北京301医院骨科为国家重点学科。作为最大的骨科专科中心面向社会接受来自全国各地及海内外的疑难、危重患者。骨科技术力量雄厚、医疗设备先进齐全，现有床位300余张，2013年门诊量超过26万人次，年手术量逾万台；2007年成立北京301医院第一个“院中院”-北京301医院骨科专科医院，形成了以创伤及晚期修复、脊柱外科、关节矫形外科、骨肿瘤及运动医学5个亚专科为重点研究方向及1个骨科基础研究所全面发展的模式，锻造了一支富有战斗力的学科团队，为在新形势下实现跨越式发展奠定了坚实的基础。
北京301医院骨科拥有一批享誉国内外的著名老专家 –已故的陈景云教授、吴之康教授、朱盛修教授为北京301医院骨科的发展做出了卓越的贡献，卢世璧院士、张伯勋教授和王继芳教授作为专家组成员孜孜不倦，堪为楷模，战斗在医疗保健的第一线。目前骨科名誉主任为王岩教授，现任骨科主任为唐佩福教授，各亚专科的带头人为陈继营教授、张永刚教授、毕文志教授、李众利教授及张立海教授；现有院士1名，教授（副教授）39名；具有博士学位人员36人，硕士以上人员占全部专业技术人员的80.3%。博士生导师7名，硕士生导师10名，每年培养研究生约40名。
骨科专科医院以第一完成人单位共获国家科学技术进步一等奖四项，是国内科研单位中唯一单一学科荣获四项国家科学技术进步一等奖的学科，医疗技术及科研水平在全国处于领先地位，部分项目达到国际先进水平；先后获国家重点基础研究计划(973计划)、国家863计划课题以及省部级课题百余项，基金总额逾亿元；获得国家发明和实用新型专利35项，每年发表论文100余篇，主编（译）专著39部。
创伤骨科
北京301医院骨科创伤专业组同骨科同年成立，是骨科历史最长的专业组，也是国内领先、国际知名的学科专业组。近年来，创伤专业组继承和发扬了老一辈总医院骨科人的优良传统，结合自身实际，立足常见创伤救治，重点攻关重度多发伤、高能量交通伤及老年髋周骨折救治等领域，取得了出色的成绩，并逐渐形成了自身特色。主要体现在以下方面：
1、在国际率先研究、开发了髋臼后壁、后柱“锁定-角度-解剖型钛板”，并应用于临床。
该项研究目前在国际处于领先行列，其基础内容获得国家自然科学基金资助，发表3篇sci收录论文。获国家发明专利4项、产品注册证3项。
2、在国内率先研究和开发同种异体神经修复的临床及实验研究
骨科开发研究的壳聚糖神经修复导管系列产品，具有防粘连效果，目前已经进入临床实验。这是国内最早获得国家食品药品监督管理局批准临床实验的神经修复导管产品，在国内处于领先行列。相关研究成果在sci收录5.399的杂志上发表。并获得国家自然科学基金和863项目资助。
3、在国内率先开展远程指导的智能导航手术和骨科机器人手术系统
该项研究在国内处于领先地位，相关研究获得和1项国家支撑课题的资助，相关操作系统和多功能手术复位床已经完成，已经先后进行了磨具实验和动物实验，现在正在进行尸体标本实验。
4、在国内率先开展了小切口，微创治疗骨折的系列临床研究
创伤外科在国内率先开展了骨折微创治疗的系列研究。微创经皮钢板置入技术治疗四肢骨折，在国内开展最早，手术数量最多。其中肱骨干骨折的mippo技术，曾在国际会议上交流，得到国外专家的认可。
5、复杂难治性骨髓炎和骨缺损的骨搬移综合治疗技术
创伤外科将骨搬移技术应用于感染性骨不连的治疗，取得了良好的临床效果，并且对其修复的机理进行了系统的实验室研究。
脊柱外科
