Wróćmy na chwilę do opisanych na początku doświadczeń, w których używaliśmy celofanowego woreczka wypełnionego surowicą i zanurzonego w naczyniu z odpowiednim roztworem. W doświadczeniu tym opracowaliśmy model przyrządu, dzięki któremu mogliśmy daną próbkę surowicy oczyścić częściowo z jednej lub kilku substancji. Wyobraźmy sobie teraz, że zamiast woreczka użyjemy rurki celofanowej, której końce połączymy z naczyniem krwionośnym zwierzęcia, a samą rurkę zanurzymy w płynie dializującym. Przepływająca przez rurkę krew będzie zachowywała się podobnie jak surowica w woreczku, tzn. oddawała do płynu substancje, których stężenie w płynie jest niższe. Tak wyglądałby najprostszy model sztucznej nerki, a ponieważ cały proces oczyszczania krwi odbywa się na zewnątrz organizmu, został on nazwany dializą zewnątrzustrojową. Zanim jednak opisane urządzenie zostało wykorzystane praktycznie, trzeba było rozwiązać szereg zagadnień technicznych, nad którymi i my krótko się zatrzymamy. Obie nerki człowieka zawierają około 4 milionów kłębków nerkowych, w których następuje filtracja, a każdy kłębek, jak wyliczono, ma powierzchnię 0,3813 mm2, na której zachodzi proces filtracji. Całkowita zatem powierzchnia filtracji obu nerek wynosi około 1,5 m2, do czego musimy jeszcze dodać ogromną powierzchnię utworzoną przez ścianki nefronów, gdzie również zachodzą czynne procesy wydalania i resorpcji. Aparat nasz musi więc mieć rurkę, której powierzchnia będzie wystarczająco duża, aby zagwarantować dyfuzję zdolną przynajmniej częściowo zastąpić procesy zachodzące w nerce. Równocześnie średnica rurki musi być odpowiednio mała, aby grubość warstwy krwi przepływającej przez nią nie była zbyt duża. Łatwo obliczyć, że objętość takiej rurki wynosi około 16,5 litra. Oznacza to, że gdybyśmy taką rurkę połączyli z naczyniem krwionośnym człowieka, u którego objętość krwi wynosi 5,5 litra, to cała krew nie byłaby w stanie jej wypełnić. Człowiek taki, mówiąc językiem lekarskim, skrwawiłby się. Dlatego też, zanim połączy się rurkę sztucznej nerki z naczyniem krwionośnym, trzeba ją wypełnić krwią pobraną od zdrowych ludzi. W obecnie używanych sztucznych nerkach pojemność rurki, dzięki ulepszeniom technicznym, wynosi około 1 litra krwi, a nawet mniej. Pozwala to na wypełnienie sztucznej nerki krwią własną pacjenta. Zgodnie z poczynionymi na wstępie założeniami krew w rurce, której końce połączono z końcami przeciętego naczynia, musi stale przepływać w jednym kierunku. Ze względu na średnicę rurki i ogromną masę wypełniającej ją krwi nadanie ruchu krwi znajdującej się w sztucznej nerce wymagałoby nakładu pracy ze strony serca, które w warunkach normalnych wprawia w ruch krew w organizmie. Serce nawet zdrowego człowieka nie jest w stanie podołać takiemu obciążeniu, a tym bardziej serce człowieka chorego. Dlatego też sztuczna nerka musi mieć specjalne urządzenie wprawiające w ruch znajdującą się w niej krew. Prędkość musi być tak dobrana, aby przepływająca krew zdążyła się oczyścić w możliwie największym stopniu. Po licznych próbach dobrano prędkość wynoszącą mniej więcej 200 ml/min, co pozwala uzyskać oczyszczenie 80—150 ml krwi z mocznika w ciągu jednej minuty, a zatem nieco więcej niż w nerce normalnej (75 ml/min). W końcu ostatni problem nastręczający bardzo wiele trudności. Z własnego doświadczenia wiemy, że po skaleczeniu krew wypływa tylko przez pewien czas, po czym krwawienie ustaje, gdyż ulega ona skrzepnięciu. Taka sama sytuacja grozi nam w przypadku sztucznej nerki. Aby temu zapobiec, trzeba doprowadzić krew do stanu, w którym nie będzie miała zdolności krzepnięcia. Uzyskuje się to podając choremu specjalne leki hamujące zdolność krzepnięcia krwi. Oczywiście skład płynu, w którym zanurzona jest rurka z przepływającą krwią, jest tak obliczony, aby nie zawierał substancji szkodliwych, które chcemy usunąć z krwi chorego, a pozostałe substancje zawierał w stężeniu takim, w jakim znajdują się w prawidłowej krwi, lub nieco wyższym. Czas jednak nieubłaganie rozwiał szereg zbyt optymistycznych opinii. Okazało się, że sztuczna nerka często kryje w sobie wiele niebezpieczeństw, a w wielu przypadkach użycie jej jest niemożliwe lub też bezskuteczne. W