Queste sigle indicano un prelievo chirurgico di spermatozoi dalle vie seminali: nella MESA (in inglese microsurgical epididymal sperm aspiration) gli spermatozoi vengono prelevati dagli epididimi, che sono gli organi attaccati ai testicoli al cui interno gli spermatozoi sviluppano la loro motilità nella TESA (testicular sperm aspiration) e nella TESE (testicular sperm estraction) vengono prelevati dai testicoli, nel primo caso tramite una biopsia con agoaspirazione, nel secondo caso tramite una biopsia chirurgica.

Tutte queste tecniche servono nei casi di gravissima infertilità maschile nei quali l'azoospermia è dovuta o a una ostruzione delle vie seminali (cioè gli spermatozoi vengono prodotti nel testicolo ma poi non passano nel liquido seminale) oppure a un problema nel processo di maturazione degli spermatozoi. In questo secondo caso è possibile prelevare chirurgicamente degli spermatidi, cioè delle cellule ancora immature e usarli al posto degli spermatozoi maturi.

Gli spermatozoi o gli spermatidi recuperati saranno usati per una fecondazione in vitro, quasi sempre una ICSI. Dunque la partner femminile dovrà sottoporsi a un ciclo di FIVET e bisognerà sincronizzare il prelievo degli spermatozoi col prelievo degli ovociti.

Il prelievo degli spermatozoi comporta un vero e proprio intervento chirurgico che raramente si può eseguire in contemporanea al prelievo degli ovociti. Molti centri preferiscono prelevare gli spermatozoi prima che la donna inizi il ciclo FIVET, per evitare di sottoporla inutilmente al trattamento; in questo caso gli spermatozoi recuperati (o il tessuto prelevato con la biopsia) vengono congelati per essere scongelati al momento della fecondazione. Poiché però la procedura di congelamento/scongelamento può danneggiare i pochi spermatozoi recuperati, e dunque può succedere che al momento della fecondazione non ci siano spermatozoi disponibili, alcuni centri preferiscono sottoporre prima la donna alla FIVET e congelare gli ovociti, per poi fecondarli in un momento successivo; ma anche il congelamento degli ovociti presenta dei rischi.