寧為花下死？

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

警告：本文不適合18歲以下讀者。節錄自鑑識期刊的個案報告，雖已去除驗傷照片與部份敏感內容；但解釋辦案過程與精神狀態的段落，仍會提到非法的極端性愛行為。正文於圖片後開始。

急診就醫

左眼窩外緣的瘀青，在妝粉下若隱若現。德國某急診室裡，30 來歲的女子聲稱，日前於浴室跌倒。^[1]醫師見其右手臂橈神經麻痺（radial nerve palsy），決定轉診神經科。^{[1, 2]}5 天後，她又來了，這次是嚴重呼吸困難。右側氣胸（pneumothorax）、肋膜積水（pleural effusion）、肋骨多處新舊骨折，而且食道還有 10 公分撕裂傷。女子解釋，自己「意外」吞下本想送進氣管的充氣物。醫療團隊從其胸腔引流出大量液體，並在食道手術後，刻意令她陷入誘導昏迷（induced coma），好好休養幾天。^[1]

警方偵辦

住院期間，醫師驚覺女子全身到處血腫，而且沒有乳頭，因此請婦科檢查。警方稍後也獲報偵辦。年紀長女子幾歲的男性伴侶供稱：女子有極端癖好；自己單純配合。他向警察出示一份可疑的「契約」，顯示女子自願隸屬於他，並且無條件同意，包含虐待在內的所有活動。警方於其住所，找到施虐的用具和自錄的性愛影片。調查報告則指出：女子營養不良；有鞭笞、穿洞和菸頭燒燙引起的外傷與感染；而之前提及的神經麻痺，則是長時間不當肢體束縛所致。此外，她身上有個刺青，寫著「…先生的財產」。^[1]

依賴型人格障礙

女子被診斷為罹患依賴型人格障礙（dependent personality disorder）。^[1]這類病患對自我照顧缺乏信心，非常害怕獨處，因此大小事情全聽特定人士的指令，完全不敢反駁。他們如果受到適切的認可與指導，其實有機會正常運作；但又通常會刻意避免做得太好，以防喪失庇護。如此無謂的分離焦慮，往往使病患學不到東西，最後真的只能仰賴別人生活。然而親密關係難免因故中止，他們便馬上飢不擇食地濫抓浮木。^[3]恐懼失去依靠的心態，很可能就是女子緊黏暴力伴侶的原因。

性施虐症

至於男子性施虐的癖好，若僅於雙方合意的範圍內輕微地執行，臨床上不算是毛病。^[4]不過，他的程度已經符合《精神疾病診斷與統計手冊》中，性施虐症（sexual sadism disorder）的標準：^[1]

1. 在幻想、衝動或行為上，反覆從傷害他人的身心，以得到強烈的性快感。^[4]
2. 在非合意的情況下，將性衝動宣洩在他人身上；或者這些性幻想和衝動，已經嚴重影響病患本人的工作、社交或其他重要領域。^[4]
3. 為期長達 6 個月以上。^[4]

性施虐症和強暴儘管類似，訴諸暴力的動機卻不同：前者從他人的痛楚，得到性高潮；後者則旨在強迫受害者臣服。^[5]不到一成的強暴犯，有性施虐傾向；然而在性愛兇殺案件的罪犯中，37% 到 75% 具此特質。此外，當性施虐與反社會人格障礙（antisocial personality disorder）並存，會變得格外危險，難以治療。^[4]

回到本文的個案，男子提出的「契約」，文字上雖然看似雙方合意，但是在警方深入調查後，不被視為充分證據。他不僅遭判重傷害罪與危險傷害罪，還因為過往的恐嚇、交通肇事逃逸、偽造文書，以及持有非法性愛素材等犯罪紀錄，而被限制不得假釋。男子服刑才一年半，就在獄中自殺。將近 20 載後，協助辦案的法醫等人，整理當時的病歷和判決書等資料，於 2023 年把這個故事公諸於世。^[1]

參考資料

1. Koelzer SC, Bunzel LM, Holz F, et al. (2023) ‘Esophageal rupture through extreme sadomasochistic practice’. International Journal of Legal Medicine.
2. Glover NM, Murphy PB. (29 AUG 2022) ‘Anatomy, Shoulder and Upper Limb, Radial Nerve’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
3. Zimmerman M. (SEP 2022) ‘Dependent Personality Disorder (DPD)’. MSD Manual, Professional Version.
4. Brown GR. (SEP 2022) ‘Sexual Sadism Disorder’. MSD Manual, Professional Version.
5. Frances A, Wollert R. (2012) ‘Sexual sadism: avoiding its misuse in sexually violent predator evaluations’. Journal of the American Academy of Psychiatry and the Law, 40(3):409-16.

