從鋼板到負壓系統：骨折治療的新時代讓復原更輕鬆！

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

輕微的擦傷，其實不用消毒？

以前如果有擦傷或是割傷，第一步一定是消毒。不論家裡或學校的保健室，必備外傷用的消毒液，諸如酒精製劑、碘酒、白藥水、俗稱「紅藥水」的紅溴汞等，商品種類繁多。

但是近年來已經發現消毒液不利於傷口痊癒。因此除了特殊的狀況，基本上傷口不用消毒，用自來水仔細把砂土、泥巴之類的異物洗乾淨就夠了，不用拚命忍受消毒液碰到傷口的疼痛。

在醫院也是一樣。一般而言，較深、需要縫合的傷口會事前消毒，如果不是就不用消毒。因為長久以來的習慣，很多人都認為「傷口需要消毒」，所以或許會有人不滿「都特別去醫院了，竟然不幫我消毒」，不過輕傷「不消毒」才是正確的做法。

可能會有人懷疑「不消毒的話傷口不會化膿嗎？」的確，如果細菌從傷口處侵入並繁殖，就會引起感染（化膿），但就像前面提到的，皮膚本來就常態性會有細菌和我們共生，消毒的瞬間會把這些細菌都殺死，之後就無法防止旁邊的細菌進入傷口，倒不如定期把傷口清洗乾淨還比較重要。

傷口保持「濕潤」有助於傷口癒合？

一般而言，輕傷不使用抗菌藥物，是因為在預防感染上沒有作用。

傷口在剛開始被感染時，以「治療」為目的使用抗菌藥物是合理的，但是以「預防」為目的是無效的。在還沒感染之前就趕盡殺絕，就像還沒發生犯罪之前就把人逮捕一樣。

但是汙染嚴重的傷口例外。例如被貓狗等動物咬傷，相較於普通的傷口來說感染風險很高，因此會以預防為目的使用抗菌藥物。此外如前所述，在確認傷口汙染程度和疫苗接種時間後，也有可能需要注射破傷風疫苗。

傷口管理上的想法已經大為改變。以前是認為要「乾乾的」，讓傷口保持乾燥比較好；但近年來卻發現讓傷口維持濕潤比較快痊癒，所以通常會在傷口抹上軟膏，以維持濕潤的環境。

外用藥的軟膏和乳膏常常會被搞混，其實完全不同。軟膏類是由藥物成分及基劑所構成，並不是將藥物成分塗抹在皮膚上，而是將藥物成分溶於基劑中再抹上去。

此外，軟膏的基劑是油性成分（凡士林等），乳膏在油性成分之外還含有水分。因此軟膏黏性較強、保濕力較高，對皮膚刺激也比較少；而乳膏水潤滑順、黏性較差、對皮膚刺激性較強，不能使用在傷口部位。所以要塗在傷口上的話，要選用軟膏。

漱口可以沖掉喉嚨的病毒嗎？效果有限！

在醫學的世界裡，有些過去以為是正確、大家都深信不疑的事，在之後的研究中才發現是錯誤……這樣的例子不少，傷口處置正是最典型的例子之一。

其他還有類似的案例，例如漱口藥。

以前像碘酒之類的漱口藥，被認為有預防感冒的效果，但近年發現用自來水就綽綽有餘。

現在用自來水就能有效預防感冒已經成為「理所當然」，實際上，醫院除非有特殊理由，否則不會以預防感冒或治療為目的地開立漱口藥。

漱口藥本身的效果也被認為是有限的。在新冠肺炎對策中，也不斷宣導「勤洗手、戴口罩、避免密集密切接觸」，但並沒有「漱口」這項。

漱口或許可以將附著在喉嚨上的病原體沖刷掉，但是在下一個瞬間吸入飛到眼前的飛沫，那漱口的效果就前功盡棄了。這就是為什麼在傳染對策上，漱口的優先順位不高的理由。

雖說如此，像這種「感覺原因很合理的說明」，在之後的研究被翻盤，醫學史上也經常發生。即使現在手邊的材料看起來很合理的說明，那也不過是「暫時的正確答案」而已。

——本文摘自《了不起的人體：如此精妙，如此有趣，說不定還能救你一命》，2022 年 7 月，如何出版，未經同意請勿轉載。

1865 年 8 月，英國格拉斯哥 (Glasgow) 皇家醫院的李斯特醫生檢查了一位 11 歲小男孩的傷勢後陷入沉思。小男孩左腿的複合性骨折恐怕只能截肢了，然而截肢的死亡率高達五成，面對小孩母親驚惶中充滿祈求的眼神，他下定決心：那就放手一搏吧！

