В 1841 году Пирогова перевели на должность профессора госпитальной хирургии и прикладной анатомии петербургской Медико-хирургической академии, которую ему пришлось совмещать с должностью главного врача хирургического отделения 2‑го военно-сухопутного госпиталя на тысячу коек. Условия в госпитале были ужасными и типичными для того времени, но Пирогов сразу взялся за дело и превратил больницу в образцовую клинику, ставшую базой кафедры госпитальной хирургии и настоящей русской хирургической школой. В 1846 году по инициативе Пирогова организовали Институт практической анатомии при Медико-хирургической академии, который он и возглавил. Также Николая Ивановича назначают директором Инструментального завода. Он соглашается для того, чтобы придумывать инструменты, которыми любой хирург мог бы сделать операцию быстро и легко. Когда ему исполнилось 36 лет, он стал академиком.
В 1847 году, во время Кавказской войны, Пирогов применил в полевых условиях эфир для наркоза, а также неподвижную крахмальную повязку при сложных переломах конечностей. Опыт, приобретенный во время кавказской экспедиции, он описал в ряде научных статей и монографий: «Мы надеемся, что отныне эфирный прибор будет составлять, точно так же как хирургический нож, необходимую принадлежность каждого врача во время его действий на бранном поле». Кроме того, Пирогов внес свою лепту в историю асептики и антисептики. Хирург проводил противогнилостное лечение ран, используя антисептические растворы, постоянно подчеркивал большое значение гигиенических мер для лечения и профилактики больных и раненых. «Я верю в гигиену. Вот где заключается истинный прогресс нашей науки. Будущее принадлежит медицине предохранительной. Эта наука, идя рука об руку с лечебной, принесет несомненную пользу человечеству».
За время научной деятельности в Санкт-Петербурге Пирогов создал главный научный труд по анатомии «Топографическая анатомия по распилам замороженных трупов», а также «Курс прикладной анатомии человеческого тела». Эти фундаментальные работы заложили основы анатомии и хирургии и принесли ученому мировую славу. Каждая из них удостоилась Демидовской премии Петербургской академии наук.
Особая страница в жизни талантливого врача – Крымская война. Имея опыт в военно-полевой хирургии, Пирогов был «готов употребить все свои силы и познания для пользы армии на боевом поле», но, подавая одно прошение за другим, никак не мог добиться результата из-за бюрократических проволочек. В середине ноября 1854 года он прибыл вместе с помощниками в Севастополь, где проявил величайшее мужество, спасая жизни солдат и офицеров. Его назначили главным хирургом. Он работал сутками без сна и отдыха, в любую погоду, под обстрелами и бомбардировками. Только ампутаций, сделанных Пироговым или же под его руководством, насчитывалось более 5000. В то время он разработал особую сортировку раненых для оказания им необходимой медицинской помощи. Первая группа раненых – это безнадежные, помощь им состояла в облегчении страданий и утешении. Ими занимались сестры милосердия и священник. Во вторую группу входили раненые, которым нужна была немедленная помощь на месте. Они попадали сразу к врачам. Третья группа – те, которые могли подождать, их отправляли в госпиталь и оперировали планово. И четвертая – легкораненые, их перевязывали и отправляли в часть. Он также впервые в полевых условиях наложил гипсовую повязку, разработал методы профилактики и лечения шока, описал сотрясение мозга, выделил «раневую чахотку». Его система медицинской сортировки и методы, открытые им, сработали не только во время Крымской кампании, но и спасли сотни тысяч жизней в годы Великой Отечественной войны.
© A-designer (без изменения, CC BY-SA 3.0)
В начале июня 1855 года Пирогов, измученный физически и подавленный нравственно, вернулся в Петербург. Самое обидное, что, несмотря на героическую оборону Севастополя, город был сдан, а Крымская война проиграна. Выдающийся хирург рассказал о проблемах армии новому императору, но того не устроил доклад, и Пирогова отправили в почетную ссылку – он стал попечителем Одесского, а затем Киевского учебного округа. Так начался его десятилетний период в области просвещения. Николай Пирогов хотел реформировать устаревшую систему образования, но попытки сочли за вольнодумство, поэтому он оставил эту должность. С 1862 года Пирогов принимает руководство над молодыми русскими учеными в Германии, готовившимися к профессорско-преподавательской деятельности.