看牙的恐懼總和：牙鑽－《醫學之書》

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《醫療器材比你想得更接近你的生活！一篇看懂醫療器材的關鍵防線，守護安全與健康（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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日常醫療器材背後藏著嚴密防線！本文帶您看懂醫材安全機制：從上市前的許可與履歷審查，到上市後的監測與支援，結合完善的異常通報機制，層層把關大眾健康。

早上起床量血壓、戴上隱形眼鏡出門、坐在診療椅上接受植牙手術，這些看似平凡的日常片段，都與醫療器材密不可分。唯有安全、可靠的醫療器材，才能在診斷、治療與日常健康管理中穩定發揮，協助醫療行為順利進行。醫材的可靠不只來自器材本身的功能，更來自背後一整套嚴謹的安全把關與管理機制。

上市前：嚴格准入審查與可追溯性

每一件醫療器材在進入診間、手術室與家庭之前，都必須先經過一道道嚴格的審查與把關，確保產品來源清楚、合法合規。

首先，每一件醫療器材都必須取得衛福部核發的「醫療器材許可證」。這張許可證代表該醫材的安全性、有效性及品質控管均符合國家標準。不僅如此，為了進一步降低風險，合法原廠醫材須具備嚴謹的可追蹤紀錄，從原料採購、生產製造、品質檢驗到物流運送，每一個環節都有清楚的紀錄與編號。這種具備「履歷」的管理方式，能在發生異常的第一時間迅速追溯源頭，也可嚴絕來源不明的零件混入。

此外，醫療器材也附有專業且詳盡的產品說明與使用指引，可視為安全使用的重要依據。內容會清楚標示適用情況、操作方式、禁忌事項及可能風險。當專業團隊能清楚掌握「該怎麼用、不該怎麼用、什麼時候可以用、什麼時候不能用」時，便能有效避免因使用不當產生的醫療風險。

上市後：專業技術支援與持續監測

醫療器材進入市場後，相關的安全監測仍會持續進行。為了將人為操作疏失降至最低，原廠會針對醫事人員提供標準化的訓練課程，內容涵蓋設備組裝、參數調整與維護規範。在臨床端遇到技術疑慮時，原廠專業團隊亦會即時介入，提供明確的操作指引，確保醫療行為在安全狀態下完成。

更重要的是，原廠通常也會在醫療器材上市後，持續建立安全監測與回饋機制，透過醫護人員在臨床第一線的使用經驗與回報，掌握器材在實際應用中是否出現副作用、異常狀況，或其他需要注意的風險。這些從教育訓練、技術支援，到上市後監測與異常通報的機制，並不是特定類型業者才有，而是任何重視品質管理與使用者安全的醫材廠商都應具備的基本責任。

完善安全網：區分不同醫材的通報機制

最後提醒大家，守護醫材安全需要醫、病與廠商三方的共同參與。所有醫療器材都有對應的通報管道，但依據產品屬性與使用情境，通報責任與方式有所區別：

針對「一般（院內）醫療器材」，若在臨床使用上涉及嚴重不良事件，根據《醫療器材嚴重不良事件通報辦法》規定，醫療機構與廠商具備法律義務，必須於法定期限內主動向食藥署（TFDA）進行通報。

至於民眾在居家使用的血壓計、血糖機等「家用醫療器材」，若發現產品異常或疑似不良反應，則仰賴使用者主動通報。民眾可利用食藥署「全國藥物不良反應通報中心」系統或撥打諮詢專線，讓管理單位能及早阻斷風險，維護全民健康。

●合規准入審查：醫材須取得許可證，並具備可追溯生產履歷與專業操作說明書。

● 上市後專業支援：原廠提供醫護培訓與即時技術諮詢，並建立持續監測機制以優化安全性。

●通報法規責任：醫事機構及廠商發現嚴重不良事件時，須依法定期限向主管機關通報。

●民眾參與守護：居家醫材若有異常，民眾可主動透過網路通報系統或專線（02-2396-0100）反映。

本文轉載自食藥好文網

• 文／陳儀珈、國立臺灣大學醫學院附設牙科醫院住院醫師郭宸輔 共同撰稿

明明都有乖乖刷牙，為甚麼我們還是會蛀牙？想要解答這個疑惑，必須了解蛀牙的原因和潔牙的原理。

當我們吃甜食，我們口腔內的細菌會將食物中的糖分轉換為酸，隨著酸性物質停留在牙齒表面，酸性物質會使得牙齒的礦物質流失，使琺瑯質「去礦化」進而造成蛀牙。所謂的牙菌斑，是細菌、食物殘渣、唾液⋯⋯等的集合體，為了避免蛀牙，我們就必須清除黏附在牙齒表面的牙菌斑。

由於牙菌斑會緊緊黏附在我們的牙齒上，無法光靠漱口來清除，也沒有辦法使用泡沫或藥劑將牙菌斑變不見，因此在清除牙菌斑的方法中，目前以「物理性清潔」為主，建議大家使用牙刷、牙線或牙間刷，才能儘量把牙菌斑從牙齒上面刷掉、刮掉。