脊柱外科以脊柱畸形、脊柱肿瘤、脊柱微创为鲜明特色，拥有2个病区，67张床位，人员14名，其中13名均为博士学位，正高职称3人，副高职称8人，博士生导师2名，硕士生导师4名。
在脊柱畸形矫正方面，王岩教授创新新地提出了脊柱截骨的vcd技术，对治疗严重脊柱畸形发挥了重要作用，治疗水平已经达到国际先进水平，医治了大量病人，取得了非常好的治疗效果和社会效益；张永刚教授创新性地发展了强直性脊柱炎后凸截骨矫形角度的计算方法，使得截骨角度的获得达到了精确的程度，进一步提高了强直性脊柱炎后凸畸形矫正的手术效果，大大提高了病人术后的生活质量，使得该项治疗获得了极大地飞跃。
在脊柱微创方面，张西峰副教授开展了腔镜下各种脊柱疾病的治疗，如脊柱结核、退行性脊柱畸形、脊柱退行性病变等，取得了良好的治疗效果，为广大病人所接受；毛克亚副教授近年来开展了通道下脊柱微创手术治疗，创伤小、效果好，所著论文二次获得中华外科杂志优秀中青年论文一等奖，得到了国内外专家的好评与肯定。北京301医院脊柱外科正在形成另一个鲜明的特色。
在脊柱肿瘤方面，开展了恶性肿瘤的综合性治疗，能够顺利完成肿瘤组织单一后路全部切除，如肖嵩华主任医师、陆宁副教授圆满完成三椎体肿瘤的完整切除，标志着北京301医院脊柱外科在脊柱肿瘤治疗方面已经达到了国内先进水平。
关节外科
北京301医院骨科是国内最早开展人工关节置换手术的单位，已成为全国公认的人工关节置换手术中心；早在70年代初即在国内首先开始了人工关节的设计及实验研究，并成功地应用于临床。80年代初由卢世璧院士设计及研制的第一代国产人工关节治疗了大量患者，在全国上百家医院推广应用，填补了国内空白，并于1989年获得国家科技进步一等奖，获得了良好的社会效益，为我国的骨科事业做出了极大贡献。由王岩教授研制并设计的第二代国产人工关节已获得国家正式注册，并已在全国200余家医院临床应用近万例，达到国际同类水平。
北京301医院骨科也是国内最早引进进口人工关节的单位，并与德国、美国、意大利等国家的临床及研发专家广泛合作，在这一领域的发展与国际同步。到目前为止骨科已累计完成各种人工关节置换手术几万例，术后20年以上随访优良率达90%以上，最长随访病例达30年之久，人工关节置换手术的质和量均为国内之最；开展多关节同时置换手术千余例，为目前国际上的最大宗报道；北京301医院完成的世界上首例四大关节（双膝、双髋）同时置换手术及百余例三大关节同时置换手术，标志着我国多关节同时置换水平达到国际领先水平。
北京301医院骨科也是全国股骨头坏死的治疗中心，为不同阶段的股骨头坏死患者分别制定了相对应的行之有效的治疗方案。在国内外创新采用髋关节镜下微创钻孔减压 滑膜切除治疗早期股骨头坏死，带旋髂深血管的髂骨骨膜移植治疗中期股骨头坏死，记忆金属网球植入坏死塌陷的股骨头、及股骨头楔型模块修复中晚期塌陷的股骨头等系列创新手术。由王岩教授牵头完成的成人股骨头缺血性坏死的系列创新及临床应用获2005年度国家科技进步一等奖。
目前在骨科因骨关节炎、股骨头坏死而进行的初次髋、膝关节置换每年约3000台左右。同时针对各种严重髋、膝关节畸形（包括强直性脊柱炎、类风湿性关节炎，先天性髋关节脱位或髋臼发育不良，化脓性关节炎及髋、膝关节结核后遗症等），骨科已建立了一套标准化规范化的诊断、治疗及康复计划。另外在人工关节方面的另一大特长是人工关节置换术后松动、感染或失败后的人工关节翻修术，并已成为全国公认的人工关节翻修中心。现今人工关节翻修在技术上、数量上均居国家首位。
