35 Jahre CEREC und VITABLOCS: Die Geschichte der Pioniere

Eine legendäre Erfolgsstory über Mut, Enthusiasmus und den unerschütterlichen Glauben an eine Idee: Sie prägten die digitale Zahnmedizin!
Erfahren Sie mehr über vier Protagonisten, die die außergewöhnliche CEREC-Geschichte und die erfolgreiche Historie der VITABLOCS mitgeschrieben haben. Was trieb sie an? Welchen Einfluss hatte ihr Pioniergeist auf die Entwicklung? Wieso wurde CEREC zu dem Standardverfahren, das es heute ist? Und warum sind VITABLOCS noch heute State of the Art? Wir machten uns auf Spurensuche.


CEREC – Anfang der 1980er Jahre wurde in Zürich eine Vision geboren, die die dentale Welt umkrempeln sollte. Der weitere Weg war geprägt von brennendem Enthusiasmus, selbstgewisser Courage, souveräner Kühnheit und dem beharrlichen Glauben daran, dass digitale Prozesse zu einer verbesserten Patientenversorgung beitragen können.

Das Pionier-Quartett

  • Prof. Dr. Dr. Werner H. Mörmann – Zahnarzt und CEREC-Erfinder – konzipierte mit seinem Team das CEREC-System.
  • Dr. Norbert Thiel – Chemiker, Werkstoffwissenschaftler – war maßgeblich an der Entwicklung der VITABLOCS beteiligt.
  • Dr. Joachim Pfeiffer – Physiker, CAD/CAM-Bereichsleiter – hat bei Siemens Dental (später Sirona, dann Dentsply Sirona) die Weiterentwicklung von CEREC geleitet.
  • Dr. Bernd Reiss – Zahnarzt und Pionieranwender – war weltweit der erste Praktiker, der das CEREC-System in seiner Zahnarztpraxis einsetzte.

Die Idee wird geboren – von der Vision zur Mission

Es begann mit der Suche nach einer Alternative zu Amalgam; Ende der 1970er Jahre geriet Amalgam als Füllungsmaterial in Verruf. „Ich erkannte die Dringlichkeit und fühlte mich berufen, eine Lösung zu finden“, schreibt Prof. Dr. Dr. Werner H. Mörmann in seinem Buch [1]. Keramik schien ihm als Füllungsmaterial geeignet, da es in Form, Farbe und physikalischen Eigenschaften der Zahnsubstanz ähnlich war. „Die traditionelle Technik, aus Feldspat-Keramikpulver schichtweise Inlays oder Kronen zu brennen, war nicht dazu geeignet, den Zahn in einer Sitzung zu versorgen.“ Es galt, einen Formgebungsprozess für Füllungen aus gesinterter Keramik zu entwickeln und Keramik für die Zahnarztpraxis verarbeitbar zu machen. Das war in der Zeit, als Apple erste Heimcomputer und IBM erste Personal-Computer auf den Markt brachten. „Die aufkommende Computertechnologie für den persönlichen Gebrauch brachte die schnelle computergestützte Herstellung von keramischen Zahnfüllungen in den Bereich des Möglichen“, so Prof. Mörmann. Die Idee einer Maschine für keramische Restaurationen war geboren und das Zeitalter der digitalen Zahnheilkunde eingeläutet.

Wir nannten es CEREC, ein Akronym von CEramic REConstruction.

Im Jahr 1980 gewann Prof. Mörmann seinen Freund und Wegbegleiter Dr.-Ing. Marco Brandestini für das Thema. Bilderfassung, Software, Schleiftechnik – gemeinsam entwickelten sie ein System, welches die Zahnkavität optisch vermisst, das Inlay virtuell konstruiert und aus Keramik schleift. „Wir nannten es CEREC, ein Akronym von CEramic REConstruction, und gründeten die Firma Brains (BRAndestini INstruments), um die Geräte herzustellen und auf den Markt zu bringen.“ Im Jahr 1985 wurde das erste Keramikinlay gefertigt (Material: VITABLOCS). Bevor sich die Methode in der Fachwelt durchsetzte, musste Prof. Mörmann zunächst aber gegen viel Skepsis ankämpfen.  Mit seinem unerschütterlichen Glauben an die Idee erreichte er, dass die CEREC-Methode schließlich von der Medizinischen Fakultät der Universität Zürich, der Zahnärztlichen Fortbildungsakademie Karlsruhe und auch weltweit anerkannt wurde.

