در این مقاله طبیعت کوانتومی میدان الکترومغناطیسی در حضور فرامواد مورد مطالعه قرار می گیرد. در این راستا میدان الکترومغناطیسی در حضور فرامواد به صورت کانونیک کوانتیزه می شود. ابتدا با استفاده از معادلات اویلر-لاگرانژ، معادله حرکت لانژون برای میدان الکترومغناطیسی بدست می آید. سپس با استفاده از روش تبدیل لاپلاس، معادله لانژون محاسبه شده و پتانسیل برداری بر حسب عملگرهای نوفه در فراماده بدست می آید. با در نظر گرفتن یک ویژه حالت گرمایی عام برای اتلافگر، تابع برهم کنش دو نقطه ای میدان الکترومغناطیسی در دمای محدود محاسبه می شود. بر اساس قضیه نوتر و اصل پایستگی انرژی، در ویژه حالت کوانتومی گرمایی، چگالی انرژی، شار انرژی میدان الکترومغناطیسی و انرژی جذب شده در فراماده محاسبه می گردد.

سابقه و هدف: اثر میدان های الکترومغناطیسی بر موجودات زنده یکی از مباحث روز می باشد. با پیشرفت تکنولوژی و افزایش روز افزون استفاده از امواج الکترومغناطیسی در صنعت و بهداشت، بشر در معرض میدان های الکترومغناطیسی متعدد ناشی از کابل های برق فشار قوی، اجسام فرومغناطیسی رادیو، تلویزیون، تلفن همراه و کامپیوتر قرار دارد. هدف این مطالعه بررسی اثرات تراتوژنیک میدان الکترومغناطیسی بر مخچه رت در دوره حیات داخل رحمی و دوره قبل از بلوغ (پایان دو ماهگی) می باشد.مواد و روش ها: به منظور بررسی اثرات تراتوژنیک میدان الکترومغناطیسی بر مخچه رت دستگاه مولد با شدت 120 گوس طراحی شد و رت  های نروژی نژاد Wistar به عنوان مدل آزمایشگاهی انتخاب شدند. رت ها به دو گروه کنترل و آزمایش تقسیم شدند. در دو گروه، روز صفر حاملگی به روش اسمیر واژینال تعیین گردید. سپس گروه آزمایش از روز صفر حاملگی در معرض میدان الکترومغناطیسی با شدت 120 گوس قرار گرفتند. برای مطالعات هیستولوژیک، نوزادان پس از تولد نیز روزانه هشت ساعت به مدت دو ماه در معرض میدان بودند.یافته ها: نتایج به دست آمده نشان دهنده کاهش تعداد سلول های پورکنژ مخچه و کاهش لایه سلول های دانه دار بود.استنتاج: براساس یافته های این تحقیق می توان نتیجه گرفت که امواج الکترومغناطیسی با شدت معین می توانند باعث تخریب بافت حساس و آسیب پذیری مانند بافت مخچه شوند.

زمینه و هدف: مطالعاتی نشان دهنده اثرات مخرب میدان الکترومغناطیسی بر بافت های گوناگون بدن است. این مطالعه به منظور تعیین اثر میدان الکترومغناطیسی فرکانس پایین پیش از انکوباسیون بر قلب جنین جوجه 14 روزه انجام شد.روش بررسی: در این مطالعه تجربی 90 تخم مرغ نطفه دار نژاد لگهورن سفید به صورت تصادفی در گروه های کنترل، شم و آزمایشی قرار گرفتند. گروه کنترل در انکوباتور گذاشته شد. گروه شم درون سیم لوله دستگاه خاموش الکترومغناطیس قرار گرفت. گروه های آزمایشی I، II، III و IV در معرض میدان الکترومغناطیسی فرکانس پایین (50 هرتز) به ترتیب با شدت های 1.33، 2.66، 5.52 و 7.32 میلی تسلا به مدت 24 ساعت قرار گرفتند. سپس همه گروه های مورد مطالعه در انکوباتور 37 درجه سانتی گراد و رطوبت 60 درصد به مدت 14 روز نگهداری شدند.یافته ها: در بررسی هیستوپاتولوژی بهم ریختگی نظم سلولی در گروه آزمایشی I، تراکم هسته سلول های میوکارد و افزایش فضای بین سلولی در گروه آزمایشی II، تجمع گلبول های قرمز در بافت و تخریب سلولی در گروه های آزمایشی III و IV، نسبت به دو گروه کنترل و شم مشاهده شد. افزایش معنی داری در سطح فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز در گروه های آزمایشی نسبت به گروه شم و کنترل وجود داشت و این افزایش وابسته به دوز بود.نتیجه گیری: میدان الکترومغناطیسی فرکانس پایین سبب تغییرات بافتی و آنزیمی در قلب جنین های جوجه 14 روزه می گردد.

