正常人踝关节踞屈内翻肌群明显大于背伸外翻肌群，小腿三头肌中的腓肠肌是跨越膝踝关节的长肌肉，小腿延长3cm以内，肌肉软组织所受到的张力，初期通过弹性延展来适应，延长大于3cm或胫骨长度的15％，在持续的张力――应力下，血管、神经、肌肉等软组织，会遵循张力――应力法则(CTS)与骨延长同步再生，但腓肠肌(包括跨越踝关节的腓骨长肌和胫后肌)难以受到持续不变的牵伸张力，也就不会产生使这些组织再生的基本条件，从而发生肌肉肌腱相对短缩性足下垂，或发生足下垂内翻、外翻畸形(合并腓骨长肌或胫骨后肌短缩)，成年人凡小腿延长>4cm者，如果不固定踝关节，往往不可避免的发生不同程度的足下垂畸形。

　　动物实验证明：肢体延长过程中，骨与肌肉的延长数量并不成比例。在骨膜肌肉上用记分器记录，接近截骨断部位的骨膜被牵长的一部分与截骨端之间的缝隙一样宽，因此实际上骨端是在骨膜下移动，而牵引区被牵长的肌肉只有截骨缝隙的20％[ ]，说明整个肌肉从起点到止点都参与伸长过程。

　　为了防止足下垂畸形的发生，学者们曾采用加强牵伸性行走锻炼来解决此并发症。20世纪60年代还有一些学者采用前足加强弹力橡胶带板与延长器固定在一起预防足下垂的发生，亦能产生一定效果。到20世纪80年代Ilizarov[ ]创用了在跟骨上交叉穿直径1.6mm的钢针，钢针固定在后足3/4的钢环上，并将此钢环以螺丝杆与胫骨延长器的远端环连在一起，从而可以把踝关节固定在“0”位。术后在胫骨延长的同时后足稳定在中定位，跟腱可以同推进。若患者术前跟腱有轻度挛缩，术后可以逐渐旋转与跟骨相连的螺纹杆，从而使跟腱得到牵伸，在胫骨大幅度延长过程中能防止足下垂的发生。但是该装置由于螺纹杆将后足与胫骨连在一起，踝关节与跟距关节不能活动，长期制动的踝关节面容易退变，延长后易出现踝关节的疼痛和活动受限，并且胫骨延长期间不利于患足负重行走。1997年夏和桃将牵伸器踝关节两侧安装上铰链关节，固定跟骨的半环与胫骨的连接环上，采用加弹簧的活动连接杆，如此术后旋转螺母加压弹簧，其牵伸力将逐渐释放到跟骨上，产生适合生理的持续张力，此种张力是一种持续性动态力量。患足踏地行走时，踝关节还可以做适量的背伸跖屈运动，防止踝关节的关节面受压后所致的退变，如此小腿延长过程中也有利于血液和淋巴循环。此装置达到了踝关节的弹性固定和持续牵张的两个要求，胫骨延长时，跟腱和踝关节后侧的长肌皆会发生同步牵伸性再生，胫骨大幅度延长也不会并发足的下垂或下垂内翻、外翻等畸形。该种同步延长器的设计解决了长期困扰下肢延长所引起的足下垂问题。