，裡面的金屬就會露出來，除了影響美觀之外，咬合高度也會受到影響，無法緊密地咬在一起，郭光哲牙醫師說，崩落的表面通常會比較粗糙，比較難清潔、容易讓牙菌斑附著，而導致後續的問題。

全瓷材料可製作出擬真度高的牙齒，已廣泛應用於牙科領域，郭光哲牙醫師說，目前經常用來製作全瓷牙冠的材料是二氧化鋯，二氧化鋯的生物相容性佳，具有較高硬度。藉由立方體晶像結構，可以減少光線散射，增加二氧化鋯的透明度。全瓷牙是在電腦上設計，並由電腦進行切削，能夠提升製作效率及精準度。

牙齒的顏色相當複雜，每個人皆不相同，需要仔細比對鄰牙，才能做出逼真的假牙，郭光哲牙醫師說，過去的瓷牙需由人工上色，再進行燒結，現在有預染二氧化鋯，可先挑選顏色後再進行切削，不必再經由人工上色，亦具有螢光效果。若在安裝假牙時稍作修磨調整，也能維持假牙的顏色。

貼心小提醒

放任缺牙不處理，會在口內及口外衍生一系列的問題，諸如鄰牙位移、傾倒、顳顎關節障礙、影響咀嚼功能、導致外觀改變等。郭光哲牙醫師提醒，究竟該植牙或做牙橋，每個人的狀況不同，應該與牙醫師詳細討論，及早處理！

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《缺牙怎麼辦？不處理會怎樣？植牙與牙橋 牙醫師圖文解析》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
• 加入照護線上 LINE 官方帳號，健康資訊不漏接