En esta época comenzó a interesarse por los enfermos de uremia crónica y fue allí que su profesor de bioquímica, el doctor Brinkman, le habló del uso de diálisis en laboratorio. También le habló de los inconvenientes de las membranas utilizadas para el tratamiento hasta hacía un tiempo, indicándole que se podía utilizar el celofán para las membranas (se hacía desde principios de esa década).
Con esta base comenzó en 1938 a dializar en laboratorio hasta la nueva ocupación nazi, cuando este profesor a quien tanto quería y de quien recibía tanto apoyo se suicidó y el lugar de éste fue ocupado por un nazi. Debido a esto abandonó su puesto yéndose a una ciudad del centro de Holanda, Kampen. Allí, ayudado por el ingeniero Hendrick Berk, construyó un aparato dializador, que luego fue muy utilizado en diferentes partes del mundo durante diez años, gracias a la difusión que le dio él mismo.
Su trabajo comenzó a conocerse en Holanda y en la península escandinava por la publicación del mismo en 1943 y 1944 respectivamente. En este trabajo se cuenta la diálisis con este aparato de dos personas (no era partidario de usarlo en animales para experimentar): un hombre con uremia derivada de una enfermedad de próstata al que dializó una vez, y una mujer con riñones retraídos por hipertensión maligna, a la que dializó doce veces.
Después de una interrupción de la diálisis por los bloqueos nazis en 1944, el 11 de Septiembre de 1945 Kolff salvó la primera vida a través de la diálisis, a una mujer de 67 años con colecistitis, septicemia y anuria por cristales de sulfonamida, la cual logró recuperarse y vivir siete años después del tratamiento.
Luego de la guerra, construyó varios de estos riñones y los donó a diferentes partes del mundo para que sean utilizados, aparte de facilitar los planos para su construcción a otros médicos.
El primer país que aceptó abiertamente e instaló este método para su utilización inmediata fue Canadá, donde en Montreal se utilizó uno de estos riñones Pero esta técnica era resistida en varios de los lugares en donde se recibieron los dializadores. En Amsterdam, el profesor Borst, que había recibido uno de estos riñones artificiales, decía que, para las enfermedades renales el mejor tratamiento era seguir una dieta estricta, por lo que no utilizaría el riñón. Lo mismo sucedía en el Reino Unido, donde después de utilizarse esta técnica de diálisis con éxito desde Octubre de 1946 hasta 1948, se abandonó prácticamente por completo este método (salvo en la ciudad de Portsmouth, con un riñón construido por un patólogo de este lugar llamado Michael Darmady) para luego retomarse en 1956.
En este período lo que sucedió en Gran Bretaña fue que dos médicos que trabajaban en el Hospital Hammersmith de Londres (Eric Bywaters y Mark Joekes), llevaron a este lugar un riñón donado por Kolff, y trataron a varios pacientes, entre los que se encuentra la primera diálisis realizada con éxito en el mundo, y el tratamiento a un paciente con intoxicación de salicilatos. Pero había en este país una fuerte tendencia al tratamiento con dieta, esteroides y manejo del balance hídrico, al que Joekes adhirió, lo que no ayudo al uso del riñón artificial, situación que recién en 1956 se revirtió cuando Frank Parsons reinstaló el uso del mismo en este país.
En Francia, Maurice Derot construyó en 1949 con las bases de los planos del riñón de Kolff, uno de éstos, para utilizarlo en el Hospital Hotel Dieu de París, supervisado por Marcel Legrain. En este país también se realizó una nueva versión de este riñón con modificaciones, conocido como el riñón Usifroid.
En España la instalación de este método se dio tardíamente por el estado en el que estaba el país debido a la guerra civil, y recién se hizo la primera hemodiálisis en 1957, realizada por Emilio Rotellar en Barcelona.
Y América latina, salvo Brasil, del que hablaremos al referirnos a Murray, también tuvo un desarrollo más tardío del tratamiento. En 1955 apareció el primer riñón de Kolff en Venezuela, en el Hospital Colimodio de la Guaira, y en el mismo año llegó otro a la Argentina, al Ministerio de Aeronáutica, pero la primera hemodiálisis en Argentina se realizó, ese mismo año, con un riñón construido con la misma base por Alfonso Ruiz Guiñazú, en La Universidad de Bs. As. Otros riñones de Kolff se recibieron en varios países de Latinoamérica, como Chile y Brasil. En Perú uno de estos modelos fue construido por los hermanos Whittembury.
En Estados Unidos el desarrollo fue más rápido, y en 1959 ya había más de cien de estos riñones funcionando. El primero fue donado por el mismo Kolff a un colega que trabajaba en el Hospital Monte Sinaí de Nueva York, y en 1948 se realizó el primer tratamiento. Fue donado otro riñón al Hospital de Boston, donde John Merril se hizo cargo del mismo, formando un grupo que utilizó este riñón con éxito, ayudados por la presencia de más unidades que fueron fabricadas con esta base, y a pesar de algunos detractores del método. Estos riñones fueron utilizados durante la guerra de Corea (1950-1953) con gran efectividad en pacientes con fracaso renal agudo.
Es especialmente en Estados Unidos, un país con un gran desarrollo industrial, con la base del riñón de Kolff, y a raíz de la efectividad que éste tenía en los tratamientos, donde comienzan a parecer nuevos modelos de riñones, pero presentando diferentes variantes.
Kolff se había instalado definitivamente en este país, exactamente en Cleveland, trabajando en otro riñones y dializadores. Tomando como base un nuevo diseño del dializador con bobina vertical, realizado en Filadelfia por William Inouye y Joseph Engelberg, creó otro dializador de bobina, usando nylon para extender las membranas. Este modelo fue adaptado al dializador Twin Coil de Travenol, que fue el dializador comercial más utilizado en los años cincuenta y sesenta.
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