【Gene思書齋】快思慢想的世界

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《不是癌症卻同樣致命！耳朵痛癢伴隨臉歪嘴斜，當心致死率極高的「惡性外耳炎」》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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「惡性外耳炎」並非癌症，而是致死率極高的嚴重耳道感染，細菌恐侵犯顱底與腦神經導致臉歪嘴斜。此病好發於高齡糖尿病患等免疫低下族群，若出現異常耳痛癢應盡速就醫。

說到外耳炎，大家會先想到游泳後耳朵進水，引發了「游泳耳」，讓人又痛、又癢，有些不正常的分泌物。不過我們今天要提的，是狀況更嚴重的「惡性外耳炎（Malignant otitis externa）」。

聽到「惡性」外耳炎，你可能會以為這是什麼「壞東西」。不過，我們目前所指的「惡性外耳炎」，是指相當嚴重的耳道感染，且不僅影響了外耳道，感染範圍延伸至顱底、顳骨、甚至腦組織和腦神經。也就是說，這裡的「惡性」，並不是說這是癌症、是惡性腫瘤，而是代表若患者沒有接受適當的治療，死亡率很高，甚至比癌症還致命，因此才被稱為惡性外耳炎。

然而，由於惡性外耳炎常常會被人誤以為是指惡性腫瘤，現在此病比較新興的名稱是「壞死性外耳炎（necrotizing external otitis）」，讓人比較好理解其主軸在於感染，並讓我們了解此病的迫切性。

惡性外耳炎代表著從原本的外耳道感染，繼續沿著筋膜層與靜脈竇拓展，演變成蜂窩性組織炎，軟骨也發炎，再侵入到骨頭處，導致骨髓發炎。所以，原本在外耳的感染範圍的延伸會侵犯到耳道以外，甚至到頭顱的骨頭，再深入到腦組織、腦神經。

惡性外耳炎有以下的特徵：

• 只要轉動頭部，耳朵會很痛，且很癢
• 耳朵持續有惡臭的黃綠色分泌物
• 耳朵附近的皮膚組織紅腫熱痛
• 聽力喪失
• 影響到腦神經時，會導致吞嚥困難、臉部表情肌肉無力、聲音沙啞、舌頭無力、肩膀無力。

罹患惡性外耳炎的危險因子

為什麼惡性外耳炎會這麼的嚴重呢？還是與免疫力有關。九成以上惡性外耳炎的患者罹患有糖尿病，且多為高齡患者。另外則是有癌症病史，或在接受化學治療的人，比較容易進展到惡性外耳炎的程度。有少數的機會，惡性外耳炎會發生在沒有糖尿病或其他免疫低下疾病的小孩身上，但這些孩子似乎無法清除這些細菌感染，使得細菌繼續侵蝕組織。

當懷疑病人罹患外耳炎，甚至是惡性外耳炎時，醫師會先採取分泌物及血液做細菌培養，了解究竟是哪隻細菌在作怪。最常見的惡性外耳炎致病菌第一名是綠膿桿菌，第二名則是金黃色葡萄球菌。不過，其他的細菌也是有可能的，所以用細菌培養確認致病菌與了解其抗生素敏感測試是很重要的。

接著，醫師不僅會檢查耳道、耳膜等組織，也會安排電腦斷層檢查，確認骨頭受侵犯的程度，用腦部核磁共振檢查更能了解腦組織與腦神經的受損程度。這些都是用來評估治療計畫的依據。

面對惡性外耳炎時，務必會用上局部抗生素與全身性抗生素，若還沒有確切的細菌培養報告，那就需要用上可以抵抗格蘭氏陽性菌、格蘭氏陰性菌、及黴菌的廣效型抗生素。要了解，會罹患惡性外耳炎的患者本身幾乎都有免疫力低下的狀況，這種因患者本身免疫力不佳後造成的感染，會讓細菌變得更難纏。即使使用抗生素治療，可能也要一連用上數個月。在這段治療過程中，務必要嚴格控制血糖，並可以考慮配合高壓氧治療，加強組織的健康程度。

如果真的太難纏，或破壞掉太多組織，手術也是一個治療選項，例如局部清瘡、引流膿瘍等手術可以移除受損的組織，清掉感染壞死的部分，同時也可以取一些組織做切片檢查，確認是否有癌化（耳道鱗狀細胞癌）的部分。

在過去，惡性外耳炎的致死率很高，甚至高達一半的患者會因此身亡。雖然目前此病的死亡率降到約一到二成，還是相當高。另外，惡性外耳炎的復發機率也很高，一不小心，這個感染又會捲土重來，因此就算治療好了，也務必規則的回診追蹤，確認耳道及附近組織的健康程度。

• 作者／照護線上編輯部
• 本文轉載自 Care Online 照護線上《中期肝癌無法開刀？「降階治療」縮小腫瘤，免疫合併療法逆轉生機》，歡迎喜歡這篇文章的朋友訂閱支持 Care Online 喔
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中期肝癌若因腫瘤過大無法手術，可透過「免疫合併抗血管新生療法」進行降階治療。此法能有效縮小腫瘤，讓病灶轉為可開刀狀態，助患者化被動為主動，大幅提升長期存活率！