زمینه: میدان های الکترومغناطیسی می توانند اثرات سوئی بر دستگاه تولید مثل مردان داشته باشند.هدف: مطالعه به منظور تعیین اثر میدان الکترومغناطیسی بر ساختار و عملکرد بافت وزیکول سمینال موش صحرایی انجام شد.مواد و روش ها: در این مطالعه تجربی که در سال 1384 در دانشگاه علوم پزشکی تبریز انجام شد، 50 موش صحرایی نر و 50 موش صحرایی ماده که حدود 15 هفته از عمرشان می گذشت به عنوان موش های والد، انتخاب و 30 موش به دنیا آمده از این جمعیت والد به دو گروه آزمایش و شاهد تقسیم شدند. گروه آزمایش تا سن 8 هفتگی تحت تاثیر میدان الکترومغناطیسی با بسامد 50 هرتز و شدت 80 گوس قرار گرفته اند. در انتهای هشتمین هفته از عمر موش ها نمونه برداری از ویزیکول سمینال انجام شد.یافته ها: در بررسی با میکروسکوپ نوری الیاف عضله صاف کپسول غدد توبولوساکولار به شدت آسیب دیده و در چندین جهت پراکنده شده و هسته هتروکروماتیک داشتند. تعداد سلول های اپی تلیال هتروکروماتینه در هر گستره میکروسکوپی در گروه آزمایش به طور متوسط 0.46±1.27 و در گروه شاهد 0.74±0.60 و این تفاوت از نظر آماری معنی دار بود (p<0.01). سلول های ترشحی نیز آثار مشخصی از آسیب سلولی را نشان دادند.نتیجه گیری: قرار گرفتن در معرض میدان های الکترومغناطیسی برای زمان طولانی ممکن است موجب کاهش فعالیت های عادی غده وزیکول سمینال شده که به نوبه خود تاثیرات نامطلوبی بر فرایند اسپرماتوژنز و حتی عقیمی در مردان دارد. پیشنهاد می شود از قرار گرفتن در معرض این میدان ها برای مدت طولانی اجتناب شود.

با پیشرفت تکنولوژی و توسعه صنعت و با کاربردهای روزافزون میدان های الکترومغناطیس در تحقیقات و پزشکی همه روزه میدان هایی با شدت های متفاوت سلامت محیط زیست انسان را تهدید می کند. آثار بیولوژیک ناشی از این میدان ها به شدت میدان, فرکانس و خصوصیات فیزیکی بافتی که مورد تابش قرار گرفته بستگی دارد.به منظور بررسی اثرات میدان های الکترومغناطیس بر روی بافت کلیه دستگاه مولد میدان الکترومغناطیس با شدت 0.013 میکروتسلا با فرکانس 5 هرتز و 0.207 میکروتسلا با فرکانس 50 هرتز ساخته شد و 36 خوکچه هندی نر بالغ به مدت پنج روز در دو گروه کنترل (هر گروه شش تایی) به مدت 2 و 4 ساعت در میدان خاموش و گروه های آزمایش در چهار گروه به مدت 2 و 4 ساعت در معرض میدان الکترومغناطیسی با شدت 0.013 میکروتسلا با فرکانس 5 هرتز و به مدت 2 و 4 ساعت در معرض میدان الکترومغناطیسی با شدت 0.207 میکروتسلا با فرکانس 50 هرتز قرار گرفتند. در روز پنجم بعد از معدوم ساختن حیوانات، از بافت کلیه آنها نمونه برداری کرده و بعد از فیکسه کردن در فرمالین و تهیه برش های 5 میکرونی و رنگ آمیزی با هماتوکسیلن - ایوزئن مورد بررسی شدند. بررسی میکروگراف ها نشان داد که میدان های الکترومغتاطیسی با شدت های 0.013 و 0.207 میکروتسلا به مدت 4 ساعت باعث تورم سلول های اپیتلیال توبول های کلیه و در نهایت نکروز سلولی و کاهش لومن داخل توبول ها و همچنین باعث اتساع گلومرول ها و چسبیدن گلومرول ها به کپسول بومن شده است.میدان های الکترومغناطیس با داشتن امواج دارای انرژی بالا باعث بالا رفتن درجه حرارت شده موضعی شده و همانند اشعه های یونیزان از طریق ایجاد رادیکال های آزاد باعث آسیب سلولی می شوند و در ارتباط با اتساع گلومرول ها مقالات تایید می کند که میدان های الکترومغناطیسی باعث آنمی می شوند و در نتیجه برای جبران این کاهش گلومرول ها متسع می شوند.

