1894年（光绪二十年）中日甲午战争爆发，美国长老会教士赫士（乔治干草）夫妇决定回国定居。把其在烟台开办的女子花边班托付给马茂兰夫妇。
1895年（光绪二十一年），马茂兰夫妇在此基础上，以教会名义在烟台南山路正式创办花边女子学校，收容生活无着落的贫苦女子入学，一面读书、学圣经，一面学习编织花边技术，学成后将基督教和花边技术推广到农村。数年后，花边工艺在胶东迅速推广，以此为生计的妇女，仅烟埠即数以千计。1896年（光绪二十二年），马茂兰夫妇在三马路兴建2层楼校舍，宿舍在其侧，为当时烟台颇为壮观的建筑。不久又在南山路创办孤儿院，招收及龄男孤儿在此习字、读书、学做活，女孤儿进花边学校。
马茂兰夫妇一边通过仁德洋行从国外购进纱线及最新流行的花边图样，一边组织当地商人、工人生产和收购花边，运至欧美市场销售。所营业务，以孤儿院产品为名，不仅获当地出口关税豁免权，在欧美各国也享受进口关税豁免。胶东妇女生产所得报酬微薄，而洋行却获得巨额利润。20世纪初，其资金积累已达五六万海关两，居山东省进出口贸易之首。至第二次世界大战前夕，胶东以此谋生的妇女约达数十万人。
1902年（光绪二十八年），马茂兰在烟台三马路建奇山基督教会，花边学校划归教会，后改为烟台培真女子中学[2] 。1916年，马茂兰病逝于烟台。