Kod liječenja težih oblika muške neplodnosti i azoospermije primjenjuju se mikrokirurške metode dobivanja spermija: TESE, PESA, TESA
Testikularna aspiracija (TESA) je jednostavan postupak dobijanja spermija kod muškaraca s azoospermijom, primarno u slučajevima opstruktivne azoospermije, ali se uspješno može koristiti i kod nekih oblika neopstruktivne azoospermije. Punkcija testisa se izvodi bez ili s lokalnom anestezijom, na način da se pomoću igle i štrcaljke aspirira sadržaj testisa koji se zatim predaje embriologu na analizu. U slučaju da u aspiratu ima dovoljno spermija, oplodnja u IVF laboratoriji se dalje nastavlja metodom ICSI.
PESA ili perkutana epididimalna aspiracija sjemena podrazumijeva punkciju i aspiraciju pasjemenika. Kao i kod postupka TESA, pomoću igle i štrcaljke nakon uboda i aspiracije dobiveni sadržaj se predaje embriologu na analizu i daljnji postupak izvantjelesne oplodnje.
Testikularna ekstrakcija (TESE) ili biopsija testisa je operativni zahvat kojim se uzima tkivo testisa. Pri zahvatu kirurški se otvara skrotum i uzimaju se mali dijelovi tkiva testisa. Zahvat se izvodi pod općom ili lokalnom anestezijom i obično podrazumjeva uzimanje tkiva iz oba testisa, kako bi se povećala vjerojatnost pronalaska spermija.
TESE/ICSI postupak se može raditi iz svježeg tkiva testisa, što podrazumijeva da je isti dan predviđena i punkcija i aspiracija folikula pacijentice. Treba napomenuti obzirom je predviđena i biopsija tkiva testisa i aspiracija folikula, može se dogoditi da se u tkivu testisa ne nađu spermiji, te se jajne stanice pacijentice moraju kriopohraniti.
Biopsija tkiva testisa može biti i dijagnostička, pri čemu se jedan dio uzetog tkiva analizira, a preostalo tkivo testisa kriopohranjuje u Banci sjemenika. Na taj način i pacijenti i tim u ustanovi za MPO znaju kakva je vjerojatnost da u tkivu testisa ima spermija i što mogu očekivati od postupka izvantjelesnje oplodnje.