隨著醫學影像學的發展，造影技術在診療過程中的應用越來越廣泛，其中血管造影技術的貢獻最為突出。傳統血管造影劑以碘造影劑為主，應用過程中，碘造影劑的過敏反應嚴重，影響醫療安全。隨著造影材料的創新，CO2氣體造影劑和金納米粒子造影劑逐漸被發現、研究、及應用。
一、碘造影劑：
1.碘造影劑的發展歷史及類型：1896年倫琴發現X射線，因其無創透視人體的特點，成為常用的生物醫學檢查工具。X射線與電子計算機斷層掃描（Computed Tomography，CT）的應用中發現X射線血管成像效果不佳，20世紀50年代最早的血管造影劑——泛影酸（Amidotrizoic acid）應運而生。
碘造影劑作為最普遍的血管造影劑，具有相對分子質量較低、水溶性等特點，經歷了無機碘、有機碘、單碘、二碘、三碘苯甲酸、離子型及非離子型等階段類型，目前廣泛使用的為以下類型：①以泛影葡胺為代表的離子型單體；②以碘克酸為代表的離子型二聚體；③以歐尼派克、碘必樂、優維顯為代表的非離子型單體；④碘曲倫和碘克酸組成的非離子型二聚體。與離子型單體造影劑相比，非離子型的毒性較少、親水性良好。目前國內臨床常用的非離子型碘造影劑包括：碘普羅胺、碘海醇、碘帕醇、碘克沙醇等。
2.碘造影劑的特點：以往靜脈注射碘造影劑，造影劑暫時停留在血液中實現造影目的，隨後擴散至細胞外後經腎臟排出體外。隨著研究發現，一些的碘造影劑可用於特定疾病的影像學檢查。
過去30年對碘造影劑的研究並沒有實質性進展，儘管存在一些缺點，但碘造影劑的使用範圍並未發生改變；為了克服碘造影劑的缺陷，一些特殊新材料造影逐漸被發現。
二、CO2氣體造影劑
1.CO2氣體造影劑的發展歷史：20世紀50年CO2被作為氣體造影劑進行研究，但由於當時研究水平有限，CO2氣體造影劑的研究一度出現停滯。直到數字減影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）的出現，CO2氣體造影劑的研究才出現了突破。國外學者應用CO2-DSA進行的一些研究取得了滿意效果。如今，國外許多醫院及研究單位中CO2-DSA已成為常規血管造影方法並逐漸被接受。
2.CO2造影劑的特點：與碘造影劑不同，CO2不能立即溶解於血液中，但能夠保持氣態充盈血管，使血管成像密度減少而顯影。血管內血液的搏動性流動、氣體在血管的複雜流變學改變，氣體在血管內分布直接能夠影響CO2-DSA成像；此外患者自身情況也會影響DSA成像效果。因此CO2造影劑需精密DSA儀器控制，並要求患者配合以減少偽影產生。
3.CO2-DSA適應症和禁忌症：CO2-DSA適用於碘造影劑禁忌者，且隨著對CO2-DSA的研究發現CO2作為造影劑在許多方面由於碘造影劑。CO2-DSA的局限性在於無法應用於橫膈以上的動脈造影，同時需避免使用CO2-DSA對有明確自右向左分流的心臟病患者進行靜脈造影。
三、金納米粒子造影劑
1.金納米粒子造影劑的發展歷史及成像特點：
膠體金於公元前4世紀被發現，膠體金溶液被應用於醫療領域。隨著對膠體金的不斷研究，越來越多的醫學相關領域研究中出現了膠體金的身影，其中包括生物大分子中電子的傳遞、細胞內毒素的研究、PCR效率的提高等方面。
與碘元素相比，金元素的一個有利的物理特性是在X射線成像時具有極高的X射線吸收率。研究表明：金納米粒子對比成像效果更好、成像時間更長、可直接成像檢測血管生成和血管過度化增生。目前金納米粒子的研究還停留在動物實驗階段，臨床應用還需了解其生物毒性。
2.影響金納米粒子生物毒性的因素：
（1）金納米粒子的直徑大小：有研究發現小鼠腹腔注射不同直徑、相同劑量的金納米粒子，小鼠出現不同生命體徵。
（2）金納米粒子的表面修飾：研究表明，帶有不同表面修飾物金納米粒子的排出和積累程度不同。只有具備高效腎清除率和較低器官積累率才可以投入臨床應用。
金納米粒子的劑量：有報導顯示，組織中金納米粒子的積累量取決於注射劑量，但不引起亞急性生理傷害。
（3）金納米粒子的製備：金納米粒子的製備要求在製備膠體樣品中含有高純度分散性粒子。選擇性淨化金屬膠體的理想分離方法是提供迅速、高效的含溶質大小為1～250 nm的溶液。目前儘管金納米粒子製備方法很多，但均存在一些不足，國外能生產出高效、經濟的金納米粒子已被廣泛應用於動物實驗。
與傳統碘造影劑相比CO2氣體只適用於橫膈以下血管造影，但在一些其他方面優於常規碘造影劑，且副作用小、經濟實惠，適合推廣。金納米粒子的研究發展方向在於實現更小範圍、更短時間、更高空間解析度成像。相信在不遠的將來以金納米粒子造影劑為主體的血管造影劑研究將為血管相關研究、診療帶來新的突破。
全文發表於《血管與腔內血管外科雜誌》2016年第2卷第1期
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