مقدمه: امروزه مطالعه اثرات بیولوژیک میدانهای مغناطیسی هم از بعد حفاظت و ایمنی و هم از لحاظ کاربردهای پزشکی، درمانی و دارویی حایز اهمیت می باشد. از لحاظ مشخصه های فیزیکی میدانهای مغناطیسی به دو دسته یکنواخت و متغیر تقسیم می گردند. از آنجا که میدانهای متغیر، با فرکانس های بسیار کم در محیط زندگی انسان بسیار یافت می شوند، تحقیقات زیادی در این مورد صورت گرفته است ولی بررسی در مورد میدان های یکنواخت مغناطیسی ناچیز است. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت و ثابت بر مقاومت دارویی استافیلوکک طلایی است.مواد و روشها: این مطالعه به صورت مورد - شاهدی آینده نگر برای بررسی اثر میدان مغناطیسی ثابت با شدت پایین (0.5 میلی تسلا) بر سرعت رشد و مقاومت آنتی بیوتیک استافیلوکوکوس اورئوس حساس به جنتامایسین انجام شد. میکروب مورد مطالعه یک سویه بیمارستانی بود و میزان رشد آن از طریق شمارش کلنی جهت پی بردن به اثر میدان بر سرعت رشد بررسی گردید. در مرحله بعد میزان رشد باکتری در حضور غلظت های مختلف آنتی بیوتیک مورد بررسی قرار گرفت و حداقل غلظت ممانعتی و حداقل غلظت باکتری کشی جنتامایسین برای استافیلوکوک اورئوس تعیین گردید.نتایج: در این مطالعه مشخص گردید که میدان مغناطیسی 0.5 میلی تسلا بر سرعت رشد استافیلوکوکوس طلایی پس از 24 و 48 ساعت بی تاثیر بود. بر اساس این نتایج میدان مغناطیسی 0.5 میلی تسلا در مدت 48 ساعت باعث کاهش 50 درصدی حداقل غلظت ممانعتی و حداقل غلظت باکتری کشی جنتامایسین برای استافیلوکوکوس آرئوس گردید (در گروه تحت مطالعه حداقل غلظت ممانعتی 4 و حداقل غلظت باکتری کشی 8 و در گروه شاهد حداقل غلظت ممانعتی 8 و حداقل غلظت باکتری کشی 16 میکروگرم بر میلی لیتر).بحث و نتیجه گیری: میدان مغناطیسی ثابت با شدت کم بتنهایی اثری بر سرعت رشد باکتری نداشت ولی اثر میکروب کشی جنتامایسین در حضور میدان بیشتر بود. می توان از میدانهای مغناطیسی ثابت جهت افزایش اثر آنتی بیوتیک بر استافیلوکوک اورئوس استفاده کرد.

