奪命瞬間！劇烈撕裂性胸背痛恐是「主動脈剝離」，醫師解析分型與微創保命關鍵

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《主動脈瓣狹窄恐導致猝死！經導管主動脈瓣膜置換術TAVI解析，心臟血管外科醫師圖文懶人包》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「有位 70 多歲女士，因為在家裡昏厥而被送到急診室，檢查發現有嚴重的主動脈瓣膜狹窄，建議動手術治療。」林口長庚醫院心臟血管外科主任陳紹緯教授表示，「因為患者有多種慢性病，身體狀況較差，家屬相當擔心手術伴隨的風險。」

經過討論後，患者選擇接受經導管主動脈瓣膜置換術（TAVI），利用導管置放生物組織人工瓣膜取代硬化狹窄的主動脈瓣。陳紹緯教授說，經導管主動脈瓣膜置換術的傷口較小、手術時間較短、失血量較少、術後疼痛較少，幫助患者較快恢復，並順利出院，目前持續在門診追蹤治療。

主動脈瓣膜狹窄是指主動脈瓣膜因增厚、鈣化或變硬而無法完全開啟，造成血流受阻，進而導致心臟負擔逐漸加重。陳紹緯教授指出，當主動脈出口越來越狹窄，患者若不及時接受適當治療，可能導致心臟衰竭，甚至有猝死風險。

主動脈瓣膜狹窄的危險因子包括高齡、高血壓、高血脂、先天性心臟病、慢性腎臟疾病等。陳紹緯教授說，初期的主動脈瓣膜狹窄沒有明顯症狀，患者通常沒有自覺。

隨著狹窄惡化，患者可能出現胸悶、胸痛、呼吸困難、暈厥、頭暈等症狀。陳紹緯教授說，當瓣膜狹窄嚴重，心臟持續超負荷運作，將導致心臟衰竭，一旦出現心臟衰竭症狀，患者平均存活期只有2年。

積極治療，才能保存心臟功能

針對主動脈瓣膜狹窄，治療方式包括藥物治療、傳統主動脈瓣置換手術、經導管主動脈瓣置換手術等。陳紹緯教授說明，傳統主動脈瓣置換手術已被證實是有效且可提供穩定的長期效果，外科醫師會將損壞的主動脈瓣膜切除，然後縫上人工瓣膜。傳統主動脈瓣置換手術需要使用人工心肺機，並讓心臟暫時停止跳動，可同時處理多種心臟問題。

經導管主動脈瓣膜置換術（TAVI）屬於微創手術，陳紹緯教授說明，利用導管置換主動脈瓣有助降低手術風險，縮短恢復期。

醫師會在股動脈處穿刺，將導管送入血管內。在先進影像定位系統輔助下，將導管延伸到主動脈瓣的位置。導管的末端帶有可摺疊的人工瓣膜，展開人工瓣膜後，便能取代病變狹窄的主動脈瓣。確定人工瓣膜的功能正常後，醫師便能移除導管，關閉穿刺點。

經導管主動脈瓣膜置換術的傷口僅約 1 公分，可於局部麻醉下進行。整體手術時間較傳統開心手術短，術中失血量較少，術後疼痛較少、住院天數與恢復期都能相對縮短。陳紹緯教授說，對於高齡、合併多種慢性疾病或身體狀況較差的患者而言，經導管主動脈瓣膜置換術有助降低手術風險。不過，經導管主動脈瓣膜置換術與傳統開心手術各有優勢與適應症，醫師會依據患者的年紀，整體健康狀況、瓣膜病變嚴重度及個人需求來做最適切的建議。

外科主動脈瓣人工瓣膜有何差異？

在醫學科技的進步下，高齡高風險的主動脈瓣狹窄病患都會優先建議經導管主動脈瓣膜置換術，然而許多病人仍然建議傳統外科手術，如年紀較輕，先天性二瓣型主動脈瓣，伴隨其它瓣膜疾病，主動脈疾病，冠狀動脈疾病等，目前國際治療指引仍建議外科手術優先。不同於導管瓣膜只有生物組織瓣膜，外科人工瓣膜的選擇比較多樣，長期耐用性也已經得到證實。

常見的外科人工瓣膜主要分成兩大類，金屬機械性瓣膜與生物組織瓣膜（含豬心組織瓣膜、牛心組織瓣膜）。陳紹緯教授解釋，金屬機械性人工瓣膜的耐久性佳，通常會建議年輕患者使用，可減少日後再次手術的風險。植入金屬機械性人工瓣膜後，患者需終身服用抗凝血藥物，也要避免劇烈運動。

