张纯华每次从北京等地回来，顾不上旅途劳累，第一时间就和桑都仍一起研究内地专家的经验和建议，把过去做好的琴拆了改进，再装好后由桑都仍拉着测试音效，就这样他们俩人反复测试，用各种材料不知做了多少把琴，几十年如一日，一如既往的从事马头琴研制改造工作。
为了攻克马头琴研制的难度，张纯华自学了木材学，声学，音学，乐理学等专业技术，通过理论学习，张纯华的制琴技术得到质的飞跃。（北京著名京剧大师梅兰芳和马连良的琴师用的二胡，就是张纯华特制，送给他们的）张纯华在马头琴用料方面精挑细选，用梧桐木，云杉木，色木制作马头琴的琴箱，不同的木料制作不同型号的马头琴，再经桑都仍演奏测试，最后敲定大号马头琴用色木，中号用梧桐木，小号用云杉制作最为理想。
改造后的马头琴其音效从过去的一个8°提升到了三个半8°，琴弦和弓弦也废弃原来的马尾，改用特制的尼龙琴弦，木制的琴轴改用机械轴 彻底解决了“跑音”问题，并针对不同型号的马头琴，把弓的长度也做了改进，这样马头琴既保留了原有音色基础的同时，提高了音域，充分发挥了马头琴演奏中的低音，中音和高音效果，悠扬的琴声穿透力更强，音色更加柔美，桑都仍惊喜的赞叹，现在用马头琴演奏任何高难度的旋律都不成问题了。
1956年的工人日报（网络图片）
1956年的“工人日报”和1961年的“民族画报”以及内蒙古广播电台多次报道了张纯华改造研制马头琴的事迹。1962年在张纯华和桑都仍经过十几年的不懈努力，马头琴的改造研制工作基本定型。为了凸显马头琴的民族特型，张纯华和桑都仍咨询研究马头琴的历史演变过程，他们从各种历史资料中查阅到，当年马可波罗在他的游记里也曾经描述过马头琴，并将一把由忽必烈送给他的马头琴带回了西方，欧洲人对马头琴的音色感到很神奇，三百年后，西方人在马头琴的基础上制作出了第一把小提琴。
1962年的民族画报（网络图片）
张纯华考虑到既然马头琴对世界乐器发展有着这么深远的启示意义，那么应该在马头琴的造型上再做一些改进，让它完整的体现蒙古民族乐器的独特造型，使人只要看见马头琴就能和蒙古族乐器联系在一起，于是张纯华和桑都仍俩人，把在蒙古草原上各地的马头琴款式，马头琴起源故事相结合，准备制造出一种具有特殊民族造型的，统一样式的规范琴样。
张纯华设计雕刻的马头琴图案
经过不断的摸索反复实验，张纯华在马头琴的琴杆顶端，把过去基本是直形的琴杆顶部，改造成具有一定弧度，像马脖子一样弯曲的非常新颖的造型，然后在最顶端再雕刻上鬃毛竖立，似乎在奔驰的马头造型，当桑都仍看到这种造型时喜悦的拍案叫绝 !
从1962年之后，马头琴才有了统一的，顶端带有马头饰物的标准马头琴款式。
张纯华老人在演示当年雕刻马头琴造型的经过
这样从1962年之后，马头琴从原来的各种各样造型，统一采用了张纯华改造研制的马头琴造型，形成了现在大，中，小号马头琴的标准定型。当桑都仍看到这种带有强烈的民族风格，和浓郁的艺术造型的新型马头琴时爱不释手，经中国乐器协会，北京乐器协会专家和马头琴演奏大师的鉴定，马头琴不仅很好地保留了传统马头琴的独有特色，而且完全能够进行独奏，合奏，伴奏以及与交响乐合作演奏。
马头琴演奏家桑都仍（网络图片）
六十年代初期，自治区主席乌兰夫陪同外宾在呼和浩特乌兰恰特剧院观看文艺演出后，接见参加演出的文艺工作者，对改造后的马头琴给与了高度评价，并对张纯华在民族乐器改造研制工作方面，所取得的良好成绩做了充分的肯定。到了六十年代中期，因特殊时期，特殊背景，发生了让今天的人们不堪回首的一段往事，多数老艺人被卷入时代的风暴，其中很多人没能等到云开雾散的那一天，年仅41岁的桑都仍也没能躲过这一劫，张纯华老人痛失了一位共同奋斗十几年的好朋友，马头琴的研制工作也一度被迫停止。
2002年内蒙古电视台采访张纯华（网络下载）
当回忆起与桑都仍一起奋斗的那段岁月，讲到在那个特殊年代，桑都仍被迫害英年早逝，老人依然十分动容，他说“那些日子里，我离不开他，他也离不开我，没有我们俩的默契合作，马头琴研制无论如何是不会那么快的。”
桑都仍去逝之后，他的年轻弟子齐·宝力高继续和张纯华合作，开始了他艰辛的马头琴演奏历程，当年齐·宝力高也被扣上“只顾低头拉琴，不关心ZZ”的帽子，多次受到点名批评。
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