1、骨诱导性磷酸钙生物陶瓷
国家自然科学二等奖（2007年）
上世纪90年代初，与国际同期独立研究并发现特定组成和结构的磷酸钙陶瓷具有骨诱导性，在此基础上研发出国际首创的骨诱导人工骨并获国家药品监督管理局颁发的医疗器械注册证（III类），继而提出生物材料骨诱导的理论雏形，即生物材料可通过自身优化设计，而不是外加生长因子或活体细胞，可赋予其诱导新骨生成的生物功能。该研究成果分别在第六、七次世界生物材料大会被列为先进学术思想，并由张兴栋院士主持专题报告会宣讲；“973”计划项目验收专家组将其评价为“我国生物医学材料科学的一项标志性成果”；先后荣获教育部科技进步一等奖、军队医疗成果二等奖、国家自然科学二等奖。已上市销售的骨诱导人工骨在临床骨缺损修复应用已超过30万例，疗效显著。2012年以来，在“十二五”国家科技支撑计划、国家自然科学基金重大项目、“十三五”国家重点研发计划项目等立项支持下，研究开发了可用于承力部位骨缺损修复的第二代骨诱导人工骨，可望突破解决临床节段骨缺损修复难题。
2、羟基磷灰石生物活性陶瓷
自上世纪80年代起，于国内率先开展羟基磷灰石生物材料研究，研发出医用级羟基磷灰石粉料，成为国内目前唯一获得国家药品监督管理局颁发医疗器械注册证（III类）的粉料产品；研发出十余个系列的羟基磷灰石生物活性陶瓷产品并获得国家药品监督管理局颁发的医疗器械注册证（III类），分别用于骨填充修复、颅颌面整形修复、义眼替代修复等。该研究成果居于国内领先水平，制定了羟基磷灰石粉料及陶瓷的行业、国家标准；先后荣获四川省科技进步一等奖、国家科技进步二等奖。近年来，在“十三五”国家重点研发计划项目等立项支持下，基于先进的材料基因工程技术，高通量筛选出可选择性抑制肿瘤细胞增殖的纳米羟基磷灰石粒子，并研发出相应的抗肿瘤/组织再生性材料，可望突破解决骨与软组织肿瘤术后的组织再生修复和抑制局部肿瘤复发的世界性难题。
3、等离子喷涂生物医用涂层
自上世纪80年代起，于国内率先开展等离子喷涂羟基磷灰石生物活性涂层研究，系统揭示了涂层形成、结构、相变及材料和工艺因素对其体内稳定性和界面结合强度的影响和规律，成果鉴定“属国内羟基磷灰石涂层最为完整和系统的研究”，涂层稳定性和与基底金属界面结合强度达到国际先进水平；在此基础上于国内率先研发出等离子喷涂羟基磷灰石涂层-钛基牙种植体和人工髋关节，获国家药品监督管理局颁发的III类医疗器械注册证2项，10余万例涂层牙种植体临床应用抽样成功率优于国际标准，500余例涂层关节试用100%成功；基于本项目技术，为国内十余家骨科医疗器械生产企业喷制羟基磷灰石涂层人工关节及骨针等产品10余万套，并协助这些企业获涂层人工关节医疗器械注册证；编制了医药行业标准YY0304-1998：《等离子喷涂羟基磷灰石涂层—钛基牙种植体》和国家标准GB 23101.2-2008、GB 23101.4-2008：《外科植入物-羟基磷灰石：羟基磷灰石涂层》、《外科植入物-羟基磷灰石：涂层粘接强度的测定》，并先后荣获四川省科技进步一等奖和国家科技进步二等奖。“十一五”以来，在国家科技支撑计划项目等立项支持下，先后开展了等离子喷涂钛涂层、钛/羟基磷灰石双涂层、仿生磷酸钙薄涂层等技术研究，持续带动行业的技术进步。
4、软骨诱导性胶原水凝胶
在生物材料骨诱导研究的启示下，于国内率先开展软骨诱导性生物材料研究，在“973”计划项目、“十二五”国家科技支撑计划项目等立项支持下，2009年于国际首次报道了一定的I型胶原水凝胶在不外加活性因子的情况下，可诱导装载的间充质干细胞向成软骨方向分化；大动物实验研究结果证实，装载间充质干细胞的I型胶原水凝胶可实现关节软骨的再生修复；成功研发出软骨诱导性水凝胶产品，已开展临床试验60余例，疗效良好，为突破临床关节软骨修复难题提供了新途径。
5、组织诱导性生物材料
当代人体组织器官的修复替代已发展到一个新的阶段：再生被损坏或缺失的组织器官以实现其永久康复。但传统观念认为：无生命的常规生物材料不可能诱导有生命的组织或器官再生。本项目突破传统观念，在生物材料骨、软骨诱导研究基础上，于国际创新性提出“组织诱导性生物材料”新学说：即无生命的生物材料通过材料自身优化设计，而不外加细胞或/和生物活性因子，可诱导被损坏或缺失的组织器官再生。在2018年6月举行的世界生物材料定义共识会上，“组织诱导性生物材料”被来自全球的50余位生物材料领域顶尖科学家投票通过并列入“21世纪生物材料的定义”（Elsevier，2019），成为世界生物材料学科发展史中首个由中国学者提出的生物材料定义，并被评价为：“是再生复杂组织的革命性途径”，“下一代生物材料的概念”，开拓了发展生物材料的新途径。该研究成果荣获2019年四川省自然科学一等奖。