Prof. Dr. Mörmann (r.) und Dr. Brandestini (l.) auf dem CEREC-Symposium 2009

Prof. Dr. Mörmann (l.) und Dr. Brandestini (r.) präsentieren das CEREC 1-Gerät. Der Schleifversuch mit selbstgefertigter Blockkeramik aus VITAdur alpha entstand noch auf einem Prototyp.

Das technische Konzept des Cerec-Systems aus der Patentschrift von 1980

CEREC: Über die Macht einer Idee

„Die Digitalisierung in der Zahnheilkunde lag in der Luft“, erinnert sich Dr. Joachim Pfeiffer an die Zeit, als er erstmals von CEREC hörte. Der Physiker mit Schwerpunkt auf Optik und Laserphysik war bei Siemens Dental (später Sirona, dann Dentsply Sirona) tätig. „Wir beobachteten die Aktivitäten von Prof. Mörmann und anderen Pionieren aufmerksam.“ Das Konzept von CEREC überzeugte Siemens und es folgte eine wegweisende Entscheidung. Siemens erwarb die Lizenzen für CEREC und war bereit kräftig in die Entwicklung zu investieren. Ausschlaggebend war, dass hinter der Maschine eine klare Vision stand. „Wir wussten, mit entsprechender Entwicklungsleistung lässt sich die Leistungsfähigkeit des Systems Schritt für Schritt massiv steigern. Die Aufgabe faszinierte mich“, sagt Dr. Pfeiffer. Als er in die Technologie einstieg, gab es den CEREC-Prototypen. Auch bei den folgenden Entwicklungsschritten und Marktaktivitäten blieb Prof. Mörmann stets eng involviert. „Seine Beharrlichkeit, sein Weitblick und das politische Geschick waren bewundernswert.“

Hürden und Meilensteine

Die intuitive Bedienung des heutigen CERECs verrät nichts über die zahlreichen Hürden auf dem Entwicklungsweg. Durchhalten war wohl die größte Herausforderung, die gemeinsam als Team – Erfinder, Technologiepartner, Materialpartner – bewältigt werden musste. „Wir motivierten uns gegenseitig und glaubten an die Sache.“ An folgende Anekdote erinnern sich die Pioniere: „Auch Dentsply entwickelte damals einen Schleifkeramikblock für CEREC (Dicor MGC, Machinable Glass Ceramics). Geschuldet den niedrigen Verkaufszahlen stieg der Konzern jedoch schnell wieder aus der Technologie aus.“ Die VITA Zahnfabrik blieb konsequent und vertreibt heute mit VITABLOCS ein hochwertiges sowie etabliertes Material auf dem Markt.

Die Digitalisierung in der Zahnheilkunde lag in der Luft.

