Klasyczne techniki wspomaganego rozrodu (ART) zastosowane w leczeniu niepłodności małżeńskiej uwarunkowanej czynnikiem męskim pozwalały uzyskać ciąże tylko w niewielkim odsetku leczonych par. Wiązało się to głównie ze stopniem upośledzenia jakości nasienia, jednak nawet w grupach pacjentów o niewielkim obniżeniu potencjału rozrodczego mężczyzn całkowity brak zapłodnień (TFF) miał miejsce u ponad jednej trzeciej par leczonych klasyczną metodą pozaustrojowego zapłodnienia (IVF-ET). Znaczna liczba pacjentów z ciężką oligo-, astheno-, teratozoospermią czy też niepłodnością immunologiczną, nie mogła liczyć na skuteczne leczenie standardowymi metodami ART. W chwili obecnej można stwierdzić, że problem niepłodności męskiej w sensie uzyskania potomstwa przestał istnieć. Jedynie około 3% mężczyzn, uważanych za niepłodnych w rzeczywistości nie ma szansy na posiadanie własnego potomstwa. Stało się tak za sprawą wprowadzenia technik mikrochirurgicznego zapłodnienia komórki jajowej tzw. microassisted fertilization (MAF). Techniki mikromanipulacyjne dokonywane na gametach mają na celu ułatwienie syngamii poprzez mechaniczne lub chemiczne przerwanie ciągłości osłonki przejrzystej (PZD) oraz wprowadzenie plemników do przestrzeni okołożółtkowej (SUZI), bądź pojedynczego plemnika do cytoplazmy komórki jajowej (ICSI).

Najprostszą z mikrochirurgicznych technik zapłodnienia jest przerwanie ciągłości osłonki przejrzystej oocytu (partial zona dissection – PZD). W przypadkach ograniczonej zdolności zapładniającej męskich komórek płciowych, w szczególności związanych z oligospermią, asthenospermią oraz brakiem wiązania plemników z osłonką przejrzystą, otwarcie przestrzeni okołożółtkowej umożliwia wniknięcie do niej plemników oraz fuzję z oolemmą, a w konsekwencji – zapłodnienie. Zasadniczym mankamentem metody jest jednak wysoki odsetek komórek zapłodnionych polispermicznie oraz wysoka częstość braku zapłodnień.

Bardziej zaawansowaną techniką jest podotoczkowe wstrzyknięcie plemników (subzonal sperm insertion – SUZI). Zabieg ten polega na wprowadzeniu pod osłonkę przejrzystą oocytu kilku lub kilkunastu, skapacytowanych plemników. Metoda ta umożliwia uzyskanie ciąży w 19% leczonych par. Wyniki te są zbliżone do uzyskiwanych w warunkach IVF-ET u pacjentek z czynnikiem jajowodowym. Skuteczność metody ograniczona jest przede wszystkim wysokim, sięgającym bowiem aż 50% odsetkiem oocytów zapłodnionych polispermicznie. Obie wymienione metody, wymagają prawidłowo przebiegającej fuzji błon komórkowych plemnika i komórki jajowej z następową jej aktywacją.

Opisane metody straciły obecnie znaczenie praktyczne wobec zdecydowanie korzystniejszych wyników uzyskiwanych za pomocą bardziej radykalnych technik mikrochirurgicznych. Metodą taką, jest docytoplazmatyczne wstrzyknięcie plemnika (intracytoplasmic sperm injection – ICSI). Wskazania do leczenia tą metodą mają miejsce gdy:

1. Liczba plemników jest mniejsza od wymaganego minimum, niezbędnego do leczenia standardową techniką IVF (np.: mniej niż 500 000),

2. Poprzednie próby leczenia standardową metodą IVF, zakończone zostały brakiem zapłodnień oocytów,

3. Odsetek zapłodnionych komórek jajowych w poprzednich próbach był niższy od 20%,

4. Stwierdza się przeciwciała przeciwplemnikowe (niepłodność immunologiczna).

Leczenie tą metodą nie różni się od pozaustrojowego zapłodnienia w zakresie takich procedur, jak: kontrolowana hiperstymulacja jajników i jej monitorowanie, pobranie oocytów, transfer zarodków, czy też substytucja drugiej fazy. Jedynie proces zapłodnienia odbywający się w standardowym programie IVF w sposób samoistny zastąpiony został mikrochirurgicznym wprowadzeniem plemnika do ooplazmy. Przeprowadzenie tego zabiegu możliwe jest jedynie w wysoko wyspecjalizowanych ośrodkach, dysponujących odpowiednim przygotowaniem i sprzętem.