اصطلاح "میدانهای الکترومغناطیسی " (EMF) ترکیبی از میدانهای الکتریکی و مغناطیسی هستند که به عنوان روشی تشخیصی و همچنین یک ابزار درمانی با مزایای فراوان مانند سهولت در انجام، عدم دردناکی و کنترل پذیری بسیار مناسب است که امروزه کاربرد فراوانی در پزشکی بازساختی و درمان سرطان یافته است. علاوه بر ارگان هایی مانند عصب، قلب و استخوان که دارای عملکرد الکتریکی هستند، وجود ذرات باردار الکتریکی درون سلول ها سبب ایجاد میدان الکترومغناطیسی داخلی می گردد. این میدان می تواند تحت میدان الکترومغناطیسی خارجی تحت تاثیر قرار بگیرد و سبب ایجاد اثرات درمانی گردد. اثرات درمانی آن به کاربردهای میدان الکترومغناطیسی به عنوان ابزاری تحریکی برای القای اثرات مختلف بیولوژیکی روی سلول ها مانند ایجاد تغییر در تکثیر سلولی، تمایز، چرخه سلولی، آپوپتوز، تکثیرDNA، بیان سایتوکاین و موارد دیگر مربوط می شود. همچنین درمان ترکیبی با میدان الکترومغناطیسی به همراه سایر درمان های فیزیکی مانند رادیوتراپی و حتی درمان سیستمیک نظیر شیمی درمانی مهمترین رویکردهای استفاده از میدان الکترومغناطیسی در درمان سرطان است. میدان های الکترومغناطیسی می تواند سبب تکثیر و تمایز سلول های بنیادی و تعدیل سیستم ایمنی گردد که نقش موثری در درمان بیماری های التهابی و پزشکی بازساختی دارد. همچنین این حوزه با توجه به مزایای بسیار نظیر غیرتهاجمی بودن عملکرد انتخابی و نیز سهولت استفاده و همچنین قیمت مناسب می تواند افق های نوینی را در درمان سرطان ایجاد کند.

زمینه و اهداف: با افزایش استفاده همگانی از تکنولوژی مدرن در برخی از صنایع و لوازم خانگی و غیره که مورد استفاده روزمره فراوانی را به ویژه در مردان دارا می باشد. مساله حفاظت در مقابل تابش های ناشی از میدان های الکترومغناطیسی به صورت یک مساله جدید اهمیت فراوانی یافته است. لذا به عنوان یکی از اهداف اصلی این تحقیق مقصود ما این بود که دریابیم آیا مردان می توانند با احتمال بیشتر از حالت عادی دچار اختلالات دستگاه تناسلی و مسایلی نظیر عقیمی و عدم باروری شوند یاخیر؟مواد و روش ها: مجموعه ای شامل 50 موش نر و 50 موش ماده را که حدود 15 هفته از عمرشان می گذشت به عنوان موش های والد، جهت این تحقیق انتخاب نمودیم. دستگاه تولید کننده میدانی با فرکانس 50 هرتز و شدت 80 گوس ایجاد می نمود به صورت تصادفی از میان همه موش های به دنیا آمده 30 عدد را جهت هر کدام از گروه های آزمایش و کنترل انتخاب نمودیم. در گروه آزمایش موش ها را به مدت 5 هفته دیگر یعنی تا سن 5 هفتگی تحت تاثیر میدان قرار دادیم. در انتهای پنجمین هفته از عمر موش ها، پانزده عدد را از هر کدام از گروه های کنترل و آزمایش انتخاب کرده و نمونه برداری را از بیضه انجام دادیم.یافته ها: بر اساس بررسی های انجام شده، دیواره لوله های نیفر در بیضه نازک شده و در لایه های مختلف پارگی به چشم می خورد سلول های موئید دارای تعدادی پلی ریبوزوم، کیسه پیکنوتیک و دانه های گلیکوژن هستند. اتصالات ما بین سلول های میوئید کاهش یافته و سیتوپلاسم آنها دارای میتوکندری های فاقد ستیغ می باشد. اتصالات محکم ما بین سلول های سرتولی مشخصا آسیب دیده بودند.بحث و نتیجه گیری: بر اساس مطالعه کنونی پیشنهاد می شود که از قرار گرفتن در معرض میدان های مغناطیسی برای مدت زمان طولانی اجتناب و احتراز نمود. زیرا بر اساس یافته های مطالعه حاضر، میدان های الکترومغناطیسی باعث افزایش احتمال اختلال در فرآیند اسپرماتوژنز و نتیجتا افزایش احتمال ناباروری در مردان خواهند شد.