Σ τις περιπτώσεις που οι σάλπιγγες της γυναίκας έχουν καταστραφεί ή η ποιότητα του σπέρματος ενός άνδρα είναι κακή, η εξωσωματική γονιμοποίηση (IVF: In Vitro Fertilization) είναι η πιο συχνά εφαρμοζόμενη τεχνική υποβοηθούμενης αναπαραγωγής. Στην πραγματικότητα, η εξωσωματική γονιμοποίηση είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική θεραπεία ακόμα και για άλλους τύπους υπογονιμότητας. Κατά τη διάρκεια της in vitro γονιμοποίησης, τα ωάρια λαμβάνονται από τις ωοθήκες με την τεχνική της ωοληψίας και γονιμοποιούνται στο εργαστήριο με τα σπερματοζωάρια από το σπέρμα του άντρα. Τα έμβρυα που προκύπτουν τοποθετούνται στη μήτρα 2 έως 5 ημέρες αργότερα. Η διαδικασία αυτή επιτυγχάνει αξιοσημείωτα ποσοστά εγκυμοσύνης, ακόμη και σε γυναίκες με μεγάλο βαθμό βλάβης στις σάλπιγγες, φαινομενικά στείρους συζύγους, καθώς και περιπτώσεις ζευγαριών που δεν ανευρίσκεται σαφές αίτιο υπογονιμότητας («ανεξήγητη» υπογονιμότητα). Ακόμα και σε περιπτώσεις με έντονα προβλήματα με το σπέρμα του άντρα η εξωσωματική μπορεί να δώσει τη λύση, επειδή τα ωάρια μπορούν να γονιμοποιηθούν με μια πολύ ακριβή τεχνική που ονομάζεται μικρογονιμοποίηση (ICSI: IntraCytoplasmic Sperm Injection).

Η συμβατική θεραπεία κλασικής εξωσωματικής γονιμοποίησης βασίζεται στην ελεγχόμενη διέγερση των ωοθηκών με καθημερινές ενέσεις φαρμάκων (ορμονών) με σκοπό οι ωοθήκες να παράγουν το μέγιστο αριθμό ωαρίων που είναι δυνατόν σε κάθε κύκλο. Όλα τα ωάρια διεγείρονται ανεξάρτητα από την ποιότητα, το οποίο σημαίνει ότι αυτή η μέθοδος θεραπείας γονιμότητας παράγει ένα ανομοιογενές πλήθος ωαρίων, πολλά από τα οποία δεν είναι βιώσιμα. Έτσι, η διέγερση των ωοθηκών παράγει συνήθως τρία έως πέντε “ποιοτικά” αυγά που μπορούν να οδηγήσουν σε μια βιώσιμη εγκυμοσύνη.

Κατά τη διάρκεια ενός κύκλου, μια γυναίκα πρέπει καθημερινά να κάνει υποδόριες ενέσεις (συνήθως μία έως δύο φορές ημερησίως για τρεις έως πέντε εβδομάδες, ανάλογα με το πρωτόκολλο που ακολουθεί) γοναδοτροπινών (Gonal-F, Puregon, Menopur, Pergoveris) και φαρμάκων που αναστέλλουν προσωρινά την έκκριση ορμονών από την υπόφυση (Cetrotide, Orgalutan, Arvekap, Daronda) πριν από την ωοληψία. Επίσης, 34-36 ώρες πριν την πραγματοποίηση της ωοληψίας, θα χρειαστεί να κάνει ένεση με σκεύασμα χοριακής γοναδοτροπίνης για την τελική ωρίμανση των ωαρίων (Pregnyl ή Ovitrelle). Μετά την εμβρυομεταφορά, η γυναίκα πρέπει να λαμβάνει καθημερινά δόσεις προγεστερόνης (από το στόμα, ενδοκολπικά ή ενδομυικά) που ενίοτε συμπληρώνεται με λήψη οιστρογόνων από το στόμα για δύο εβδομάδες, μέχρι το πρώτο τεστ κύησης. Τα φάρμακα αυτά είναι αναγκαία για να γίνει πιο δεκτικό το ενδομήτριο και να μπορεί να υποστηρίξει την εμφύτευση του εμβρύου.

Πιστεύεται, διεθνώς, ότι οι γυναίκες που επιλέγουν να έχουν κλασική εξωσωματική γονιμοποίηση και όχι περισσότερο ήπια πρωτόκολλα διέγερσης παράγουν περισσότερα ωάρια σε κάθε κύκλο και αυτό αυξάνει την πιθανότητα της εγκυμοσύνης τους. Τα πρόσφατα βιβλιογραφικά δεδομένα δείχνουν ότι παρόμοια ποσοστά επιτυχίας επιτυγχάνονται και με πρωτόκολλα που χρησιμοποιούν μικρότερες δόσεις φαρμάκων και παράγουν 4-5 «ποιοτικά» ωάρια. Παρ’όλα αυτά, ο συμβατικός κύκλος εξωσωματικής έχει σημαντικό ρόλο να παίξει, ιδιαίτερα για τις γυναίκες κάτω των 35 ετών, στις οποίες  η κλασσική διέγερση των ωοθηκών μπορεί να παράγει περισσότερα από τρεις έως πέντε «ποιοτικά» ωάρια. Η ασθενής θα πρέπει να περάσει από έναν ή δύο κύκλους συμβατική κλασικής εξωσωματική για να μάθει αν είναι ιδανική υποψήφια για αυτή την προσέγγιση. Η κλασική εξωσωματική γονιμοποίηση είναι επίσης ιδανική επιλογή για τους ασθενείς με καρκίνο, οι οποίοι έχουν λίγο χρόνο για να καταψύξουν τα ωάριά τους πριν την ακτινοβολία ή πριν από την έναρξη χημειοθεραπείες σε σύντομο χρόνο.

Η κλασική εξωσωματική γονιμοποίηση αποτελεί την πιο δαπανηρή μορφή θεραπείας εξωσωματικής γονιμοποίησης. Το κόστος των απαιτούμενων φαρμάκων για τη διέγερση των ωοθηκών καλύπτεται σε ποσοστό 100% σε περίπτωση που το ζευγάρι πάρει έγκριση για διενέργεια εξωσωματικής γονιμοποίησης από ειδική επιτροπή του ΕΟΠΥΥ.