También denominada "inseminación artificial". Consiste en la deposición del semen directamente al interior del útero de la mujer. Diferente de la fertilización "in vitro", en la inseminación la fecundación óvulo por el espermatozoide ocurre en forma natural en la región de la trompa, o sea, "in vivo".
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En un ciclo natural (espontáneo) o en un ciclo estimulado por medicamentos (inducción de la ovulación). En los ciclos inducidos, se busca estimular el ovario a liberar un número mayor de óvulos (preferentemente de 2 a 4) y, con eso, aumentar las chances de concebir.

Así como ocurre en la técnica de fertilización in vitro, en el ciclo de inseminación intrauterina se realizan ultrasonografías seriadas. De esta forma, es posible determinar el momento más indicado para la deposición del semen en la cavidad del útero.

La preparación del semen se hace en laboratorio. Existen varias técnicas de procesamiento que permiten seleccionar y utilizar solamente los mejores espermatozoides, retirando los menos aptos a la fertilización, las células indeseables, entre otros.

El procedimiento de inseminación es simple e indoloro, no habiendo, por tanto, la necesidad de anestesia. Con un fino catéter, el médico sobrepasa el canal cervical (canal por donde el flujo o flujo menstrual) y coloca los mejores espermatozoides directamente dentro del útero. La fecundación, en caso de que ocurra, darse en el organismo de la mujer, más específicamente en una de las trompas uterinas, por tanto, "in vivo" y no "in vitro".

Las tasas de embarazo son variables y dependen de múltiples factores. La chance de embarazo descrita en la literatura, queda alrededor del 20% por tentativa.