L’hémoperfusion a été développée dans les années 1950 et les premières applications cliniques dans le domaine de la toxicologie ont été publiées dans les années 1970. Le principe consiste à faire passer directement le sang au contact d’un adsorbant contenu dans une cartouche, le plus souvent du charbon activé. Son efficacité est supérieure à celle de l’hémodialyse ou de l’hémofitration pour l’épuration des substances de haut poids moléculaire et à forte fixation protéique, qu’elles soient hydro- ou liposolubles. Le facteur limitant principal est le volume de distribution du toxique : en cas de haut volume de distribution, la constante de vitesse de diffusion de la substance entre les divers compartiments conditionne l’efficacité de l’épuration. Les effets secondaires initialement décrits ont été considérablement réduits par l’amélioration de l’hémocompatibilité des revêtements d’encapsulage. L’hémoperfusion peut être proposée au cours des intoxications graves par la théophylline, la carbamazépine et les cardiotoxiques (stabilisants de membrane, inhibiteurs calciques, méprobamate) ne répondant pas rapidement à un traitement symptomatique bien conduit, à l’exclusion de l’inefficacité cardiocirculatoire où l’assistance circulatoire doit d’abord être envisagée. L’indication peut être discutée très précocement pour les toxiques lésionnels, tels que la colchicine ou le paraquat.