肾功能损伤或是衰竭的患者，因无法排出代谢废物而危及生命。医生常通过血液透析机将患者的血液从体内引入特殊膜材料制成的管道系统，使血液与管外的透析液进行物质交换，然后再将除去代谢废物的血液输送回患者体内。图1为肾单位结构模式图，图2为血液透析示意图，通过导管与患者的血管相连，位于透析液中的半透膜的管道系统相当于一层半透膜，水和尿素等小分子物质可以透过，蛋白质等大分子物质不能透过。当患者的血液流经半透膜管道系统时，其中的废物就透过半透膜扩散到膜外透析液中去，除去废物的血液再流回人体内。