想吃甜食又不想肥，代糖真能兩種願望一次滿足嗎？

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

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《體重過重，危害健康！胃內水球減重手術成效與步驟解析，腸胃專科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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有個 BMI 高達 36 kg/m² 的患者，因為陸續出現多種肥胖併發症，於是決心減重。」竹北｜台中上杉診所肝膽腸胃科許柏格醫師表示，「他曾經嘗試用飲食、運動、藥物來減重，但效果都不理想。經過討論後，患者決定接受胃內水球手術。」

完成胃內水球手術後，他同時搭配運動並配合營養師規劃的飲食，體重從 94 公斤下降到 68 公斤，後續即使在取出水球後，也沒有迅速復胖。患者覺得水球幫助他養成良好的飲食習慣，也順利達到滿意的減重成果。

體重過重會造成全身性的影響，可能引發多種併發症，包括高血壓、高血脂、糖尿病、心血管疾病、痛風、脂肪肝、關節炎、睡眠呼吸中止症、性功能障礙等，也會增加罹患多種癌症的風險。

目前內視鏡減重方式主要有三種，胃內肉毒減重、胃內水球減重、胃鏡縫合減重。許柏格醫師解釋，「胃內肉毒桿菌注射」是在胃部注射肉毒桿菌素，以延緩胃排空、減少食慾、增加飽足感。「胃內水球減重」是將一顆水球放入胃裡，以佔據胃容積、增加飽足感、減少進食量。「胃鏡縫合減重」是透過內視鏡在胃內進行縫合，將胃容積縮小，減少進食量。相較於腹腔鏡手術，胃鏡手術是可逆且安全性較高、併發症較少的做法。

胃內水球減重已有超過 10 年的歷史，大量研究證實其減重成效。許柏格醫師說，根據研究，接受 6 個月胃鏡水球減重療程，體重可減少約 18%。目前大多是使用可放 6 個月的水球，完成療程後會取出水球。

胃內水球減重適合那些無法透過飲食和運動來達到體重控制的族群。許柏格醫師說，如果 BMI（身體質量指數）超過小 30 kg/m²，便適合考慮胃水球減重。在台灣，肥胖的定義為 BMI 超過 27 kg/m²，因此 BMI 在 27 kg/m² 以上的族群也可以考慮採用胃內水球減重的方式。

胃內水球術步驟解析

許柏格醫師說，胃內水球術主要透過一條帶有矽膠水球的軟管進行。醫師會利用胃鏡將這條軟管送進胃裡，接著使用軟管向水球注水，根據台灣人的體型，通常會注入 500 至 600 毫升。若病患體重較重，則可能增加至 700 毫升，水球最多可注入 800 毫升。待水球充滿水後，便可將軟管與水球分離，然後取出軟管，將水球留在胃內。

胃內水球術約可在 30 分鐘內完成，順利時僅需 15 分鐘。許柏格醫師說，手術過程中會進行麻醉，如果患者的 BMI 在 28 至 35 kg/m² 之間，僅需無痛胃鏡的標準麻醉即可；如果患者的 BMI 超過 35 kg/m²，可能考慮插管麻醉以確保安全。

置放水球的過程中，醫師會持續使用胃鏡來確認水球位置，確保水球放置於胃體部，避免其滑入小腸，防止可能的併發症。

植入胃部的水球可持續發揮輔助減重的效果。許柏格醫師說，通常我們會在水球內加入甲基藍當作染料，日後如果水球破裂，病患的尿液便會呈現藍色，就能及早發現，並及早回診處理。

完成胃內水球減重療程後，會安排胃鏡取出水球。許柏格醫師說，首先會使用一根特製的軟管，並在末端裝上針頭。利用針頭刺入矽膠製的水球，便可將水球中的水吸出，直到水球回復扁平狀。接著，醫師使用胃鏡夾住水球，並小心地取出，完成取出手術。

胃內水球術後照護重點提醒

接受胃內水球手術後，會有一段適應胃內水球的過程。許柏格醫師說，剛放入胃內水球後的前一至兩週，可能感到噁心或嘔吐，甚至連喝水都可能感到不適。這段時間，建議採取低渣、流質飲食，例如清湯、電解質飲料或流質營養品，避免奶茶等含糖飲品。

在適應期內，務必定期回診。醫師會密切觀察患者的狀況，必要時會考慮打點滴來維持營養與水分。許柏格醫師說，通常在第三至第四週，患者的胃部逐漸適應水球，胃內不適的情況便會減少。

部分患者在完成胃內水球減重療程後，可能會希望接著進行第二次胃內水球減重療程。許柏格醫師說，不過，接受過胃內水球減重後，患者通常已習慣較小的食量，且飲食習慣能夠延續，即使取出水球後，大部分依然可保持較低的食量。

所以在決定是否再次放置胃內水球時，建議先觀察一至兩個月。如果患者已經習慣較小的食量，即使取出水球後體重也沒有迅速回升，就可能不需要馬上再次放置胃內水球。

筆記重點整理

• 體重過重會造成全身性的影響，可能引發多種併發症，包括高血壓、高血脂、糖尿病、心血管疾病、痛風、脂肪肝、關節炎、睡眠呼吸中止症、性功能障礙等，也會增加罹患多種癌症的風險。
• 目前內視鏡減重方式主要有三種，胃內肉毒減重、胃內水球減重、胃鏡縫合減重。胃內水球減重已有超過 10 年的歷史，有大量研究證實其減重成效。根據研究，接受 6 個月胃內水球減重療程，體重可減少約 18%。目前台灣已引進新式一年型的水球，有助增加胃內水球的效果，完成療程後會取出水球。
• 接受胃內水球手術後，會有一段適應胃內水球的過程。剛放入胃內水球後的前一至兩週，可能感到噁心或嘔吐，甚至連喝水都可能感到不適。這段時間，建議採取低渣、流質飲食，例如清湯、電解質飲料或流質營養品，避免奶茶等含糖飲品。
• 在適應期內，務必定期回診，必要時會考慮打點滴來維持營養與水分。通常在第三至第四週，患者的胃部逐漸適應水球，胃內不適的情況便會減少。
• 如果已經嘗試飲食、運動、藥物，還是無法解決肥胖問題，胃內水球術是一個可以考慮的選項。相較於腹腔鏡手術，胃內水球術以胃鏡執行，風險較低，且不切除器官，不會對身體造成永久性的傷害。

