Starší generace tkáňových náhrad obsahovala prakticky pouze umělý materiál. Tento materiál musel být tzv. biokompatibilní, tj. s vhodnými mechanickými vlastnostmi a bez cytotoxického, mutagenního a imunogenního působení. Již se však neřešila otázka, zda podporuje osídlení buňkami nahrazované tkáně a její regeneraci. Náhrady tohoto typu se dosud užívají i v současné klinické praxi a jsou představovány např. syntetickými polymerními cévními protézami, náhradami srdečních chlopní či kloubními náhradami (viz fotogalerie).
Moderní generace tkáňových náhrad by měla obsahovat nejen umělý materiál, ale i přirozené buněčné složky nahrazované tkáně. Umělý materiál v nich není pouze pasivně tolerován buňkami, ale slouží jako analog extracelulární matrix (mezibuněčné hmoty) tkáně. To znamená, že podobně jako přirozená mezibuněčná hmota řídí buněčné funkce, například stupeň jejich adheze, růstová aktivita, přepnutí mezi růstem a diferenciací, vyzrávání buněčného fenotypu, produkce různých biologicky aktivních molekul buňkami.
Klinicky užívané náhrady srdečních chlopní. A: Náhrada z pyrolytického uhlíku, vyžadující užívání léků proti srážení krve. B: Náhrada z biologického materiálu, ovšem z cizího dárce (lidského či zvířecího), což navozuje imunitní reakci.
Klinicky užívané cévní protézy vyrobené z expandovaného polytetrafluoroethylénu (ePTFE) a z polyethylén tereftalátu (PET). Materiál protéz je vysoce hydrofobní a v tom stavu, v jakém vychází z výroby, neumožňuje rekonstrukci přirozených buněčných vrstev cévní stěny.