przeciwieństwie do normalnej nerki nie jest ona zdolna do samodzielnego reagowania na zmiany zachodzące w płynach ustrojowych w czasie przeprowadzania dializy. Raz uruchomiona wykonuje swoją czynność niezależnie od zachodzących zmian, a pozostawiona bez nadzoru może wywołać nawet groźne zaburzenia w organizmie. Aby ustrzec się przed tego typu ewentualnością, trzeba stale kontrolować skład surowicy chorego i w odpowiednim momencie zmodyfikować w zależności od potrzeby skład płynu dializującego. Ta stała kontrola jest szczególnie ważna wobec faktu, że nawet mikroskopijne uszkodzenie ścianki celofanowej rurki może spowodować nieobliczalne następstwa. Pamiętamy również, że przed zastosowaniem sztucznej nerki krew chorego została pozbawiona zdolności krzepnięcia, co stwarza ogromne trudności w przypadku wystąpienia krwotoku. Wobec nie-krzepnięcia krwi opanowanie krwotoku jest niesłychanie trudne. Również poważną wadą sztucznej nerki jest jej wielkość, wskutek czego chory w okresie dializy jest całkowicie unieruchomiony i związany z aparatem. W przypadku ostrej niewydolności nerek nie ma to większego znaczenia, gdyż i tak chory nie byłby zdolny do jakiejkolwiek aktywności. Inaczej sprawa przedstawia się w przypadkach niewydolności przewlekłej, gdy użycie sztucznej nerki ma na celu zapobiec grożącemu zatruciu u chorego pozornie dobrze się czującego. Niestety, na skonstruowanie miniaturowej sztucznej nerki, obdarzonej zdolnością samoregulacji, musimy jeszcze nieco poczekać, chociaż wielu uczonych z wielu dziedzin, od cybernetyki począwszy, poprzez fizykę i na medycynie skończywszy, usilnie pracuje nad tymi zagadnieniami. W 1966 r. skonstruowano sztuczną nerkę wielkości pudełka do zapałek o pojemności 1,5 ml. Zdała ona egzamin w doświadczeniach na zwierzętach. Wreszcie należy zdać sobie sprawę, że sztuczna nerka w chwili obecnej może spełniać swoje zadania tylko przez ograniczony czas. Wynika z tego, że użycie jej ma sens jedynie w tych przypadkach, gdy uszkodzenie nerek jest tylko chwilowe, a zmiany w nich mają charakter odwracalny. Taki podział chorych na kwalifikujących się i nie kwalifikujących się do zastosowania sztucznej nerki nastręcza trudności natury technicznej i etycznej. Wielokrotnie więc medycyna podejmuje próbę zastosowania sztucznej nerki u chorych z nieodwracalnymi zmianami w nerkach łudząc się jakimś cieniem szansy, że być może są to zmiany zdolne do cofnięcia się. Na polu zastosowania sztucznej nerki u chorych z przewlekłymi i nieodwracalnymi zmianami ogromne zasługi ma medycyna amerykańska, której przedstawiciele udowodnili, że w pewnych przypadkach można za pomocą opisanego aparatu przedłużyć życie takim chorym nawet o kilka lat. Są to jednak nadal tylko próby dotyczące kilku lub kilkunastu pacjentów wybranych spośród około 3000 chorych. Tym kilkunastu chorym, spełniającym w pewnym sensie rolę królików doświadczalnych, założono na przebiegu naczynia krwionośnego plastykową rurkę, dzięki czemu co pewien czas można ich połączyć ze sztuczną nerką na okres kilku godzin celem odtrucia ich organizmu. Koszty takiego postępowania wynoszą ogromne sumy, wyrażające się tysiącami dolarów rocznie na jednego pacjenta. Podobną metodę stosuje się również w Polsce, ale to w chwili obecnej na ograniczoną skalę. Pomimo tych wszystkich zastrzeżeń sztuczna nerka stanowi niesłychanie cenną broń w ręku medycyny i, co więcej, znajduje coraz to nowe zastosowania. Okazało się bowiem, że można ją użyć u chorych, którzy ulegli zatruciu substancjami nie uszkadzającymi wprawdzie nerek, ale groźnymi dla życia, ponieważ niszczą niezbędne enzymy w tkance nerwowej. Związki te są usuwane przez nerki bardzo powoli, podczas gdy przy zastosowaniu sztucznej nerki można oczyścić z nich krew w ciągu kilku godzin. Jak widzimy, sztuczna nerka ma swoje wady i zalety, ale fakt, że za jej pomocą można uratować choćby jedno życie ludzkie, każe nam z głębokim szacunkiem schylić czoło przed jej twórcami. Nie oznacza to, oczywiście, że możemy zaprzestać dalszych badań i poszukiwań coraz lepszych rozwiązań technicznych. Tak też czynią naukowcy w wielu krajach i już dziś znane są i stosowane praktycznie pierwsze wyniki tych badań.