L'invention concerne un dispositif d'ultrafiltration et un procédé servant au retrait d'un fluide en excès chez des patients hypervolémiques et/ou au retrait de toxines dans le sang, y compris chez des patients souffrant d'une maladie soit rénale, soit cardiovasculaire. Un mode de réalisation du dispositif comprend un boîtier contenant de multiples membranes fibres creuses à alésage large connectées au système vasculaire du patient par l'intermédiaire d'un élément de connexion comprenant des éléments de chemin de fluide bifurqué pour canaliser physiologiquement l'écoulement de sang soit vers, soit à partir de chaque membrane fibres creuses du dispositif, un canal pour diriger le fluide retiré par le dispositif vers un contenant de collecte approprié ou la vessie du patient, et des organes de contrôle contrôlant un retrait excessif d'eau à partir du patient. Les dispositifs peuvent être soit portés de façon extracorporelle, soit implantés de façon chirurgicale afin de permettre un retrait de fluide continu avec une liberté ambulatoire.