Năm 1984 – 1985, một lần nữa bác sĩ Lê Sĩ Toàn được cử sang Đức làm Nghiên cứu sinh tại Berlin. Với những kiến thức và kinh nghiệm tích luỹ được qua thực tiễn, bác sĩ Lê Sĩ Toàn thực hiện luận án tiến sĩ với đề tài: “U lành tính Tuyến tiền liệt. Phương pháp phẫu thuật không mất máu”. Luận án đưa ra một số vấn đề cần giải quyết mà thực tiễn Việt Nam đang đặt ra, thời kỳ đó chưa có phương pháp nội soi, mổ U tuyến tiền liệt phải tiến hành mổ banh, phương pháp phẫu thuật này dễ gây ra chảy nhiều máu, có thể gây tử vong đối với những bệnh nhân tuổi đã cao, làm hẹp cổ bàng quang, gây khó tiểu tiện, dò nước tiểu, Đề tài nghiên cứu của ông đã khắc phục được những hạn chế trên bằng cách dùng chỉ khâu vòng quanh miệng hố tiền liệt để cầm máu trong phẫu thuật, sau phẫu thuật ba ngày sẽ rút chỉ khỏi miệng hố tiền liệt, những nguy cơ có thể xảy ra trong quá trình phẫu thuật đã được hạn chế.
Trong lá thư viết về nhà ngày 17/4/1985, bác sĩ Toàn viết: Ý nghĩa thực tiễn của luận án được các giáo sư hướng dẫn người Đức là GS. Mebel và GS.Braun đánh giá rất cao. Hai giáo sư Đức cho rằng: " Bảo vệ A đối với anh là việc quá đơn giản, trình độ và đề tài của anh được bảo vệ B chứ không phải A”. Ông giải thích thêm: bảo vệ A là bảo vệ thẳng tiến sĩ chứ không qua phó tiến sĩ.
Do những lý do khách quan và chủ quan, mùa hè năm 1985, do không thành lập được Hội đồng chấm luận án Tiến sĩ nên bác sĩ Lê Sĩ Toàn đã trở về nước, mang theo mình cuốn luận án đã hoàn thành bằng tiếng Đức với những nghiên cứu ấp ủ, nhưng không kịp bảo vệ. Tuy nhiên, kết quả công trình nghiên cứu của ông trong bản thảo luận án này đã được ông ứng dụng và trở thành một phương pháp phổ biến ở Việt Nam, có hiệu quả cao trong điều trị U sơ tiền liệt tuyến.
25 năm qua, GS Toàn đã giữ cuốn luận án như một kỷ niệm. Nay ông quyết định tặng bản luận án chưa được bảo vệ cùng toàn bộ các bản nhận xét của các Giáo sư hướng dẫn cho Trung tâm Di sản các nhà khoa học Việt Nam như minh chứng cho một bước trong đời hoạt động khoa học của mình.
Nguyễn Thanh Hóa