A terapia gênica é realizada com a transferência de ácidos nucléicos in vivo ou ex vivo nas células alvo, sendo um dos seus maiores desafios o desenvolvimento de estratégias capazes de melhorar os baixos níveis de transferência e expressão gênica. O nível de expressão gênica depende principalmente da eficiência da entrega desses materiais no interior das células, que requer a utilização de sistemas específicos de entrega, como os nanovetores virais e não-virais. Neste contexto, a síntese dos microcarreadores e o processo de encapsulação dos nanovetores não-virais foram obtidos via processo microfluídico de gotas, que é uma ferramenta promissora para formação dessas estruturas, sendo possível controlar o seu tamanho, polidispersidade, formato e a estrutura interna e permitirão a liberação sustentada destes sistemas de nanoencapsulação. A microfluídica de gotas foi utilizada como principal técnica para produção de micropartículas e scaffolds para incorporação e liberação de nanovetores não virais. O trabalho foi dividido em três principais etapas de pesquisa. Na primeira etapa, micropartículas híbridas, alginato (ALG) /fibroína de seda (SF) e ALG/sulfato de condroitina (CS), foram sintetizadas em microcanais e caraterizadas com relação as suas propriedades morfológicas e físico-químicas. Os microgéis híbridos demostraram-se promissores como sistema de encapsulação e liberação de nanopartículas com diferentes hidrofobicidades. Na segunda etapa, micropartículas funcionais para entrega localizada de material genético e cultura in vitro foram desenvolvidas via processo microfluídico e aplicação da técnica layer-by-layer. Os microgeis recobertos com poli-lisina (PLL), cloridrato de polialilamina (PAH) e CS foram aplicados para incorporação de vetores não-virais carreados com DNA plasmidial (pDNA) enhanced Green Fluorescent Protein (eGFP). Na ultima etapa foi desenvolvido um scaffold microporoso de gelatina metacrilada (GelMA) para incorporação de vetores não-virais e liberação de RNA mensageiro (mRNA-eGFP). Além do mais, vetores não-virais assim como os lipossomas catiônicos (CL) foram modificados e adaptados a matriz polimérica do microgel. Nessa etapa, as propriedades coloidais e estabilidade dos vetores foram extensivamente estudadas e reportadas. Este projeto teve colaboração com o Centro de Terapia Celular e Molecular (CTCMol) da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Instituto de Biologia (IB) da Universidade de Campinas (UNICAMP) e Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) mais especificamente com o grupo de pesquisa coordenado pelo Prof. Dr. Sang Won Han, Prof. Dr. Hernandes Carvalho e Prof. Dr. Ali Khademhosseini, respectivamente. Em geral este trabalho contribui para o desenvolvimento de estratégias inovadoras de incorporação e liberação sustentada de materiais genéticos, atuando nas áreas de microfluídica de gotas, nanobiotecnologia, entrega de genes e engenharia tecidual.