Наукові дослідження направлені на вивчення патології аорти та аортального клапана. Зокрема розробляються питання діагностики, показань і протипоказань до операцій, визначення термінів і вибір оптимальних методів хірургічної корекції розшаровуючих аневризм аорти, хвороби двостулкового аортального клапана. Вдосконалюються методи корекції  розшаровуючих аневризм грудної аорти в умовах глибокої гіпотермії, ретроградної церебральної перфузії, що дало змогу безпечно проводити оперативні втручання до 120 й більше хвилин.

Інститут має найбільший у світі досвід корекції післякоарктаційних аневризм з використанням запропонованої нами методики обхідного шунтування ,,висхідна-низхідна’’. Виконується подальше вдосконалення при хірургічних корекціях набутих вад серця.

Результати практичної роботи та наукових досліджень доповідались на дванадцяти Світових конгресах світового товариства кардіоторакальних хірургів, дев’яти Європейських конгресах серцево-судинних хірургів, чотирьох Євро-Азійських конгресах, на багатьох міжнародних конгресах, симпозіумах, присвячених патології аорти, на Всеросійських з’їздах серцево-судинних хірургів (Москва), на конференціях Асоціації серцево-судинних хірургів України та на багатьох інших.

На базі Інституту проводиться навчання за напрямками його діяльності. Розробки Інституту удостоєні міжнародних нагород.