تواجه بحوث الكيمياء الفوق جزيئية في تصنيع المواد الحيوية عدة تحديات، ومن أهمها:
1- الحصول على مواد حيوية نقية: يتطلب تصنيع المواد الحيوية الحصول على مركبات نقية وخالية من الشوائب والملوثات، ما يتطلب تطوير طرق تحضير وتنقية متطورة للمواد الحيوية.
2- تحديد الآليات الدقيقة لتفاعلات المركبات الحيوية: يتطلب تحديد الآليات الدقيقة لتفاعلات المركبات الحيوية فهماً كاملاً لعملية تصنيعها، وهو أمر صعب ومعقد ويتطلب تقنيات متطورة للتحليل والتصوير.
3- الحفاظ على النشاط الحيوي للمواد الحيوية: يتطلب تصنيع المواد الحيوية الحفاظ على نشاطها الحيوي، وهو أمر يتطلب العمل على تحسين طرق التخزين والحفظ والتوصيل للمواد الحيوية.
4- التحكم في الجودة: يتطلب تصنيع المواد الحيوية التحكم الدقيق في الجودة، وذلك لضمان تصنيع مركبات حيوية ذات جودة عالية ومطابقة للمواصفات المطلوبة.
5- الهندسة الجزيئية والنانو: يتطلب تصنيع المواد الحيوية العمل على تطوير تقنيات هندسة الجزيئات والنانو لتحسين الخواص الفيزيائية والكيميائية للمركبات الحيوية وتحسين كفاءتها في التطبيقات الحيوية.