Ultrafiltracja jest napędzanym ciśnieniem procesem, w którym hemodializa usuwa nadmiar płynów od pacjentów z niewydolnością nerek. Pomimo znacznego postępu w technologii hemodializy, nadal istnieją trzy istotne problemy związane z ultrafiltracją: kontrola objętości ultrafiltracji, kontrola szybkości ultrafiltracji i backfiltracja. Kontrola objętości ultrafiltracji jest skomplikowana ze względu na wpływ adsorpcji białek osocza, hematokrytu i parametrów krzepnięcia na wydajność membrany. Co więcej, wcześniej opracowane równania dotyczące szybkości ultrafiltracji i ciśnienia transmembranowego nie mają zastosowania w dializatorach wysokoprzepływowych, przy dużych prędkościach przepływu krwi i terapii erytropoetyną. Regulacja szybkości ultrafiltracji w celu uniknięcia hipotensji, skurczów i innych powikłań śróddializacyjnych jest skomplikowana z powodu niedokładnego oszacowania suchej masy ciała i różnic w szybkości napełniania naczyń u poszczególnych pacjentów. Ciągłe monitorowanie objętości krwi krążącej podczas hemodializy może umożliwić lepsze zrozumienie roli objętości krwi w wywoływaniu objawów śróddializacyjnych i pozwolić na określenie optymalnego profilu szybkości ultrafiltracji w hemodializie. Backfiltracja może wystąpić jako bezpośredni skutek kontroli ultrafiltracji i skutkować transportem produktów bakteryjnych z dializatu do krwi. Badając te problemy z perspektywy inżynierskiej, autorzy mają nadzieję wyjaśnić, czemu można, a czemu nie można zapobiec poprzez zrozumienie i manipulowanie dynamiką płynu w ultrafiltracji.