其實不只截肢，當時手術後的病患有四成以上都會因為感染而死亡，但大家都不清楚為什麼會感染，只能歸咎於污氣、瘴氣，認為是無可奈何之事。但李斯特意識到傷口化膿是個重要指標，他發現沒有傷口的閉合性骨折，都沒發生感染；相對地，即使傷勢輕微，只要有傷口就很容易化膿感染，因此一定是空氣中有什麼東西從傷口處引發感染。但推論至此他就束手無策了，直到年初他讀到法國化學家巴斯德的論文，一切終於豁然開朗！

巴斯德證明發酵作用與食物腐敗都與微生物有關，他建議三種殺死微生物的方式：過濾、高溫、或是化學溶液。前兩者顯然不適用於人體，因此李斯特只能從化學溶液著手。他先用小動物做實驗，但試了幾種化學物質都不理想，後來聽說石碳酸可以防止污水發臭，一試之下果然有用，如今或許該試試看能不能救這小男孩了。

李斯特用石碳酸溶液擦拭手術器具，並噴灑於手術室四周與空氣中。開完刀後再用浸泡過石碳酸溶液的紗布一層一層的敷在傷口上，與空氣隔絕。結果男孩的傷口果然完全沒有化膿感染，健康出院。李斯特自此手術都用這樣的消毒措施，在三年之內所做的 40 例截肢手術之中，只有 6 例感染死亡，死亡率從將近五成降到一成五，已足以證明消毒的成效。

然而儘管李斯特大力鼓吹同事在開刀之前洗手、換上乾淨的手術袍，但大多數人對於細菌說仍嗤之以鼻，因此依然故我，不願改變習慣，遑論還要麻煩地進行消毒。他於 1867 年在《柳葉刀》(The Lancet) 期刊上先後發表了六篇論文，但是自己英國同胞卻冷淡以對，反而是德國醫界大力推廣，並積極改善消毒方法。隨著各地引進消毒措施的醫院因手術感染的死亡率明顯下降後，李斯特終於在十幾年後獲得各國一致的讚揚，並獲頒男爵的爵位。

李斯特沒忘記飲水思源。他於 1874 年寫信給巴斯德感謝他的研究與創見，而巴斯德也積極將李斯特的臨床實驗介紹給法國醫界。兩人成為一生至交，共同推廣微生物學的觀念。因為李斯特，醫護人員才懂得消毒的重要，而讓手術變得更加安全，拯救了無數人的生命，李斯特也因此享有「現代手術之父」的美譽。

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《骨折手術要提防感染、骨髓炎，傷口併發症的成因與對策，骨科醫師圖文解析》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「骨科手術的傷口很怕感染，如果感染無法控制，便得將植入物、人工關節移除，然後需要長時間的換藥，等到感染改善後再想辦法關閉傷口，往往需要3至6個月以上。」臺北醫學大學附設醫院骨科部運動醫學科主任呂憲宗醫師指出，「為了降低傷口併發症的風險，可以多管齊下，包括把血糖控制穩定、避免手術低體溫、使用手術後負壓傷口照護系統等，讓傷口順利癒合，能夠減輕患者與家屬的壓力，也能避免許多衍生的醫療花費。」

車禍、跌倒都可能造成骨折，車禍常造成脛骨、股骨、脊椎骨折；跌倒時因為會用手撐地，常造成手腕骨折；老人家在滑倒時容易出現髖部骨折。呂憲宗醫師解釋，如果在受傷時骨頭沒有跟外界環境接觸，稱為閉鎖性骨折；如果在受傷時骨頭有跟外界環境接觸，稱為開放性骨折。

