天氣濕冷就關節疼痛！是事實還是迷思？

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／梁培英、劉志偉醫師
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《類風濕性關節炎怎麼辦？醫師圖解說明》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔

「醫生，我的手好痛，每天起床都很僵硬，是不是血路不通？」王太太問。
「你的手指變形多久了？」醫師望著王太太明顯變形的手指問。
「這是因為我都用手洗衣服，才會變這樣啦。」王太太說。
「恐怕沒這麼單純，」醫師說，「我先幫你安排一些檢查，你有可能是類風濕性關節炎喔！」

類風濕關節炎好發於 40 至 60 歲的女性，是種自體免疫疾病，使關節慢性發炎，而持續發紅、腫痛。類風濕關節炎的特點是「休息愈久、愈不舒服」，早上起床時關節會僵硬超過一個小時。麻煩的是，如果沒有及時接受治療，發炎的關節將會漸漸變形、失去功能。

我吃的藥跟別人不一樣，這樣正常嗎？

臺北榮民總醫院過敏免疫風濕科劉志偉醫師指出，類風濕關節炎的傳統治療藥物有非類固醇消炎止痛藥（NSAID）、類固醇、疾病調節抗風濕藥物（DMARDs）等。

近年來發展出來的生物製劑、小分子藥物能夠抑制異常活化的免疫細胞，穩定病情。

劉志偉醫師說，「患者常會問，我吃的藥好像跟其他病友的藥不一樣？」這是因為每位患者的病程、疾病活性皆不相同，醫師會根據疾病活動度來擬定個人化的治療策略，使用不同的藥物組合與劑量，而且會依照病情持續調整藥物，盡量能夠緩解病情、並減少藥物的副作用。

使用的治療藥物並非一成不變，隨著腫痛關節數目、僵硬程度、整體健康狀況、發炎指標的變化，皆需適時調整藥物。

類風濕性關節炎是慢性發炎！那必須吃多久的藥？

中山醫學大學附設醫院風濕免疫過敏科梁培英醫師表示，類風濕性關節炎是由於免疫系統失調，而對自己的關節發動攻擊，導致慢性發炎反應。疾病成因與先天體質及後天環境因素有關，女性患者約是男性患者的三倍。

因為是自體免疫的問題，所以藥物無法讓疾病消失，但可以控制疾病活動度。

根據研究，愈早診斷、愈早接受治療，能有較好的預後。梁培英醫師提醒，若沒有好好控制類風濕性關節炎，關節可能在幾年內遭到破壞，讓手部功能大受影響，此外類風濕性關節炎還可能侵犯身體其他器官，像是影響心臟的心包膜炎、心肌炎，影響肺臟的肋膜炎、肺纖維化，還有腦中風、腎臟病變、心血管疾病等多種問題。

梁培英醫師一再叮嚀，持續接受治療可以提升患者之生活品質，與類風濕性關節炎和平共存。

患者需長期服藥，期間該注意什麼？

梁培英醫師解釋，類風濕性關節炎患者大多需要長期使用藥物，所以醫師都會交代一些日常生活中要留意的狀況。

傳統非類固醇消炎止痛藥（NSAID）能夠改善關節發炎、疼痛，不過也可能出現胃炎、潰瘍等，一般可以搭配其他藥物使用以緩解腸胃不適的狀況。部分患者的潰瘍較厲害，可能有出血的現象，所以需要注意排便的顏色，若有解黑便，便要立刻就醫，檢查是否有上消化道出血，及早處理。

由於部分類風濕性關節炎的藥物具有免疫調節的功能，患者要避開人潮，減少遭到感染的機會，若出現發燒、疲倦、咳嗽等症狀，最好儘快回診。

另有一些常見的狀況，如掉髮、嘴破、皮膚過敏等，可能與藥物有關，回診時可以主動提出來與醫師討論。

藥物能不能減量？要依照臨床症狀與抽血檢測發炎指數進行評估！

類風濕性關節炎是慢性病，患者或家屬常會詢問，「藥物能不能減量？」

劉志偉醫師解釋，藥物能否減量主要是看治療能否達標，所謂的「達標治療」會依照臨床症狀與抽血檢測發炎指數來評估。「我們會希望患者腫痛的關節數小於一處，而抽血的的 C 反應蛋白（C-Reactive Protein，CRP）小於 1 mg/dL，這樣才算治療達標。」

目前也有發展出類風濕性關節炎之量化指標「疾病活動指數 28（DAS28 , disease activity score by 28 joints）」，將患者腫痛的關節數目、整體健康評估分數、與血中的發炎指數「紅血球沉降速率（ESR）」等項目加權後會得到一個結果。

當疾病活動指數 28 大於 5.1，屬於「高疾病活動度」，當疾病活動指數 28 小於 3.2，屬於「低疾病活動度」。若疾病活動指數 28 小於 2.6，疾病處於緩解期，便可以考慮將藥物減量。

劉志偉醫師強調，「定期回診追蹤、評估疾病活動度，對類風濕性關節炎而言，非常重要！」

關節破壞不可逆，若感異常最好盡速就醫

「患者候診時，經常會看到有些病友的手部關節變形很厲害，所以非常焦慮。」梁培英醫師說，「手指的靈活度對於日常生活、工作皆不可或缺，因為類風濕性關節炎可能對關節造成不可逆之破壞，請一定要在關節破壞之前及早接受治療。若起床時有關節僵硬疼痛的狀況，最好就醫檢查。」

