生產三部曲之二：現在可以用力了嗎？抓對用力的時機

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

• 文/國立臺北護理健康大學護理助產研究所高美玲教授
• 本文轉載自生動盟

本系列前兩篇：《生產三部曲之一：怎樣的姿勢比較好？》《生產三部曲之二：現在可以用力了嗎？抓對用力的時機》

「深呼吸、閉氣、用力！」

在各種電影戲劇裡，常看到產婦憋氣脹紅了臉，彷彿要擠出宿便那樣用力的擠出孩子，現實世界裡的產房，也有不少產婦歷經陣痛的折磨後，早已忘記產前學習的各種呼吸、用力方式，只能隨著醫護人員的指示用力，如果遲遲生不出來，產婦可能被冠上「不會用力」、「用錯力」，最後改以剖腹產或用器械協助分娩。

常聽說的「憋氣用力」可能不是最佳方法

通常在子宮頸完全擴張後，產婦常被教導以「深呼吸、閉氣、盡可能的閉聲門用力」（或稱 Valsalva maneuver，憋氣用力法）。然而，文獻指出：憋氣用力法會導致產婦的血管收縮及舒張壓力變大，尤其長的深呼吸、閉氣，會使腹內壓及腹主動脈壓增加，反而造成產婦回心血量下降、胎盤的灌流減少，可能導致新生兒酸血症，且降低胎兒的血氧，進而導致胎心率下降、胎兒窘迫（下圖）。

Thomson（1995）的研究也發現，第二產程時間長短對新生兒的影響不大，用力的方式卻有明顯的影響，採 Valsalva用力法，會使新生兒臍帶血的 pH值較低，因此目前的實證研究都不鼓勵採延長吸氣、閉氣的方式用力。

配合「延遲用力」，開聲門用力較不易受傷

在上一篇我們提到第二產程時應該「延遲用力」，等到婦女出現弗格森反射 (Ferguson’s Reflex) 時再用力。所謂弗格森反射是指隨著寶寶通過子宮頸進入陰道，對組織造成的張力會經由母體神經荷爾蒙系統的傳遞，引發規則有力的收縮，讓母親有自發想用力的感覺。在婦女出現不自主想迫切的感覺時，有七成五會伴隨呼氣，其中有一半的產婦會自然地發出聲音，這時可以依照本能，以低吟方式（或是發出「ㄆㄚ」聲）、吹氣的方式，將寶寶慢慢的「呼出」。沒錯，寶寶應該不是「用力」娩出，而是應該用最小的力氣（小到單單僅有宮縮的力氣）娩出，如此就不容易導致會陰的撕裂傷。

憋氣用力也容易導致婦女的骨盆底肌肉受傷、骨盆底肌肉群及韌帶鬆弛，進而造成日後的壓力性尿失禁、子宮脫垂等問題。Schaffer（2004）研究 128 位初產婦，有 67 位採憋氣用力，61 位以發出自然聲音的用力法（稱為開聲門用力法），在產後三個月測試骨盆底肌肉的壓力，結果發現如果允許產婦依照自己舒適的方式用力且自然發聲時，日後骨盆底受傷害的可能性比較低¹。因此，比起憋氣用力，醫學實證研究更建議採開聲門的方式用力。

生產三部曲總結

綜合前兩篇文章《生產三部曲之一：怎樣的姿勢比較好？》《生產三部曲之二：現在可以用力了嗎？》醫學實證已經說明，產婦應該視情況採取蹲姿、直立等多變的生產姿式，而非制式化的平躺用力。且若等到產婦有想用力的感覺時才教導用力，並順著產婦的感覺出聲用力，而不是刻意教導產婦閉氣用力，不但可以減少產婦不當施力的比率，也可縮短產科照護者教導產婦用力的時間。

目前國內產科照護者對於第二產程的照護並未十分重視，當胎兒生不下來時，常被認為是胎兒過大、產婦不會用力、或是用錯力，然後改以剖腹產或用器械協助分娩。或許我們該先省思，目前國內第二產程的照護方式與 WHO 及許多研究的建議都不同，例如用力的時間點、用力的方式、用力的姿勢。畢竟產科照護者對產程進展的評估與照護方式，對產婦的生產過程將造成不可逆的影響，我們也期待，每一個即將迎接新生兒的家庭，都能充分吸收各種生產知識，了解生產過程的變化，這才是給寶寶最重要的出生禮物。

參考資料

1. Beyono C, J Obstet Gynaecol Br Commonw 64(6): 815-820, 1957
2. Thomson, A. M. (1995). Maternal behaviour during spontaneous and directed pushing in the second stage of labour. Journal of advanced nursing, 22(6), 1027-1034.

