Σε ζευγάρια με πτωχή ποιότητα σπέρματος (χαμηλή κινητικότητα, χαμηλή συγκέντρωση σπερματοζωαρίων, κακή μορφολογία) ή προηγούμενες αποτυχημένες προσπάθειες συνιστάται μια πιο επεμβατική μέθοδος γονιμοποίησης.

Στις περιπτώσεις αυτές πραγματοποιείται ενδοωορική έγχυση σπερματοζωαρίου (μικρογονιμοποίηση IntraCytoplasmic Sperm Injection – ICSI), δηλαδή ένα σπερματοζωάριο τοποθετείται μέσα στο ωάριο με τη βοήθεια ειδικού εξοπλισμού. Τα ωάρια στη συνέχεια τοποθετούνται σε καλλιεργητικό υλικό μέσα σε ειδικούς κλιβάνους.