La maduración in vitro de ovocitos (IVM) es una técnica bien establecida. A pesar de las altas tasas de IVM obtenidas en la mayoría de las especies de mamíferos, la competencia de desarrollo de los ovocitos IVM es subóptima. El objetivo de este trabajo fue evaluar los posibles efectos beneficiosos de un microbioreactor de mármol líquido (LM) como un sistema de cultivo 3D para madurar in vitro ovocitos ovinos prepuberales, como modelos de ovocitos con baja competencia intrínseca. Los complejos de cumulus-ovocitos de ovarios de ovejas prepuberales fueron madurados in vitro en un sistema LM con nanopartículas de sílice fumed-hidrofóbica (grupo LM) o en condiciones estándar (grupo control 4W). Evaluamos: (a) la maduración y (b) las tasas de desarrollo tras la fertilización in vitro (IVF) y el cultivo de embriones; (c) la expresión de un panel de genes. Los grupos LM y 4W mostraron tasas de IVM y IVF similares, mientras que el desarrollo in vitro hasta la etapa de blastocisto se acercó a la significancia (4W: 14.1% vs. LM: 28.3%; = 0.066). La expresión de enzimas involucradas en la reprogramación de metilación del ADN y del complejo materno subcortical se vio afectada por el sistema IVM, mientras que no se observó diferencia en términos de respuesta al estrés celular. Los microbioreactores LM proporcionan un microambiente adecuado para inducir la IVM de ovocitos de ovejas prepuberales y deberían considerarse para mejorar la competencia de desarrollo de ovocitos con potencial reducido también en otras especies, incluidos los humanos.