Technologisch gab es viele Herausforderungen, an denen getüftelt und geforscht worden ist. Die CEREC-Kamera erstellte anfangs Einzelaufnahmen. „Die Bildaufnehmer-Chips hatten eine Auflösung von 250 x 250 Bildpunkten.“ Zum Vergleich: Kameras moderner Smartphones besitzen 10 bis 40 Megapixel, also mehrere Millionen Bildpunkte. Auch das Schleifen durchlief mehrere Entwicklungsstufen. „Zu Beginn wurde mit einer relativ großen Schleifscheibe gearbeitet. Wir wollten mit kleinen Fingerschleifern mehr Formen ermöglichen – bei gleicher Haltbarkeit und Abtragsleistung. Das braucht eine komplexe, intelligente Steuerung“, erläutert Dr. Pfeiffer. Auch die Software stellte schwierige Aufgaben. Anfangs waren die bezahlbaren Rechnerkapazitäten nicht in der Lage, Freiformflächen dreidimensional darzustellen. Es musste mit zweidimensionalen Schnittbildern gearbeitet werden. „Der Zahnarzt musste schon ein Freak sein, um die 2D-Software zu bedienen.“ Anfang der 2000er Jahre gelang es, von der 2D- auf die 3D-Konstruktion zu wechseln. Ein Meilenstein; spätestens jetzt setzte sich die Technologie in der Breite durch. Es gab viele Technologiesprünge. Andere Anbieter traten in den Markt ein. Wichtiger CEREC-Meilenstein war u. a. die verbesserte Aufnahmeeinheit. „Nachdem lange Zeit mit Scanpuder gearbeitet werden musste, war die puderfreie Omnicam der nächste große Schritt.“ Und von der hochperfektionierten Kamera für Einzelaufnahmen wurde auf den Videomodus gewechselt.


Und wie wird die Geschichte weitergeschrieben? Dr. Pfeiffer glaubt: „Auf der Entwicklungskurve befindet sich CEREC bei über 90 %. Das System ist etabliert und erfüllt die Wünsche der Anwender. Natürlich können 3D-Kameras immer noch schneller, kleiner und einfacher in der Handhabung werden und sehr viel Potenzial steckt auch in der CAD-Software. Eine vollautomatische Herstellung ist realistisch; hier spielt die KI-Technologie eine große Rolle.“

Die VITA Zahnfabrik zeigte Weitsicht, war bodenständig und zugleich visionär.

Die geniale Erfindung von Prof. Mörmann war der Motor der digitalen Zahnheilkunde. Doch auch die Materialentwicklung spielte eine große Rolle, wie Dr. Pfeiffer betont. „Die Erfindergruppe war schlau genug, sich am Anfang die richtigen Materialpartner zu suchen – und die VITA Zahnfabrik zeigte Weitsicht, war bodenständig und zugleich visionär.“ 

VITABLOCS: Die Zukunft beginnt gestern

Eine Zufallsbegegnung prägte den Verlauf der CEREC-Geschichte. Im Jahr 1984 trafen sich Prof. Mörmann und Henry Rauter (Geschäftsführung VITA Zahnfabrik) auf einer Fachtagung. Prof. Mörmann suchte nach einer Firma, die industriell gefertigte Keramikblöcke herstellt. Henry Rauter war sofort vom Pioniergeist angesteckt. Die VITA Zahnfabrik blickte schon damals auf keramische Erfahrungen zurück und so entwickelte Dr.-Ing. Heinz Claus mit umfassendem keramischem Know-how das experimentelle CEREC-Blockmaterial. Es entsprach in seiner Struktur der Feldspatkeramik VITABLOCS. 1985 konnte das erste CEREC-Inlay aus VITABLOCS einem Patienten eingesetzt werden. Wenig später begann der Chemiker Dr. Norbert Thiel seine Tätigkeit bei der VITA Zahnfabrik. Sein Fokus war die anorganische Chemie. „Als ich von CEREC hörte, war ich fasziniert. Das Charisma und die Überzeugungskraft, mit denen Prof. Mörmann seine Vision präsentierte, ließen Funken springen. Ich habe gespürt, diese Idee kann die dentale Welt verändern“, erinnert sich Dr. Thiel. Heute sagt er: „Bei einer so imposanten und epochalen Entwicklung mitwirken zu können, gab unglaublich viel Ansporn. Auf meine bis heute freundschaftliche Verbindung zu Werner Mörmann bin ich stolz und dankbar, denn er ist für mich wirklich ein Visionär. Und auch Dr. Pfeiffer von Sirona zählt zu den klugen Köpfen, die CEREC zu dem gemacht haben, was es heute ist.“

Als ich von CEREC hörte, war ich fasziniert. Das Charisma und die Überzeugungskraft, mit denen Prof. Mörmann seine Vision präsentierte, ließen Funken springen. Ich habe gespürt, diese Idee kann die dentale Welt verändern.

