Demikhov在十幾歲時就開始對哺乳動物的循環系統感興趣，也因為受到蘇聯生理、心理學家Ivan Pavlov對狗實驗的啟發，讓他後來決定以狗作為他的實驗對象。
1934年，Demikhov開始在沃羅涅日國立大學學習，1937年他在那裡創造了世界上第一個人造心臟，並成功將其移植到一隻狗體內並使牠存活了兩個小時。
畢業後不久，Demikhov應徵入伍，成為蘇聯紅軍的一名士兵，二戰時期他在前線擔任法醫和病理學家。
戰後，Demikhov在莫斯科國立大學人體生理學系任職，在那裡繼續進行他的實驗，最終在恆溫動物身上成功進行了心臟和肺移植手術。
1954年2月，他進行了一項最奇怪的實驗，他將一隻狗的上半身移植到另一隻狗身上，與宿主狗的心臟進行血管連接。
他無視批評者的譴責，繼續這種特殊的實驗路線，隨著時間的推移變得更加成功，他的移植工作在蘇聯國內被廣泛報導，在那裡不斷被批評為不道德。
但直到1950年代後期，他的實驗消息才傳播到外面的世界，當美國外科醫生在1959年意識到Demikhov的狗頭移植手術時，他的實驗已經進行了五年之久。
Demikhov將一隻名叫Shavka的小狗的上半身移植到一隻名叫Brodyaga的德國牧羊犬脖子上，創造了一隻地獄雙頭犬。
雖然這隻合成獸仍然能夠看、聞以及進食，不過只有上半身的Shavka並沒有跟Brodyaga的胃相連，導致牠吃下的東西都會通過管子流到地上。
也由於靜脈的損傷，兩隻狗在手術後四天死亡。
Demikhov的一個崇拜者是南非心臟外科醫生Christiaan Barnard，Barnard通過研究Demikhov的實驗而確信人類的心臟移植是可行的。
Barnard在1960年和1963年兩次訪問了Demikhov在莫斯科的實驗室並受到啟發，他於1967年成功進行了世界上第一次人體的心臟移植手術。
他後來將Demikhov稱為“心肺移植之父”。
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