Najistotniejsze etapy ICSI obejmują uzyskanie i przygotowanie nasienia, przygotowanie komórki jajowej i wykonanie mikroiniekcji, specjalnie przygotowanymi narzędziami.

Nasienie uzyskuje się zazwyczaj drogą masturbacji, równolegle do pobrania komórek jajowych partnerki. Po 20 min wykonuje się ocenę seminologiczną i kwalifikuje się do specyficznej preparatyki. Należy w tym miejscu stwierdzić, iż w trakcie leczenia zaawansowanymi technikami wspomaganego rozrodu, dosyć często pojawiają się problemy z uzyskaniem nasienia lub też z brakiem plemników w nasieniu czy też brakiem żywych plemników u pacjentów u których wcześniej były one obecne. Jest to bardzo stresowa sytuacja zarówno dla zespołu leczącego jak i pacjentów, dlatego racjonalne jest wcześniejsze zdeponowanie nasienia w „banku” co daje pewność, że gamety są dostępne na „żądanie”. W tej sytuacji uzyskanie nasienia świeżego jest mniej stresogenne a ejakulat ma zazwyczaj lepszą jakość. Nie jest to jedyny powód uzasadniający wykorzystanie technik kriokonserwacyjnych w leczeniu niepłodności. Inne możliwości, to gromadzenie kolejnych ejakulatów od pacjentów z ciężką oligospermią, kryptospermią, asthenospermią czy nekrospermią (pooling) z późniejszym ich wykorzystaniem dla potrzeb ICSI. W przypadku pacjentów z uszkodzeniem rdzenia kręgowego, wstecznym wytryskiem nasienia, zaburzeniami wzwodu i ejakulacji oraz u tych gdzie uzyskuje się w nasieniu okresowo pojedyncze plemniki kriokonserwacja stwarza unikalną szansę skutecznego leczenia. Zmniejsza również do minimum ryzyko braku możliwości wykonania mikroiniekcji pobranych już komórek jajowych. Oddzielny, ważny problem dotyczy przechowywania plemników ekstrahowanych z najądrza lub jądra oraz mrożenie tkanki jądrowej w celu późniejszego odzyskania z niej plemników celem użycia ich dla potrzeb ICSI. Są to metody funkcjonujące na poziomie klinicznym, możliwe do wykorzystania w celu uniknięcia wielokrotnyh biopsji jąder. Wydaje się również, że materiał uzyskany z jąder dla potrzeb diagnostycznych, powinien zostać obligatoryjnie zamrożony.

Inna rola kriokonserwacji w terapii niepłodności małżeńskiej wiąże się z profilaktyką jatrogennej niepłodności mężczyzn. Zachowanie potencjału rozrodczego w obliczu planowanej terapii chemicznej, radiologicznej czy chirurgicznej, które mogą lub uczynią pacjenta niepłodnym, poważnie subfertylnym lub niezdolnym do normalnego życia seksualnego to obowiązek lekarzy prowadzących leczenie. Depozyt nasienia pozwala na uniknięcie ryzyka oddziaływania czynników mutagennych, powodujących liczbowe lub strukturalne aberracje chromosomowe w komórkach spermatogenezy. W wielu przypadkach użycie chemioterapii w leczeniu nowotworów prowadzi do zahamowania (niekiedy nieodwracalnego) spermatogenezy z możliwym zanikiem wyjściowych komórek spermatogenezy. Także w przypadkach leczenia operacyjnego rozległych przepuklin pachwinowych oraz zabiegach na układzie moczo-płciowym mężczyzny, szczególnie obejmującym okolicę szyi pęcherza moczowego, wskazane jest również rozważenie zdeponowania nasienia.

