面向极端条件下人体生理响应模拟、定量化个性化诊疗及高逼真度手术预演、近生理特征组织工程反应器研制等重大需求，通过广泛的国内外学术交流与合作，以及生物医学工程、计算机、机械、力学等多学科的深度交叉，深入研究了肌骨系统、循环系统的多尺度建模和多系统耦合建模关键技术，在飞行员跳伞着陆的损伤防护、航天员心血管系统改建、个性化脊柱矫形器的设计与评价、口腔矫治器和口腔修复体的生物力学分析、分娩过程中的胎头变形模拟、前交叉韧带（ACL）损伤修复的手术优化、组织工程反应器近生理特征模拟等方面取得了重要进展，在国内外形成了较大的影响。