「有位60多歲的患者，本身為B型肝炎帶原，平常沒有明顯不適，不過在就醫檢查後，驚覺肝臟長了一顆超過十公分的大腫瘤，確診時已屬中期肝癌，因腫瘤過大無法直接手術切除。」新竹臺大分院腫瘤醫學部張景程醫師表示，「多專科團隊評估後，先為其安排全身性免疫合併抗血管新生療法，隨後再搭配肝動脈灌注化學治療加強局部攻擊。經過四個療程後，肝臟腫瘤大幅縮小至可開刀範圍，最終由外科醫師順利切除，至今狀況穩定已追蹤超過三年，維持良好的生活品質。」

免疫合併抗血管新生療法已運用於中期肝癌，有機會讓中期肝癌從不可切除轉為可接受根除治療，達到長期存活的目標。

中期肝癌異質性高，建議及早評估導入全身性治療

臨床上肝癌分期主要依循巴塞隆納分期（BCLC），中期肝癌（BCLC B期）泛指腫瘤局限在肝臟內部、尚未侵犯大血管或轉移至遠端器官，且肝功能保留，但往往腫瘤顆數不只一顆或體積龐大。張景程醫師指出，這群患者的「異質性」相當大，有些人腫瘤集中在同一葉，有些則是多顆散布在不同肝葉；且台灣患者多數合併B型、C型肝炎或肝硬化，每個人的肝功能與腫瘤負擔大不相同。

傳統上，中期肝癌多以肝動脈化學栓塞（TACE）為主，但若腫瘤過大或分布散亂，單靠栓塞很難完全控制。張景程醫師說明，反覆進行肝動脈栓塞，每一次都可能連帶影響周邊正常的肝組織，導致寶貴的肝功能逐漸流失。肝動脈化學栓塞（TACE）是適合患者的重要治療選項，但若原本就不適合栓塞、治療後反應不佳，或再治療可能損害肝功能，應及早由多專科團隊評估轉換治療策略，在肝功能與體力仍足以接受治療時，把握全身性治療的機會。

免疫合併抗血管新生療法，打造轉化手術新契機

肝癌是富含血管的惡性腫瘤，當前全身性治療多採取「免疫合併抗血管新生療法」的組合策略。張景程醫師解釋，抗血管新生藥物能阻斷腫瘤的異常血流供應，並改善腫瘤微環境的免疫抑制狀態；免疫藥物則解除體內免疫T細胞的煞車機制，促使免疫系統重啟對肝癌細胞的攻擊。

臨床研究顯示，免疫合併抗血管新生療法在晚期肝癌能讓約三成患者的腫瘤縮小，甚至部分腫瘤可以在影像上完全消失，對不適合局部治療或局部治療成效不佳的中期患者，也可由醫療團隊評估這項治療。

張景程醫師表示，免疫合併抗血管新生治療期間，會依腫瘤反應、肝功能及病灶分布，評估是否搭配肝動脈灌注化療、放療或消融等局部治療。部分原先無法切除的患者，若治療後腫瘤縮小且其他條件合適，可重新評估手術或消融；這種以爭取根治性治療為目標的策略，稱為「降階治療（Conversion Therapy）」。

過去面對中晚期肝癌，治療目標多半只能「延緩惡化、維持穩定」，而降階治療的核心價值在於化被動為主動，將部分原先無法切除的患者，在治療後可重新評估手術或局部消融，大幅提升長期存活率。

門診施打維持生活品質，多專科團隊量身規劃

免疫合併抗血管新生療法通常在門診進行靜脈點滴輸注，每次施打約兩小時，不需住院，多數患者不會出現如傳統化療般的劇烈掉髮或嚴重噁心、嘔吐，能維持原本的工作、社交與日常活動。張景程醫師指出，雖然免疫藥物可能引起自體免疫反應（如肝炎、間質性肺炎、心肌炎等），抗血管新生藥物可能引發高血壓、蛋白尿或出血風險，但只要遵從醫囑定期抽血檢驗並監測肝功能，絕大多數副作用都能及時控制。

張景程醫師說明，中期肝癌治療必須仰賴多專科團隊，包括消化內科、腫瘤科、放射腫瘤科、外科等，依據每位患者的肝機能、腫瘤大小及血管分布，擬定個人化治療方案，隨時評估局部治療或開刀的時機。建議患者積極與主治醫師詳細討論多元策略，在兼顧肝功能與生活品質的前提下，爭取最佳的抗癌成效。

張景程醫師提醒，中期肝癌患者往往沒有自覺症狀，抽血數值也未必顯著異常，多數患者是藉由健康檢查或超音波追蹤才被診斷出來。因此，患有慢性B型、C型肝炎或肝硬化的高風險族群，平時務必定期追蹤腹部超音波與甲型胎兒蛋白，才能在腫瘤初期及早揪出病灶，把握治療時機，達到較佳的預後！