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수술용 마취제를 사용한 선구자이다. 코네티컷 주 하트퍼드에서 개업하고 있을 때, 웰스는 길거리에서 웃음을 유발하는 기체를 이용한 구경거리를 보는 동안 아산화질소가 통증을 없앤다는 사실을 알게 되었고, 그뒤부터 치과 수술을 할 때 통증이 없애기 위해 아산화질소를 사용하기 시작했다.

1845년 1월 매사추세츠 종합병원에서 이 방법을 시범하도록 허락받았으나 환자가 그 기체에 반응을 나타내지 않자, 웰스는 조롱거리가 되었다. 치외과의사이며 웰스의 예전 동료인 윌리엄 모턴이 1846년 10월에 에테르의 마취작용을 성공적으로 증명한 뒤, 웰스는 아산화질소·에테르·클로로포름 등과 다른 화합물질들의 상대적인 마취작용을 확인하기 위해 이러한 물질들을 가지고 자기 자신을 대상으로 광범위한 실험을 시작했다.

자주 화학물질의 증기를 흡입함에 따라 성격이 과격하게 변했으며, 지나가는 행인에게 산(酸)을 뿌린 혐의로 뉴욕 시에서 감옥에 가게 되었다. 파리 의학협회가 공식적으로 그를 마취 가스를 발견한 사람으로 인정하는 동안에 감옥에서 목매달아 스스로 목숨을 끊었다.