Yapay böbrek, insanlarda sorunlu olan böbreğin görevini üstlenmesi bakımından geliştirilen bir aygıttır. Devamlı olarak vücut sıvılarının bileşimini kontrol altında tutan normal böbrek, yapısına rağmen oldukça verimli çalışan ve vücut için olmazsa olmaz bir organdır. Kandaki kimyasal dengeyi korumakta, vücuttan atılması gereken maddeleri idrarla birlikte dışarıya atmakta yardımcı olur. Yapay olarak geliştirilen aygıtlar gerçek bir böbreğin yerini kesinlikle tutamaz. Aynı etkinlikte işlev göremez. Hastalanmış olan böbrekler uygun bir rejimle işlevlerini yerine getirebilir. Ancak böbreklerdeki bozukluk arttığında, tam yetmezlik ortaya çıktığında, hastaları erken ölümden koruyacak tek şey yapay böbrektir. Günümüzde böbrek sorunları yaşayanlarda böbrek nakli yapılması oldukça yaygınlaşmıştır. Fakat hastalar için uygun bir verici bulununcaya kadar, yapay böbrekle hastanın yaşamına devam etmesi sağlanabilir. Bu cihazı hastalar hastanelerin böbrek servisinde ya da uygun bir yerde alınan eğitimin ardından evlerinde de kullanmaya başlayabilirler.

Yapay böbrek vücuttaki sıvıların bileşimini koruyabilmek için diyaliz işleminden faydalanır. Bu işlem kanda bulunan kimyasal maddelerin yarı geçirgen zarlar aracılığıyla ayrılması anlamındadır. Bu yarı geçirgen zarların üstünde olan küçük deliklerden glikoz, yalın tuzlar ile diğer zararlı maddeler diğer tarafa geçebilir. Ancak plazma proteinleri, kan hücreleri ile enzimler ve hormonlar buradan geçemez. Hastaların kanının temizlenmesi için diyaliz ünitesinden geçmesi gerekir. Bu yarı geçirgen zar kanla diyaliz sıvısı adı verilen çözeltinin arasında bulunur.

Diyaliz sıvısı oldukça hassas ölçümlerle tespit edilen derişiklikte olan glikoz ile kandaki tuzlardan oluşur. Diyaliz işleminde kanda olan tuzların derişikliği ile diyaliz sıvısında olanlar eşit hale gelinceye kadar, tüm moleküller zardan diğer tarafa geçer. Bu esnada diyaliz sıvısı da devamlı şekilde pompalanır. Bu sayede hastanın kanı temizlenir, kimyasal dengesi yeniden sağlanır. Diyaliz sıvısının kanın akış yönünün tersine pompalanması halinde, kanda bulunan yabancı maddeler daha iyi temizlenir. Derişiklik farkının en fazla olduğu zamanlar kanın aygıttan çıktığı zamanda yani yabancı madde derişikliğinin en düşük seviyesinde olur.

Yapay böbreğin etkinliği çoğunlukla selofandan ya da kuprofanla yapılan zarın geçirgenliğiyle bağlantılıdır. En uygun zar suyla birlikte organik ve inorganik maddeler için yüksek geçirgenliğe sahip olması, orta şiddetteki basınçlara dayanacak güçte olması ve kan plazması proteinlerini tutması gerekir. Kan ve vücut sıvıları açısından zehirli olmaması gerekir. Kuprofan ve selofandan yapılan zarlarda bu özellikler bir arada olmaz, ancak ucuz olmaları nedeniyle, yapay böbrekte geniş yüzeyli olarak kullanılırlar. Yapay böbrek diyaliz ünitesi, diyaliz sıvısı ve kan arasındaki yüzey temasının fazla olması şeklinde tasarlanır. Bu yüzden kan zar yüzeyine oldukça ince tabaka şeklinde yayılır. Bu arada diyaliz sıvısı da karıştırılarak, kimyasal dengesi takip edilir. Aygıttaki kan hastanın vücuduna döndüğünde, aygıtın ayarlanması için gerekli kanın az olması mümkün olur. Bu özellik yapay böbreğin evde kullanılması açısından önemlidir. Diyalizde kullanılan zarların kullan at şeklinde olması, kullanımı kolaylaştırmakta ve enfeksiyon riskini azaltmaktadır.

Yapay böbreğin hastalar tarafından evde kullanılabilmesi için, hastanede arterio venöz şönt takılmalıdır. Bunun için doktor 2 sonda ya da kataterin birisini atardamara, diğerini de elde ya da ayak bileğindeki toplardamara yerleştirir. 2 sonda birbirine kısa bir boruyla bağlanır. Bu sayede ele ya da ayağa gelen kan miktarı, yan etkiye ne de olmadan şöntlenmiş alandan diyaliz sıvısı devamlı şekilde takip edilir. Hastanın kan basıncıda kontrol edilir. Bir yandan detektörle kanın diyaliz sıvısına karışıp karışmadığı da denetlenir. Bunlar normal olduğunda diyaliz devam eder. Hastalar 6-12 saat yapay böbreğe balı kalır. Daha sonra kataterler kapatılarak, yapay böbrekten ayrılır. Araya plastik tüp konur. Daha sonraki diyaliz işlemi için yapay böbrek temizlenir. Bu haftada 2-3 defa yapılır. Hastalar işlemlerin doğru yapıldığı konusunda arada muayene edilir. Bu işlemler dışında hastaların normal yaşantısına devam etmesinde sakınca bulunmamaktadır.