לקולגן לבדו תכונות פיזיות ומכאניות גרועות (שהיא כמעט חולשה נפוצה של חומרים טבעיים), ביצועים בודדים, ובשל ההידרופיליות החזקה שלו, הוא מתפרק בקלות על ידי קולגנאז in vivo וחולשות בלתי נמנעות אחרות מגבילות את היישום שלו. עם זאת, אם קולגן מעורבב עם פולימרים סינתטיים או טבעיים אחרים בעלי תכונות פיזיקליות וכימיות שונות ליצירת חומר מוצק רב-פאזי, קולגן ופולימרים אחרים משלימים זה את זה מבחינת ביצועים, והמושג של "חומר מרוכב" מבוסס קולגן. נולד.
פולימרים סינתטיים שדווחו שהם מעורבים עם קולגן כוללים פולימתקרילט וקרוטט שאינם מתכלים, פוליאוריטן, פוליאמיד ואלכוהול פוליוויניל מתכלה, חומצה פולילקטית, חומצה פוליגלוטמית, חומצה פוליגליקולית וכו', משנות ה-80 ועד תחילת שנות ה-90. המייצג היה שילוב של polyhydroxyethyl methacrylate (PHEMA) ואלכוהול פוליוויניל עם קולגן. הדוחות התמקדו בשיטת ההרכבה, מנגנון ההרכבה, תכונות כימיות פיזיוכימיות וביולוגיות, פני השטח והמבנה הכללי של החומר, שיטות ומנגנוני שינוי פני השטח, והתנפחות ודיפוזיה של הידרוג'לים, במיוחד הכנת הידרוג'ל, החלפת רקמות רכות ושחרור ממושך של תרופות. מאוחר יותר, חומצה פולילקטית מתכלה, חומצה פוליגליקולית, פוליאנהידריד, חומצה פוליגלוטמית, חומצה פוליאתילן טטראצטית וכו' עורבבו עם קולגן להכנת תפרים ניתוחיים נספגים, חומרי פיגום להנדסת רקמות (כגון התחדשות מונחית רקמות) מחקר בנושא גדל יחסית. עם זאת, יש כמה בעיות במיזוג של פולימרים סינתטיים וקולגן. לדוגמה, חומרים פולימריים בלתי מתכלים כגון ניילון אינם יכולים לעבור חילוף חומרים פיזיולוגי. לאחר שילוב עם קולגן, הם יכולים לשמש רק כתחבושות חיצוניות של העור ואינם יכולים להחליף את העור לצמיתות, בעוד חומצה פוליגלוטמית אינה יכולה להחליף לצמיתות את העור. חומרים מתכלים אחרים, אם המסה המולקולרית היחסית קטנה, החוזק אינו מספיק, המסה המולקולרית היחסית גדולה, קשה להתמוסס במים, והיא תתפרק בעת ההמסה, מה שמשפיע על החוזק המכני של החומר.
החומרים הפולימריים הטבעיים המייצגים ביותר הם חלבונים טבעיים ופוליסכרידים טבעיים. הפוליסכרידים כוללים בעיקר כונדרויטין, HA (חומצה היאלורונית), כיטוזן, הפרין ועוד. החומרים המרוכבים של הפוליסכרידים מרוכזים יותר בתפרים ניתוחיים נספגים, נשאים לשחרור תרופות, תחליפי עור, ממברנות דיאליזה, חומרים המוסטטים, חומרים לחידוש רקמות מונחות רפואיות, חומרים תחליפי עצם, פיגומים למערכות תרבית רקמות.