La chemioembolizzazione intraarteriosa rappresenta l'unico tipo di chemioterapia che ha una documentata efficacia per il trattamento delle neoplasie epatiche non metastatiche. Questa consiste nell'infusione di sostanze chemioterapiche nel fegato, direttamente all'interno della lesione tumorale, attraverso il ramo dell'arteria epatica che irrora la lesione e nella successiva embolizzazione del vaso.

Questo tipo di trattamento, al contrario di quanto avviene nella chemioterapia tradizionale, fa sì che la concentrazione del farmaco sia massima nella lesione e minima negli organi o tessuti diversi dal fegato. L'effetto della terapia è la necrosi ischemica delle cellule neoplastiche.

È stato dimostrato che la chemioembolizzazione aumenta la sopravivenza dei pazienti con epatocarcinoma. Il paziente è usualmente dimesso il giorno dopo la procedura. Inoltre, con questo tipo di terapia gli effetti collaterali tipici della chemioterapia sistemica (perdita dei capelli, nausee, ecc.) sono occasionali.

Possono essere sottoposti a questo trattamento i pazienti affetti da epatocarcinoma su cirrosi, candidati o non candidati al trapianto di fegato e che comunque non hanno una trombosi completa della vena porta o una insufficienza epatica molto avanzata.

La chemioterapia intrarteriosa sarà ripetuta in relazione alla risposta individuale ottenuta. La comparsa di una trombosi completa della vena porta o di una severa insufficienza epatica richiederà la sospensione della terapia.