劉志偉醫師說，和過去相比較，類風濕性關節炎的治療已有長足進步，疾病調節抗風濕藥物、生物製劑、小分子藥物等陸續問世，幫助很多患者有效控制病情。建議要好好接受藥物治療，並配合復健治療，維持關節活動度，日常生活中不過度使用關節，才能維持良好的生活品質喔！

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《類風濕性關節炎怎麼辦？醫師圖解說明》，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！

有沒有人跟小小編一樣，很愛折手指讓關節發出喀喀喀的聲音，聽到那清脆的啪啪聲後感到無比舒爽而且還想一直重複去折它呢……？

究竟聲音到底是從哪裡來的？一直這樣用會不會得關節炎….？在挖掘出其中的奧祕之前我們要先來簡單的了解一下不同種的關節以及關節的解剖構造。

關節的種類

就以人體來說，兩塊骨頭相接的地方就叫做關節（Joint），關節可以用構造或功能分成好幾大類，以構造來區分的話可以大致分成纖維關節、軟骨關節、和滑膜關節，其中的纖維關節和軟骨關節比較不常被我們注意，因為他們屬於不太能自由移動的關節，滑膜關節跟我們之後要討論的比較有關連。

如果依照功能來區分關節的話可以分成不可動關節、微可動關節、以及可動關節。可動關節分成六大類，而每種都有滑膜的構造，而滑膜裡面的物質正是造成喀喀聲的主要成因！

首先要先了解這六類可動關節的基本型態：

 滑膜關節內的構造

知道指關節屬於滑膜關節後，我們就要更仔細的去看滑膜關節內的構造：

滑膜囊腔擔任起骨頭與骨頭之間潤滑的工作，若沒有滑膜囊的存在那麼關節之間的骨頭就很容易磨損發炎，一般關節炎就是這樣引起的。滑膜囊裡面的滑膜液，也叫關節液，可以想像成潤滑液的概念。關節液的成份主要是玻尿酸、葡萄糖胺等成分使得液體變得黏黏稠稠滑滑的[2]。

關節發出的喀喀聲

學了這麼多關於關節的知識後先來喝杯飲料休息一下，因為我們其實只觸及關節知識的冰山一角，但是我們現在知道的已經足以回答我們的問題了，為什麼它平常不發出聲音只有我們在用力的扳、折、或壓它的時候才會發出喀喀聲？或許有這樣提示你就發現了第一個線索了。

關節是活動的而且包覆滑膜囊的韌帶或肌肉也都是軟的，在壓迫或拉扯關節的時候，我們改變了關節的結構和空間；當我們延展韌帶時，我們同時也把滑膜囊撐大，這使滑膜腔的空間變大了一些，當一個密閉的腔室體積增大，勢必代表內部的壓力將會變小，而什麼東西跟壓力很有關係呢？就是氣體的溶解度，事實上有許多氣體溶在我們的滑膜液裡面，其中又以二氧化碳最多，當腔內壓力變低時，這些溶解的碳酸就會被迫析出成為氣體[3]。

此時此刻你的滑膜腔裡面其實產生了一些小氣泡，而因為這些氣泡形成的速度很快，快到使我們聽到啵啵喀喀的聲音。形成泡泡之後需要經過一段時間，這些氣體才會慢慢溶回關節液裡面，這也就是為什麼剛喀（啪）完以後需要一段冷卻時間才能在喀（啪）一次…嗯…你懂的。

一直讓關節啪啪啪會不會得關節炎？

我想，除了關節怎麼發出聲音之外，大家更想關心的就是這樣的習慣會不會對我們的關節產生不良的影響吧？如果了解了各種關節炎的成因之後就會發現，其實沒有一種已知的關節炎型態與氣泡的產生有直接關連[1]，甚至有人做實驗來證明這件事，2009年的搞笑諾貝爾醫學組得獎者Donald L. Unger 進行了一項實驗，連續60年，他只去喀喀喀左手的手指而從來不去用右手，最後證明左右手並沒有顯著性的差異，也沒有導致關節炎[4]。（神人阿！）

參考資料：

1. Jorge Castellanos & David Axelrod, ‘Effect of habitual knuckle cracking on hand function’, Annals of Rheumatic Diseases, Vol. 49, 1990, pp. 308-309.
2.  Hui, Alexander Y.; McCart, William J.; Masuda, Koichi; Firestein, Gary S.; Sah, Robert L. (Jan–Feb 2012). “A Systems Biology Approach to Synovial Joint Lubrication in Health, Injury, and Disease”
3. Watson P, Kernoham WG, Mollan RAB. A study of the cracking sounds from the metacarpophalangeal joint. Proceedings of the Institute of Mechanical Engineering [H] 1989;203:109-118.
4. “Does Knuckle Cracking Lead to Arthritis of the Fingers?”, Donald L. Unger, Arthritis and Rheumatism, vol. 41, no. 5, 1998, pp. 949-50.
5. 新高中「體育」課程，關節