隨著鋼板、鋼釘等醫材的進步，骨折的治療觀念逐漸改變。呂憲宗醫師指出，若狀況許可時，現在會傾向用鋼板、鋼釘進行固定，讓患者能早點活動。

因為如果採用打石膏的保守治療，患者可能要固定 4 至 8 週等待骨頭癒合。呂憲宗醫師說，如果動手術固定，能夠顯著縮短復原的時間。

接受手術治療後，便要好好地照顧傷口。無論是創傷造成的傷口，或是動手術造成的傷口，都得留意傷口併發症的發生。呂憲宗醫師說，常見的傷口併發症包括腫脹、疼痛、感染、壞死、崩裂等。傷口併發症可能導致住院天數增加、醫療花費增加。

與傷口併發症有關的危險因子很多，有些是與患者相關，有些是與手術相關。呂憲宗醫師說，患者相關的危險因子包括糖尿病、高血壓、肥胖、高齡、慢性腎病、慢性肺病、抽菸等；手術相關的危險因子包括緊急手術、二次手術、軟組織受損、汙染性傷口、高張力傷口、手術低體溫、手術時間長等。

為了減少傷口併發症，醫師會針對各種傷口併發症的成因擬定各種對策，包括把血糖控制穩定、採用個人專用熱空氣式保溫毯避免手術低體溫、使用手術後負壓傷口照護系統幫助傷口癒合與保護並控制傷口併發症等。

由於傷口中常會鬱積組織液，鬱積的組織液會增加傷口感染的風險。呂憲宗醫師說，手術後負壓傷口照護系統是在台灣是相對較新的技術，它是在傷口外覆蓋特殊海綿敷料，再以防水的薄膜固定，然後接上持續抽吸的主機。手術後負壓傷口照護系統能夠維持負壓，幫助移除滲液與感染物質，進而降低傷口感染的風險。

相較於使用紗布覆蓋傷口，手術後負壓傷口照護系統能夠帶給患者幾項好處。呂憲宗醫師說，因為具有防水薄膜，能夠避免傷口碰到水，讓患者、家屬較好照顧，而且可以連續保護手術傷口5至7天，減少換藥頻率與不適。

手術後負壓傷口照護系統能夠移除多餘的滲液，預防切口旁皮膚浸潤、並降低傷口感染的機會。亦能幫助拉近縫合傷口，減少傷口側邊張力，並可增加附近微血管的血流量，刺激肉芽組織生長。

「骨折的傷口若發生感染，可能演變成骨髓炎，就會相當棘手。」呂憲宗醫師說，「從臨床經驗看來，手術後負壓傷口照護系統能夠讓患者早一點出院、減輕傷口照護的負擔、降低感染的風險，帶給患者很多幫助。」在現今醫療人力不足的情況下，使用手術後負壓傷口照護系統可以讓患者傷口得到更好的照護成效及先進的醫療品質。

筆記重點整理

一、 隨著鋼板、鋼釘等醫材的進步，骨折的治療觀念逐漸改變。若狀況許可時，現在會傾向用鋼板、鋼釘進行固定，讓患者能早點活動。如果採用打石膏的保守治療，患者可能要固定 4 至 8 週等待骨頭癒合。如果動手術固定，能夠顯著縮短復原的時間。

二、 接受手術後，要留意傷口併發症。常見的傷口併發症包括腫脹、疼痛、感染、壞死、崩裂等。傷口併發症可能導致住院天數增加、醫療花費增加。

三、 為了減少傷口併發症，醫師會針對各種傷口併發症的成因擬定各種對策，包括把血糖控制穩定、避免手術低體溫、使用手術後負壓傷口照護系統等。

四、 相較於使用紗布覆蓋傷口，手術後負壓傷口照護系統能夠帶給患者幾項好處。因為具有防水薄膜，能夠避免傷口碰到水，讓患者、家屬較好照顧，而且可以連續保護手術傷口5至7天，減少換藥頻率與不適，讓患者傷口得到更好的照護成效及醫療品質。

五、 手術後負壓傷口照護系統能夠移除多餘的滲液，預防切口旁皮膚浸潤、並降低傷口感染的機會。亦能幫助拉近縫合傷口，減少傷口側邊張力，並可增加附近微血管的血流量，刺激肉芽組織生長。

• 本文轉載自 Care Online 照護線上《骨折手術要提防感染、骨髓炎，傷口併發症的成因與對策，骨科醫師圖文解析》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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