Заведующий лабораторией - академик Академии медико-технических наук РФ, заслуженный деятель науки РФ,  доктор медицинских наук, профессор Владимир Евгеньевич Толпекин.

Лаборатория проводит медико-технические и экспериментальные исследования и тесно сотрудничает с кардиохирургическими  и реанимационным отделениями  Центра.  

Основным направлением работы лаборатории является разработка конструкций, технологий изготовления и сборка механического искусственного сердца и изучение воздействия его на живой организм. Разработанная и изготовленная сотрудниками лаборатории модель искусственного сердца "Поиск-10 М" с внешним приводом, была применена в клинике 17 раз (13 раз в России и 4 раза в Польше). В настоящее время сотрудниками лаборатории ведутся работы по созданию имплантируемого автономного искусственного сердца с электромеханическим приводом. Последняя модификация искусственного сердца прошла стендовые испытания, экспериментальные исследования на крупных животных (телятах) и подготовлена к клиническому применению. Здесь разрабатывается трехстворчатый клапан из полиуретана для искусственного сердца. Клапан бесшумен, имеет минимальную регургитацию и низкое сопротивление потоку крови. Он предназначен для использования в любой имплантируемой системе для замены функции сердца.

Также в лаборатории  разрабатывают  в эксперименте и в клинике методы лечения различных форм сердечной недостаточности и ишемии миокарда с помощью механических устройств, замещающих функцию сердца. Среди методов, внедренных сотрудниками  в клиническую практику Центра, следует назвать:

• метод обхода левого желудочка сердца с помощью паракорпоральных имплантируемых систем
• внутриаортальную контрпульсацию насосом - баллончиком
• методы пневматического и электростимуляционного воздействия на гемодинамику через мышцы нижних конечностей и брюшную стенку. 

После тщательной экспериментальной апробации все эти методы механической поддержки кровообращения применены в клинике у больных с рефрактерной недостаточностью функции сердца. Число больных с этим заболеванием, у которых был применен обход левого желудочка, превысило 40 человек, причем максимальная длительность обхода доведена до 55 суток, что свидетельствует о техническом совершенстве конструкции, а выживаемость при этом увеличилась  до 42%. Следует отметить, что смертность в этой категории больных без применения обхода левого желудочка составляет 100%.

Сотрудники лаборатории  активно участвуют в проведении двухэтапной трансплантации сердца. В 1997 г. впервые в России академиком В.И. Шумаковым была проведена успешная двухэтапная трансплантация сердца после 21 суток обхода левого желудочка. 

Внутриаортальная контрпульсация проводится не только у больных с постинфарктной и посткардиатомной сердечной недостаточностью, но и при проведении ангиопластики, в предоперационном периоде у больных с повышенным риском операции и у больных с нестабильной стенокардией. Общее количество больных, которым проведена внутриаортальная контрпульсация, превысило 450 человек, выживаемость в отдаленные сроки повысилась до 70%, что отражает накопленный сотрудниками лаборатории  опыт в лечении тяжелейших форм сердечной недостаточности, но и об эффективности метода.