Drahtseilakt der Entwicklung

Die Weiterentwicklung der VITABLOCS-Keramik stellte große Herausforderungen. „Die Anforderungen wirkten konträr.“ Ziel war ein gut beschleifbares Material mit zahnähnlicher Optik, „… fest genug für Restaurationen und weich genug, um maschinell in der Praxis bearbeitbar zu sein“, so Dr. Thiel. Die Werkstoffwissenschaftler bewegten sich auf einem Drahtseilakt. Es wurde eng mit Forschern des MIT (Massachusetts Institute of Technology) kooperiert. Auch sie versuchten, ein keramisches Blockmaterial zu entwickeln. „Wir dachten in eine ähnliche Richtung.“ Klar war: Das Material musste feinkörniger werden. Es sollte ein Keramikblock mit der guten Ästhetik der ersten Generation VITABLOCS (Chamäleoneffekt) entwickelt werden, aber mit einer deutlich feineren Struktur. Unter konsequenter Entwicklungsarbeit wurden die VITABLOCS Mark II zur Marktreife geführt.

Balance gefunden

Eine große Innovation der VITABLOCS Mark II war ihre eingebaute Feinstruktur. Diese führte zu einer ausgewogenen Balance aus Festigkeit und Schleifbarkeit. „Die feinere Struktur verbesserte zugleich die Verarbeitbarkeit.“ Zudem war die Abrasion am Antagonisten deutlich reduziert. Was gleich blieb, war die herausragende Ästhetik des Materials. „Doch ohne die Adhäsivtechnik hätte es nicht funktioniert. Es war ein Glücksfall, dass auch an der Uni Zürich auch zur Adhäsivtechnik geforscht wurde“, ergänzt Dr. Thiel. Der Erfolg stellte sich mit der klinischen Anwendung ein und beeindruckt bis heute nachhaltig. „Bei zig Millionen verkauften Produkten (VITABLOCS Mark II) kam es nur äußerst selten zu Reklamationen.“

Besser geht nicht

Ist VITABLOCS am Ziel angekommen? Für Dr. Thiel ist klar, VITABLOCS ist das ideale Material für keramische Einzelzahnversorgungen. „Ich habe immer wieder überlegt, ob bzw. wie wir das Produkt noch verbessern könnten. Aber es endete immer wieder in einem faulen Kompromiss.“ VITABLOCS Mark II ist als Feinstrukturkeramik hervorragend geeignet für Einzelzahnrestaurationen und bietet die richtige Balance aus Ästhetik, Festigkeit und einfacher Verarbeitbarkeit. Die Grundrezeptur ist bis heute unverändert und das Material nach wie vor State of the Art.

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In der Praxis: CEREC und VITABLOCS – zusammen ein Ganzes

Dr. Bernd Reiss arbeitet seit mehr als 35 Jahren mit CEREC und VITABLOCS. „Die Welt war damals eine völlig andere“, erinnert sich der Zahnarzt aus Malsch (Baden-Württemberg) an das Jahr 1983, als er Prof. Mörmann kennenlernte. Als 1987 Zahnärzte als Tester gesucht wurden, war er sofort begeistert. So kam es, dass sich die weltweit erste Privatpraxis, in der mit CEREC gearbeitet wurde, in Malsch befand. Dr. Reiss beeindruckte weniger der Computer, sondern vielmehr Materialauswahl und Indikation. „Mein Anspruch war immer, defektorientiert zu handeln“, begründet er. CEREC und VITABLOCS boten eine Alternative zu konventionellen Verfahren – eine in der Praxis gefertigte Keramikfüllung, die adhäsiv mit dem Zahn verbunden wird. Plötzlich galten neue Spielregeln. „Standardisiert konnte ein Werkstück hergestellt werden, welchem zahnähnliche Eigenschaften ‚eingebacken‘ sind.“ VITABLOCS bot schon damals eine Misch-Opazität zwischen Schmelz und Dentin. Auch die Patienten waren begeistert: „… es fühlt sich an wie ein echter Zahn.“