骨科在临床技术上精益求精的同时，首创引领国内关节置换继续教育的品牌学习班，从而带动地方医院水平的提升；并且于2011年牵头建立国家关节置换登记注册中心，将随访资料进一步系统化、规范化，使得医生能够更加迅速高效的获取既往病史信息，造福于广大患者。
关节镜运动医学
运动医学中心是总医院骨科的又一发展迅速的专科。自建科十几年来，在国内率先开展了肩关节镜下bankart损伤、slap损伤、钙化性冈上肌腱炎、肩峰撞击征等手术，膝关节半月板、膝关节前、后交叉韧带及多发韧带损伤等关节镜下重建手术，髋关节镜下手术等。与此同时，完善了肘、腕、踝等四肢小关节镜下手术，总结出了许多诸如肌腱结、同种异体骨锚钉等独具特色的新型手术技术，成为国内关节镜开展种类最齐全的科室。并在此基础上，创造性的将关节镜技术应用于关节外骨科疾病的诊疗，在国际上首先开展并报道了关节镜治疗注射性臀肌挛缩症，在肌性斜颈、腕管综合征、髌骨半脱位、腘窝囊肿网球肘、跟腱末端病、髌腱炎、拇外翻等疾病的治疗也处于国际先进水平。对关节软骨修复、骨关节炎机理及治疗，冲击波的作用机理等进行了系统、全面的研究。注重关节疾病的微创治疗和阶梯治疗，在国内较早开展了膝人工单髁等部分关节置换，同时开展了股骨头缺血坏死的早中期的微创综合治疗。作为骨科运动医学，骨科在人工关节置换等方面也具有优势；晚期风湿类风湿性关节炎、先天性髋关节发育不良、骨性关节炎、强直性脊柱炎等骨科常见病和疑难病症的诊治具有丰富的临床经验；特别是结合关节镜技术在骨性关节炎序贯性治疗方面积累了丰富的经验。2006年被国际运动医学联合会授予 “运动医学与关节镜继续教育基地”，2007年被国家卫生部授予首批“关节镜培训基地”。目前骨科拥有主任医师4人、副主任医师2人、主治医师1人，博士生导师2人，硕士生导师1人；展开床位35张，数字化关节镜手术室 2间。年门诊量超过2万人，手术量达1500多例。先后获得多项国家科技进步一、二、三等奖。主编、主译、参编多部有影响力的骨科专著。发表科研论文270多篇。
骨肿瘤外科
骨肿瘤外科在国内率先开展了肢体及骨盆肿瘤根治性切除后特制假体功能重建术，积累了大量临床经验；同时以核磁共振为依据，结合近代肿瘤学发展趋势，总结出一整套骨肿瘤综合治疗手段，根据肿瘤的恶性程度及肿瘤分期分别采用新辅助化疗、放疗、生物治疗等先进技术，使恶性骨肿瘤患者术后的生存率得到大大提高。科室开展放射性粒子置入手术，最大限度的为保肢手术提供可能；目前恶性骨肿瘤的保肢率达90%以上，骨肉瘤的5年生存率达70%以上，处于国内领先水平，达国际先进水平。恶性骨肿瘤术后最长随访病例达20年以上；在脊柱肿瘤治疗方面，为国际上最早开展脊柱原发肿瘤及转移瘤椎体整体大块切除及脊柱功能重建手术的医院之一，使本已瘫痪的肿瘤患者重新站起来恢复战胜病魔的信心！骨肿瘤科对于各类型软组织源性肿瘤、包括特殊部位肿瘤的根治治疗都具有丰富的临床经验，目前已成为国内主要的骨肿瘤诊断治疗中心。
骨科康复病区
北京301医院骨科康复病区是针对骨科四肢、脊柱、关节韧带损伤治疗的专用病区，是在全国著名骨科专家卢世璧院士、著名运动医学和康复医学专家于长隆教授为学术带头人，以全国著名骨科教授唐佩福为学科带头人，以国家科技部“十二五”首席专家郭全义主任医师、国家科技部“973”课题负责人彭江副研究员等亲自参加临床工作的集手术、康复、生物治疗为一体的综合病区。骨科康复病区拥有国际上领先的康复设备，患者的治疗方案由骨科医师、康复医师、康复治疗师共同参与并实施。骨科康复病区的工作具有两大优势：第一优势为针对疑难骨科疾患，如关节软骨损伤、股骨头坏死、周围神经损伤，采用国际上最先进的治疗技术开展治疗；第二方面为针对不愿意接受手术的患者或骨科手术前后的患者开展专业的康复治疗。具体业务特色表现在：
