Les 35 ans de CEREC et VITABLOCS : l'histoire des pionniers

Une histoire de réussite légendaire sur le courage, l'enthousiasme et la foi en une idée : Ils ont marqué la médecine dentaire numérique !
Découvrez quatre protagonistes qui ont contribué à l'extraordinaire histoire du CEREC et au succès des VITABLOCS. Quelle était leur motivation ? Quelle a été l'influence de leur esprit pionnier sur le développement ? Pourquoi CEREC est-il devenu le procédé standard qu'il est aujourd'hui ? Et pourquoi les VITABLOCS sont-ils encore aujourd'hui à la pointe de la technologie ? Nous sommes partis à la recherche des traces.

CEREC – Au début des années 1980, une vision qui allait bouleverser le monde dentaire est née à Zurich. La suite du parcours a été marquée par un enthousiasme ardent, un courage certain, une audace souveraine et une foi persistante dans le fait que les processus numériques peuvent contribuer à améliorer les soins aux patients.

Le quatuor des pionniers

Pr Dr Werner H. Mörmann, dentiste et inventeur de CEREC, a conçu avec son équipe le système CEREC.
Dr Norbert Thiel, chimiste, scientifique des matériaux, a joué un rôle déterminant dans le développement des VITABLOCS.
Dr Joachim Pfeiffer, physicien, responsable du département CFAO, a dirigé le développement de CEREC chez Siemens Dental (devenu plus tard Sirona, puis Dentsply Sirona).
Dr Bernd Reiss, dentiste et utilisateur pionnier, a été le premier praticien au monde à utiliser le système CEREC dans son cabinet dentaire.

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L'idée naît - De la vision à la mission

Tout a commencé par la recherche d'une alternative à l'amalgame ; à la fin des années 1970, l'amalgame a été discrédité en tant que matériau d'obturation. « J'ai reconnu l'urgence de la situation et je me suis senti appelé à trouver une solution », écrit Pr Dr Werner H. Mörmann dans son livre [1]. La céramique lui semblait être un matériau d'obturation approprié, car sa forme, sa couleur et ses propriétés physiques étaient similaires à celles de la substance dentaire. « La technique traditionnelle consistant à cuire des inlays ou des couronnes par couches successives à partir de poudre de céramique feldspathique ne permettait pas de restaurer la dent en une seule séance ». Il fallait mettre au point un processus de modelage pour les obturations en céramique frittée et rendre la céramique malléable par les cabinets dentaires. C'était à l'époque où Apple lançait les premiers ordinateurs privés et IBM les premiers ordinateurs personnels. « L'émergence de la technologie informatique pour l'usage personnel a rendu possible la fabrication rapide d'obturations dentaires en céramique assistée par ordinateur », explique Pr Mörmann. L'idée d'une machine pour les restaurations en céramique était née, marquant le début de l'ère de la dentisterie numérique.

Nous l'avons nommé CEREC, un acronyme de CERamic REConstruction.

En 1980, le Pr Mörmann sensibilisait son ami et compagnon de route, Dr Ing. Marco Brandestini, à ce sujet. Capture d'images, logiciel, technique d'usinage - ensemble, ils ont mis au point un système qui mesure optiquement la cavité dentaire, construit virtuellement l'inlay et le fraise en céramique. « Nous l'avons nommé CEREC, un acronyme de CERamic REConstruction, et avons créé la société Brains pour fabriquer les appareils et les commercialiser ». En 1985, le premier inlay en céramique (matériau : VITABLOCS) était réalisé. Mais avant que la méthode ne s'impose dans le monde professionnel, le professeur Mörmann a d'abord dû faire face à beaucoup de scepticisme. Grâce à sa foi inébranlable en l'idée, il est parvenu à ce que la méthode CEREC soit finalement reconnue par la faculté de médecine de l'université de Zurich, par l'académie de formation continue des dentistes de Karlsruhe et également dans le monde entier.