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「曾經遇過一位 20 多歲的男性患者，來就診時體重約 150 公斤。雖然抽血檢查的結果沒有明顯異常，但是因為體重的關係讓他求職過程不順遂。」高雄市立小港醫院胃腸內科沈群勝醫師表示，「患者希望可以減重，家屬也非常支持，所以在仔細討論後，患者決定接受無痕胃拉提 ( 內視鏡袖狀胃縫合術, ESG )。」

「無痕胃拉提」(內視鏡袖狀胃縫合術)是使用裝有縫合系統的胃鏡進入胃部進行縫合，縮小胃的體積，達到減少食量的效果。沈群勝醫師說，手術後，患者非常努力地調整生活及運動習慣，在大約三個月的時間內，減重約 20 公斤，也順利找到工作。後續患者持續努力，體重又降到 110 公斤，整個人顯得更有自信。

目前常見的減重代謝手術主要有幾種，包括袖狀胃切除術、胃繞道手術、胃內水球術、無痕胃拉提(內視鏡袖狀胃縫合術)等，藉由限制食物攝入、減少營養吸收來幫助減輕體重。沈群勝醫師指出，袖狀胃切除術、胃繞道手術主要由外科醫師以腹腔鏡執行，胃內水球術、無痕胃拉提(內視鏡袖狀胃縫合術)主要由內科醫師以胃鏡執行。

袖狀胃切除術（Sleeve Gastrectomy）是切除約80%的胃，留下一個較小、較窄的「袖子」狀結構，減少可容納的食物量。胃繞道手術（Roux-en-Y Gastric Bypass）是將胃截斷，僅剩一小部分的胃，並繞過大部分的小腸，將食物直接送到小腸中段，減少吸收的營養量，同時限制攝取量和吸收能力，並改變腸道激素，幫助長期減重。袖狀胃切除術與胃繞道手術為不可逆手術，術後可能出現長期營養不良的狀況。

胃內水球術（Intragastric Balloon）是將可注水的水球放入胃內，佔據部分胃部空間以減少食物攝取量，過程較簡單且可逆，但是由於水球可能會移動或引起不適，效果相對有限，適合身體質量指數（BMI）較低的患者。

無痕胃拉提 ( 內視鏡袖狀胃縫合術, Endoscopic Sleeve Gastroplasty，ESG）以胃鏡執行，將縫線器械送入胃內，縫合胃壁，將胃的容量縮小成一個袖狀結構，不切除胃部，手術時間較短、風險較低，因此恢復期較短、併發症較少。沈群勝醫師說，內視鏡減重手術譬如無痕胃拉提與傳統腹腔鏡減重手術相比，因為沒有體表傷口，也沒有組織切割，通常僅需半天至一天的恢復期，即可回到正常的生活、工作、運動。

傳統腹腔鏡減重手術（如袖狀胃切除術與胃繞道手術）可能會影響身體吸收某些重要的營養物質，如維生素 B12、鐵、鈣等。因此，術後需要定期補充營養素，並進行血液檢查來監測營養水平，防止營養不良的發生。沈群勝醫師說，內視鏡袖狀胃縮術只有單純縮減胃體積，沒有切除胃部組織，因此對於均衡飲食的術友，不會出現長期營養不良的狀況，無需長期接受特殊營養補充。

這些減重手術各有優缺點，醫師會根據患者的肥胖程度、健康狀況和個人需求來選擇合適的方案。

減重對身心健康大有幫助！

肥胖可能造成許多併發症，研究證實減重手術有助於改善許多與肥胖相關的健康問題，包括第二型糖尿病、高血壓、高膽固醇、心血管疾病、睡眠呼吸中止症、關節炎等。沈群勝醫師說，許多患者術後糖尿病症狀明顯改善，部分患者甚至可以完全緩解。體重減輕後，血壓通常會下降，許多患者可減少或停止服用降血壓藥。由於膽固醇水平下降，心血管健康顯著改善，能夠降低心臟病和中風的風險。減重後體重能夠減少關節的負擔，膝蓋、髖關節、下背部的疼痛可以得到緩解。

體重減輕後，患者更容易參與運動、社交，許多患者的自尊心、自信心會增加，抑鬱和焦慮症狀可能減輕。

但很多人誤以為減重手術是一個捷徑，只要做完手術就可以輕鬆減重，不需要付出努力。沈群勝醫師說，其實減重手術並不是捷徑，而是幫助重度肥胖者管理體重的一個工具。術後患者仍然需要進行長期的飲食控制、運動和生活習慣調整，否則可能會出現體重反彈。因此，手術後的生活方式調整對於手術成功至關重要。

剛接受減重手術後，體重下降的速度較快，但是減重過程仍然是逐步進展的過程。沈群勝醫師強調，通常在手術後的頭一年體重減少最為顯著，不過仍取決於個人體質和遵循健康習慣的程度，大多數人並不能直接達到理想體重，而是需要持續努力，逐步改善健康狀況！

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