50 歲以上的患者，通常會建議使用生物組織瓣膜。陳紹緯教授說，牛心組織瓣膜的耐用性較佳，患者不需長期使用抗凝血藥物，可減少藥物相關併發症，維持生活品質。

各種人工瓣膜皆有其優點，健保給付條件也不相同，心臟外科醫師會綜合考量患者的年齡、身體條件、其他併發症以及預期壽命來建議適合的瓣膜種類。

筆記重點整理

• 主動脈瓣膜狹窄是指主動脈瓣膜因增厚、鈣化或變硬而無法完全開啟，造成血流受阻，進而導致心臟負擔逐漸加重。隨著狹窄惡化，患者可能出現胸悶、胸痛、呼吸困難、暈厥、頭暈等症狀。一旦出現心臟衰竭症狀，患者平均存活期只有 2 年。
• 傳統主動脈瓣置換手術已被證實是有效且可提供穩定的長期效果，特別是年輕的先天性二瓣型主動脈瓣，外科醫師會將損壞的主動脈瓣膜切除，然後縫上人工瓣膜。傳統主動脈瓣置換手術需要使用人工心肺機，並讓心臟暫時停止跳動，可同時處理多種心臟問題。
• 經導管主動脈瓣膜置換術（TAVI）屬於微創手術，傷口僅約 1 公分，可於局部麻醉下進行。整體手術時間較傳統開心手術短，術中失血量較少，術後疼痛較少、住院天數與恢復期都能相對縮短。對於高齡、合併多種慢性疾病或身體狀況較差的患者而言，經導管主動脈瓣膜置換術有助降低手術風險。
• 各種人工瓣膜皆有其優點，健保給付條件也不相同，心臟外科醫師會綜合考量患者的年齡、身體條件、其他併發症以及預期壽命來建議適合的瓣膜種類。

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• 作者／照護線上編輯部
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「心臟有雜音，二尖瓣逆流該怎麼辦？」

「標準開胸手術、達文西機械手臂手術、導管心臟瓣膜手術該怎麼選？」

「微創手術是否比較好？」

當心臟瓣膜出問題時，大家都會很擔心，關於手術時機、手術方式也有很多疑問，請林口長庚醫院心臟血管外科主任陳紹緯教授來回答心臟瓣膜手術關鍵QA。

Ｑ、請問心臟瓣膜疾病的手術時機？

我們的心臟瓣膜像閘門一樣，能夠隨著心跳適時開啟和關閉，幫助維持血液流動的方向。陳紹緯教授解釋，當心臟瓣膜無法完全開啟，讓血液無法順利通過，稱為瓣膜狹窄；當心臟瓣膜無法完全關閉，會造成血液逆流。心臟瓣膜狹窄或逆流可能影響心臟輸出量，並讓心臟功能漸漸惡化。

以最常見的心臟瓣膜疾病二尖瓣逆流為例，初期患者沒有明顯症狀，但隨著心臟功能漸漸惡化，患者會出現心悸、頭暈、呼吸急促、下肢水腫、運動耐受力下降等心臟衰竭的症狀。

「原發型二尖瓣逆流」屬於結構性的問題，包括瓣膜葉片組織太多造成脫垂、或用於懸吊瓣膜葉片的腱索太長或斷裂、瓣膜鈣化或感染，使二尖瓣無法完全閉合。「續發型二尖瓣逆流」是因為心臟變大，雖然二尖瓣的結構正常，但也無法完全閉合。

「原發型二尖瓣逆流」就像是閘門損壞，大多需要接受外科手術治療。陳紹緯教授說，「續發型二尖瓣逆流」的治療一般建議先採用藥物治療，或是經導管瓣膜夾合術，其次才是外科手術。

針對原發型二尖瓣逆流，建議在心臟功能還正常時便動手術治療，才有較佳的預後。如果拖到心臟擴大、心臟功能不全，狀況會較為棘手。

陳紹緯教授強調，「一旦檢查確認重度二尖瓣逆流，就是最佳治療時機！」

Ｑ、請問原發性二尖瓣逆流的手術原則？

原發性二尖瓣逆流患者的心臟瓣膜大多可以修補，一般建議接受二尖瓣膜修補術，盡量保留患者的二尖瓣膜，進行生理性的結構重建。陳紹緯醫師說，二尖瓣修補術已是相當成熟的技術，經驗豐富的手術團隊一般可以達到9成以上的成功率。研究顯示，二尖瓣修補術的成功率高，且長期存活率高。使用患者自己的心臟瓣膜，耐用性較佳，術後也不需因為瓣膜因素而長期服用抗凝血藥物。