Le professeur Mörmann (à droite) et le docteur Brandestini (à gauche) lors du symposium CEREC 2009.

<p>Le Pr Mörmann (à g.) et le Dr Brandestini (à dr.) présentent l'appareil CEREC 1. L'essai d'usinage avec une céramique en bloc VITAdur alpha fabriquée par l'utilisateur a encore été réalisé sur un prototype.</p>

Le Pr Mörmann (à g.) et le Dr Brandestini (à dr.) présentent l'appareil CEREC 1. L'essai d'usinage avec une céramique en bloc VITAdur alpha fabriquée par l'utilisateur a encore été réalisé sur un prototype.

Le concept technique du système Cerec tiré du fascicule de brevet de 1980.

CEREC : le pouvoir d'une idée

« La numérisation en dentisterie était dans l'air », se souvient le Dr Joachim Pfeiffer lorsqu'il a entendu parler de CEREC pour la première fois. Ce physicien spécialisé dans l'optique et la physique des lasers travaillait chez Siemens Dental (devenu Sirona, puis Dentsply Sirona). « Nous observions attentivement les activités du Pr Mörmann et d'autres pionniers ». Le concept du CEREC a convaincu Siemens qui a alors pris une décision inauguratrice. Siemens a acquis les licences pour CEREC et était prêt à investir massivement dans le développement. La vision claire concernant la machine était l'élément déterminant. « Nous savions qu'avec le travail de développement approprié, il était possible d'augmenter massivement l'efficacité du système, étape par étape. Cette tâche me fascinait », explique le Dr Pfeiffer. Lorsqu'il s'est lancé dans la technologie, le prototype CEREC existait. Pr Mörmann est resté étroitement impliqué également dans les étapes de développement et les activités de marché suivantes. « Sa persévérance, sa clairvoyance et son habileté politique étaient remarquables ».

Dr Joachim Pfeiffer

Physicien, responsable du département CFAO, a dirigé le développement de CEREC chez Siemens Dental (devenu plus tard Sirona, puis Dentsply Sirona).

Obstacles et jalons

L'utilisation intuitive du CEREC actuel ne trahit rien des nombreux obstacles rencontrés au cours du développement. Persévérer a sans doute été le plus grand défi qu'il a fallu relever ensemble en tant qu'équipe - inventeur, partenaire technologique, partenaire de matériel. « Nous nous sommes motivés mutuellement et étions convaincus de la chose ». Petite anecdote dont se souviennent les pionniers : « À l'époque, Dentsply a également développé un bloc de céramique abrasive pour CEREC (Dicor MGC, Machinable Glass Ceramics). En raison des faibles chiffres de vente, le groupe a cependant rapidement renoncé à cette technologie ». La société VITA Zahnfabrik, quant à elle, est restée méthodique et commercialise avec VITABLOCS un matériau haut de gamme qui s'est imposé sur le marché jusqu'à aujourd'hui.

La numérisation en dentisterie était dans l'air.

Les défis technologiques étaient nombreux, et il a fallu poursuivre les recherches et peaufiner. Au début, la caméra CEREC réalisait des prises de vue individuelles. « Les puces de prise de vue avaient une résolution de 250 x 250 pixels ». À titre de comparaison, les caméras des smartphones modernes possèdent 10 à 40 mégapixels, soit plusieurs millions de pixels. L'usinage a également connu plusieurs étapes de développement. « Au début, nous avons travaillé avec une fraise relativement grande. Nous voulions permettre davantage de formes avec de petites ponceuses à doigts, tout en conservant la même durabilité et la même abrasivité. Cela nécessite une commande complexe et intelligente », explique Dr Pfeiffer. Le logiciel a également posé des problèmes difficiles. Au début, les capacités informatiques abordables n'étaient pas en mesure de représenter des surfaces de forme libre en trois dimensions. Il fallait travailler avec des images en coupe bidimensionnelles. « Le dentiste devait être un phénomène pour utiliser le logiciel 2D ». Au début des années 2000, on est parvenu à passer de la conception 2D à la conception 3D. Un jalon important ; c'est au plus tard à ce moment-là que la technologie s'est imposée à grande échelle. Il y a eu de nombreux bonds technologiques. D'autres fournisseurs ont fait leur entrée sur le marché. L'amélioration de l'unité de cliché a été une étape importante de CEREC. « Après avoir longtemps dû travailler avec de la poudre de scannage, l'Omnicam sans poudre a été la grande étape suivante ». Et de la caméra ultra-perfectionnée pour les prises de vue individuelles, on est passé au mode vidéo.

