Se ha demostrado que los modelos de cultivo celular tridimensionales (3D) representan herramientas fundamentales para la comprensión de fenómenos celulares tanto en tejidos normales como cancerosos. De hecho, el microambiente afecta el comportamiento celular así como la respuesta a los fármacos. En este estudio, realizamos un análisis morfológico en una línea celular de hepatocarcinoma, HepG2, cultivada durante 24 días dentro de un hidrogel bioartificial compuesto de alcohol polivinílico (PVA) y gelatina (G) para modelar un carcinoma hepatocelular (CHC) en 3D. Se investigaron las características morfológicas de los hidrogeles PVA/G, resultando en la imitación de la estructura trabecular del parénquima hepático. Se realizó un análisis histológico comparando los modelos 3D con monocapas de células HepG2 y muestras tumorales. En el entorno 3D, las células HepG2 eran viables y formaban grandes agregados celulares mostrando diferentes morfotipos con distribución zonal. Además, la beta-actina y la integrina alfa5beta1 revelaron una expresión relacionada con el morfotipo; en particular, las células en la frontera estaban caracterizadas por una fuerte inmunopositividad en un borde lateral de su membrana, sugiriendo así la formación de estructuras similares a lamelipodios aptas para la migración. Basándonos en estos resultados, proponemos los hidrogeles PVA/G como sustratos valiosos para desarrollar un modelo 3D de CHC a largo plazo que pueda ser utilizado para investigar aspectos importantes de la biología tumoral relacionados con fenómenos de migración.