关节软骨损伤的生物治疗：用患者自体细胞培养关节软骨组织，移植于损伤的软骨区，达到软骨的再生修复，本生物治疗技术属于国际上关节软骨损伤生物修复技术的第四代技术，也是国内唯一能开展本技术治疗的医院或科室。
股骨头坏死的生物治疗：用患者的细胞复合阻止股骨头坏死的药物和材料进行治疗，目的是打破股骨头坏死的发展，加快坏死股骨头的修复，达到保护或恢复股骨头功能的治疗。
周围神经损伤修复的生物治疗：利用仿生的神经修复材料复合自体细胞，桥接损伤的神经，并予以个体化的康复治疗达到损伤神经的修复。
针对脊柱、四肢骨关节疾病引起的疼痛和功能障碍的康复治疗：如：强直性脊柱炎、股骨头坏死、骨关节病、膝关节骨性关节炎、肩周炎、肱骨内外上髁炎、韧带半月板等损伤的非手术治疗；骨折内固定或软组织修复术后关节功能受限的康复治疗；颈、肩、腰、腿、关节痛等慢性病的自体细胞生物治疗和康复治疗。
骨科基础研究
北京301医院骨科研究所是骨科研究所、重点实验室、北京市重点实验室，是骨科领域最早的博士学位授予点及博士后流动站专业学科点之一，中国医药生物技术协会骨组织库分会和北京市生物医学工程学会组织工程专业委员会挂靠单位，也是国内重要的、在国际上有较大影响的组织工程研究与应用基地之一。占地面积2000平方米，设有：细胞学实验室、生物力学实验室、显微ct实验室、glp实验室、病理学实验室、动物手术及显微外科实验室、生物材料研究室、分子生物学实验室、生物化学实验室、资料室、图像采集与分析实验室、四肢骨关节核磁室及骨组织库等十多个实验室。拥有活体小动物microct，mts生物力学实验机，小动物活体荧光成像系统，高精度生物材料试验机和生物反应器系统，便携式肌电图仪，不脱钙切片机等大型高精密仪器，科研设备总值3000万元。
北京301医院骨科研究所现有工作人员20名，高职9人，中职7人，初职4人。其中博士8人，硕士4人，本科8人。博士生导师3人，硕士生导师3人，近五年培养博硕士研究生47人。北京301医院骨科研究所始终坚持“科研问题源自临床，科研成果服务临床”的宗旨，努力开展跨学科、跨领域合作，充分发挥临床应用与基础研究相结合、医学与工程相结合的优势，展开了以创伤修复为重点，兼顾发展关节外科、脊柱外科、骨肿瘤等方向的系列研究。研究方向包括：①创伤救治关键技术和器材研究；②组织移植、组织工程学研究；③医用生物材料研究；④肿瘤生物治疗研究。在人工关节、神经损伤的修复、创伤救治、骨软骨组织工程、骨肿瘤的治疗、医用生物材料、股骨头缺血坏死、显微外科等多方面的基础及临床研究中取得了辉煌的成就，获得多项国家重要奖项。
在战创伤研究方面重点研究骨、软骨组织及神经、血管组织的修复。在组织工程研究方面主要开展具有自主知识产权的以自体软骨细胞为种子细胞，天然生物源性支架材料为基础的软骨组织工程。在神经损伤修复中研究脱细胞异体神经修复速率，提高神经修复的对接率，全面改进周围神经修复的现状。在肿瘤研究中重点发展肿瘤的生物治疗，研究热休克蛋白多肽疫苗用于肿瘤的免疫治疗。同时开展基于组织工程技术防治股骨头坏死塌陷的基础和临床研究。以上科研成果已在临床展开应用，均获得了满意疗效。在生物材料研究中，继承在记忆合金研制方面的优势，主要研究提高记忆合金的生物安全性。
布谷医生