Quelle sera la suite de l'histoire ? Dr Pfeiffer pense que sur la courbe d'évolution, « CEREC se situe à plus de 90 %. Le système est bien établi et répond aux souhaits des utilisateurs. Bien sûr, les caméras 3D peuvent toujours devenir plus rapides, plus petites et plus faciles à utiliser, et un très grand potentiel existe également au niveau du logiciel CAO. Une production entièrement automatisée est réaliste ; la technologie IA joue ici un rôle important ».

La société VITA Zahnfabrik a fait preuve de clairvoyance, elle avait les pieds sur terre et était en même temps visionnaire.

L'invention géniale de Pr Mörmann a été le moteur de la dentisterie numérique. Mais le développement des matériaux a également joué un rôle important, comme le souligne Dr Pfeiffer. « Le groupe d'inventeurs a eu l'intelligence de choisir au départ les bons partenaires pour les matériaux. Et la société VITA Zahnfabrik a fait preuve de clairvoyance, elle avait les pieds sur terre et était en même temps visionnaire ».

VITABLOCS : l'avenir commence hier

Une rencontre fortuite a marqué le cours de l'histoire de CEREC. En 1984, le Pr Mörmann et Henry Rauter (directeur de VITA Zahnfabrik) se rencontrent lors d'un colloque. Pr Mörmann cherchait une entreprise qui fabriquait des blocs de céramique de manière industrielle. Henry Rauter a tout de suite été séduit par l'esprit pionnier. À cette époque, VITA Zahnfabrik possédait déjà de l'expérience dans le domaine de la céramique et le Dr-Ing. Heinz Claus a donc développé le matériau en bloc expérimental CEREC en s'appuyant sur son vaste savoir-faire dans ce domaine. La structure de ce bloc correspondait à la céramique feldspathique VITABLOCS. En 1985, le premier inlay CEREC en VITABLOCS pouvait être utilisé sur un patient. Un peu plus tard, le chimiste Dr Norbert Thiel commençait à travailler chez VITA Zahnfabrik. Sa priorité était la chimie inorganique. « Lorsque j'ai entendu parler de CEREC, je fus fasciné. Le charisme et la force de conviction avec lesquels Pr Mörmann a présenté sa vision ont fait des étincelles. J'ai pressenti que cette idée pouvait changer le monde dentaire », se souvient Dr Thiel. Aujourd'hui, il déclare : « Pouvoir participer à un développement aussi imposant et qui a fait date a été une source de motivation incroyable. Je suis fier et reconnaissant de la relation amicale que j'entretiens encore aujourd'hui avec Werner Mörmann, car je le considère vraiment comme un visionnaire. Et Dr Pfeiffer de Sirona compte lui aussi parmi les cerveaux qui ont fait de CEREC ce qu'il est aujourd'hui ».

Dr Norbert Thiel

Chimiste, scientifique des matériaux, a joué un rôle déterminant dans le développement des VITABLOCS.

Lorsque j'ai entendu parler de CEREC, je fus fasciné. Le charisme et la force de conviction avec lesquels Pr Mörmann a présenté sa vision ont fait des étincelles. J'ai pressenti que cette idée pouvait changer le monde dentaire.

