A sorbent dialysis cartridge is provided for removal of uremic toxins from dialysate wherein the sorbent cartridges can use non-enzymatic urea-binding materials in place of urease. The cartridge can have a first sorbent layer loaded with a polymerizable urea complexing agent and a second sorbent layer loaded with a crosslinker. The crosslinker can be crosslinkable with a soluble urea complex reaction product of the polymerizable urea complexing agent and urea when passing through the first sorbent layer to form a crosslinked polymeric urea complex which is attachable to the second sorbent layer. In another option, a sorbent layer can be used which has an insolubilized crosslinked polymeric urea-bindable complex attached thereto, wherein the crosslinked polymeric urea-bindable complex can be a reaction product of a crosslinker and polymerizable urea complexing agent. Methods and sorbent dialysis systems using the cartridge, and methods of making the sorbent material, are provided.L'invention concerne une cartouche de dialyse par sorbant destinée à l'élimination de toxines urémiques d'un dialysat, les cartouches de sorbant pouvant utiliser des matériaux non enzymatiques de fixation de l'urée au lieu de l'uréase. La cartouche peut présenter une première couche de sorbant chargée d'un agent de complexation polymérisable de l'urée et une deuxième couche de sorbant chargée d'un réticulant. Le réticulant peut être réticulable par un produit de réaction soluble de type complexe d'urée de l'agent de complexation polymérisable de l'urée et de l'urée lorsqu'il passe à travers la première couche de sorbant pour former un complexe polymère réticulé d'urée qui peut être fixé à la deuxième couche de sorbant. Dans une autre variante, on peut utiliser une couche de sorbant qui présente un complexe polymère réticulé insolubilisé pouvant se lier à l'urée, lié à celle-ci, le complexe polymère réticulé pouvant se lier à l'urée pouvant être un produit de réaction d'un réticulant et d'un