雖然牙膏並不是清除牙菌斑的主力，但也是關鍵的輔助角色，透過牙刷和牙膏的相輔相成，有助於減少蛀牙率。

牙膏如何成為最強輔助？

牙膏的主要成分包括研磨劑、氟化物以及甜味劑。

目前牙膏中常見的研磨劑包括「碳酸鈣」和「水合氧化鋁」，可以協助牙刷移除牙齒上的牙菌斑以及染色區域。需要注意的是，雖然現今被添加在牙膏中的研磨劑通常都很溫和，不太會傷害到琺瑯質，但刷牙力道仍然需要控制，儘量不要太大力刷牙。

其中，氟化物能夠將琺瑯質的主要成分「羥磷灰石」中的氫氧根離子 (OH^–) 替換為氟離子 (F^–) ，當氫氧根離子被替換為氟離子後，溶度積常數（ Ksp 值）會降低，換句話說，就是讓琺瑯質更難被細菌產生的酸性物質酸蝕，進而達到預防蛀牙的效果。

為了讓大家更願意刷牙，牙膏中也添加了甜味劑，使民眾對刷牙的接受度更高，同時也能在刷牙後有擁有一口清新的口氣。請大家別誤會，添加甜味劑並不代表牙膏被摻雜了糖，而是使用糖精、山梨糖醇、木糖醇來增加甜味。

除了上述主要成分外，有些牙膏使用不同添加物，以此達到各式各樣的功效，但基本的作用大同小異。例如，美白牙膏會添加過氧化物，藉由氧化還原牙齒表面來美白牙齒；加入如硝酸鉀等成分後，可以藉由改變鉀離子濃度或封閉牙本質小管來改善敏感狀況，成為市面上常見的抗敏感牙膏。

每天至少使用含氟牙膏兩次！

根據衛生福利部口腔健康司「成人口腔保健手冊（專業版）」指出，只要有進食就要刷牙，其中，睡前的潔牙尤為重要。

我們每天至少要使用含氟離子濃度 1000 ppm 以上的牙膏潔牙 2 次，且每次不得少於 2 分鐘。含氟牙膏的使用量少於豌豆的大小即可，約 0.25 g 左右。刷牙時，須搭配「貝氏刷牙法」的潔牙順序，將刷毛傾斜，使刷毛與牙齒表面呈現 45° ~ 60° ，深入牙齦溝，每一次清潔兩顆牙齒，左右來回清刷十次後，再換下兩顆牙齒。

除了刷牙外，也建議使用牙線、牙間刷刮除牙縫沾黏的食物與牙菌斑。潔牙後避免漱口、喝水，維持口腔中氟離子的濃度，讓氟離子持續作用 30 分鐘以上。

此外，食藥署也提醒：選購一般牙膏時，記得選購標示完整的產品，不購買來路不明或標示不清的產品，使用時保留外包裝或說明書以便了解產品相關資訊。此外，以化粧品管理的一般牙膏如有添加含氟化合物，其氟總量不得超過 0.15% (1,500 ppm) ，且不具有醫療效能，不可治療牙周病等病症；若有嚴重口腔問題，應就醫治療。

參考資料

• 蛀牙懶人包——認識齲齒的發生及正確潔牙方式
• 市面上的牙膏到底怎麼挑選？從牙齒保健觀點看牙膏
• 潔齒劑
• 成人口腔保健暨機構口腔照護輔導 (手冊、量表、檢核表及影片)

1907 年，作家喬哀思（James Joyce）寫信給他的弟弟，提到：「我的口中充滿腐爛的牙齒，而靈魂中則充滿腐敗的野心。」

我們很幸運，現在的牙醫使用牙鑽，能快速而且精確的工作，使得病人看牙時受到的折磨比以往大為減少。以往的牙鑽轉得比較慢，現在的牙鑽每分鐘可以轉四十萬轉，引發的震動大為減少。現代的牙鑽鑽頭通常是由碳化鎢（tungsten carbide）製成，能夠磨除牙齒上蛀掉的部位，以便補牙。

古代就有牙鑽了，例如新石器時代的人用燧石製作牙鑽，馬雅人也在一千年前就發明了牙鑽。馬雅人牙鑽是玉做的，用手旋轉，在牙上鑿洞，好讓珠寶能夠鑲進去。不過在古代，牙鑽的速度慢，操作也很不趁手，因此蛀了的牙齒通常都會拔掉。1728 年，現代牙醫之父、法國醫生費查（Pierre Fauchard）使用上了弦的弓來讓鑽頭旋轉。

1864 年，英國的牙醫哈林頓（George Fellows Harrington）發明了第一個使用外來動力的牙鑽，速度比以前的快多了，但是聲音很大，使用上不方便。這種牙鑽像時鐘一樣，要上發條後才能旋轉，而且上一次發條只能使用兩分鐘。1871年，美國牙醫莫理森（Jame Beall Morrison）申請了以腳踏板驅動牙鑽的專利，這項產品馬上就大受歡迎。當時的手動牙鑽速度是每分鐘一百轉，但是莫理森的牙鑽可以高達每分鐘兩千轉。

1870 年代早期，美國的牙醫格林（George F. Green）申請了電動牙鑽的專利，不過使用的電池並不可靠，鑽子也不方便使用，因此沒有受到熱烈歡迎。最後到了1957 年，第一個以空氣推動渦輪旋轉的牙鑽誕生了，速度每分鐘可達三千轉。現在還有其他種類的牙鑽，包括以雷射剝蝕（laser-ablation）、用顆粒磨蝕（particle abrasion），或是用到電漿束（plasma beam）的器具，以及處於實驗階段的機器人控制牙鑽。

摘自《醫學之書》，由時報出版發行