<p>Les VITABLOCS existent aujourd'hui en trois variantes. La première gamme de VITABLOCS au moment du lancement de Cerec se présentait encore différemment.</p>

Les VITABLOCS existent aujourd'hui en trois variantes. La première gamme de VITABLOCS au moment du lancement de Cerec se présentait encore différemment.

Le développement sur la corde raide

Le perfectionnement de la céramique VITABLOCS a posé de grands défis. « Les exigences semblaient contradictoires ». L'objectif était d'obtenir un matériau facile à usiner avec un aspect similaire à celui des dents, « ... suffisamment solide pour les restaurations et suffisamment tendre pour être mis en œuvre au cabinet dentaire », explique Dr Thiel. Les scientifiques spécialisés dans les matériaux se trouvaient sur une corde raide. Ils ont travaillé en étroite collaboration avec des chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology). Eux aussi ont tenté de développer un matériau céramique en bloc. « Notre approche allait dans une direction similaire ». Ce qui était clair, c'est que le matériau devait avoir une granulométrie plus fine. Il fallait développer un bloc céramique présentant la bonne esthétique de la première génération de VITABLOCS (effet caméléon), mais avec une structure nettement plus fine. Un travail de développement systématique a permis de mettre les VITABLOCS Mark II sur le marché.

Équilibre trouvé

La grande innovation était une structure fine intégrée. Celle-ci a permis d'obtenir un bon équilibre entre résistance et facilité d'usinage. « La structure plus fine améliorait en même temps la capacité de mise en œuvre ». De plus, l'abrasion au niveau de l'antagoniste était nettement réduite. Ce qui ne changeait pas, c'était l'esthétique exceptionnelle du matériau. Le secret de VITABLOCS Mark II est sa structure fine. « Mais sans la technique adhésive, cela n'aurait pas fonctionné. C'était une chance extraordinaire que l'université de Zurich fasse également des recherches sur la technique adhésive », ajoute Dr Thiel. Le succès est venu avec l'application clinique et continue d'impressionner aujourd'hui. « Les dizaines de millions de produits vendus (VITABLOCS Mark II) n'ont que rarement engendré des réclamations ».

Il n'existe rien de mieux

VITABLOCS est-il arrivé à destination ? Pour Dr Thiel, il est clair que VITABLOCS est le matériau idéal pour les restaurations individuelles en céramique. « Je me suis toujours demandé si ou comment nous pourrions encore améliorer le produit. Mais cela se terminait toujours par un mauvais compromis ». VITABLOCS Mark II, en tant que céramique à structure fine, convient parfaitement aux restaurations individuelles et offre le bon équilibre entre esthétique, résistance et facilité de mise en œuvre. La recette de base est restée inchangée jusqu'à ce jour et le matériau est toujours à la pointe de la technologie.

Dans la pratique : CEREC et VITABLOCS - ensemble, ils forment un tout

C'est ce confirme Dr Bernd Reiss. Il travaille depuis plus de 35 ans avec CEREC et VITABLOCS. « Le monde était alors complètement différent », se souvient le dentiste de Malsch (Bade-Wurtemberg) en 1983, lorsqu'il a fait la connaissance du professeur Mörmann. Lorsqu'en 1987, des dentistes étaient recherchés pour faire des tests, il fut tout de suite enthousiaste. Et c'est ainsi que le premier cabinet privé au monde à utiliser CEREC s'est retrouvé à Malsch. Dr Reiss fut moins impressionné par l'ordinateur que par le choix des matériaux et les indications. « Mon exigence a toujours été d'agir en fonction du défaut », justifie-t-il. CEREC et VITABLOCS offraient une alternative aux procédés conventionnels, à savoir une obturation en céramique fabriquée au cabinet et collée à la dent. Soudain, les règles du jeu changeaient. « Il était possible de fabriquer de manière standardisée une pièce à laquelle étaient 'intégrées' des propriétés similaires à celles de la dent ». VITABLOCS offrait déjà à l'époque une opacité mixte entre l'émail et la dentine. Les patients étaient également enchantés : « ... on a l'impression d'avoir une vraie dent ».

