La investigación en ingeniería de tejidos para aplicaciones neurológicas ha demostrado que los puentes estructurales basados en biomateriales presentan un enfoque prometedor para promover la regeneración. Esto es particularmente relevante para las lesiones cerebrales traumáticas penetrantes, donde el pronóstico clínico suele ser pobre, sin terapias disponibles que mejoren la regeneración. Específicamente, la reutilización de biomateriales aprobados clínicamente ofrece muchas ventajas (reducción del tiempo de aprobación y logro de escalado comercial para aplicaciones clínicas), destacando la necesidad de un cribado detallado de los neuromateriales potenciales. Un desafío importante en las pruebas experimentales es la disponibilidad limitada de modelos neuromiméticos, técnicamente accesibles, rentables y humanos de lesiones neurológicas para pruebas eficientes de biomateriales en entornos simulados de lesiones. Los cortes cerebrales organotípicos tridimensionales (3D) cierran la brecha entre los modelos de animales vivos y las co-culturas simplificadas y son una herramienta versátil para estudios sobre el desarrollo neural, enfermedades neurodegenerativas y en pruebas de medicamentos. A pesar de esto, su utilidad para investigar las respuestas celulares neuronales a la implantación de biomateriales está poco investigada. Demostramos que los cortes organotípicos de cerebro murino pueden ser utilizados para desarrollar un modelo de lesión cerebral traumática penetrante, en el cual se puede implantar un andamiaje de biomaterial de grado quirúrgico en la cavidad de la lesión. Críticamente, el modelo permitió examinar las respuestas celulares clave involucradas en la patología de lesiones del SNC/manejo de biomateriales: astrogliosis, activación microglial y brotación axonal. El enfoque ofrece una metodología técnicamente simple y versátil para estudiar intervenciones de biomateriales como terapia regenerativa para lesiones neurológicas.