泰國衛生部長 Anutin Charnvirakul 最近為了響應即將在六月上路的新法－－家戶種植大麻合法化－－並加速大麻轉型為該國的經濟作物，在今年五月八號時宣佈政府即將在下個月發放百萬棵大麻植株，以鼓勵民眾種植^[3]。這些大麻為醫藥用大麻，但若要轉為商用大麻，只要向地方政府申請即可。雖然聽起來可能讓很多人躍躍欲試，但是目前在泰國娛樂性使用大麻，仍然會面臨牢獄之災。

泰國新法上路，那台灣呢？

至於台灣，雖然大麻仍然被列為二級毒品，近年來台灣也逐漸有大麻合法化、放寬大麻管制等等的聲音。綠色浪潮是台灣民間推動大麻合法化的主要團體之一，在今年四月更舉行了第一屆的「大麻祭」。近期積極推動的連署主要訴求有三：上修四氫大麻酚（THC）容許值，與美國同步（美國規定 0.3%，原因是有證據支持 0.3% 以下不會有成癮性，台灣目前容許 0.001%）；比照聯合國最新版本的《麻醉品單一公約》來修法來管制大麻；以及將大麻從反毒宣導中移除^[6]。而在政府層級，大法官於 2020 年於釋字第 790 號中，宣布毒品管制條例中的「意圖供製造毒品之用，而栽種大麻者，處 5 年以上有期徒刑，得併科新臺幣 500 萬元以下罰金。」違憲。因為其不論情節輕重，都處以五年以上的有期徒刑，違反比例原則^[9]。

從醫學角度看大麻

大麻是什麼，每個人腦袋裡大概都會有些既定印象，就讓我們以醫學的角度來看看大麻。大麻為一種草本植物，而既然是自然界的生物，組成成分想當然耳非常複雜。但是引發最多討論的是對人類中樞神經有作用的化學成分四氫大麻酚（tetrahydrocannabinol, THC），以及有藥用潛能但不影響精神狀態的大麻二酚（cannabidiol , CBD）。進入生物體內後，四氫大麻酚會由體內細胞上的 CB1 受器（cannabinoid receptor 1）以及 CB2 受器（cannabinoid receptor 2）接收，引發細胞下游反應。四氫大麻酚接上大腦的 CB1 受器後，就可以產生欣快感。大麻二酚反而不太愛接上 CB1 受器，甚至有時候會在旁邊干擾四氫大麻酚與 CB1 受器的接合。大麻二酚主要接到 CB2 受器，非但沒有讓人「變嗨」的作用，研究還指出醫用大麻二酚會降低焦慮症的症狀，有止痛功效，也運用在一些運動神經疾病^[7]。

當攝取方式為「抽」大麻時，由肺臟吸收大約 50%，當以食品方式「吃」的話，大約 10% 會被吸收。吸食未經萃取大麻相關的副作用包括：認知功能改變、慢性支氣管炎、及肺癌、生育力下降、精子動力降低、睪固酮濃度降低等等^[5]。胎兒在子宮中暴露到大麻，會增加低體重嬰兒以及早產的可能性、也會增加新生兒加護病房住院率^[1]。成癮性的大麻使用者腦部的獎賞迴路會被大麻所改變，而無法控制對於大麻的依賴程度。而在驟然停止使用大麻時，成癮性的大麻使用者也會出現戒斷症狀，包括焦躁易怒、睡眠障礙、食慾下降、體重減輕、憂鬱等等。

大麻與心臟疾病

一般人聽到「心臟病」、「心肌梗塞」應該會聯想到比較有年紀的病人。但在一篇研究中指出，古柯鹼以及大麻的使用在「年輕」的病人（總共收案 2,097 位 50 歲以下心肌梗塞病人）中，會增加心肌梗塞後的心因性死亡率以及總死亡率^[4]。原因之一是四氫大麻酚會造成血管內皮細胞的發炎，進而造成血管粥狀硬化。同樣的血管變化也會發生在腦部，如果血管斑塊破裂，就有可能造成阻塞性中風。而這些過程都跟前面提到的 CB1 受器有關。CB1 受器除了存在於腦部，引發止痛鎮靜甚至欣快的效果，也存在於血管內皮細胞上。當四氫大麻酚接上這個受器之後，會引發細胞內一連串的生物化學作用，增加氧化壓力，進而引發發炎，以及血管粥狀硬化^[2]。

吸食大麻引起的心血管疾病有解嗎？

於是由目前任教於台大藥理所的魏子堂副教授，領導史丹佛團隊，發起了尋找 CB1 拮抗劑之旅，結果發現在大豆內的 Genistein 是天然的 CB1 拮抗劑^[8]。所謂的拮抗劑就是會在結合受器後，不引起下游的反應，如此一來，同樣在尋找同樣受器的不同受質，就無法結合到該受器，而引起下游反應。

在老鼠的模型中發現同時給予 Genistein 以及四氫大麻酚的老鼠，比起單獨使用四氫大麻酚的老鼠有表現較低的發炎物質。而且在犧牲老鼠後得到的病理切片也有同樣的結論。在另一組實驗中，本來被為了高脂餐的「胖胖鼠」，在經過單獨給予四氫大麻酚之後，血管斑塊增大的幅度，也比同時給予 Genistein 的胖胖鼠還要更多。

