В 1936 г. под руководством Н.Р. Петрова, Н.В. Лапкиной, Л.М. Капицы и Н.Н. Протасова начались углубленные клинические эксперименты. Лечение пиявками стало отдельной отраслью медицины и получило название «гирудотерапия». Пиявку стали рассматривать не как средство кровопускания, а как способ очищения крови и коррекции систем организма с помощью целебного состава слюны пиявки. Появились уникальные научные труды: «Лечение септических тромбофлебитов» (1939 г. Е.Г. Сокол), «Классическая исследовательская работа о получении гирудина-сырца» (А. Кирсанов в соавторстве с В. Черкасовым), «Изыскания по обогащению гирудина-сырца» (А. Кирсанов, М. Быстрицкая, 1940 г.), была проведена серия клинических исследований по лечению пиявками некоторых кожных болезней (П.И. Мгалоблишвили, Х.А. Мирианашвили и Т.М. Бахтадзе), которая описана в двух томах, «Некоторые новые данные по биологии медицинской пиявки», «Наблюдения за подвижностью медицинских пиявок в водоемах», «Пиявки как литофильные организмы» (Г.Г. Щеголев, 1950–1952 гг.), «О влиянии медицинских пиявок на организм человека и микробные клетки» (И.Д. Шишкина, 1954 г.), «Методы получения гирудина из тела пиявки на нужды фармации» (О. Кузнецова, 1949 г.), «Лечение застойных (конгестивных) явлений внутренних органов» (С.Д. Заславская,1940 г.), «Использование пиявок при фурункулезе» (П.С. Федоров, 1946 г.), «Лечение возникающих после хирургических операций тромбозов ног» (М.Б. Голькин, 1947 г.), «Возможности применения пиявок при тромбофлебитах и эмболиях» (Г.П. Зайцев, 1947 г.), «Изучение спастических изменений бедренной артерии при тромбофлебите ноги и положительное влияние гирудотерапии» (Ф.И. Сидорина, 1950 г.), «Успешное устранение осложнений при гипертонической болезни за счет применения пиявок» (Е.М. Тареев, Н.А. Куршаков, Г.Ф. Ланг, Р.Б. Волк, 1952 г.). Известный русский ученый Г.А. Захарьин (1829–1897) применял пиявки в течение 45 лет практики, отмечая особенно успешное их действие при носовых и горловых кровотечениях различной этиологии, при кровохарканьях туберкулезного и застойного характера.
В слюне пиявки были обнаружены десятки уникальных биологически активных веществ, обладающих мощным лечебным эффектом, многие из которых до сих пор не удалось воссоздать синтетическим путем.