Das Blut wird durch einen extrakorporalen Kreislauf in einen Dialysator geleitet, wo es durch eine künstliche, halbdurchlässige Membran von der Dialysierflüssigkeit getrennt wird.
Die gelösten Stoffe diffundieren durch die Membran in beide Richtungen, wobei die Richtung für einen bestimmten gelösten Stoff von der Zusammensetzung der Dialysierflüssigkeit und des Blutes bestimmt wird.
Die Ultrafiltration, d. h. die Entfernung von Plasmawasser, wird durch Anlegen eines relativen Überdrucks auf das Blut erreicht. Sie kann allein, ohne Diffusion, eingesetzt werden, um eine Flüssigkeitsüberlastung zu verringern.
Traditionell besteht die Membran aus Cuprophan, einem Cellulosederivat. In jüngerer Zeit werden synthetische Membranen mit Polymerstruktur verwendet, da sie mit einer geringeren Aktivierung der humoralen Faktoren und einer geringeren Schädigung der Blutzellen verbunden sind.
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