С первых лет работы в институте областью научно-исследовательской и лечебной деятельности М.С.Сердобинцева является диагностика туберкулеза и смежных с ним заболеваний суставов, а также их хирургическое лечение. Им разработана и внедрена в работу практических учреждений тактика хирургического лечения больных туберкулезным артритом, методы эндоскопического обследования и диагностики патологии суставов, что позволило дать новую оценку некоторым вопросам патогенеза заболеваний костей и суставов. М.С.Сердобинцевым инициировано внедрение оригинальных медицинских технологий во фтизиортопедическую практику: методов реваскуляризации при пластике костных дефектов для создания дополнительных источников кровоснабжения тканей пораженного сустава; трансплантации аутоперихондрия в восстановительной хирургии туберкулезного артрита для улучшения функции пораженного сустава; малотравматических оперативных вмешательств при поражении коленного сустава с использованием эндовидеохирургии; новых вариантов компонентой пластики суставных дефектов с использованием небиологических имплантов; методик эндопротезирования крупных суставов при различных заболеваниях, в том числе и при затихшем туберкулезном артрите.