Dr. Reiss wirkte als Alpha-Tester und Beta-Anwender bei den Weiterentwicklungen aktiv mit. „Ich war der Worst-Case-Tester, denn am Computer hatte ich zwei linke Hände“, lacht er rückblickend. Seine Arbeit wurde mit CEREC enorm bereichert. Die Adhäsivtechnik war Grundlage für den langfristig guten Erfolg, denn damals war die CNC-Technik nicht so präzise wie heute. „Makrofüller in der Komposit-Badewanne wurden CEREC-Inlays teilweise genannt.“ Die großen Randspalten lösten bei ihm zunächst Bedenken aus. „… aber die Adhäsivmaterialien waren so gut, dass Randspalten kein Problem darstellten.“ Die VITA Zahnfabrik dachte von Beginn an über das Restaurationsmaterial hinaus. Es ging nicht nur um das Herstellen des Werkstücks, sondern um das klinische Gesamtkonzept. Im Bereich der adhäsiven Befestigungsmaterialien wurden Kooperationen geschlossen. Präparationsinstrumente, Scanspray, Schleifscheiben – eine abgestimmte Peripherie rund um CEREC und VITABLOCS konnte angeboten werden. 

State of the Art: „Wir arbeiten seit 34 Jahren mit CEREC und VITABLOCS“

Die beeindruckend guten Erfolgsraten bestätigten das Tun. Bis heute dokumentieren zahlreiche Studien die hohe Erfolgsquote, z. B. von Dr. Bernd Reiss [2]. Defektorientierte Einzelzahnversorgungen sind heute das „Brot- und Butter-Geschäft“ in seiner Praxis. In zirka 70 Prozent der Fälle wird Feldspatkeramik genutzt. „Bedeckt natürlicher Schmelz den Zahn, ist VITABLOCS mein Material der Wahl – Inlays, Onlays, Table Tops etc.“ Bemerkenswert ist der Chamäleoneffekt. „Wir erzielen wunderschöne Ergebnisse mit schmelzähnlichen Eigenschaften“, betont der Zahnarzt.

„Heute haben wir Rohlinge für viele CAD/CAM-Systeme.“

Einer, der den Weg der dentalen CAD/CAM-Technologie bei VITA Zahnfabrik fast von Beginn an begleitet hat, ist Hartmut Kimmich. Der gelernte Zahntechniker ist seit über 30 Jahren Produktmanager für CAD/CAM-Materialien und sagt: „Rückblickend ist die Entwicklungshistorie wirklich beeindruckend. Trotz vieler Hürden und Herausforderungen haben wir fest an die CEREC-Technologie geglaubt und der große Erfolg bestätigt dies. Heute haben wir bei VITA ein großes Sortiment an Rohlingen für verschiedene geschlossene und offene CAD/CAM-Systeme."

Statement von Prof. Dr. Werner H. Mörmann im Jahr 2021

„Keramik als Block vorzufertigen und daraus computergesteuert die Restauration in Minuten zu schleifen, war die CEREC-Patent-Idee. Meine 1982 ersten aus VITADUR Alpha selbst gebrannten Blöcke machten klar, dass perfekte Restaurationsqualität nur mit fabrikgefertigter Keramik erreichbar ist. Dies ist VITA bezüglich Dauerhaftigkeit, Abrasionseigenschaften und naturgetreuer Farbgebung besonders mit den VITABLOCS-, ENAMIC- und Zirconia-Blöcken nun bald über 35 Jahre vorbildlich gelungen. Dazu gratuliere ich dem VITA-CAD/CAM-Team und dem Unternehmen VITA Zahnfabrik ganz herzlich.“

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Klinische Fallbeispiele

  • [1] Mörmann, W. „Werner Mörmanns CEREC Story“. www.moermanncerecstory.com
  • [2] Reiss B. Clinical results of Cerec inlays in a dental practice over a period of 18 years. Int J Comput Dent 11-11, 3/2006