За одно столетие, начиная с середины XIX века, в развитии хирургии произошёл такой резкий скачок, что достигнутый уровень многократно превзошёл всё, что было сделано за предшествующие тысячелетия. Этому способствовали открытия XIX и начала XX веков, составившие фундамент последующего развития хирургии: открытие наркоза, введение наркоза и местной анестезии в хирургию, разработка и внедрение асептики в хирургическую практику, методы остановки кровотечения и восполнения кровопотери, завершение формирования современной анатомии, создание топографической анатомии и совершенствование хирургической техники.
Переворот в хирургии в 1846 г. совершил У.Т. Мортон - американский зубной врач, который произвёл безболезненное удаление опухоли подчелюстной области, применив для этого вдыхание паров диэтилового эфира, что позволило выключить сознание пациента и получить полную потерю болевой чувствительности. Год спустя акушер Дж. Симпсон ввёл в практику хлороформный наркоз.
Предупреждение гнойных послеоперационных осложнений, приводивших к смерти большинство оперированных, стало возможным благодаря Дж. Листеру, разработавшему антисептический метод лечения ран и профилактики гнойных осложнений. Использование фенола (карболовой кислоты) для пропитывания повязок, мытья рук, стерилизации воздуха в операционной путём распыления препарата получило широкое распространение.
Дальнейшее развитие антисептического метода привело к возникновению асептики - метода профилактики нагноения ран, основанного на принципе уничтожения микробов на всех предметах, соприкасающихся с раной, с помощью высокой температуры. В 1885 г. М.С. Субботин создал специальную операционную, в которой использовал предварительно стерилизуемый перевязочный материал, а затем ученик Н.И. Пирогова Э. Бергман разработал метод стерилизации перевязочного материала и хирургического инструментария паром или кипящей водой.
Для борьбы с кровотечением во время операции важное значение имели работы Н.И. Пирогова по топографической анатомии сосудов и предложение Ф. Эсмарха (1873) по использованию кровоостанавливающего жгута. В 80-е годы XIX века были разработаны и внедрены в практику специальные кровоостанавливающие зажимы (Т. Кохер, И. фон Микулич-Радецкий, Ж. Пеан), которые используют до настоящего времени.
Для восполнения кровопотери большое значение имело открытие групп крови Л. Ландштайнером (1901) и Я. Янским (1907), что позволило переливать кровь больным и раненым и выполнять большие операции на внутренних органах.
Развитие прикладной топографической анатомии связано с именем Н.И. Пирогова. Совершенное знание анатомии, топографических взаимоотношений органов способствовали совершенствованию хирургической техники, которая достигла высочайшего уровня. Это определялось необходимостью быстро выполнять операцию, так как методы анестезии были крайне несовершенными и операции проводились практически без обезболивания. Образцы хирургической техники показывал сам Н.И. Пирогов: операции высокого сечения мочевого пузыря и удаление камня он выполнял за 2 мин, а костно-пластическую ампутацию стопы по им же разработанному методу - за 8 мин. Хирург наполеоновской армии Д. Ларрэ в течение одних суток во время бородинского сражения выполнил 200 ампутаций конечностей.
«Кто хорошо диагностирует, тот хорошо лечит» - это латинское изречение имеет самое прямое отношение к хирургии. Лишь точный диагноз позволяет выбрать правильный метод лечения. Для развития и совершенствования хирургической науки, как и медицины в целом, чрезвычайное значение имело открытие физиком В.К. Рентгеном лучей, названных в последующем его именем (1895). Разработанные на этой основе методы диагностики имеют огромное значение и в современных условиях.
XX век в хирургии ознаменовался развитием сердечной, пластической хирургии, трансплантологии. Основу современной сердечной хирургии заложили наши соотечественники С.С. Брюхоненко и С.И. Чечулин, которые в 1924 г. разработали аппарат искусственного кровообращения (АИК), позволяющий выполнять операции на открытом (остановленном) сердце.
После усовершенствования аппарат был применён в клинической практике американским хирургом Д.Н. Гиббоном в 1953 г. Началом сердечной хирургии следует считать 1914 г., когда французский хирург М. Тюфье впервые произвёл расширение артериального клапана при его сужении. В 1938 г. Р. Гросс (США) перевязал артериальный (боталлов) проток.
В 1944 г. шведский хирург К. Краффорд резецировал аорту при её коарктации. В экспериментальных условиях была детально разработана и успешно выполнялась пересадка сердца З.П. Демиховым, у которого осваивал методику пересадки К. Бернар, впервые успешно пересадивший сердце человеку в 1967 г. в Кейптауне (ЮАР). В нашей стране пересадка сердца человеку была произведена в 1968 г. А.А. Вишневским. Однако в связи с отсутствием соответствующего закона о взятии донорского сердца операции были приостановлены и возобновились лишь в 1987 г., когда В.И. Шумаков осуществил успешную пересадку сердца.