• 本文轉載自生動盟，原文為《生產三部曲之三：我這樣用力對不對？》

「生產」是開啟我們生命的第一件大事，紀錄片《祝我好好孕》懷抱著「台灣囡仔和媽媽能笑著相見，生產不再是女人的苦難」這樣的願望而生。希望不僅僅是一部紀錄片，更成為一扇改變生產風景的視窗。

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• 文／國立臺北護理健康大學護理助產研究所高美玲教授，本文轉載自生動盟

「你這樣用力不對！」

「不是現在用力！」

好不容易撐過漫長又疼痛的第一產程（編按：生產分為三個產程，第一產程為規則陣痛到子宮頸全開的階段），終於等到子宮頸全開 10 公分，可以進入產房，等待迎接新生命了。目前臨床上醫護人員多半於產婦子宮頸完全擴張時，教產婦以平躺或半坐臥，立即閉氣向下用力，但是「不合適的姿勢、過早用力、不當用力」三項錯誤，不但使第二產程的時間延長，也會造成產婦及新生兒的損傷，提高產婦的疲憊。

錯誤的用力方式，可能導致產婦自然分娩計畫失敗，被迫緊急改成剖腹產，或必須運用真空吸引等工具協助分娩；此外，會陰撕裂傷程度，未來是否會導致壓力性尿失禁、子宮脫垂，這些可能會出現的狀況都與第二產程是否順利有關係。

我們將一連以三篇文章，討論在這個階段「不合適的姿勢、過早用力、不當用力」三個常見的生產問題。

原來史上曾出現很多種生產姿勢？

你知道嗎？從古代到 18 世紀中期，產婦被鼓勵自由使用任何姿勢生產。西元前 377 年到 460 年，希波克拉底開始使用生產椅來幫助產婦採用直立的姿勢生產。1637 年到 1709 年法國的產科專家 Francois Mauricean 指出：在生產時採斜躺的姿勢，對產婦及協助者都是最舒適的姿勢。但他不主張列為常規，因為多活動，利用胎兒向下的重量，更有益協助子宮頸擴張。

到了 19 世紀初期美國開始採用平躺的姿勢生產，因為這樣的姿勢對於醫療及產科的照護較方便。

然而，這樣的生產姿勢對於產婦、胎兒及產程進展是最好的嗎？實證告訴我們平躺是最差的待產姿勢，因為平躺時，產婦身體的重量在薦骨及尾骨，妨礙胎頭下降到骨盆腔，而且產婦用力時鐙筋的姿勢，也會造成骨骼的壓力、神經的損傷、四肢血栓的形成。

直立或蹲姿生產較理想？

以人體解剖學的角度來看，直立的姿勢，可以使子宮落向前方，使產道的軸變直，讓胎頭易下降到骨盆腔，直立姿勢骨盆角的角度為90 度到 120 度，斜躺的角度為 30 度，由於直立的姿勢會使骨盆出入口的徑線變大，因此有利胎頭的下降。

另外，它對產婦及胎兒傷害最少，有 95% 的產婦表示，當子宮收縮時，採站立的姿勢最不痛，因平躺會減少子宮血流，導致肌肉缺氧而造成子宮收縮時更痛，站立則可讓產婦與胎兒都得到較高的血氧及較低的二氧化碳。

（但生產採直立姿勢，有可能會因為增加靜脈壓及會陰部腫脹，導致產後較大量的出血及會陰裂傷，因此針對直立式用力的產婦必需注意產後出血的問題。）

蹲姿是第二產程最好的姿勢，產婦的膝蓋及髖關節是放鬆的狀態，當膝在髖關節上時，可以對抗腹壁的壓力，蹲姿會使胎兒更接近骨盆出口，使胎頭下降更好，這樣的姿勢可以使初產婦的第二產程平均縮短 23 分鐘，經產婦平均縮短 13 分鐘。

另外，待產時採坐姿，產婦的疼痛指數也低於採平躺姿勢，蹲姿、側臥姿、跪趴姿都很合適，有利於胎兒下降且又安全。

下一篇，我們來討論用力的時機，《生產三部曲之二：現在可以用力了嗎？》

• 本文轉載自生動盟，原文為《生產三部曲之一：我這樣生孩子對不對？》

「生產」是開啟我們生命的第一件大事，紀錄片《祝我好好孕》懷抱著「台灣囡仔和媽媽能笑著相見，生產不再是女人的苦難」這樣的願望而生。希望不僅僅是一部紀錄片，更成為一扇改變生產風景的視窗。

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