Należy stwierdzić iż utrata płodności przez leczonych pacjentów w omówionych sytuacjach klinicznych może prowadzić do konsekwencji nie tylko zdrowotnych i społecznych ale również roszczeniowych co należy brać pod uwagę szczególnie w obliczu dokonującej się reformy służby zdrowia.

Procedury izolacji plemników w przypadkach oligoasthenoteratospermi, kryptozoospermii czy też nasienia mrożonego, nie odbiegają w sposób istotny od stosowanych powszechnie w technikach wspomaganego rozrodu. Najczęściej wykorzystuje się separację plemników poprzez wirowanie na nieciągłym gradiencie Percollu. W przypadkach stwierdzania pojedynczych plemników w ejakulacie (1-2 plemniki co kilka pól widzenia w ocenie mikroskopowej) zastosowanie preparatyki percollowej wiąże się ze znacznym ryzykiem utraty nielicznych plemników. Przygotowanie plemników ogranicza się wtedy do płukania i odwirowania nasienia oraz zastosowania mikrometody – migracji wstępującej (mini-swim-up), niekiedy wielokrotnej. Szczególne trudności mogą wiązać się z uzyskaniem żywych plemników z ejakulatów pacjentów z nekrospermią oraz ciężką asthenospermią, przy relatywnie dużej ich liczbie. Odnalezienie plemników, o niekiedy bardzo słabych oznakach aktywności życiowej, związane jest z długotrwałym poszukiwaniem i może wymagać zastosowania wstępnej procedury odzysku przy pomocy mikromanipulatorów („hunting”).

Przed przystąpieniem do mikrochirurgicznego zapłodnienia oocyt powinien być pozbawiony otaczających go komórek wzgórka jajonośnego i wieńca promienistego. Odbywa się to przy pomocy enzymatycznych i mechanicznych zabiegów, wykonywanych w stałej temperaturze 37°C, w podłożach hodowlanych pod sterylną, płynną parafiną. Pozbawione struktur wieńca promienistego i wzgórka jajonośnego komórki jajowe są wielokrotnie płukane podłożem Earle´a buforowanego HEPES-em z dodatkiem wysokiej jakości surowic. W razie konieczności odroczenia mikroiniekcji oocyty są przechowywane w podłożu hodowlanym Menezo B2 do czasu zabiegu. Uzyskane w ten sposób komórki jajowe poddawane są ocenie mikroskopowej. Potwierdzenie nienaruszonej struktury komórki oraz obecność pierwszego ciałka kierunkowego pozwala zakwalifikować oocyt jako dojrzały i poddać go dalszym procedurom. Ocenia się, że ponad 80% pobranych komórek, to oocyty na etapie metafazy II, pozostałe komórki jajowe mogą znajdować się na etapie germinal vesicle (GV), germinal vesicle breakdown (GVBD) oraz metafazy I. Te ostatnie, mają szansę na zakończenie dojrzewania in vitro, szczególnie w kokulturze z komórkami Vero. W pełni dojrzałe oocyty umieszczane są w mikrokropli podłoża hodowlanego – zazwyczaj Earle´a buforowanego HEPESEM, pod przykryciem oleju mineralnego i poddawane mikroin-iekcji.

Istotnym etapem przygotowawczym do ICSI jest wykonanie mikrochirurgicznych narzędzi, niezbędnych do wykonania tego zabiegu. Może to odbywać się tylko w profesjonalnie przygotowanych pracowniach, wyposażonych w odpowiedni sprzęt. Pipety iniekcyjne i przytrzymujące powinny być wykonane z nietoksycznego szkła, posiadającego odpowiednie i stałe właściwości fizyczne. Uzyskanie pipet o zakładanej zewnętrznej i wewnętrznej średnicy oraz odpowiednio ukształtowanym zakończeniu możliwe jest poprzez wyciąganie, obtapianie i szlifowanie ich przy użyciu specjalnego oprzyrządowania.