如果二尖瓣膜已嚴重鈣化、損壞，便須考慮接受心臟瓣膜置換手術。醫師會先切除損壞的心臟瓣膜，再植入人工瓣膜。

Ｑ、我適合採用微創心臟瓣膜手術？

標準開胸心臟瓣膜手術需正中打開胸骨，以人工心肺機暫時取代心臟循環以及肺部換氧功能，使用心臟保護液讓心臟暫時停止跳動。

標準開胸心臟瓣膜手術的手術視野清楚，適合進行複雜性心臟修補，且能加速手術進行，盡量縮短心臟停止跳動的時間。針對許多重度心血管疾病，能夠達到較理想的長期結果。陳紹緯醫師說，目前很多緊急或複雜的心血管疾病，仍然只能以標準開胸手術來進行，例如急性A型主動脈剝離手術、主動脈瓣併根部置換術（班氏手術）、冠狀動脈繞道手術、感染性心內膜炎多重瓣膜感染等。

利用標準開胸進行二尖瓣手術，可執行複雜性修補，且能同時進行冠狀動脈繞道手術、或處理其他瓣膜問題及心房顫動。陳紹緯醫師說，許多重度二尖瓣逆流患者都會伴隨心房顫動或其他瓣膜問題，而需要採用標準開胸心臟瓣膜手術。

隨著科技進步，微創心臟手術快速發展，有利用導管進行的血管內導管治療，以及利用內視鏡或達文西機械手臂進行的微創（小傷口）手術。

血管內導管治療包括經導管心臟瓣膜置換手術及二尖瓣夾修補等。做法是從大腿腹股溝處穿刺，藉由先進影像系統進行導引定位，利用導管傳送系統，精準的置放人工瓣膜。

「血管內導管治療的侵襲性低，不須開胸、不須讓心臟停止跳動、幾乎沒有傷口，恢復期較短。」陳紹緯教授說，「需要注意的是，並非每一個患者的病情都適合使用經導管心臟瓣膜手術，也不是所有患者都能從導管治療得到長期理想的耐用性。」特別是針對原發性二尖瓣逆流，經導管二尖瓣膜修補手術長期效果並不如外科修補手術，萬一需二次傳統手術常需要置換人工瓣膜，除非病人身體狀況不好，手術風險高，目前國際治療指引並不建議。至於經導管二尖瓣置換術，目前技術比較成熟的是應用在之前外科手術後的生物瓣膜退化，應用並不廣泛。

至於微創心臟手術在本質上仍是開心手術，同樣需要人工心肺機，並使用心臟保護液讓心臟暫時停止跳動，差異在於藉助高科技器材來避免打開胸骨，讓傷口較小、術後疼痛較少，幫助縮短術後復原時間、維持較佳的美觀。

陳紹緯教授說，以臨床上最常見的微創心臟手術，二尖瓣修補術為例，主要的做法包括以內視鏡影像系統輔助，使用長器械經由小傷口進行手術，以及達文西機械手臂手術。

達文西機械手臂具有放大十倍的3D內視鏡，能夠呈現精細的影像；多軸活動的機器手臂相當靈活，可大幅提升動作穩定度，在狹小空間裡切割與縫合，完成精細的心臟瓣膜手術。

Ｑ、哪些患者可以採用不停跳二尖瓣腱索植入修補手術？

不停跳二尖瓣腱索植入修補手術能夠治療「二尖瓣腱索斷裂造成的二尖瓣逆流」。

不停跳二尖瓣腱索植入修補手術是從左側乳頭下方第五肋間或第六肋間進入，傷口約5公分，然後在心臟跳動的狀態下，從心尖穿刺進入左心室及左心房。陳紹緯教授解釋，藉由3D重組超音波影像的導引，可定位出二尖瓣逆流的位置。心臟外科醫師會從心尖放入人工腱索植入器，夾住二尖瓣並植入3至4條人工腱索。最後在高解析心臟超音波的協助下，調整人工腱索的長度並固定，完成生理性修補。

不停跳二尖瓣腱索植入修補手術不須鋸開胸骨、不須讓心臟停止跳動、不使用人工心肺機、不用打開心臟。因為術中失血量較少、術後疼痛較少，恢復期較短。但是並非所有的二尖瓣逆流患者都適合使用不停跳二尖瓣腱索植入修補手術，術前必須經過完整的評估。

Ｑ、微創手術是否比較好？

許多患者或家屬會偏好微創心臟瓣膜手術，不過心臟外科醫師更重視如何依據每位患者的「手術風險」、「病灶位置」、「嚴重程度」，給予最適合的治療。陳紹緯教授說，心臟瓣膜手術的考量重點首先是手術安全性，其次是耐用性，特別在相對年輕的病人，手術治療後較低的疾病復發風險更為重要，最後的考量才是傷口大小、手術的舒適度及美觀。

標準開胸手術、達文西機械手臂手術、經導管心臟瓣膜手術皆具有不同的特點，沒有絕對的好壞，患者要和醫師詳細討論，共同選擇合適的治療方式！

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