In questo reparto conosce un sodalizio professionale con il primario Angelo De Gasperis, di cui diventa nel 1956 assistente medico chirurgo incaricato e in seguito assistente medico chirurgo effettivo. La loro collaborazione è incentrata sulla correzione di complesse cardiopatie tramite l'ipotermia profonda associata alla circolazione extracorporea, applicabile dopo esperimenti e la messa a punto della macchina cuore-polmone e dello scambiatore di calore. Consegue nel 1957 la specializzazione in Chirurgia generale e Terapia chirurgica presso l'Università degli Studi di Genova e due anni dopo quella in Chirurgia polmonare all'Università degli Studi di Torino. Dopo la morte di De Gasperis, gli succede nel 1962 alla carica di primario.