Dr Bernd Reiss

Dentiste et utilisateur pionnier, a été le premier praticien au monde à utiliser le système CEREC dans son cabinet dentaire.

Dr Reiss a participé activement aux développements ultérieurs en tant que testeur alpha et utilisateur bêta. « J'étais le pire testeur, car j'étais très maladroit avec l'ordinateur », dit-il en riant rétrospectivement. Avec CEREC, son travail s'est énormément enrichi. La technique adhésive a été la base d'un bon succès à long terme, car à l'époque, la technique CNC n'était pas aussi précise qu'aujourd'hui. « Les macro-charges dans le bain de composite étaient parfois appelées inlays CEREC ». Les grands hiatus le faisaient tout d'abord douter. « … mais les matériaux adhésifs étaient si bons que les hiatus ne posaient pas de problème ». Dès le début, les pensées de VITA Zahnfabrik allaient bien au-delà du matériau de restauration. Il ne s'agissait pas seulement de la réalisation de la pièce, mais aussi du concept clinique. Des coopérations ont été conclues dans le domaine des matériaux adhésifs de scellement. Instruments de préparation, spray de scannage, disques d'usinage ; des accessoires harmonisés avec CEREC et VITABLOCS pouvaient être proposés.

Technique de pointe : « Nous travaillons depuis 34 ans avec CEREC et VITABLOCS »

Les taux de réussite impressionnants ont confirmé l'action. Jusqu'à ce jour, de nombreuses études établissent le taux de réussite élevé, par exemple celle du Dr Bernd Reiss [2]. Les restaurations de dents individuelles orientées sur les défauts sont aujourd'hui le « pain et le beurre » de son cabinet. La céramique feldspathique est utilisée dans environ 70 % des cas. « Si l'émail naturel recouvre la dent, VITABLOCS est mon matériau de prédilection - inlays, onlays, table tops etc. ». L'effet caméléon est remarquable. « Nous obtenons de magnifiques résultats avec des propriétés similaires à celles de l'émail », souligne le dentiste.

« Aujourd'hui, nous avons des lingotins pour de nombreux systèmes CFAO ».

Hartmut Kimmich est l'un de ceux qui ont accompagné la technologie dentaire CFAO chez VITA Zahnfabrik presque depuis le début. Ce prothésiste dentaire de formation est depuis plus de 30 ans chef de produit pour les matériaux CFAO et déclare : « Rétrospectivement, l'histoire du développement est vraiment impressionnante. Malgré de nombreux obstacles et défis, nous avons cru fermement en la technologie CEREC et le grand succès rencontré le confirme. Aujourd'hui, chez VITA, nous disposons d'une large gamme de pièces brutes pour différents systèmes de CFAO fermés et ouverts ».

Déclaration du Pr Dr Werner H. Mörmann en 2021

Pr Dr Werner H. Mörmann

Dentiste et inventeur de CEREC, a conçu avec son équipe le système CEREC.

« L'idée du brevet CEREC consistait à préfabriquer la céramique sous forme de bloc et à usiner la restauration en quelques minutes à partir de ce bloc, à l'aide de l'ordinateur. Mes premiers blocs de VITADUR Alpha que j'ai cuits moi-même en 1982 m'ont fait comprendre que seule une céramique fabriquée en usine permettait d'obtenir une qualité de restauration parfaite. VITA y est parvenu de manière exemplaire en termes de durabilité, de propriétés abrasives et de couleur naturelle, notamment avec les blocs VITABLOCS, VITA ENAMIC et blocs zircone, et ce depuis bientôt 35 ans. J'en félicite chaleureusement l'équipe CFAO VITA et l'entreprise VITA Zahnfabrik ».

[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