與此同時，可能有些醫用大麻擁護者會擔心，那我們想要從醫用大麻得到的中樞神經系統止痛與鎮靜效果呢？在這個實驗裡發現 Genistein 並不會擾這方面的效果。

不過目前在 Cell 發表的這篇實驗仍在動物模型階段，如果要進一步在臨床醫學上使用，還是需要長期的臨床試驗觀察。Genistein 已經可以在一些補品或是健康食品中看到，所以安全性應該是無虞，但是若要證明它能讓吸食大麻的「人」避免掉心血管副作用，還是要經過二期、三期、四期臨床試驗。何況通常心血管疾病的病程需要數年，甚至數十年的時間才能看到變化。最有名的心血管研究是在二十世紀中期的佛萊明漢研究（Framingham study），一開始的設計為一個長達 20 年計畫，而也是因為這個重要的研究，得以奠基當代心臟科學的基礎。

結語

大麻除罪化、合法化、醫療化等議題，在大部份台灣人腦海裡可能還有毒品管制條例中深植的「二級毒品」形象。這不僅僅是科學證據上的辯論，更有著歷史文化、社會觀感的拉扯。但隨著越來越多國家對大麻管制鬆綁、醫用大麻的出現、甚至泰國鼓勵轉植大麻當經濟作物的風氣開始興盛，以及台灣民間團體的推動，公民討論勢必會越來越多。新研究的出現－－譬如本文中 Genistein 在未來臨床試驗後，可能可以保護大麻使用者，免於心血管副作用－－可以豐富公民討論的內容。如何創造社會對於大麻議題，一個理性討論的空間，值得大家一起關注。

參考資料

1. Birth Outcomes of Neonates Exposed to Marijuana in Utero: A Systematic Review and Meta-analysis | Neonatology | JAMA Network Open | JAMA Network [WWW Document], n.d. URL https://jamanetwork.com/journals/jamanetworkopen/fullarticle/2788451 (accessed 5.13.22).
2. Cardiovascular effects of marijuana and synthetic cannabinoids: the good, the bad, and the ugly | Nature Reviews Cardiology [WWW Document], n.d. URL https://www.nature.com/articles/nrcardio.2017.130 (accessed 5.13.22).
3. CNN, H.C., n.d. Thailand to give away one million free cannabis plants, minister says [WWW Document]. CNN. URL https://www.cnn.com/2022/05/11/asia/million-free-cannabis-plants-to-be-distributed-to-thai-households-intl-hnk/index.html (accessed 5.13.22).
4. DeFilippis, E.M., Singh, A., Divakaran, S., Gupta, A., Collins, B.L., Biery, D., Qamar, A., Fatima, A., Ramsis, M., Pipilas, D., Rajabi, R., Eng, M., Hainer, J., Klein, J., Januzzi, J.L., Nasir, K., Di Carli, M.F., Bhatt, D.L., Blankstein, R., 2018. Cocaine and Marijuana Use Among Young Adults With Myocardial Infarction. J. Am. Coll. Cardiol., SPECIAL FOCUS ISSUE: CARDIOVASCULAR HEALTH PROMOTION 71, 2540–2551. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2018.02.047
5. Pathophysiology – Elsevier eBook on VitalSource, 7th Edition – 9780323169448 [WWW Document], n.d. URL https://evolve.elsevier.com/cs/product/9780323169448?role=student (accessed 5.13.22).
6. petition – 綠色浪潮 GreenWave, 2021. URL https://greenwavetw.com/ (accessed 5.13.22).
7. Shahbazi, F., Grandi, V., Banerjee, A., Trant, J.F., 2020. Cannabinoids and Cannabinoid Receptors: The Story so Far. iScience 23, 101301. https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101301
8. Wei, T.-T., Chandy, M., Nishiga, M., Zhang, A., Kumar, K.K., Thomas, D., Manhas, A., Rhee, S., Justesen, J.M., Chen, I.Y., Wo, H.-T., Khanamiri, S., Yang, J.Y., Seidl, F.J., Burns, N.Z., Liu, C., Sayed, N., Shie, J.-J., Yeh, C.-F., Yang, K.-C., Lau, E., Lynch, K.L., Rivas, M., Kobilka, B.K., Wu, J.C., 2022. Cannabinoid receptor 1 antagonist genistein attenuates marijuana-induced vascular inflammation. Cell 185, 1676-1693.e23. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.04.005
9. 釋字第 790 號-全國法規資料庫 [WWW Document], n.d. URL https://law.moj.gov.tw/LawClass/ExContent.aspx?ty=C&CC=D&CNO=790 (accessed 5.13.22).
10. 大麻究竟有多可怕？ – PanSci 泛科學