Methods and compositions for treating traumatic brain injury. The methods and compositions utilize a multi-functional oxygen reactive polymer (ORP) that includes repeating units that include a reactive oxygen species (ROS) scavenging group and a polyalkylene oxide group. For theranostic applications, the oxygen reactive polymer further includes a diagnostic group.L'invention concerne des procédés et des compositions pour traiter des lésions cérébrales traumatiques. Les procédés et compositions utilisent un polymère réactif d'oxygène (ORP) multifonction qui comprend des unités de répétition qui comprennent un groupe d'élimination d'espèce réactive de l'oxygène (ROS) et un groupe oxyde de polyalkylène. Pour des applications théragnostiques, le polymère réactif d'oxygène comprend en outre un groupe diagnostic.